由肺看心：急性呼吸窘迫綜合征右心單元的改變

摘要：急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome， ARDS）作為重癥之肺部表現(xiàn)，破壞肺臟的有效氣體交換面積，通氣功能受累。心肺從解剖位置到生理功能密切相關(guān)，肺部重癥病變必然累及心臟，以右心后向血流改變最為顯著。不合理的機(jī)械通氣、不恰當(dāng)?shù)娜萘抗芾砑把芑钚运幬锏膽?yīng)用，給右心前后負(fù)荷、右心功能帶來(lái)災(zāi)難性后果。心室間的相互作用，右心功能不全進(jìn)入自主惡化的惡性循環(huán)，出現(xiàn)機(jī)體不可逆損傷。重癥床旁超聲監(jiān)測(cè)不僅有助于ARDS的診斷，而且能夠連續(xù)與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)右心單元的變化，實(shí)現(xiàn)右心目標(biāo)導(dǎo)向的治療。基于肺保護(hù)的循環(huán)保護(hù)策略是治療ARDS的基石，是降低重癥患者死亡的靶點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：急性呼吸窘迫綜合征；急性肺源性心臟病；血流動(dòng)力學(xué)；右心

DOI：10.3969/j.issn.1674490X.2024.06.002

中圖分類號(hào)：R56"""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A"""""文章編號(hào)：1674490X（2024）06000907

Blood flow changes in the right cardiac unit in acute respiratory distress syndrome

JU Hailong， ZHANG Hongqiang， LI Jianqi， ZHANG Lingling

（Emergency Department，Affiliated Hospital of Hebei University， Baoding 071000， China）

Abstract： Acute respiratory distress syndrome（ARDS），as a pulmonary manifestations of severe diseases， destroys the effective gas exchange area of the lungs and impairs ventilation function. The heart and lungs are closely related from anatomical location to physiological function， and severe pulmonary lesions inevitably involve the heart， with most significant changes in right heart posterior blood flow， unreasonable mechanical ventilation， inappropriate volume management， and application of vasoactive drugs can get catastrophic consequences on right heart anterior posterior load. The interaction between ventricles leads to a vicious cycle of spontaneous deterioration in right heart dysfunction， resulting in irreversible damage to the body. Bedside ultrasound monitoring in critically ill patients not only helps with the diagnosis of ARDS， but also enables continuously and dynamically monitor changes in the right cardiac unit， achieving targeted treatment of the right heart. The circulatory protection strategy based on lung protection is the cornerstone of treating ARDS and a target for reducing mortality in critically ill patients.

Key words： acute respiratory distress syndrome；acute cor pulmonale；hemodynamics；right heart

急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是由各種不同病因?qū)е碌呐R床病理特征相同的一類疾病，作為重癥疾病的肺部表現(xiàn)，肺泡毛細(xì)血管膜通透性增加呈炎性水腫，失氣肺組織塌陷使肺順應(yīng)性降低，肺內(nèi)分流和無(wú)效腔通氣引起低氧血癥和高碳酸血癥^［1］。作為通氣器官，肺臟在ARDS時(shí)發(fā)生的病理生理改變已廣泛被臨床認(rèn)知并加以干預(yù)，小潮氣量通氣、限制平臺(tái)壓、給予最佳呼氣末正壓（positive end-expiratory pressure，PEEP）、俯臥位及減少膈肌損傷構(gòu)成肺保護(hù)的核心內(nèi)涵，成為重度ARDS的基本通氣策略^［2］。盡管實(shí)施嚴(yán)格的肺保護(hù)性通氣，重度ARDS病死率仍高達(dá)40%，越來(lái)越多研究表明，患者并非死于嚴(yán)重肺損傷和頑固性低氧血癥，而是死于休克和突發(fā)心臟驟停， 因此，重度ARDS對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的影響走入臨床視野^［3］。“以右心為主導(dǎo)”休克治療原則的提出，使ARDS右心單元（右心室及其前后負(fù)荷）的改變得到深入探究，急性肺動(dòng)脈高壓、急性肺源性心臟病（acute cor pulmonale， ACP）被臨床關(guān)注與干預(yù)。然而不恰當(dāng)?shù)娜萘抗芾怼⒀芑钚运幬锏膽?yīng)用，使ARDS患者右心前后負(fù)荷變得復(fù)雜化。ACP右心室增大，通過(guò)室間隔壓迫左心室，左心通過(guò)肺血管系統(tǒng)反作用于右心，使右心進(jìn)入自主惡化的惡性循環(huán)，顯著影響血流動(dòng)力學(xué)^［4］。基于肺保護(hù)基礎(chǔ)上的循環(huán)保護(hù)成為重度ARDS治療的基石、降低死亡率的靶點(diǎn)。重癥超聲不僅有助于ARDS的診斷與嚴(yán)重程度分型，而且能夠早期、全面、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地對(duì)右心及肺高壓進(jìn)行多維度評(píng)估，使右心系統(tǒng)治療個(gè)體化、精準(zhǔn)化^［5］。本文就ARDS右心單元的改變、治療方法及重癥超聲監(jiān)測(cè)進(jìn)行綜述，旨在充分理解重度ARDS不僅是呼吸系統(tǒng)疾病，更是循環(huán)系統(tǒng)病癥。

