功能残气量导向的机械通气策略在重症肺炎治疗中的应用

黎 昌，郭伟光，强新华

（佛山市第一人民医院重症医学科，广东 佛山 528000）

重症肺炎由肺炎病情逐渐发展而成，呼吸衰竭是重症肺炎常见的危重症之一［1］，重症肺炎患者一旦并发呼吸衰竭则需行机械通气辅助治疗，小潮气量＋高呼气末正压（Positive End-Expiratory Pressure，PEEP）机械通气策略在改善重症肺炎患者呼吸功能方面具有重要的意义，但临床上仍有不少重症肺炎合并呼吸功能衰竭患者上机后临床症状并无明显改善［2］。功能残气量（Functional Residual Capacity，FRC）是指患者平静呼气后肺部残留的气量，在缓冲肺泡气体分压及促进肺泡内气体交换具有重要作用［3］。研究指出［4］，通过监测FRC可算出合适的PEEP。因此，本研究以FRC为导向计算重症肺炎患者机械通气时PEEP值，以便更好地帮助患者通气，提高患者机械通气治疗效果，现报告如下。

1 资料及方法

1.1 一般资料选取2018年7月至2019年12月入住ICU的重症肺炎机械通气患者94例。纳入标准：①患者符合中国成人社区获得性肺炎诊断和治疗指南（2016年版）［5］；②患者经肺部CT或X线胸片确诊；③患者对本次研究知情同意。排除标准：①患者合并其他肺部基础疾病，如毁损肺、气胸、气管食管瘘、居家依赖氧疗等；②合并肺部恶性肿瘤或其他肿瘤晚期患者；③入ICU 48 h内死亡的患者。应用随机数字表将患者分为观察组及对照组，每组各47例，观察组：男24例，女23例；年龄25～75岁，平均（48.52±4.02）岁；病程5～14 d，平均（7.22±2.11）d；原发性疾病：呼吸道基础疾病27例，心脏基础疾病15例，脑外伤5例；对照组：男25例，女22例；年龄25～75岁，平均（48.84±4.11）岁；病程5～14 d，平均（7.32±2.08）d；原发性疾病：呼吸道基础疾病25例，心脏基础疾病15例，脑外伤7例；两组一般资料比较差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法对照组应用Engström Carestation呼吸机（GE公司，美国）行辅助呼吸，呼吸机端口安装了加温加湿器，可自动调节温湿度，通气呼吸模式为同步间歇指令通气，潮气量设定为6～8 mL·kg-1，吸入氧浓度为0.5～0.7，采用临床常用静态P-V曲线法呼气支拐点滴定PEEP。观察组在对照组基础上通过FRC INvew功能，当功能残气量最大时肺泡开放水平最高，PEEP水平为最佳选择。每天8时、18时进行肺复张并监测肺复张前后FRC变化，若最大FRC变化超过20%即肺复张有效。另通过监测气管压力/容量（P/V）环，评价肺泡的压力和顺应性，从而适当提高气道压水平（Pi），使肺泡顺应性达到最佳值（限定平台压Pplat≤35 cmH2O）。

1.3 观察指标比较两组干预前、干预48 h后呼吸力学、呼吸氧合力学、血流动力学指标，并记录两组并发症及预后情况。（1）呼吸力学：通过呼吸机监测面板监测功能残气量（FRC）、呼气末正压（PEEP）、肺静态顺应性（Cstat，Cst）、气道峰压（Peak airway Pressure，PIP）、气道平台压（Pplat peak pressure，Pplat）和平均气道压（Pm）。（2）呼吸氧合指标：经股动脉导管抽取动脉血，进行动静脉血气分析，检测动脉血pH值（pH）、氧分压（Partial pressure of Oxygen，PaO2）、二氧化碳分压（Partial Pressure of Carbon Dioxide，PaCO2）、氧合指数（Oxygenation index，OI）、中心静脉血氧饱和度（Central venous oxygen saturation，SvO2）和乳酸（Lac）。（3）血流动力学指标：应用容量监测仪（PiCCO）测量心排指数（Cardiac Output Index，CI）、外周血管阻力指数（Systemic Vascular Resistance Index，SVRI）、血管通透 指 数（Pulmonary Vascular Permeability Index，PVPI）和血管外肺水（Extravascular Lung water，EVLWI）。（4）并发症：记录两组气道出血、气胸、气管插管堵塞或脱落情况。（5）预后情况：记录两组机械通气时间、入住ICU时间、APACHEⅡ评分［6］、脏器功能损伤（SOFA）评分［7］。APACHEⅡ评分包括年龄评分、急性生理评分及慢性健康评分，总评分0～71分，分值越高提示患者病情越危重。SOFA评分包括呼吸、凝血、肝功能、循环功能、神经、肾脏等6方面，每方面赋值0～4分，总评分0～24分，分值越高提示患者预后越差。

