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呼吸机引起的肺损伤是在治疗过程中因机械通气造成或加重的急性肺损伤，有可能导致显著的发病率和死亡率。呼吸机引起的肺损伤的潜在发病率和死亡率影响在世界范围内日益得到认可。然而，关于这种情况的发生率和流行率的准确数据仍然很少。该活动涵盖病因、临床评估以及减轻或预防这种可怕疾病的措施，突出跨专业团队在诊断和管理中的重要性。 介绍 呼吸机引起的肺损伤（VILI）是治疗过程中机械通气造成或加重的急性肺损伤。呼吸机引起的肺损伤可能发生在有创和无创通气期间，并且可能显著增加危重患者的发病率和死亡率。尽管机械通气可能会伤害正常肺和患病肺，但由于更高的微尺度应力，后者的损伤会更严重。呼吸机引起的肺损伤 (VILI) 与呼吸机相关的肺损伤 (VALI) 同义。然而，当肺损伤被强烈推测是由于通气但缺乏任何强有力的证据来证实这一点时，后一种术语更合适。机械通气损伤的概念可以追溯到 1744 年，当时 John Fothergill 在成功通过口对口呼吸对患者进行复苏后，表达了一种观点，即口对口通气可能是比机器风箱更好的复苏选择，因为后者可能潜在不受控制的空气推动会伤害肺部。1952 年脊髓灰质炎流行期间的调查人员记录了机械通气引起的结构性肺损伤。1967 年，“呼吸器肺”一词被创造出来，用于描述那些接受过机械通气且肺部出现广泛肺泡浸润和透明膜形成的患者的死后肺部病理。呼吸机引起的肺损伤的进一步确证证据来自具有里程碑意义的 ARDS Nett 试验，该试验证明低潮气量通气优于 ARDS 患者高潮气量通气。 病因学 呼吸机引起的肺损伤发生的主要机制包括肺泡过度膨胀（容积伤）、气压伤、肺不张伤和炎症（生物伤）。归因的其他机制包括不良心肺相互作用、与通货紧缩相关的和努力引起的损伤。在这方面正在研究的相关因素还包括异质的局部肺力学、肺泡应力频率和肺毛细血管的应力衰竭。已知基因决定的炎症介质的表达变化会影响 VILI 易感性。在一项对 332 名机械通气患者的研究中，这些患者在通气开始时没有出现 ARDS，发现呼吸机引起的肺损伤的危险因素是潮气量大、输血、酸血症和限制性肺病史。虽然发现呼吸性酸中毒、呼吸频率、肺血管压力和体温等因素与呼吸机引起的肺损伤有关，但许多专家认为它们在这个阶段只是二级效应。高潮气量的过度拉伸会导致体积创伤。Faridy 等人在他们对狗的研究中发现，增加潮气量和降低 PEEP 会导致类似跨肺压的肺容量降低。他们得出结论，高潮气量和较低的 PEEP 会导致高表面活性力，这可能导致肺部塌陷和炎症。Dreyfuss 等人在 1988 年的一篇论文中描述了在高潮气量下进行通气的动物肺水肿的发展。还注意到，当通过胸部和腹部周围的带子确保较低的潮气量时，在具有相似气道压力的动物中不会出现这种水肿。Amato 等人进行的一项随机对照试验以及随后具有里程碑意义的 ARDS Nett 研究无可争议地证明，低潮气量通气可提高 ARDS 患者的道德水平。即使由于患者对无创通气的大量努力而导致的更高潮气量也可能导致自我造成的肺损伤。气压伤是一种与压力相关的肺损伤。限制充气压力以防止过度膨胀通常被用作 ARDS 患者肺保护策略（即平台压 < 28 至 30 cms H2O）的一部分。过度膨胀可能导致漏气、气胸和纵隔气肿。人们还需要了解，局部肺过度膨胀是此类呼吸机引起的肺损伤的关键因素。然而，局部肺力学的评估在这个阶段是实验性的。跨肺压是肺泡压和胸膜压之间的差值，是在吸气末气流为零时使肺保持膨胀的压力。因此，跨肺压和潮气量之间有很强的关系。动物实验表明，在呼吸周期中肺不张的周期性打开和关闭可能会因剪切应力而损坏相邻的非肺泡和气道。这种机制称为肺不张。最佳 PEEP 的应用对于预防肺不张很重要。较高的 PEEP 会导致肺泡过度扩张，较低的 PEEP 可能不足以稳定肺泡并使其保持开放。