ards(急性呼吸窘迫综合征)的压力控制通气

关于重症的临床研究 ARDS（急性呼吸窘迫综合征）的压力控制通气 和容积控制通气的前瞻性随机对比实验研究 研究目的： 确定在压力控制通气（PCV）和方波形的吸入气流容积控制通气（VCV） 条件下，院内患有 ARDS（急性呼吸窘迫综合征）的患者死亡率的对比。 实验设计： 多中心的随机性实验。 实验场所： 位于三级护理医院的 12 个医学外科 ICU（重症监护病房） 。 患者： 79 位患有 ARDS（急性呼吸窘迫综合征）的患者，根据美国-欧洲一致性委员会 的规则确定诊断。 干预： 患者被根据随机性原则分为两组，分别使用 PCV（压力控制通气） （n=37）和 VCV（容积控制通气）(n=42)。对于两组患者吸入压力被限制在 35 厘米水柱高度。 测量和结论： 在两组的随机数量上，研究对象没有数量上的显著区别，VCV 实验组表 现出了发生肾脏衰竭的更大的趋势。两组实验患者的通气设置和血气分析数据在实验过程 中没有表现出显著的差异。同 PCV 实验组的患者相比，VCV 实验组的患者有着显著的更 高的院内死亡率（分别为 78%和 51%） ，和更高的肺外器官衰竭的发病人数（分别为 4 人 和 2 人） 。在研究过程中发生的肾衰竭在 VCV 组中有着显著的较高的更高的频率（分别为 64%和 32%） 。多变量分析数据表明与患者死亡率增加相关的独立性因素，为两个或两个以 上的肺外器官的衰竭（机会比例，4.61；95%确定区间 CI，1.38 到 15.40）和急性肾功能 衰竭（机会比例，3.96；95% 确定区间 CI，1.10 到 14.28）的存在，而不是所使用的通气 模式结论：VCV 组患者的肺外器官衰竭数量的增加，与患者死亡率的增加有着非常强烈的 相关性。器官衰竭的发展与通气模式的选择可能没有关系。 （CHEST2000；117：1690- 1696） 关键词： ARDS；死亡率；压力控制通气；容积控制通气 缩略语： CI=确定区间；FIO2=吸入氧气的比例；I/E=吸气量与呼气量的比例；OR=机 会比例；PCV=压力控制通气；PEEP=呼吸末正压通气；VCV=容积控制通气；VT=潮气量 ARDS 相关的临床死亡率从 40%到 70%之间变化。ARDS 病例的呼吸衰竭的典型的临 床管理，需要进行当发生肺功能损伤时，以保持肺泡功能为目的的呼吸辅助措施。尽管用 于维持生命的机械通气，可能会损伤已经患病的肺脏，尤其是在使用了可能会造成肺过张 的高通气容量和通气压力设置时。这一观察结果提示我们，应该避免将肺通气数据设置为 较高的压力和容积模式。因此，在有可能发生肺过张的情况下，要根据可接受的动脉二氧 化碳水平，对潮气量和气道压力进行限制。理论上讲，将气道压力限制在预先设置的水平 上的压力目标模式，或严格设置压力警报并关闭平台压力水平的监视下容积循环通气模式， 都能够同样达到压力限制通气。 压力控制通气（PCV）是一种时间循环模式，在这种模式下能够应用接近方波的压力， 并且通过减速气流的形式释放。这种减速的波形在吸气末产生更薄的层流，并在不同区域 具有显著不同的抗力数据的患者肺部，产生更加均匀的通气分布。许多的研究证明，从容 积控制通气（VCV）转换到压力控制通气（PCV）的 ARDS（急性呼吸窘迫综合征）患者， 氧和功能和肺部功能将会有极大改善。例如，Davis et al 对 25 名急性肺损伤的患者进行了 从带有方波的气流波形的 VCV（容积控制通气）状态切换到 PCV（压力控制通气） ，并观 察到带有方波气流波形的 VCV（容积控制通气）与同 PCV（压力控制通气）相比，显著的 低血氧分压水平，高吸气峰值压力和更低的平均气道压力相关。 在许多年以前的一份综述中，Marini 和 Kelsen 通过对比 PCV 和在固定跨肺泡压力的 条件下进行传统的通气强调了对病例进行预先控制的必要性。两年以后，发表了两篇关于 PCV 和 VCV 前瞻性随机对比实验的文章。在 9 名患有 ARDS（急性呼吸窘迫综合征）的 患者中间，Lessard et al 在保持通气水平和呼吸末肺泡压力（总的呼吸末正压 PEEP）不变， 呼吸机制，血流动力学，气体交换参数发生可观察到的变化的情况下，对比了 PCV 和 VCV。 