1.4 统计学方法数据采用SPSS 21.0进行分析，呼吸力学、呼吸氧合力学、血流动力学指标为计量资料，采用均数±标准差（±s）表示，组间比较采用t检验，两组并发症属于计数资料，以n（%）表示，组间计数资料采用χ2检验或者确切概率法，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组干预前后呼吸力学指标比较干预前两组FRC、PEEP、Cst、PIP、Pplat、Pm比较差异无统计学意义（P＞0.05），干预后观察组FRC、PEEP、Cst、PIP、Pplat、Pm较对照组明显改善（P＜0.05），见表1。

表1 两组干预前后呼吸力学指标比较/±s

表1 两组干预前后呼吸力学指标比较/±s

组别观察组对照组tP FRC/mL干预前1 655±362 1 623±386 0.414 0.414干预后1 842±40.2 1 920±38.9 9.559＜0.001 PEEP/cmH2O干预前8.8±2.4 8.4±2.2 0.842 0.842干预后10.2±2.3 12.8±3.3 4.431＜0.001 Cst/mL·cmH2O-1干预前60.7±9.9 61.2±9.1 0.255 0.255干预后75.3±13.1 65.2±11.2 4.017＜0.001组别观察组对照组tP PIP/cmH2O干预前24.9±2.9 24.7±2.8 0.340 0.340干预后25.8±3.0 27.8±4.9 2.386 0.019 Pplat/cmH2O干预前21.0±2.4 21.1±2.5 0.198 0.198干预后22.8±2.5 25.0±3.4 3.574＜0.001 Pm/cmH2O干预前13.5±3.4 13.7±3.2 0.294 0.294干预后14.9±3.0 16.9±4.1 2.699 0.008

2.2 两组干预前后呼吸氧合指标比较两组干预前pH、PaO2、PaCO2、OI、SaO2、SvO2、Lac比较差异无统计学意义（P＞0.05），干预后观察组PaO2、OI、SaO2、SvO2、Lac较对照组明显改善（P＜0.05），见表2。

表2 两组干预前后呼吸氧合指标比较/±s

表2 两组干预前后呼吸氧合指标比较/±s

组别观察组对照组tP pH干预前7.32±0.14 7.30±0.15 0.668 0.505干预后7.38±0.13 7.37±0.14 0.359 0.730 PaO2/mmHg干预前73.3±16.2 71.8±17.4 0.432 0.666干预后89.5±12.9 79.8±12.1 3.760＜0.001 PaCO2/mmHg干预前45.1±9.2 44.4±8.5 0.383 0.702干预后40.1±6.2 41.1±7.2 0.721 0.472 OI干预前152.2±25.9 148.1±28.7 0.727 0.469干预后192.2±30.8 170.1±39.9 3.006 0.003组别观察组对照组tP SaO2/%干预前91.9±2.4 91.5±3.9 0.599 0.551干预后95.5±1.9 93.0±2.1 6.052＜0.001 SvO2/%干预前69.3±4.3 68.4±3.9 1.063 0.291干预后72.1±3.3 70.3±3.1 2.725 0.007 Lac/mmol·L-1干预前3.7±1.6 3.8±1.5 0.312 0.755干预后2.5±1.6 3.3±1.7 2.349 0.021