1974 年，Webb 和 Tierney 发表了关于 VILI 的第一项体内研究，他们发现在没有 PEEP 的情况下在高气道压力下进行通气的大鼠很快就会死于严重的出血性肺水肿，这可以通过在保持相同气道压力的同时应用 PEEP 来缓解。生物创伤是炎症介质从受伤肺部的细胞中释放出来，以应对容积创伤和肺不张创伤。在呼吸机引起的肺损伤中，中性粒细胞、巨噬细胞和可能的肺泡上皮细胞分泌各种炎症介质，包括 TNF-α、白细胞介素 6 和 8、转录因子核因子 (NF)-kB 和基质金属蛋白酶 9。这些细胞因子可能会在局部和全身引发有害影响，导致多器官衰竭。如动物研究中所观察到的，不良的心肺相互作用可能导致呼吸机相关的肺损伤，尤其是在高潮气量和低 PEEP 的情况下。 吸气时，由于扩张的肺压迫右心室腔，肺血流量明显减少，呼气时血流量被夸大。这导致高流量 - 无流量 - 高流量状态的循环发生，从而损害肺毛细血管的内皮，称为毛细血管应力衰竭。内皮损伤可能导致毛细血管通透性增加，促进蛋白质和水的渗漏，导致肺水肿。在大约 20 分钟的时间内，由于右心室衰竭和 RV 扩张，导致左心室衰竭伴肺水肿，将室间隔推向左心室，从而增加左心室舒张末期压力。在 2018 年的出版物中，Katira 等人表明持续充气后突然放气可能导致大鼠模型中呼吸机引起的肺损伤。任何与机械呼吸机的突然断开都可能因失去 PEEP 并导致肺泡塌陷而导致肺损伤。作者将这种现象称为肺收缩损伤。作者将这种现象归因于持续充气期间心输出量减少，这通常通过增加全身血管阻力来维持血压。当突然放气时，心输出量恢复正常，但由于全身血管阻力增加而面临显著的后负荷，这导致背压导致左心室舒张末期压力升高和肺水肿。促成因素是突然放气后高肺前向血流导致毛细血管突然高压，造成毛细血管损伤。作者建议在通气的 ARDS 患者中避免开放式吸痰和缓慢降低 PEEP。根据作者的说法，突然断开与 NIV 的连接也可能造成潜在的伤害。理解努力性肺损伤（self-inflicted lung injury）的概念需要注意以下几点。已知早期麻痹可改善肺功能和死亡率。对 LUNG SAFE 研究的事后分析表明，严重 ARDS 患者在 NIV 上的表现比机械呼吸机更差。单中心随机试验中的气道压力释放通气 (APRV) 显示介入组死亡率高，促进自主呼吸。肺部已经受伤的患者更容易受到努力引起的肺损伤。提出的自发呼吸过程中肺损伤的机制包括：自发努力期间胸膜负压增加导致跨肺压增加导致潮气量增加导致容积创伤、悬垂现象导致受伤肺泡的潮汐复张、经血管压力增加导致肺水肿体积循环模式和人机同步。驱动压力是平台压和 PEEP 之间的差值，也是通过将 Vt 除以呼吸系统的静态顺应性 (Crs) 得出的。2002 年，Estenssoro 等人首先描述了第一周驱动压力值的一致能力，以识别 ARDS 患者的幸存者与非幸存者（以及其他变量，包括 P/F 比和 SOFA）。 Amato 等人在 2015 年对 3500 多名患者进行的荟萃分析中表明，驱动压力是与死亡率相关性最好的物理变量。已经提出并积极讨论一种基于驱动压力的通气策略，以防止使用呼吸机的 ARDS 患者的肺损伤。 流行病学 目前尚无有关呼吸机相关肺损伤发生率的数据。然而，预计 ARDS 患者的损伤会更频繁。当肺部出现病理性损伤时，机械通气（尤其是在没有肺保护策略的情况下）将通过前面提到的机制进一步损伤受伤的肺部。一项对 332 名机械通气患者在开始机械通气时未发生急性肺损伤的研究观察到，在前 5 天内，24% 的患者因呼吸机引起的肺损伤。 病理生理学 呼吸机引起的肺损伤主要发生在患有潜在生理损伤的患者身上，例如败血症、创伤和大手术，其中免疫系统已经为对机械性肺损伤的级联反应做好了准备。Volutrauma、肺不张和生物创伤是呼吸机引起的肺损伤的关键机制，尽管现阶段每个成分的相对贡献尚不清楚。