1"右心單元的解剖生理特點(diǎn)

右心心肌主要由橫行的螺旋肌纖維構(gòu)成，肌層較薄弱，肌纖維收縮及舒張主要沿長(zhǎng)軸運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生動(dòng)能較低。因此，右心具有較高順應(yīng)性，適量容積增加不會(huì)導(dǎo)致壓力明顯變化。較弱的心肌收縮力適于克服低壓力的后向負(fù)荷，右心室與肺動(dòng)脈偶聯(lián)匹配良好。右心室收縮室壁游離緣僅輕度向室間隔運(yùn)動(dòng)，不至壓迫室間隔而影響左心室功能^［6］。肺循環(huán)是一個(gè)低阻力、低壓力系統(tǒng)，肺動(dòng)脈從右心室分出在很短距離發(fā)出分支，迅速形成末端血管網(wǎng)，血管總截面積迅速增加。廣泛分布的末端血管網(wǎng)不僅保障了肺循環(huán)的低阻力狀態(tài)，而且維護(hù)了循環(huán)血量增加時(shí)肺循環(huán)壓力或阻力穩(wěn)定，使回流左心的血量保持恒定。肺靜脈行程短、無(wú)靜脈瓣且壓力低，血流阻力通常也很小。因此左心房的壓力容易沿靜脈逆向傳導(dǎo)至肺毛細(xì)血管網(wǎng)，影響肺泡周圍的血流灌注，使左右心之間發(fā)生惡性交互作用^［7］。心臟和肺臟解剖上共同位于密閉的胸腔，肺臟位于左心與右心之間，通過(guò)肺血管構(gòu)成串聯(lián)系統(tǒng)，但同時(shí)兩側(cè)心臟又直接相連，共同組成一個(gè)器官。這種心肺你中有我、我中有你的特殊關(guān)系，使心臟腔室之間、心肺之間相互依賴、相互影響，形成“一榮俱榮、一損俱損”的病理生理后果。