2.3 两组干预前后血流动力学指标改善情况两组干预前CI、SVRI、PVPI、EVLWI等指标比较差异无统计学意义（P＞0.05），干预后观察组CI、SVRI、PVPI、EVLWI水平较对照组明显改善（P＜0.05），见表3。

表3 两组干预前后血流动力学指标改善情况比较/±s

表3 两组干预前后血流动力学指标改善情况比较/±s

组别观察组对照组t P CI/mL·（s·m2）-1干预前3.78±1.02 3.63±0.93 0.745 0.458干预后4.82±0.47 3.89±0.69 7.637＜0.001 SVRI/dyn·s·cm-5·m2干预前1 612.22±386.23 1 657.52±337.25 0.605 0.546干预后1 488.52±125.25 1 590.22±129.36 3.872＜0.001 PVPI干预前2.85±0.26 2.90±0.45 0.659 0.511干预后1.42±0.36 2.28±0.52 9.322＜0.001 EVLWI/mL·kg-1干预前8.98±1.12 8.85±1.06 0.578 0.564干预后6.18±1.45 7.58±1.69 4.310＜0.001

2.4 两组并发症发生率比较观察组气道出血、气管插管堵塞或脱落等并发症发生率低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表4 两组并发症发生率比较/n（%）

2.5 两组预后情况比较观察组机械通气时间、入住ICU时间短于对照组（P＜0.05），干预后观察组APACHEⅡ评分、SOFA评分较对照组显著下降（P＜0.05），见表5。

表5 两组预后情况比较/±s

表5 两组预后情况比较/±s

组别观察组对照组t P机械通气时间/d 9.6±2.6 12.7±3.4 4.965＜0.001入住ICU时间/d 12.4±3.9 15.6±4.5 3.684＜0.001 APACHEⅡ评分/分干预前22.15±4.02 22.58±3.59 0.547 0.586干预后17.98±2.85 20.25±3.40 3.508＜0.001 SOFA评分/分干预前10.7±4.4 10.3±4.3 0.446 0.657干预后8.6±1.4 9.9±1.8 3.908＜0.001

3 讨论

重症肺炎是呼吸内科常见的危重症之一，具有较高的死亡率［8］。机械通气是目前治疗重症肺炎常用的手段，但重症肺炎常合并呼吸衰竭，而常规的机械通气模式并不能有效纠正重症肺炎合并呼吸衰竭的症状［9］。研究指出［10］机械通气过程中选择合适的PEEP对改善患者通气，纠正呼吸衰竭症状具有重要作用。然而临床上PEEP设置并无统一的标准，导致机械通气患者难以选择合适的PEEP［11］。不同PEEP水平可导致肺泡不同程度开放，过高或过低PEEP均可出现肺泡不同程度闭陷或肺泡过度膨胀，通气/血流比例失调［12］。合适的PEEP水平不仅能促进肺泡开放，改善患者通气功能，促进塌陷肺泡痰液排出，促进炎症吸收，同时改善人机同步性，减少呼吸机相关肺损伤，从而改善患者预后［13］。因此，本研究中通过FRC INview和SpiroDynamics提供的呼吸力学测量方法，FRC具有实时监测功能，不需要中断通气治疗，在不影响患者通气情况下，在不同PEEP水平下，运行FRC测量，同时描述动静态P-V曲线。比较不同压力下动静态曲线的容量值，所得二者差值可以用来估计复张容量。由此得出在特定的PEEP水平下，容量差异越大表示可以肺复张或再复张容积越大，此PEEP水平为最合理选择。计算FRC值是以紧凑气道模块计算出的VCO2，EtO2和EtCO2值为基础。只有当所有这些数值均为正确有效时，所得FRC值才是可接受的。某些处于某种状态的患者可能会因为这些数值的不稳定而无法为Engström Carestation提供可信的数据，得到不准确的FRC测量值。例如：快速和/或不规则的呼吸频率、潮气量发生较大的变化、高热、兴奋、神经病变导致呼吸改变。如果患者的呼吸模式不能提供稳定的潮气量、呼吸频率和CO2读数，那么就会导致不准确的FRC测量值。此方法也类似于P-V曲线法和最佳顺应性法，其优点在于该机器测量时应用了气管内压力导管采集更精确的气道压力，并通过自动化程序，避免了人工判断带来的误差，结果精准，可操作性、重复性较强。其合理性在于在充分肺复张的基础上避免了过度膨胀的肺泡带来对心排血量、肺损伤风险的影响。本研究结果显示，干预后观察组血流呼吸氧合指标（PaO2、PaCO2、OI、SaO2SvO2、Lac）较对照组明显改善（P＜0.05）。而呼吸力学方面，观察组FRC、PEEP、气道平台压等均较对照组优化，表明FRC导向的机械通气策略较静态P-V曲线法可提高重症肺炎患者氧合效果。其原因可能是静态P-V曲线法通过肺复张后呼气支拐点设置PEEP，可能有所高估，虽然短期内增加了FRC及氧合，但带来的损伤会导致呼吸机相关肺损伤及氧合的下降。故根据FRC导向选择最佳PEEP可使闭合肺区容积逐渐接近病理状态下理想的FRC，改善重症肺炎患者肺部顺应性下降导致的低氧血症，从而改善患者氧合指标［14］。