Rppaport et al 在 27 名患有急性低氧性呼吸衰竭的患者中，进行了前瞻性早期应用 PCV 和 VCV 的对比研究，并发现 PCV 与静态依从性的增加，机械通气患者的存活率和拨 管时间的缩短有相关性。 还没有研究能够对 PCV 的效果，进行发病率和院内 ARDS 患者的死亡率的定量评价。 当执行了限制吸气压力的机械通气统计时，我们采用这种研究方法来确定所应用的通气模 式（PCV 或 VCV） ，对 ARDS 患者的死亡率是否能够产生影响。 材料和方法 患者 从 1995 年 2 月到 1996 年 1 月，我们在 12 家三级护理医院的 12 个 ICU 病房，进行了 患者的登记记录。该研究由每一个提供材料的中心证实，并且所使用的信息是直接从患者 或患者的亲属处获得。下面是进行患者登记的标准：（1）一个或更多的已知的与 ARDS 相关的基础疾病（败血症，休克，肺炎，多通路输液，肺挫伤，多处骨折，消化道吸引， 急性胰腺炎等等） ；和（2）ARDS（急性呼吸窘迫综合征）的诊断指标，如欧洲-美国一致 性标准委员会的描述（急性发作，双侧胸腔放射学发现浸润，肺动脉压力18 毫米汞柱或 没有左肺动脉高压的迹象，并且血氧分压/吸入气体氧气的比例200 毫米汞柱） 。排除标准 如下面的描述：年龄小于 18 岁；妊娠；头部损伤；冠状动脉疾病；在其他的干预性疾病研 究中已经登记；免疫抑制的患者；烧伤患者；任何形式的气体性损伤的存在（例如气胸， 纵隔气胸，气腹，心包积气，皮下气肿） 。 干预 对于患者进行随机数量，并且随机确定使用 PCV 或 VCV。使用盲法将患者分成两个 实验组，即用不透明的，封闭的，标有数字的信封进行分组，直到患者的实验评价数据完 成之后才能够打开信封。根据研究中心使用可更替的实验组进行随即实验。 VCV 一定要输入方波形态的吸入气体。对于两个实验组来说，吸入气体的压力被限制 在35 厘米水柱。PEEP 和 FIO2 的限制要保持血氧饱和度在 89%到 92%之间，使用尽可 能小的 FIO2 并且不能使 PEEP 低于 5 厘米水柱。呼吸率，吸入和呼出气体的比例（I/E） ， VCV 组的 VT（潮气量）和 PCV 组吸入气体的压力，应该能够为满足二氧化碳分压在 35 到 45 毫米汞柱之间进行调节，如果在压力限制平台2.0mg/DL ，或者需要人工肾的支持；（2）心血 管功能衰竭，定义为肺动脉楔压18 毫米汞柱或心指数2.5L/min/m 2；（3）肝功能衰竭， 定义为总胆素水平2.5mg/DL ，或转氨酶或碱性磷酸酶定量水平为正常最高水平的两倍； （4）凝血功能衰竭，定义为血小板计数5U/h。 结论数据 最重要的结论数据是院内患者的死亡率。次要的结论数据包括以下方面：（1）ICU 内 患者的死亡率；（2）留在 ICU 内的时间和住院时间；（ 3）任何气性损伤的存在（气胸， 纵隔气胸，气腹，心包积气，皮下气肿） ；（4）出现器官衰竭的数量。 统计分析 统计数据用平均值和标准差的形式表示。使用了概念-处理的分析方法。使用了 2 和 Fishers 抽象检验用于比较绝对变量。连续性变量用 Mann-Whitney U 检验比较。使用 log- rank（对数）检验来比较 Kaplan-Merier 存活率曲线。65 岁（机会比例 1.63；95%确定区间 1.15 到 2.32） ；发生衰竭的器官数量，2 个（机会比例 2.31；95%确定区间 1.38 到 3.85） ；急 性肾功能衰竭（机会比例 2.01；95%确定区间 1.38 到 2.92） ；心血管功能衰竭（机会比例 1.76；95% 确定区间 0.98 到 3.17） ；凝血功能衰竭（机会比例 1.36；95% 确定区间 0.99 到 1.86） ；和 VCV（机会比例 1.53；95%确定区间 1.08 到 2.17） 。只有下面的两个因素独立的 与患者死亡率的增加有关：在整个实验过程中，出现两个或两个以上的肺外器官的衰竭 （机会比例 4061；95%确定区间 1.38 到 15.40） ，急性肾功能衰竭（机会比例 3.96；95% 确 定区间 1.10 到 14.28） 。 