重症哮喘的机械通气(翻译).docx

重症哮喘的机械通气James Leatherman , MD急性加重的哮喘能导致呼吸衰竭，并且需要通气辅助。无创通气可以降低部分病人对气管插管的需求。对于那些气管插管和呼吸机机械通气支持的患者，避免机械通气并发症优于纠正高碳酸血症的治疗策略是30年前首先提出的，并且已经成为首选的方法。过度肺膨胀是低血压及气压伤的主要原因。肺过度膨胀的关键决定性因素评估对于合理的呼吸机管理是必不可少的。机械通气支持的哮喘患者的标准疗法包括：吸入性支气管扩张药物、糖皮质激素以及帮助控制通气不足的药物。非常规干预措施例如氧氦混合气体吸入、全身麻醉、支气管镜检查、以及体外生命支持已经主张用于爆发性哮喘的病人，但是很少有必要用到。机械通气的急性重症哮喘患者即刻死亡率是很低的，常常与院外插管前心脏呼吸骤停有关。然而，重症哮喘已经插管的患者因后续的恶化而增加死亡风险，这些患者应该在门诊部必须进行管理。缩写：ECLS=体外生命支持；NIV=无创通气；NMBA=神经肌肉阻滞剂；PEEP=呼气末正压；Ppk=气道峰压；Pplat=气道平台压；Vei=吸气末肺容积。大约2-4%的急性加重哮喘住院患者需要机械通气支持。立即气管插管的适应症包括：呼吸停止、意识状态的改变、极度衰竭。大多数高碳酸血症患者不需要气管插管，但是尽管合理治疗后日益恶化的呼吸性酸中毒或渐进性疲劳提示需要呼吸支持。哮喘病人的气管插管术在另外的文章综述。急性加重哮喘病人无创通气的作用不是很明确。一篇关于呼吸衰竭无创通气的综述发现哮喘仅是C级证据支持无创通气的应用，并且推荐用于那些认真挑选和监测的少数病人。尽管如此，国家数据库最近的分析表明致命性哮喘应用无创通气有所增加，而有创通气逐渐减少。5项研究已经报告了尽管应用了支气管扩张剂和糖皮质激素后仍存在持续高碳酸血症或呼吸过度的哮喘患者的无创通气应用。在112名无创通气患者中，只有19（17%）例最终需要气管插管。在其中一项研究中，无创通气和有创通气在降低高碳酸血症患者的PaCO2是同样有效的（图1）。尽管没有设置对照，这些观察表明，在缺少禁忌症（例如意识改变、血流动力学不稳定、分泌物过多以及不合作）情况下，无创通气的尝试是适合于那些要不然可能需要插管的哮喘患者。呼吸机管理急性重症哮喘患者呼吸机管理的关键性问题包括：1、评估肺过度膨胀的方法；2、呼吸机设置对严重肺过度膨胀的影响；3、高碳酸血症的管理及影响。过度充气的评价急性重症哮喘以显著增加的气道阻力和肺过度充气为特征。当呼气流量降低，致使吸入的潮气量呼出不完全，过度充气就会发生。伴随着呼吸进行，肺容积逐渐增加。更高的弹性回位压及更大的气道直径使得呼气气流增大，从而迅速达到一个稳定的状态，此时全部吸入的潮气量能够被呼出（见图2）。一系列具有里程碑意义的研究提示，Tuxen和他的同事们以及Williams等人 通过长时间的呼吸暂停的方法，测量呼出气体的容积来评估严重哮喘的过度肺充气，即被定义为吸气末的肺容积（VEI）（见图2）。VEI包括潮气量和由于动态过度充气的额外气体容积（图2）。正如随后讨论所示，VEI既受气流梗阻严重程度的影响，又受呼吸机设置的影响（图3）。一项研究提示，VEI被发现是呼吸机相关并发症最可靠的预测指标。定容通气时，一种更为常用的评价过度充气的方法是测量平台气道压（Pplat）和内源性呼吸末正压（PEEP）（见图4）。非肥胖的哮喘患者，其呼吸系统的顺应性通常接近正常。Pplat主要受过度充气程度的影响。在有关的急性重症哮喘机械通气4篇系列研究中，平均Pplat是24-26 cmH2O。