保留自主呼吸在ARDS機械通氣中的作用-秦秉玉

2023/3/41保留自主呼吸在ARDS

機械通氣中的作用河南省人民醫(yī)院重癥醫(yī)學部秦秉玉機械通氣ARDS改善氧合VIVL/VIDD加重呼吸機相關性肺損傷其發(fā)生率達30%

[1]呼吸機相關性膈肌功能不全氣壓傷：肺內(nèi)壓力過高，尤其Pplat過高造成。容積傷：VT過大致肺泡上皮通透性增加、肺泡內(nèi)液體浸潤和肺水腫等。生物傷：與機械通氣相關的炎癥性損傷。剪切傷：可復張的塌陷肺組織周期性地開放和塌陷造成。VIVL分類注：ForceDecline指VIDD的發(fā)生率這一前期臨床研究目的是：回顧VIDD的發(fā)生情況；總結(jié)VIDD發(fā)生時膈肌的細胞水平的變化；提出骨骼肌萎縮的新發(fā)現(xiàn)；為下一步的研究提供新的方法；促進肺功能恢復增加病死率ARDS保留自主呼吸？

正因為各種各樣的爭論，MarceloGamadeAbreu，總結(jié)了最近的臨床及基礎關于ARDS機械通氣過程中保留自主呼吸的研究情況。保留自主呼吸的優(yōu)點促進肺復張促進肺內(nèi)氣體再分布促進肺內(nèi)灌注再分布防止VIDD的發(fā)生改善血流動力學和組織灌注降低肺損傷和肺部炎癥反應仰臥位跨肺壓使重力依賴區(qū)肺不張ARDS時全身炎癥反應致SP失活進一步加重肺不張CMV促進肺復張在MV過程中，保留自主呼吸膈肌收縮使背側(cè)和尾側(cè)肺區(qū)產(chǎn)生較高的跨肺壓，而上肺和腹側(cè)肺區(qū)跨肺壓較低，這更有利于重力依賴區(qū)的肺復張。促進肺復張促進肺復張方法：常規(guī)麻醉氣管插管后隨即分組，APRV+nonSB組呼吸機設定參數(shù)：FIO2=0.5，PEEP=5cmH2O，RR=20次/分，I:E=1:1，VT=10ml/kg，肺損傷形成后調(diào)整參數(shù)RR=30次/分，可以允許性高碳酸血癥PaCO2<60mmHg，給予瑞芬太尼2ug/kg/min，必要時可以給予肌松劑，實驗過程中FIO2、PEEP保持不變。APRV+SB組呼吸機設定參數(shù)：FIO2=0.5，PEEP=5cmH2O，RR=20次/分，I:E=1:1，VT=10ml/kg，允許自主呼吸15次/分，并降低瑞芬太尼用量。促進肺復張注：與APRV+nonSB組相比，APRV+SB組PaO2、SaO2、DO2、SVO2、QVA/QT均升高,VO2降低。結(jié)論：APRV+SB可以通過促進肺復張、改善肺通氣、改善氧合保留自主呼吸的優(yōu)點促進肺復張促進肺內(nèi)氣體再分布促進肺內(nèi)灌注再分布防止VIDD的發(fā)生改善血流動力學和組織灌注降低肺損傷和肺部炎癥反應自主呼吸促進重力依賴區(qū)肺組織肺復張同時使該區(qū)肺組織通氣增加；可以進一步改善肺組織的V/Q比值失衡。促進肺內(nèi)氣體再分布促進肺內(nèi)氣體再分布注：BIPAP+SBmean：輔助+控制通氣與BIPAP+SBcontrol模式相比BIPAP+SBspont模式通氣過程中MV、RR增加，VT、氣道壓、Pplat均降低，促進肺內(nèi)氣體再分布