肺泡扩张和损伤导致肺泡通透性增加、肺泡和间质水肿、肺泡出血和透明膜形成，导致功能性表面活性剂减少，导致肺泡塌陷。呼吸机引起的肺损伤的临床诊断是在床边进行的，高度怀疑并排除了可能与图片非常相似的其他原因。使用机械呼吸机的患者通常会出现恶化的低氧血症、低 PaO2 和饱和度下降。X 线胸片显示双侧弥漫性肺泡/间质浸润，无心脏扩大。胸部 CT 扫描可能显示不均匀实变和肺不张，局灶性高透明性提示肺泡过度扩张。新发肺部感染和肺水肿是最初需要排除的最常见的鉴别诊断。需要进行彻底的床边临床评估以排除新发支气管痉挛或爆裂声。必须评估气胸、胸腔积液、肢体水肿、腹水和腹腔内高压的证据。需要澄清药物过敏史或输血史。需要对通气设置进行交叉检查，以寻找导致急性肺损伤的任何因素。 评估 评估的目标应该是排除其他导致通气患者低氧血症的相关病因。应排除误吸、感染性肺炎、自动 PEEPing、急性冠状动脉综合征、静脉、脂肪、空气或羊水栓塞、气胸、胸腔积液和腹腔内膨胀。彻底的临床评估床边胸部 X 光片、胸部和腹部超声以及带有床边 ECHO 的 12 导联心电图可以排除上述大多数病因。自动 PEEPing 可以通过分析流量时间曲线来检测。呼吸机引起的肺损伤的胸部 X 光检查可能与 ARDS 患者几乎相似。它将显示双侧弥漫性肺泡间质阴影，无心脏肿大。胸部 CT 扫描可显示双侧不均匀实变和肺不张，局部区域的高透明性与肺泡扩张一致。实验室检查包括脂肪酶水平、心肌酶和血培养以及其他身体分泌物。在某些情况下，可能需要进行下肢多普勒和 CT 肺动脉造影。很少需要进行纤维支气管镜检查和活检。Gattinoni 等人在 2016 年的一篇论文中假设与呼吸机相关的肺损伤病因学可以转化为一个称为机械功率的变量。可以根据潮气量/驱动压力、流量、PEEP 和呼吸频率计算机械功率。他们提出了简单的呼吸机软件，可以在床边轻松计算和分析机械功率方程（从而确定导致呼吸机引起的肺损伤的每个组件的贡献）。 治疗/管理 预防呼吸机引起的肺损伤最重要的措施是选择适当的通气设置，以防止肺泡过度扩张、引起容积伤和生物伤以及肺不张。ARDS 中的“婴儿肺”概念代表了充气正常肺的相对较小区域（仅相当于婴儿肺的大小），在机械通气期间需要保护其免受损伤。由于大部分剩余肺泡未充气且塌陷，因此输送大潮气量可能会使婴儿肺部区域过度膨胀，从而引发肺损伤。婴儿肺不是一个固定的解剖结构，因为依赖性肺不张的重新分布发生在俯卧位。理想的潮气量可能是婴儿肺部通气所需的潮气量，目前仅在生理学研究中对其进行了评估。在 ARDS 患者中，与较高的潮气量（即 12 ml/Kg 的预计体重 (PBW) 相比）的低潮气量策略已被证明可以防止肺泡过度扩张并降低死亡率。重量）如 ARDS Nett 试验所示。在非 ARDS 患者中，一项对 15 项小型随机对照试验和 5 项大型观察性研究的荟萃分析得出结论，6-8 毫升/千克预测体重的潮气量与提高生存率有关。正在接受无创通气试验的轻度至中度 ARDS 患者可能会在潮气量大的情况下产生高强度的努力，这可能会损害肺部。在这种情况下最好中止 NIV 并考虑早期插管。PEEP 是 ARDS 通气策略的一个重要方面，除了改善肺泡募集和氧合外，还可以防止肺不张。需要仔细调整 PEEP，因为不适当的高 PEEP 会导致过度扩张损伤，而较低的 PEEP 可能不足以稳定和保持肺泡开放。根据标志性 ARDS Nett 试验中采用的 PEEP 选择标准，最常在床边为给定的 FiO2 选择 PEEP。基于压力-容积曲线分析、跨肺压测量、CT 和超声图像的最佳 PEEP 滴定已在各种研究中进行了尝试，但缺乏此类策略的临床益处。机械通气的 ARDS 患者应首选封闭式吸引导管，以避免突然断开和 PEEP 复张，理论上，肺复张操作应该可以减少呼吸机相关的损伤。然而，由于对并发症的担忧（例如，血流动力学损害、气胸）和临床益处的不确定性，它们并未得到广泛应用。