Pplat代表平均吸气末肺泡压的观点应该是正确的。有些肺泡中最大的肺泡压会更大。可接受的Pplat上限尚不明确，但是多数已出版的文献建议，该数值为30 cmH2O。一项研究显示，Pplat与低血压或气压伤的发生率之间无关，而有人观察到，当Pplat30 cmH2O时，这些并发症并不常见。更高水平的Pplat通常暗示存在过度充气。但是，当肥胖或者其他原因使胸壁顺应性降低情况出现时，这种更高水平的Pplat可能会高估跨肺压以及高估呼吸机相关性并发症的危险。严重哮喘患者内源性PEEP常常在10-15cmH2O，但可能更高。引起并发症危险增加的内源性PEEP处于多高的水平，Pplat究竟多高，尚不能确认。用力呼气可导致内源性PEEP明显被高估，势必引起不必要的分钟通气量的限制。临床上，呼气肌活动并不总是临床易见的，尤其是肥胖患者。尽管镇静状态下，内源性PEEP仍显著升高，建议在短期的肌松后重新评估。偶尔，在低呼吸频率行机械通气的爆发性重症哮喘患者中，测得的内源性PEEP出现出乎意料的低值，推测可能是由于气道陷闭，从而防止了呼气末肺泡压的准确评估。气道峰压（Ppk）也可应用于指导机械通气设置。最初提到在严重哮喘是以Ppk50cmH2O，这样不一定能预测气压伤的风险程度在增加，另外，Ppk的改变也不始终反应因呼气时间延长而出现动态性肺膨胀的减少；也可因是肺容积下降导致气道阻力增加所致。呼吸机的设置在严重气流阻塞患者的通气设置中，分钟通气量是过度肺膨胀的决定性因素。Tuxen和Lane描述了随着分钟通气量的增加（10L/min，16L/min，26 L/min）出现了显著的肺膨胀并增加低血压和气压伤的风险（图3），应明确避免高分钟通气量，但其他一些研究者认为过度限制分钟通气量是不必要的。当哮喘患者以基础分钟通气量约10L/min通气时，并逐步降低呼吸频率，平均气道压和内源性PEEP如我们所预料的出现了下降，但是下降的大小是相对适当的（图5），这可以用在几秒钟呼气后极低的气流速率解释（图6）。由于整个呼气相流速的进行性下降，在低频率通气时，设定延长的呼气时间对动态性肺膨胀的影响将减小（图6）。另外，有一大部分哮喘患者的整体肺膨胀是由于气道陷闭致气道阻塞，这些陷闭的气道不容易被机械通气所控制。简单的说，当潮气量为7-9ml/kg时，降低呼吸频率（10-14次/分）很少获益。肺过度膨胀（如Pplat30cmH2O）导致的异常可能或已经导致并发症的发生，因为稍微改善过度肺膨胀也具有明显的临床意义。严重气道阻塞时推荐使用高吸气流速（100L/min）和方波，理论依据为缩短吸气时间和延长呼气时间，减少肺膨胀。虽然这可以产生更有利的吸呼时间比，但呼气时间延长较小（表1），如Tuxen和Lane论述在高分钟通气量水平时吸气流速是动态性肺膨胀中的主要决定因素，但在分钟通气量为10L/min时影响甚小（图3）。总而言之，限制分钟通气量时吸气流速和波形对肺膨胀的程度影响小（表1）。这里有一些有限的数据，关于使用外源性PEEP在机械通气患者严重的哮喘控制。一些哮喘患者显示了双相的反应表明呼气流速受限，在应用设定值为大约80%的水平auto-PEEP的PEEP情况下不会影响肺容积或气道压力,但当应用更高水平的PEEP时两者均增加(图7)。对PEEP不同的反应也被描述。哮喘患者进行前瞻性研究之一控制机械通气发现应用PEEP造成动态过度充盈和有害的血流动力学效果。 由于auto-PEEP没有被记录，因应用超过auto-PEEP的PEEP导致多久的不利影响是不确定。