BIPAP+SBmean中，控制通氣和自主呼吸的比例在VT的下降中起重要作用。促進肺內(nèi)氣體再分布動態(tài)CT可見保留自主呼吸可見到氣體從非重力依賴區(qū)向重力依賴區(qū)分布。促進肺內(nèi)氣體再分布保留自主呼吸的優(yōu)點促進肺復張促進肺內(nèi)氣體再分布促進肺內(nèi)灌注再分布防止VIDD的發(fā)生改善血流動力學和組織灌注降低肺損傷和肺部炎癥反應自主吸氣肺血管收縮血流向重力依賴區(qū)重分布PSV促進肺內(nèi)血流重分布促進肺內(nèi)灌注再分布改善氣體交換保留自主呼吸較CMV模式有更好的V/Q比值；保留自主呼吸可以降低肺內(nèi)分流；但是在沒有壓力支持的自主呼吸模式下會使死腔量增大，PaCO2升高。促進肺內(nèi)灌注再分布促進肺內(nèi)灌注再分布注：Mode1給予PCV模式，Mode2給予PSV模式,Mode3給予noisyPSV模式促進肺內(nèi)灌注再分布QVA/Qt：肺內(nèi)靜脈分流率結(jié)論：PSV、noisyPSV與PCV相比可以改善氧合、降低肺內(nèi)分流，這不僅因為促進了重力依賴區(qū)肺不張，而且促進氣體向非重力依賴區(qū)再分布，最大程度的降低VIVL。保留自主呼吸的優(yōu)點促進肺復張促進肺內(nèi)氣體再分布促進肺內(nèi)灌注再分布防止VIDD的發(fā)生改善血流動力學和組織灌注降低肺損傷和肺部炎癥反應CMVCMV>18h肌肉活動停止蛋白質(zhì)分解Gln增多細胞凋亡防止VIDD的發(fā)生防止VIDD的發(fā)生如圖可見MV后膈肌的快反應肌纖維、慢反應肌纖維在HE染色和免疫組化中均可見到肌纖維數(shù)目減少并與MV持續(xù)時間密切相關。VIDD增加患者的死亡率、住院時間延長。機械通氣過程中保留自主呼吸和抗氧化藥物治療可降低VIDD的發(fā)生。防止VIDD的發(fā)生防止VIDD的發(fā)生注：試驗方法取14位腦死亡器官捐獻患者為事件組，8位早期肺癌患者為對照組，事件組膈肌不活動并MV18-69h，對照組膈肌不活動并MV2-3h后分別取各實驗對象的膈肌行組織學、生物化學和基因的檢測。防止VIDD的發(fā)生注：18-69h內(nèi)膈肌不活動可見肌纖維明顯減少，可能是因為細胞凋亡相關的基因活躍促進膈肌蛋白的水解。保留自主呼吸的優(yōu)點促進肺復張促進肺內(nèi)氣體再分布促進肺內(nèi)灌注再分布防止VIDD的發(fā)生改善血流動力學和組織灌注降低肺損傷和肺部炎癥反應改善血流動力學和組織灌注改善血流動力學和組織灌注注：與APRV+nonSB組相比，有APRV+SB組平均氣壓和平均經(jīng)食道測壓均降低改善血流動力學和組織灌注結(jié)論：APRV+SB組可以明顯的改善氧合.同時對循環(huán)和全身的血供影響比較小。注：與APRV+nonSB組相比，APRV+SB組HR降低、MAP、CO等指標明顯增高改善血流動力學和組織灌注改善血流動力學和組織灌注改善血流動力學和組織灌注注：APRV模式中保留自主呼吸可以改善氣體交換、改善患者的肺順應性，降低ARDS患者MV通氣時間和ICU停留時間。ALI/ARDS患者，保留自主呼吸的通氣組與CMV組相比可見腎血管阻力下降、腎灌注增加、GFR增高[1]。改善血流動力學和組織灌注保留自主呼吸的優(yōu)點促進肺復張促進肺內(nèi)氣體再分布促進肺內(nèi)灌注再分布防止VIDD的發(fā)生改善血流動力學和組織灌注降低肺損傷和肺部炎癥反應給予6ml/kg的潮氣量可見，保留自主呼吸組與PCV組相比肺組織學損傷、肺泡水腫和炎癥反應均明顯降低。降低肺損傷和肺部炎癥反應在輕度的ALI中，保留自主呼吸組與PCV組相比，肺損傷減輕、肺炎癥反應降低、肺纖維化形成下降[1]。然而至今未見這方面的臨床研究報道。降低肺損傷和肺部炎癥反應降低肺損傷和肺部炎癥反應注：A圖為沒有自主呼吸BIPAP相當于PCV，RR=37次/分；Pmean=