2"ARDS與右心單元

2.1"ARDS時(shí)右心前負(fù)荷

平靜呼吸時(shí)胸膜腔負(fù)壓穩(wěn)定，右心承接全部的外周靜脈回流，舒張期充盈主要由非張力性容量完成，室壁張力不因容量增加而變化。ARDS時(shí)過(guò)強(qiáng)的自主吸氣努力使胸腔負(fù)壓明顯下降，在張力性容量無(wú)顯著改變情況下，平均體循環(huán)充盈壓與中心靜脈壓（central venous pressure， CVP）壓差增大，右心容量增加。然而，ARDS復(fù)雜的病理生理改變及有創(chuàng)通氣干預(yù)，患者往往存在容量相對(duì)不足。肺內(nèi)或肺外感染是引起ARDS最常見(jiàn)原因，此時(shí)多存在分布性休克，血管內(nèi)容量滲至組織間隙，全身有效容量不足；ARDS時(shí)大量血液成分進(jìn)入肺泡腔及肺間質(zhì)，引起循環(huán)血量下降^［8］；有創(chuàng)通氣胸腔內(nèi)正壓使右心張力性容積增加，升高的CVP抑制靜脈回流；較高的PEEP使上下腔靜脈血管壓力增加，引起血液回流阻力升高，導(dǎo)致回心血量減少^［9］。臨床為了維持血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定，會(huì)進(jìn)行積極液體復(fù)蘇。然而，重癥ARDS存在右心功能不全，右心容量負(fù)荷儲(chǔ)備功能下降，無(wú)張力或低張力階段明顯縮短，少量液體改變就會(huì)引起血流動(dòng)力學(xué)較大變化^［10］。不精準(zhǔn)的容量評(píng)估與調(diào)整，往往會(huì)導(dǎo)致液體過(guò)負(fù)荷，使右心容量顯著增加，出現(xiàn)對(duì)左心的“恃弱凌強(qiáng)”現(xiàn)象^［11］。因此，ARDS患者右心前負(fù)荷可從相對(duì)不足到容量過(guò)負(fù)荷均可存在。床旁重癥超聲與肺動(dòng)脈漂浮導(dǎo)管、脈搏指示劑連續(xù)心排出量相比，在容量監(jiān)測(cè)上具有無(wú)創(chuàng)、簡(jiǎn)便、可視化的特點(diǎn)，能夠連續(xù)與動(dòng)態(tài)評(píng)估患者的容量狀態(tài)、容量反應(yīng)性，通過(guò)觀察右心大小、下腔靜脈寬度及隨呼吸變異度，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)右心容量變化，為右心前負(fù)荷的評(píng)估提供了可靠的依據(jù)^［12］。

2.2"ARDS時(shí)右心功能

右心室肌層薄弱，生理情況下每搏做功僅為左心室的1/4，卻需將100%的心輸出量泵入肺循環(huán)。ARDS右心室后負(fù)荷增加，泵血時(shí)間延長(zhǎng)，且泵出血流迅速受阻于肺循環(huán)小血管網(wǎng)內(nèi)，形成壓力反射波。延長(zhǎng)的射血時(shí)長(zhǎng)使壓力反射波易于落在右心室的射血期，使右心室不僅克服平均阻力的增加，還需克服搏動(dòng)阻力的增加。順應(yīng)性較高的右心室面對(duì)后向壓力的增加，右心室腔迅速擴(kuò)張并延展至心包，導(dǎo)致順應(yīng)性降低、心腔內(nèi)壓力驟升，出現(xiàn)ACP^［13］。增大的右心室通過(guò)室間隔壓迫左心，使其舒張充盈受限，左心房壓力升高。肺靜脈回流受阻，肺循環(huán)阻力進(jìn)一步增加，右心功能進(jìn)一步受損^［14］。由于感染、心室間的相互作用等因素，ARDS時(shí)往往存在體循環(huán)低血壓，使右心室冠狀動(dòng)脈血流下降、心肌缺血，右心主動(dòng)松弛和被動(dòng)充盈受損，出現(xiàn)舒張功能障礙^［15］。超聲對(duì)右心功能的評(píng)價(jià)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，不僅可觀測(cè)腔室的大小，還可評(píng)估收縮與舒張功能。當(dāng)患者出現(xiàn)ACP時(shí)，右心室擴(kuò)張程度可通過(guò)右心室與左心室的舒張末期容積比進(jìn)行評(píng)估。正常情況下比值低于0.6，若比值為0.6～1.0，表明右心室中度擴(kuò)張，而比值大于1則表明存在明顯的右心室擴(kuò)張^［16］。反映右心舒張功能的指標(biāo)如右心房壓力、右心室厚度、三尖瓣環(huán)組織多普勒、三尖瓣口舒張期血流頻譜等，都能通過(guò)床旁超聲實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、持續(xù)監(jiān)測(cè)。

2.3"ARDS時(shí)右心與肺循環(huán)