相反，也有报道应用PEEP可能偶尔会产生矛盾的肺萎陷，已经被肺容积和气道压力的减少所证明（图7）。尽管有后者的观察，临床经验表明，在机械通气的哮喘患者中应PEEP得到有益的反应是不可能的，所以推荐应用最小的PEEP（5cm H2O）。如果Pplat增加，尝试递增的PEEP将被终止。高碳酸血症 高碳酸血症是严重哮喘患者机械通气期间较常见的。一个研究报告，尽管有9升/分钟通气量，PaCO2和pH平均为68mmHg和7.18。在后续研究中，机械通气第一天的最高的PaCO2平均为67mmHg和12%的患者PaCO2超过100毫米汞柱。“允许性”高碳酸血症可能不完全恰当的适用于重症哮喘。由于高碳酸血症是增加死腔通气的肺泡过度膨胀造成的后果，试图通过增加每分钟通气量降低PaCO2将导致更多的过度通气和生理死腔增加。Tuxen和他的同事们发现，正常二氧化碳分压常常需要15到20升/分钟通气量，这种通气水平通常与肺过度膨胀的潜在危险水平相关。高碳酸血症的严重不良后果是罕见的。对于中枢神经系统和心血管系统的影响是最关心的问题。脑水肿、蛛网膜下腔出血已被归咎于高碳酸血症但非常罕见。在由于心跳呼吸骤停气管插管前脑血氧情况下最担心的影响是急性高碳酸血症增加脑血流量和颅内压。心脏的作用，急性高碳酸血症包括细胞内pH降低导致收缩力下降，但交感神经激活超过弥补这直接影响心肌收缩，心输出量通常是增加。高碳酸血症相关心律失常在无潜在心脏病患者中是罕见的。碱化剂在动脉血pH值小于7.157.2时应用。不幸的是，碳酸氢钠在治疗呼吸性酸中毒时具有局限性。产生的CO2容易透过细胞膜，快速输注可导致细胞内pH值显著下降。此外，即使部分纠正严重呼吸性酸中毒甚至可能需要几百毫当量的碳酸氢钠。如果一个碱化剂是必要的，肾功能是足够的，另一种替代碳酸氢钠是氨丁三醇碳酸氢钠。氨丁三醇不产生CO2或导致细胞内pH值降低，已被证明能部分逆转急性高碳酸血症导致的心肌抑制作用。缺乏纠正酸血症的紧迫的原因（如高钾血症，严重心律失常，原因不明的血流动力学不稳定）情况下，暂不应用碱化剂是合理的，可以等待气流受阻减轻。许多患者第一个12小时的插管过程中高碳酸血症得以改善。非机械通气治疗进行机械通气的重症哮喘病人的治疗有三个要点：支气管扩张剂的吸入，肾上腺皮质激素的使用和优化人-机相互作用的药物的应用。诸如氦氧混合气体的吸入或全身麻醉，纤维支气管镜和体外生命支持（ECLS）等在内的一些非传统治疗方式，可以在一些特殊病例中使用，但很少必须使用。标准治疗定量吸入气雾剂（即气雾剂）或者雾化器都可以用作支气管扩张剂的吸入。合适的吸入方式（气雾剂或雾化）下，沙丁胺醇（舒喘灵）的用量是4-6喷（气雾剂）或者2.5mg（雾化）。目前还没有关于在机械通气的重症哮喘病人中进行持续的沙丁胺醇吸入的研究，但是在未行气管插管的病人中进行的研究则证明持续的沙丁胺醇吸入同间断吸入相比并未带来更多的益处。高剂量的沙丁胺醇增加了发生副作用的可能。尤其是沙丁胺醇相关的乳酸性酸中毒对于那些已经存在呼吸性酸中毒的哮喘病人而言是一个较大的威胁。同异丙托溴铵的联用应该被考虑。在开始治疗的6-12小时内就使用肾上腺皮质激素会带来显而易见的、有益的抗炎作用。而且糖皮质激素的应用也是急性严重哮喘治疗的重要环节。在需要机械通气支持的哮喘病人中，合适的肾上腺皮质激素用量仍然没有定论，但2 mg/kg/d甲基强的松龙或等效剂量的其他激素应该是足够的。为了达到避免人机不协调和控制性低通气的目的而进行的深度镇静常常是必要的。