高频振荡通气 (HFOV) 在理论上有望提供低潮气量（甚至低于死腔和高频）。然而，具有里程碑意义的 OSCILLATE 和 OSCAR 试验未能为 ARDS 患者提供任何临床优势。在先前的研究中，已知使用神经肌肉剂可以降低细胞因子水平。2010 年发表的针对 340 名患者的 ACURASYS 研究表明，接受神经肌肉药物治疗 48 小时的 ARDS 患者在 28 天和 90 天时的道德益处约为 10%。归因于顺式阿曲库铵臂的道德益处可能是由于减少的努力引起的肺损伤导致的生物创伤减少导致多器官功能障碍减少。众所周知，俯卧位通气可以增加动物研究中的通气均匀性，从而防止肺损伤。 2010 年对涉及 1724 名患者的七项试验进行的荟萃分析显示，PaO2：FiO2 比率 < 100 的严重低氧血症 ARDS 患者的绝对死亡率降低了 10%。具有里程碑意义的 PROSEVA 试验对 466 名患有严重 ARDS 的患者进行a PaO2: FiO2 比率 < 150 也显示出与非俯卧位患者相比 16.8% 的显著 28 天死亡率差异。部分或全部体外支持（ECMO/ECCO2-R）在预防呼吸机相关肺损伤方面在概念上是有希望的。然而，在这个阶段，支持常规启动体外支持的临床益处的数据很少。抗炎策略和间充质干细胞的使用已被用于动物研究，以防止呼吸机引起的肺损伤的后果。 然而，它们在人类中的临床效用尚未得到证实。2017 年的一项中国研究发现，氯胺酮和丙泊酚均可提高通气性损伤患者的肺功能指数。发现氯胺酮作为抗炎剂在减少 IL-1β、Caspase-1 和 NF-κB 方面优于丙泊酚。 鉴别诊断 呼吸机引起的肺损伤是通过排除呼吸机呼吸恶化的常见原因和 ARDS 的常见病因而做出的临床诊断。新发肺炎、心源性肺水肿、支气管插管、肺萎陷、气胸、肺栓塞（血栓性和非血栓性）、胸腔积液和腹胀可引起呼吸系统恶化。需要排除脓毒症、误吸、感染性肺炎、严重创伤和/或骨折、肺挫伤、烧伤、吸入性损伤（例如，烟雾、气体、接近溺水）和输血相关的肺损伤。ARDS 也可能发生在心肺旁路和大手术后、胰腺炎以及造血干细胞移植后的患者中。 预后 呼吸机引起的肺损伤患者的发病率和死亡率可能会增加。继发于生物创伤的多器官衰竭可能是导致死亡率的主要原因，尽管更高的潮气量本身也被证明会增加死亡率。肺部广泛损伤的幸存者在理论上存在长期呼吸功能障碍、反复肺部感染和肺心病的可能性。 并发症 呼吸机引起的肺损伤与发病率和死亡率增加有关。通气性肺损伤的并发症包括肺水肿、气压伤、恶化的低氧血症导致机械通气时间延长。尽管事实证明较高的潮气量会增加死亡率，但生物创伤导致的多器官衰竭是主要因素。如果广泛发炎和受伤的区域出现纤维化，幸存者可能会出现长期的呼吸功能障碍和肺心病。复发性感染在纤维化肺组织中也很常见。 咨询 重症医师可以启动适当的通气设置，以防止 ARDS 和非 ARDS 患者因呼吸机引起的肺损伤。可能需要心脏科和肺科会诊，分别排除心源性肺水肿和肺部感染。很少进行肺活检来证明呼吸机引起的肺损伤。尽管呼吸机引起的肺损伤在临床医学中是一个相对较新的概念，但该实体的影响日益得到认可，并在世界范围内实施了预防措施。可以与患者和家属讨论呼吸机引起的肺损伤的可能性，并始终采取最佳措施来预防肺损伤的可能性。 提高医疗团队的协作 重症医生应该非常熟悉呼吸机引起的肺损伤的概念和预防策略。心脏病学和/或肺病学等其他专科可能必须根据具体情况参与，以排除与呼吸机引起的肺损伤非常相似的心脏或肺部原因。与任何其他医疗状况一样，组成跨专业医疗团队的各个专业之间的密切协调和互动可确保特定患者获得更好的结果。
---Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 Jan-. |
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