表 1：-实验组的基线图表和临 床特点 临床特点 VCV（n=42） PCV(n=37) P 值 年龄，岁 5916 5917 0.48 女性 12（29） 13（35） 0.70 SAPA 评分 4217 3914 0.71 从前进行机械通气的时间（天数） 33 44 0.30 肺损伤评分 2.90.5 2.80.6 0.346 PaO2/FIO2 13148 12647 0.63 静态顺应性，mL/cm H2O 3010 3114 0.72 没有发生器官衰竭的患者数量 6（14） 7（19） 0.58 肺外器官发生衰竭的数量 2.41.2 2.11.2 0.38 心血管功能衰竭 31（74） 23（62） 0.38 肾功能衰竭 12（28） 5（13） 0.06 肝功能衰竭 8（19） 9（24） 0.77 凝血功能衰竭 13（31） 10（27） 0.89 消化功能衰竭 11（26） 10（27） 0.86 代谢功能衰竭 3（7） 2（5） 0.34 中枢神经系统功能衰竭 7（17） 5（13） 0.23 表中的数值为平均值标准差或如果不是这样的表示则用患者的百分比数值（%）。 SAPA=简化的急性生理评分 表 2：ARDS 的危险因素分布 危险因素 VCV（n=42） PCV(n=37) 败血症 23 19 休克 22 14 肺炎 18 17 多通路的输液 4 3 肺损伤 - 3 多发骨折 3 5 消化道吸引 4 4 急性胰腺炎 4 4 -25- 类似溺水 1 1 其它 2 - 所给出的数值是患者的数量 表 3：实验过程中的通气参数 第 1 天 第 4 天 第 7 天 第 14 天 第 21 天 参数 VCV PCV VCV PCV VCV PCV VCV PCV VCV PCV 平台压力， 厘米水柱 32 （5） 33 （6） 32 （6） 33 （7） 34 （7） 34 （8） 32 （7） 36 （9） 33 (11) 31 （5） 潮气量， mL/kg 8.3 （2.5） 8.0 （1.9） 8.3 （2.4） 8.2 （2.6） 8.3 （2.6） 8.1 （2.4） 7.8 （2.3） 7.2 （2.2） 8.1 （2.3） 7.8 （3.1） 呼 吸 率 ， 次 /分 19 （6） 19 （4） 20 （6） 19 （4） 20 （6） 19 （5） 22 （7） 20 （84） 20 （6） 20 （6） FIO2 0.79 （0.21） 0.73 （0.21） 0.73 （0.21） 0.75 （0.23） 0.70 （0.23） 0.66 （0.22） 0.73 （0.24） 0.70 （0.24） 0.57 （0.20） 0.50 (0.07） 总的 PEEP 厘米水柱 12（4） 11（4） 11（4） 11（4） 12（5） 10（4） 11（4） 12（6） 8（3） 7（3） Tinsp/Ttot, % 0.68 （0.33） 0.87 （0.45） 0.74 （0.40） 0.81 （0.42） 0.81 （0.55） 0.81 （0.50） 0.88 （0.66） 0.78 （0.51） 0.81 （0.73） 0.60 （0.22） 所给出的数值为平均值（标准差）。 Tinsp/Ttot,%=吸气时间与总呼吸时间的比例。P 值小 于 0.05。 表 4：在整个实验过程中的动脉血气和顺应性 第 1 天 第 4 天 第 7 天 第 14 天 第 21 天 参数 VCV PCV VCV PCV VCV PCV VCV PCV VCV PCV PaO2/FIO2 128 （45） 147 （59） 141 （65） 137 （53） 150 （67） 163 （93） 183 （79） 146 （3） 202 （100） 217 （65） PaCO2 毫 米汞柱 51 （15） 52 （16） 52 （14） 49 （10） 54 （13） 51 （16） 50 （16/） 58 （23） 56 （16） 53 （18） 动 脉 血 PH 值 7.31 （0.10） 7.31 （0.11） 7.34 （0.10） 7.36 （0.90） 7.35 （0.10） 7.36 （0.10） 7.36 （0.10） 7.35 （0.06） 7.35 （0.09） 7.41 （0.05） 顺应性 mL/cm