ARDS時(shí)多種病理生理機(jī)制參與肺循環(huán)損傷，引起急性肺動(dòng)脈高壓。直接損傷及炎癥介質(zhì)釋放使肺血管內(nèi)皮細(xì)胞多糖包被破壞，引起肺泡及間質(zhì)水腫，壓迫肺毛細(xì)血管；肺血管內(nèi)皮完整性破壞，內(nèi)源性凝血系統(tǒng)激活，凝血與纖溶系統(tǒng)失衡，肺血管內(nèi)微血栓形成^［17］；機(jī)體缺氧及高碳酸血癥引起血管收縮，肺血管阻力增加；分布性休克通常與ARDS同時(shí)出現(xiàn)，血管活性藥物的應(yīng)用進(jìn)一步“掐住”了肺循環(huán)血流通路^［18］；ARDS采取肺復(fù)張及高PEEP在復(fù)張塌陷區(qū)域肺泡的同時(shí)，導(dǎo)致相對(duì)正常區(qū)域的肺泡過(guò)度膨脹，肺血管阻力以雙峰方式與肺容積相關(guān)，塌陷肺泡壓迫肺泡外血管，過(guò)度膨脹的肺泡壓迫肺泡內(nèi)血管^［19］。因此，ARDS出現(xiàn)肺動(dòng)脈高壓是以肺原發(fā)損害為基礎(chǔ)、次生損害為協(xié)同，加以不恰當(dāng)?shù)闹委煻喾N因素共同作用的結(jié)果。肌壁較薄的右心室與低阻力、高順應(yīng)性的肺循環(huán)相適應(yīng)，快速出現(xiàn)的肺動(dòng)脈高壓導(dǎo)致右心室發(fā)生急劇擴(kuò)張，出現(xiàn)右心室-肺動(dòng)脈失耦合。超聲檢查在評(píng)估右心室與肺動(dòng)脈匹配程度中具有較大優(yōu)勢(shì)和潛能，其中三尖瓣環(huán)收縮期位移/收縮期肺動(dòng)脈壓力受到廣泛關(guān)注^［20］。肺臟超聲可監(jiān)測(cè)肺毛細(xì)血管通透性改變，肺水增加表現(xiàn)為小葉間隔增厚、B線顯著增多，且B線的數(shù)目與病變程度密切相關(guān)^［21］。心臟超聲除可發(fā)現(xiàn)異常增寬的肺動(dòng)脈外，還可估測(cè)肺動(dòng)脈壓力，雖測(cè)量數(shù)值較肺動(dòng)脈漂浮導(dǎo)管欠精準(zhǔn)，但無(wú)創(chuàng)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)使其更具有臨床參考價(jià)值。

3"ARDS時(shí)右心單元保護(hù)治療

隨著對(duì)ARDS右心單元損害認(rèn)知加深，越來(lái)越多的研究強(qiáng)調(diào)“基于肺保護(hù)的循環(huán)保護(hù)”，從根本上講是以右心管理為核心的ARDS血流動(dòng)力學(xué)治療。ARDS病理改變始于肺，累及右心單元，糾正肺臟病理生理改變是實(shí)現(xiàn)右心保護(hù)的基礎(chǔ)。呼吸驅(qū)動(dòng)異常增強(qiáng)不僅可導(dǎo)致自戕式肺損傷，還可使肺毛細(xì)血管跨血管靜水壓升高，加重肺水腫。經(jīng)鼻高流量氧療及無(wú)創(chuàng)正壓通氣、充分的鎮(zhèn)靜肌松可降低呼吸驅(qū)動(dòng)，有助于減輕肺損傷及肺血管破壞，改善患者預(yù)后^［22］。肺泡塌陷、肺部病變不均一是ARDS的主要病理改變，實(shí)施俯臥位可促使塌陷肺泡復(fù)張、病變均一化，顯著降低病死率。而這種預(yù)后的改善與氣體交換、氧合指數(shù)或二氧化碳分壓變化無(wú)關(guān)，更多源于右心保護(hù)作用^［23］。有研究^［24］顯示，重度ARDS有半數(shù)患者合并ACP，實(shí)施俯臥位治療右心功能全部恢復(fù)正常。其機(jī)制可能與以下因素有關(guān)：俯臥位通氣可降低右心后負(fù)荷、增加左室前負(fù)荷；降低肺部感染概率，減輕全身炎癥反應(yīng)，減少炎性介質(zhì)對(duì)心肌的毒害作用。