5cmH2O,I:E=1:1；

B圖為在每個呼吸呼吸周期中均有自主呼吸，RR=30-40次/分；Pmean=

5cmH2O,PI=8cmH2O；PEEP=8cmH2O;I:E=1:1；各組機械通氣8小時后測量各組BALF中炎癥介質(zhì)的含量和肺損傷的評分

降低肺損傷和肺部炎癥反應降低肺損傷和肺部炎癥反應注：如圖可以看到與控制通氣組（CV）相比，自主呼吸（SB）組炎癥因子TNF-、IL-6、IL-8水平明顯降低，抗炎癥因子IL-10明顯增加保留自主呼吸的不足潮氣量控制不佳人機對抗增加重癥ARDS患者病死率增加肺損傷和肺部炎癥反應保留自主呼吸的通氣模式可以產(chǎn)生4-8ml/kg的VT，但是VT仍是不恒定的。這種VT不恒定的通氣模式仍然可以導致呼吸機相關性肺損傷。潮氣量控制不佳ASV、NAVA模式中均可見到ALI患者較高氣道壓力和過大的潮氣量。VT的大小不僅取決于呼吸機的做功，而且還取決于患者的自主吸氣努力，這是VT不恒定的主要原因。潮氣量控制不佳潮氣量控制不佳注：NAVA1234為NAVA設定為1、2、3、4cmH2O/uv膈肌電活動結(jié)論：與PSV模式相比NAVA增加了呼吸模式的易變性和復雜性，使通氣過程更不穩(wěn)定患者的潮氣量等流速相關的變量不恒定，但其可以改善最終的氧合是不容置疑的。保留自主呼吸的不足潮氣量控制不佳人機對抗增加重癥ARDS患者病死率增加肺損傷和肺部炎癥反應呼吸機通氣過程中人機不協(xié)調(diào)現(xiàn)象的發(fā)生取決于：呼吸機模式、氣道分泌物、觸發(fā)靈敏度、低氧血癥、高碳酸血癥、呼吸性酸中毒、鎮(zhèn)靜狀態(tài)等因素。人機對抗

ARDS小潮氣量保護性通氣策略在臨床工作中已被證實，然而人機不協(xié)調(diào)可以限制保護性通氣策略的實施。人機對抗保留自主呼吸的不足潮氣量控制不佳人機對抗增加重癥ARDS患者病死率增加肺損傷和肺部炎癥反應即使有大量的試驗證實保留自主呼吸可以降低VILI的發(fā)生，然而仍有研究發(fā)現(xiàn)保留自主呼吸甚至加重肺損傷和炎癥反應的發(fā)生[1]。增加肺損傷和肺部炎癥反應增加肺損傷和肺部炎癥反應結(jié)論：與保留自主呼吸組相比，NMBAS組可以明顯降低ARDS機械通氣過程中的炎癥反應。保留自主呼吸的不足潮氣量控制不佳人機對抗增加肺損傷和肺部炎癥反應增加重癥ARDS患者病死率增加重癥ARDS患者病死率結(jié)論：早期ARDS患者使用神經(jīng)肌肉阻斷劑可以改善患者90天死亡率，并沒有增加的肌萎縮和機械通氣時間。增加重癥ARDS患者病死率然而這一實驗結(jié)果值得進一步探討：首先，實驗中所用NMBA本身可以降低全身炎癥反應；其次，兩個實驗組均采用VACV模式，均可以導致人機不協(xié)調(diào)和誤觸發(fā)的產(chǎn)生可以直接影響實驗結(jié)果；再者，NMBA的有益之處僅在重癥ARDS患者（PaO2/FiO2<120mmHg

）中得到證實。TypeofstudyAssisted/unassistedspontaneousbreathingModeofventilationduringspontaneousbreathing

Majorresults(comparedtoCMV)臨床（2011）NotappiliableCMVCMVisassociatedwithdiaphragmaticdysfunction動物（2008）AssistedPSVandnoisyPSVReducedlungdamageandinflammation;improvedoxygenatio動物（2010）BothBIPAPandPSVIncreasedaerationofdependentzonesduringBIPAP;decreasetidalreaerationandhyperaerationduringspontaneousbreathinginBIPAP;betteroxygenation動物（2010）UnassistedBIPAP/APRVImprovedperfusionofdifferentbrainstructures動物（2008）AssistedPSVPreserveddiaphragmaticproteinsynthesisandprotectionagainstcatabolism臨床（2001）UnassistedBIPAP/APRVImprovedhemodynamicsandgasexchange;reducedsedationfasterweaningfromventilatorMostrecentandrelevantevidenceinfavorofspontaneousbreathingactivityinALI/ARDSMostrecentandrelevantevidenceinfavorofspontaneousbreathingactivityinALI/ARDSTypeofstudyAssisted/unassistedspontaneousbreathingModeofventilationduringspontaneousbreathing

