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肺复张

 fjgsd 2022-06-07 发布于广东

苏州工业园区星海医院 刘岗译

重症行者翻译组

生理学上,肺复张是“相同压力下的容积增加”。临床上,细菌性肺炎的病例可能有助于解释什么是肺复张。肺叶感染会形成细菌和炎性细胞的固结混合物,气体将无法进出这部分肺,无法复张。然而,肺的其余部分也可能迅速发炎,但仍可进入气流。重力对发炎但仍可通气肺的效应、镇静患者缺乏呼吸肌活动和肥胖患者的胸壁引起的负荷产生主要的是下垂性肺不张——但对于下垂性肺不张,也可能存在很大的异质性。该部分构成可复张肺,可通过不同方法[复张手法、俯卧位、较高呼气末正压(PEEP)]重新开放并维持。肺形态而不是肺部病因(肺外或肺部)可以解释患者间可复张性的相当大的变异性。

如何衡量复张?

间接方法:氧合法、顺应性法和应力指数法

生理上,因为肺复张后有更多的肺泡参与潮气量通气,故肺复张预期可改善气体交换和呼吸力学,但测量“功能性”复张的关键问题是气体交换和呼吸力学的变化并不能单独反映复张。氧合改善也可能因心输出量减少导致肺内分流减少所致。事实上,通过CT测量,发现复张与氧合改善仅有微弱的相关性,并且分流减少也可以通过心内或血管效应来解释。

在较高压力下顺应性的改善可以代表已经开放的肺单位的机械特性的改善以及先前萎陷的肺泡的复张。在较高PEEP时,即使复张,由于同时发生过度膨胀,顺应性也可能降低。

潮汐肺复张可以用应力指数(SI)来估计,SI是通过数学曲线拟合获得的参数,代表恒定流速充气时压力-时间曲线的形状。SI为1(即,线性压力增加)表明正常充气时肺泡是潮气量吸气而无过度膨胀。SI<1(凸面,即潮气量充气时肺顺应性增加)提示潮气量充气时肺复张,而SI>1提示过度膨胀(凹面,即潮气量充气时肺顺应性降低)。PEEP相关的应力指数变化表明,是否有一个特定的PEEP值,潮气量充气会引起潮汐肺复张或潮汐肺过度充气。因此,SI衍生的PEEP法与CT扫描的复张法不相似。

直接法

参考技术:CT扫描和压力-容积曲线

CT扫描方法依赖于逐个立体像素的分析。根据充气后立体像素的密度阈值(例如,–100或–200 Hounsfield单位),将组织复张量化为在一定压力下未充气的组织在较高压力下再充气的量,通常表示为恢复通气的组织克数或表示为肺总重量的复张分数。在中至重度急性呼吸窘迫综合征(ARDS)中,当气道压力从5 cmH2O增至45 cmH2O时,采用这种方法可复张的肺量差异很大(平均为肺总重量的13±11%),并且与肺损伤严重程度高度相关。因为CT耗时且使患者需要运输和并暴露于辐射中,故CT法对常规临床使用不可行,但辐射风险可通过扫描方案减少。

当把从不同呼气末肺容积或PEEP水平开始的两条或多条压力-容积(PV)曲线合并在一起观察时,在较高的PEEP下PV曲线的垂直偏移意味着肺复张。这是基于肺PV曲线的改变是滞后的(图1)。肺PV曲线是在镇静(可加肌松)下通过恒定流速缓慢充气技术而获得。有趣的是,PV曲线的复张方法与基于CT的复张不相关:CT扫描测量组织复张(解剖),而PV曲线检测通气复张。考虑到通气不良区域,PV曲线的复张方法与另一种CT方法相关。在CT扫描上无组织复张时,仍然可能存在通气复张(这是由于不同容积下肺组织特性的差异),但反之则不亦然。

图片

哺乳动物肺的滞后样改变,对猫离体肺用空气充气和放气时获得的压力-容积曲线。在充气过程中,低位拐点后是一个近乎线性的段。充气和放气曲线间的区域就是因滞后样改变导致,这是由于表面张力特性以及肺泡复张和丧失适配性引起的。在某一特定压力,呼气时的肺容量高于吸气时的容量。

电阻抗断层成像

电阻抗断层成像(EIT)作为一种床旁无创肺成像技术日益受欢迎。重要的是,EIT像CT扫描一样,不能提供肺通气的图像,但可以提供通气的动态信息(即由于呼吸机设置的变化导致的肺容积的整体和区域变化)。可复张肺泡塌陷的百分比可通过测量像素顺应性的相对变化来估计。这需要在高PEEP时有一个“参考”值,并在PEEP(通常从24到6 cmH2O)上进行大范围减量PEEP的尝试:当降低PEEP时,像素顺应性降低表示塌陷,而当增加PEEP时,像素顺应性降低提示过度膨胀。EIT量化复张的方法(包括像素顺应性的变化和复张容积的估计值)正在研发(NCT04460859)。

超声

肺超声(LUS)是另一种流行的无创性床旁成像模式。LUS再通气评分与PEEP诱导的肺复张(用PV曲线量化)相关。而LUS允许对以较高PEEP再通气的实变组织进行区域评估,但不能预测肺过度膨胀。

R/I比值

可以使用任何机械呼吸机通过简化的单次呼吸动作获得肺复张与充气的比值(R/I)。应首先检查是否有相应的气道开放压的气道闭合。然后,在PEEP突然下降(通常评估为15-5 cmH2O)期间测量的呼气量,呼气量=高PEEP时的呼出潮气量+预期PEEP诱导的充气量(即,∆PEEP×低PEEP时的顺应性)+复张量。可复张性定义为复张肺的顺应性与“婴儿肺”在(低PEEP时)时顺应性的比值。在测定R/I比值时,呼吸频率应降低至6-8/min,以便充分排空先前复张的开放肺单位。R/I比值与氧合(反应)、肺泡死腔和血流动力学反应相关,在研究中越来越多地用于区分可复张和不可复张肺。正在研究如何使用R/I比值设定较高或较低的PEEP(NCT03963622)。

了解肺复张性对于优化通气管理至关重要。直到最近,床旁还没有令人满意的通用方法,这可以解释为什么没有研究证明PEEP具有的一致效果。希望最近引入的方法能更好地告知临床医生PEEP的潜在有益和有害作用,并允许权衡PEEP对个体患者的风险和益处。尚不清楚是否需要达到和维持最大肺泡复张以尽量减少肺损伤并促进肺愈合。

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