一个比较合适的方法是联合使用丙泊酚（或苯二氮卓类）和芬太尼进行，并且可能需要使用高剂量（进行镇静）。鉴于病人气道梗阻的状况会在24-48小时内得到较大改善，有必要避免由于镇静剂的残留所致的非必要的延迟拔管。丙泊酚相比苯二氮卓类药物的主要的优势在于使用它可达到深度镇静的同时停药后迅速唤醒。在需要长期机械通气支持的病人中进行每日唤醒和物理治疗可以降低发生ICU获得性衰弱的风险，且停止镇静时也不会导致过度的烦躁或者明显的气道压力的上升。某些情况下使用神经肌肉阻断剂是有必要的。在使用方法上，间断给药较持续输注更可取，因为间断给药利于对镇静深度进行连续评估且可以降低长期麻痹相关的肌肉病变（参见讨论）。在大量使用镇静剂和阿片类药物，按需使用神经肌肉阻断剂进行补充的情况下，几乎没有病人再需要长期的持续的神经肌肉阻断。非常规治疗措施氦氧混和气是氦气与氧气混合制成的一种低密度气体。当气流发生湍流时，氦氧混和气雷诺数小，气体更倾向于层流运动，此时呼吸道阻力显著降低。因为氦氧混和气益处取决于氦气的百分比，因此如果想使用氦气，吸氧浓度应低于40%。尽管氦氧混和气用于治疗哮喘患者已超过80年，但用于机械通气的患者的研究却很少。两个早期研究注意到应用氦氧混合气治疗哮喘患者可以降低二氧化碳分压，但是其中一个研究中呼吸机的设置被不断的调整，而另一个研究多数患者为非气管插管的患者。随后的一些研究发现，在保证潮气量和呼吸频率恒定的情况下，氦氧混和气对二氧化碳分压没有直接影响。氦氧混和气也被报道能够减少动态的过度充气。两个研究评价了机械通气的COPD患者使用氦氧混和气可以使内源性PEEP可以分别下降了4 cmH2O和8cmH2O与之相比，我们予以9名行机械通气的COPD或哮喘的患者氦氧混和气（70：30），结果发现并没明显减少过度充气的指标如峰压、内源性PEEP，二氧化碳分压降低。不同研究得出不同结论的原因并不清楚。氦氧混和气的益处会在应用之后很快看到，长时间应用之后出现的变化不应归于它的使用。一个没有其它干预措施的简洁的治疗性研究，记录使用氦氧混合气前后测量过度充气指标和二氧化碳分压，验证氦氧混合气的有效性。使用氦氧混和气之前，理解它是如何影响呼吸机调节是非常有必要的。吸入性麻醉剂常被用于那些常规支气管扩张剂难以缓解的哮喘患者。据我们所知，唯一一项评估肺力学的研究，异氟醚可使三个严重哮喘患者的气道阻力和内源性PEEP的下降。麻醉剂储存装置允许吸入性麻醉剂在ICU内使用。吸入性麻醉剂可降低动静脉血管张力，进而导致血压下降，这时会需要额外的液体，有时甚至是血管活性药物。与氦氧混和气一样，吸入性麻醉剂的益处会在很短的时间内显现出来，而持续的给药在明显减少过度充气或高碳酸血症方面未获得证实。氯胺酮是具有支气管扩张作用的第类麻醉剂，它首先应用在非气管插管的哮喘患者中。但是结果是不同的。大多已发表关于氯胺酮在机械通气中的应用的研究已涉及了儿童，也有无对照的研究显示对成年人有益。一项前曕性研究，对11例患有重度哮喘并机械通气的患者注射氯胺酮（1mg/kg,负荷量，然后1mg/kg/h持续2小时），发现与降低峰压和二氧化碳分压有关。通常仅给予几个小时，但是延长持续注射氯胺酮已有报道。据报道，支气管镜清除粘液堵塞可以降低气道压力，改善重症哮喘患者的气体交换。一项有关机械通气儿童哮喘的研究对比了29例行支气管镜检查及15例未做该项检查的患者，发现支气管镜检查可明显缩短机械通气的时间，且没有相关并发症。但是鉴于回顾性研究的本质，两组患者的可比性并不确定。虽然支气管镜检查对于大多数患者或许是安全的，但它存在支气管痉挛加重的潜在因素。