Majorresults(comparedtoCMV)臨床（2011）AssistedASVAveragetidalvolumeshigherthanrecommendedforlungprotection臨床（2010）AssistedVACVHigherincidenceofpneumothorax,lessventilatorandICU-freedayandhighermortalityinpatientswithsevereARDSintheplacebogroupcomparedtomuscleparalysis臨床（2010）AssistedNAVAAveragetidalvolumeshigherthanrecommendedforlungprotectionwithhigherNAVAgains動物（1996）AssistedBIPAP/APRVGreaterhistopathologicdamagetothelowerlunglobes臨床（2006）AssistedVACVIncreasedlungproinflammatoryintheplacebogroupcomparedtoagroupwithmuscleparalysis綜上所述大量的數(shù)據(jù)支持保留自主呼吸在ARDS呼吸治療中的應用。臨床上比較多用的模式是APRV和BIPAP。在動物試驗中，NAVA、PSV、noisyPSV的應用對ALI的治療也是有益的。研究不支持VACV(volumeassist-controlventilation)模式在ARDS呼吸治療過程中使用。重癥ARDS患者（PaO2/FiO2<120mmHg）48h內(nèi)，躁動嚴重，常規(guī)通氣模式難以維持氧合者不宜保留自主呼吸。2023/3/46161祝重癥醫(yī)學事業(yè)騰飛！附錄資料：不需要的可以自行刪除9實驗：驗證機械能守恒定律1、利用自由落體運動驗證機械能守恒定律.2、知道實驗的原理、方法、過程.3、對實驗結(jié)果的討論及誤差分析.學習目標復習回顧1、什么叫機械能守恒？2、機械能守恒的條件是什么？3、自由落體運動的物體，機械能守恒嗎？4、機械能守恒定律的表達式是怎樣的？本實驗借助自由落體運動驗證機械能守恒定律實驗目的實驗原理2A2B2121mvmvmgΔh-=要驗證上式是否成立，需要測量哪些物理量？如何測量這些物理量？01234由靜止釋放，則測量這些物理量，需要哪些器材？實驗器材重物、打點計時器、紙帶、交流電源、導線、鐵架臺（附鐵夾）、夾子、天平、毫米刻度尺實驗步驟與操作思考：選擇重物時，選輕一點的好還是重一點的好？為什么？

我們要求重物作自由落體運動，而阻力是不可避免地存在的，為了減少阻力對實驗的影響，應采用密度較大的重物。①用天平測量重物的質(zhì)量實驗步驟與操作思考：安裝打點計時器時，應注意什么問題？

計時器平面與紙帶限位孔調(diào)整在豎直方向,計時器要穩(wěn)定在鐵架臺上,并將計時器伸出桌外。這樣做的目的是什么?

減小紙帶與限位孔的摩擦帶來的實驗誤差；保證重物有足夠的下落空間，以便在紙帶上能夠打出較多的點，有利于進行計算．②按照課本所示裝置安裝打點計時器實驗步驟與操作思考：實驗時，接通電源和釋放紙帶的順序怎樣？先通電源，再釋放紙帶釋放紙帶時應注意什么問題？

釋放重物前，重物應靠近打點計時器，以便能打出較多的點。拉穩(wěn)紙帶的上端，確保重物由靜止釋放。③接通電源，待計時器工作穩(wěn)定后釋放紙帶按如下實驗步驟進行實驗①用天平測量重物的質(zhì)量②按照課本所示裝置安裝打點計時器③接通電源，待計時器工作穩(wěn)定后釋放紙帶④及時切斷電源，取下紙帶，標上紙帶號⑤更換紙帶，重復以上步驟⑥整理器材實驗步驟與操作本實驗要不要必需測物體的質(zhì)量？不是必需要測量物體的質(zhì)量！mgh=mv2/2只證明gh=v2/2如果實驗要求計算勢能和動能的具體數(shù)據(jù)，那就必須知道物體的質(zhì)量（即：課本中所說的用天平測物體的質(zhì)量）討論課文中“紙帶上某兩點的距離等于重物……”中的“某兩點”如何選??？hv我們驗證：需要從起始點開始算起，如右圖：許多材料上指出：選取第1、2兩點間距2mm的紙帶，即在打第1個點的瞬間，紙帶開始下落，實際上在操作中這是很難控制的，所以只要保證操作正確即可，誤差也不會太大。可以想一想2mm是怎么來的？