研究表明［15］，肺应变是指以FRC为基础上的容积改变，即肺应变=VT/（FRC＋PEEP肺容积），即随着FRC水平增加，重症肺炎患儿肺应变性显著下降，因此通过监测肺炎患者肺复张过程中FRC的改变，可减轻患者肺部损伤风险，从而有效改善患者呼吸功能。本研究结果显示，干预后观察组呼吸力学相关指标（FRC、PEEP、Cst、PIP、Pplat、Pm）较对照组明显改善（P＜0.05），表明以FRC为导向的机械通气策略能有效改善重症肺炎患者呼吸功能。这可能由于以FRC导向的机械通气策略可将呼吸机压力参数及流速调校至最佳的PEEP，从而避免呼吸肌疲劳，减少呼吸肌氧耗及做功［16］。

重症肺炎患者由于肺泡功能损伤使组织液外渗导致胸腔组织间隙含水量增加及心肺负荷加大，从而影响患者心肺功能，导致血氧饱和度及心血管顺应性下降，影响血流动力学［17］。本研究结果显示，干预后观察组血流动力学指标（CI、SVRI、PVPI、EVLWI）较对照组明显改善（P＜0.05），表明以FRC为导向的机械通气策略能有效改善重症肺炎患者血流动力学。这可能与基于FRC为导向的最佳PEEP应用在重症肺炎患者机械通气模式的选择上可提高患者机械通气效果，从而改善患者呼吸功能，减轻肺泡内水肿，改善血管顺应性，促进血液循环［18］。

本研究结果显示，观察组气道出血、气管插管堵塞或脱落等并发症发生率低于对照组（P＜0.05），且干预后观察组APACHEⅡ评分、SOFA评分较对照组显著下降（P＜0.05），表明以FRC导向的机械通气策略可促进重症肺炎患者预后。考虑可能原因在于以FRC导向的最佳PEEP在确保吸气末跨肺压≤30 cmH2O的安全前提下，能够精准获得合适的PEEP，能更好地打开严重塌陷的肺泡及肺组织，又能避免肺泡过度膨胀，从而减少呼吸机机械通气时引起的肺泡潮式闭合及开放，确保跨肺压在安全范围内，从而降低机械通气引起的容积性创伤，有效提高患者机械通气效果，改善患者预后［19］。

综上所述，FRC导向的机械通气策略能有效改善重症肺炎患者呼吸力学、氧合指标及血流动力学相关指标，降低患者机械通气相关并发症，改善患者预后。