需要注意的是，未使用支气管镜但结局非常好的病例也已有报道。机械通气几天后症状未能改善的患者可以考虑行诊断性支气管镜检查来发现可以吸除的粘液栓，从而减少通气支持的持续时间。有报道称，在支气管镜检查的过程中经气道给予N-乙酰半胱氨酸或重组人脱氧核糖核酸酶有助于清除粘液堵塞。体外生命支持（ECLS）也已应用于重症哮喘。来自于国际ECLS登记的资料显示，24例体外支持的主要适应症是哮喘持续状态，其存活率为83%。尽管静脉-静脉ECLS最为常用，但通过一个无泵驱动的动静脉回路来清除体外的CO2也已实现。由于急性重症哮喘是完全可逆的，且极少引起肺外器官的衰竭， 因此，爆发性哮喘似乎是ECLS的一个理想的适应症。然而，已有大量预后良好的未使用体外支持的报道，提示ECLS是较少应用到的。ECLS可能对于严重呼吸性酸中毒及明显气压伤或肺过度膨胀导致血流动力学不稳定的患者是合适的。其潜在的获益是，可以在支气管镜清除粘液堵塞的过程中提供一个稳定期。结果机械通气的重度哮喘患者的结局主要包括死亡率，非致死性并发症，以及住院治疗后的预后。死亡率在四大数据库的报导，对于需要机械通气的重症哮喘患者的死亡率在6.5%-10.3%.。一篇文献综述描述了1977-2003年间多个单中心对于机械通气的重症哮喘患者死亡率的报导，其平均死亡率为8%，范围从0%-38%。死亡率波动如此大的原因不是很明确。其中两个治疗经验丰富的治疗中心报导的死亡率分别为2.5%（4/162）和0.6%（1/139）。导致死亡的突发性的原因来源于多种并发症，包括脓毒症相关的多脏器功能衰竭，肺栓塞，急性心肌梗塞，张力性气胸和非计划拔管。在很多情况下致命性的后果是因为脑缺氧，因为院外发生的心跳呼吸骤停而非在ICU中发生各种并发症。一项纳入大于1200例机械通气的重症哮喘患者的研究显示此类患者发生的院内死亡是因为在入ICU前就发生了心跳呼吸骤停。Tuxen报道院前的心跳骤停导致脑缺氧是引起患者死亡的主要原因，一项分析162例机械通气重症哮喘患者其中死亡的4例患者都是因为院前发生的心跳呼吸骤停导致的脑血氧。并发症重症哮喘患者常见的有与其他重症疾病相同的并发症，包括呼吸机相关肺炎，脓毒症，静脉血栓栓塞症。除此之外还有一些重要的并发症如：机械通气导致的肺气压伤，低血压，中枢神经损伤和呼吸肌群的废用性萎缩的损伤。在三个较大规模的研究中显示重症哮喘应用机械通气患者气胸的发生率在3%-6%，肺的过度充气往往提示可能会发生气胸，一项研究显示患者的潮气量超过20ml/kg较易发生气胸。即使是小的气胸对于机械通气的重症哮喘患者也是致命，因为高度膨胀的肺可以快速增加胸腔内压力，此时往往伴随着患者临床病情的突然加重，有些情况下甚至导致患者死亡。因此气胸应当需要我们早期诊断并迅速处理。不幸的是，临床上对于重症哮喘患者发生张力性气胸的早期诊断面临着较大的挑战，超声的应用可以给我们床边快速诊断提供很好的帮助。除非X胸片已经确认存在大量气胸，钝性分离放置胸引管比应用Seldinger法置管是合适的，这样可以避免损伤过度充气的肺。重症哮喘患者机械通气期间发生低血压的风险也与肺的过度膨胀程度有关，极度的肺过度膨胀引起低血压的主要原因是回心血量的减少，但右心后负荷的增加也可能是重要的原因。极度的肺过度膨胀可导致少数患者出现循环阻断。当一个有严重气流阻塞接受机械通气的患者出现原因不明的低血压时，建议进行一次30-60秒的呼吸暂停试验，如果呼吸暂停试验和快速补液均不能使血压回升，必须要考虑其他引起低血压的原因，如气胸、