計時器打下的第一個點作為起始點，適當大距離后選一個點作終點。h=gt2/2=10×0.022/2=0.002m=2mm如何測定第n點的瞬時速度？01234S3S4d4d2方法：平均速度法辨析計算物體的速度，可有三種方法第1、2種方法是根據(jù)機械能守恒定律得到的，而我們的目的就是驗證機械能守恒定律，所以不能用數(shù)據(jù)處理m（kg）

h

（m）V（m/s）勢能減少量mgh(J)動能增加量

ΔEK(J)1234通過本實驗，我們可以得到的結(jié)論是：

實驗結(jié)論（將實驗數(shù)據(jù)填入下表，分析實驗數(shù)據(jù)）

結(jié)論：在實驗誤差允許范圍內(nèi)，重錘重力勢能減少量等于動能的增加量，即機械能守恒。

實驗中，重錘的重力勢能減小略大于其動能增加，其原因是下落中克服阻力做功，機械能略有減少。0hv

212圖象法處理數(shù)據(jù)gh

=v

212該圖象的斜率表示什么？為什么圖象通過原點？可不可以用圖象處理數(shù)據(jù)?可以回避起始點嗎（即處理紙帶時可以不用到起始點嗎）?我們可以選取A、B兩點，比較它們的機械能EA和EB。則有：mgΔh＝EKB－EKAΔhAB

思考

1、(單選)在驗證機械能守恒定律的實驗中，需要測量的是重物的()A．質(zhì)量B．下落高度C．下落時間D．瞬時速度B2、為進行“驗證機械能守恒定律”的實驗，有下列器材可供選用：鐵架臺，打點計時器，復寫紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導線，電鍵，天平。其中不必要的器材有：

；缺少的器材是

。不必要的器材有：秒表、低壓直流電源、天平。缺少的器材是低壓交流電源、重錘、刻度尺3、下列關于“驗證機械能守恒定律”實驗的實驗誤差的說法，正確的是A．重物質(zhì)量的稱量不準會造成較大誤差B．重物質(zhì)量選用得大些，有利于減小誤差C．重物質(zhì)量選用得較小些，有利于減小誤差D．打點計時器選用電磁打點計時器比電火花計時器誤差要小(B)

解析為減小實驗誤差，重物應選質(zhì)量大些的，且重物質(zhì)量不需稱量，A、C錯，B正確，電磁打點計時囂的振針與紙帶間有摩擦，電火花計時器對紙帶的阻力較小，故選用電磁打點計時器誤差大些，D錯誤．

4、有一條紙帶，各點距A點的距離分別為d1、d2、d3…，如圖所示，各相鄰點的時間間隔為T，要用它來驗證B點到G點過程機械能是否守恒，可得BG間的距離h＝________，B點的速度表達式vB＝________，G點的速度表達式vG＝________，如果有________＝________，則機械能守恒。5、某學生在驗證機械能守恒定律的實驗中有如下操作步驟，試按合理的順序步驟序號填在下面的線上：____________________________________．A．斷開電源，取下紙帶，選出前兩個點間距離接近2mm的紙帶；B．把紙帶固定在重錘上；C．將紙帶穿過打點計時器，并把紙帶上提使重錘停在靠近打點計時器的地方；D．把打點計時器固定在放于桌邊的鐵架臺上，并與低壓交流電源相連接；E．接通電源，同時釋放紙帶；F．求出重錘重力勢能的減少量△EP和動能的增加量△EK，比較△EP和△EK得出實驗結(jié)論；G．用刻度尺量出所選取的計數(shù)點到打下的第一個點0之間的距離．DBCE AG F

6、如圖5－5－6是“驗證機械能守恒定律”實驗中打下的某一紙帶示意圖，其中O為起始點，A、B、C為某三個連續(xù)點．已知打點時間間隔Δt＝0.02s，用最小刻度為1mm的刻度尺量得OA＝15.55cm，OB＝19.2cm，OC＝23.23cm.

(1)假定上述數(shù)據(jù)并沒有看錯，則它們中不符合數(shù)據(jù)記錄要求的是

段，正確的記錄應是19.20

cm.

(2)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，當紙帶打B點時，重錘(設其質(zhì)量為mkg)重力勢能比開始下落位置的重力勢能減少了

J，動能增加了

J，這表明數(shù)值上ΔEp

ΔEk(填“