H2O 29 （9） 31 （13） 30 （11） 32 （14） 28 （11） 35 （15） 31 （13） 28 （11） 28 （12） 28 （12） 表 5：主要的数据 数据 VCV（n=42） PCV(n=37) P 值 ICU 的患者死亡率 29（69） 18（49） 0.11 院内患者的死亡率 33（78） 19（51） 0.02 气性损伤 4（9） 6（16） 0.18 停留在 ICU 的时间，天 2519 2115 0.46 住院时间，天 3024 2720 0.84 肺外器官的衰竭数量 3.71.8 2.61.5 0.005 心血管功能的衰竭 33（78） 23（67） 0.39 肾功能衰竭 27（64） 12（32） 0.009 肝功能衰竭 18（43） 9（24） 0.13 凝血功能衰竭 22（52） 12（32） 0.12 消化道功能衰竭 16（38） 11（30） 0.59 代谢衰竭 7（17） 4（16） 0.20 中枢神经系统衰竭 7（17） 6（16） 0.24 -27- 讨论 本研究的主要发现是需要进行机械通气的患有 ARDS（急性呼吸窘迫综合征）的患者， 通过减小 VCV 的潮气量或 PCV 的吸入气体压力的方法，减小平台压力的机械通气方式的 选择，对于患者死亡率的影响不是互相孤立的。我们也发现 ARDS 患者的死亡率与多器官 衰竭的发生密切相关，尤其是发生了急性肾功能衰竭的患者预后很差。 尽管 ARDS 患者的存活率能够被提高，这一数字仍然停留在 50%左右，并且主要取决 于基础疾病的严重程度和所伴随的器官功能异常。在我们的实验中，VCV 组患者的院内死 亡率相当高，其他的研究报告也发表了相接近的死亡率。例如，Amato et al 的研究报道传 统方法通气的死亡率为 71%， Brochard et al 的研究证明在压力限制的通气组，继发多器官 功能衰竭并死亡的患者比例在 70%左右。在 VCV 实验组中患者多器官功能衰竭和急性肾 功能衰竭的发生率显著高于 PCV 实验组，而这两个原因是导致患者死亡的关键因素，这就 能够解释 VCV 实验组的患者死亡率与 PCV 实验组的患者死亡率相比显著增加这一现象。 对于在 VCV 实验组患者有较高多器官功能衰竭综合征和急性肾功能衰竭的发生率， 有很多可能的解释。首先，发生肾功能衰竭的患者主要分布于 VCV 实验组中。无论何时 进行随机性研究，在随机过程中，将死亡率和患病率的危险因素平均分配到不同研究组的 患者中是合理的。然而实验中观察到，由于具有较高急性肾功能衰竭，和休克危险因素的 ARDS 患者较多百分比的人员登记在 VCV 研究组的倾向，在我们的研究过程中并不能够完 全实现危险因素的平均分布。此外，与 PCV 实验组相比，进行 VCV 通气之前和之后， VCV 实验组患者中，急性肾功能衰竭的相对风险的增加程度是一致的（随机分布时的相对 风险，112%；完成实验研究后的相对风险， 128%） 。其次， CO2 是已知的具有血管活性的 物质，可能会减少肾动脉血流，并导致肾功能衰竭，但是 PaCO2 值在整个实验过程中，在 两个实验组中没有表现出显著的差异。第三，VCV 通过引发系统性炎症，反应导致肾功能 的衰竭。机械通气已经表现出对肺部炎症细胞和炎症性介质的水平具有显著的影响，并且 对于可能会导致多器官功能衰竭综合征的系统性炎症反应的发病，有着重要的作用。关于 同 PCV 通气相比，VCV 通气可能会导致严重的系统性炎症反应的假说，可能会与他不成 立的可能性是相同的。原因是对于相同的吸气末压力和容积，对于 VCV 通气患者和 PCV 通气方式的患者，会造成相同的损伤。被研究的两种不同通气模式的唯一区别是吸气气流 的方波形态，目前我们还不知道任何研究能够证实，吸气气流的方波形态是影响通气肺损 伤的主要因素。最后，对比传统通气模式和微损伤（保护性通气）通气模式的前瞻性研究 实验组中，具有相同的器官衰竭的发生病例数，使我们得出这样的结论：在通气模式的选 择方式和多器官功能衰竭综合征之间没有直接的因果关系。 在一系列的研究中，由于呼吸衰竭直接引起的死亡病例，只占总死亡人数的不足 20%。我们得到了相类似的结论，结论显示在使用 VCV 模式通气的实验组中，