右心前負(fù)荷的管理一直是ARDS治療中的熱點(diǎn)問(wèn)題，越來(lái)越多研究提出，根據(jù)不同亞型實(shí)施不同的液體管理策略。高炎癥性患者實(shí)施開(kāi)放性的液體治療病死率更低，低炎癥性患者保守的液體治療更能獲益^［25］。然而根據(jù)亞型實(shí)施前負(fù)荷管理，缺乏客觀的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，具有主觀性。良好的容量管理應(yīng)使靜脈回流與右心舒張功能相匹配，恰當(dāng)?shù)娜萘渴褂倚氖姨幱凇安伎诖逼冢S持良好的右心輸出。中心靜脈壓作為全身靜脈回流的后向阻力，從反應(yīng)容量角度分析，其與右心低張力及高張力階段容量改變更緊密相關(guān)，為開(kāi)放性補(bǔ)液或反向液體復(fù)蘇提供客觀依據(jù)^［26］。ARDS時(shí)肺動(dòng)脈壓的有效管控是實(shí)現(xiàn)右心室-肺動(dòng)脈偶聯(lián)匹配的關(guān)鍵。機(jī)械通氣患者控制平臺(tái)壓（＜30 cmH₂O）（1 cmH₂O=0.098 kPa）以減輕跨肺壓力，通過(guò)氧合的改善逆轉(zhuǎn)肺血管收縮^［27］；限制氣道壓力＜27 cmH₂O，減少肺過(guò)度膨脹、減輕肺泡血管的壓迫；實(shí)施小潮氣量通氣和維持最佳的PEEP，糾正高碳酸血癥，有利于經(jīng)肺的應(yīng)力、應(yīng)變重新分布，減輕右心室的壓力負(fù)荷^［28］。盡管右心保護(hù)性通氣策略已得到廣泛認(rèn)可與實(shí)施，但臨床實(shí)踐中卻存在一些困難。最佳PEEP的設(shè)置一直爭(zhēng)議不斷，既要求達(dá)到最佳氧合狀態(tài)，同時(shí)又須對(duì)右心前后負(fù)荷不產(chǎn)生顯著影響，對(duì)于病變不均一的ARDS存在難度^［29］。實(shí)施小潮氣量通氣雖然可使各種壓力控制在理想范圍，但肺通氣不足出現(xiàn)二氧化碳潴留，加重高碳酸血癥。體外膜肺氧合技術(shù)可實(shí)現(xiàn)心肺的雙重保護(hù)，對(duì)重度ARDS展現(xiàn)出其獨(dú)特的治療優(yōu)勢(shì)^［30］。

吸入性肺血管擴(kuò)張劑能夠選擇性地?cái)U(kuò)張通氣良好肺組織血管，使血流重新分布，改善通氣/血流匹配。吸入劑局部用藥、半衰期短，其全身作用輕，目前常用的藥物包括一氧化氮、前列環(huán)素等^［31］。然而，擴(kuò)血管藥物在作用于肺循環(huán)時(shí)也可影響體循環(huán)，這種效應(yīng)在重癥患者中尤為明顯。一方面擴(kuò)張肺動(dòng)脈可降低肺循環(huán)阻力，利于右心功能恢復(fù)，另一方面可降低體循環(huán)壓力，出現(xiàn)低血壓。在應(yīng)用擴(kuò)血管藥物時(shí)肺動(dòng)脈壓下降不明顯而體循環(huán)壓力顯著降低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)跨室間隔壓力不同，通過(guò)左右心的交互導(dǎo)致右心功能惡化。

ARDS右心單元的改變已被廣泛認(rèn)知并重視。作為靜脈回流的終點(diǎn)，右心需與容量相匹配，作為肺循環(huán)的起點(diǎn)，其需與肺循環(huán)相匹配，為使肺循環(huán)與體循環(huán)緊密切合且遙相呼應(yīng)，右心還需與左心匹配。ARDS治療中不僅要關(guān)注患者氧合功能的改善，更需關(guān)注右心單元改變，實(shí)施以右心單元為導(dǎo)向的ARDS治療，實(shí)現(xiàn)心肺雙重保護(hù)，改善患者臨床預(yù)后。

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（責(zé)任編輯：高艷華）