急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的病理生理诊断与诊治

急性呼吸窘迫综合征 acuterespiratorydistresssyndrome ARDS 重症医学科王祥卫 ARDS的概念的变迁 AECC提出ARDS的诊断标准并被广泛接受 CompanyHistory 首次由Ashbaugh及其同事提出ARDS定义 2005年Delphi标准 柏林关于ARDS的定义 诊断标准 对以前的ARDS的诊断标准作了一定的修改和补充 1967 1994 2005 2011 急性肺损伤 acutelunginjury ALI 诊断标准 急性起病 PaO2 FiO2 300mmHg 不管PEEP水平 胸片示双肺纹理增多 边缘模糊 斑片状或大片状密度增高影等间质性或肺泡性水肿 浸润影 肺动脉嵌楔压 PCWP 18mmHg 或无左心房压力增高的临床证据 ARDS adult acute PaO2 FiO2 200mmHg 其它项目均与ALI相同 但其临床表现比ALI严重 1994年欧美联席会议ALI和ARDS诊断标准 AECC诊断标准的局限 1 高危因素 导致肺损伤的直接或间接因素2 急性起病 发病时间2个区间5 无心源性因素 无充血性心衰的临床证据 可通过肺动脉导管或超声判断 6 肺顺应性下降 呼吸系统静态顺应性 50ml cmH2O 镇静状态 Vt8ml kg PEEP 10cmH2O 缺点 不利于早期发现P F200 300的ALI患者 2005年Delphi标准 2012年柏林关于ARDS的定义 诊断标准 对以前的ARDS的诊断标准作了一定的修改和补充 会议是由欧洲危重病医学学会发起 并得到美国胸科学会和美国危重病医学学会认可 文章发表 IntensiveCareMed 2012 38 1573 1582 柏林标准 2012 05 23发表于美国医学会杂志JAMA ARDS是一种与暴露于危险因素有关的急性弥漫性肺损伤 特点是由于肺部炎症导致肺血管的通透性增加和含气肺组织的减少 这一临床综合征的明显特征是低氧血症和双肺的透光度减低 并伴有一系列生理机能的紊乱 包括 混合肺静脉血增多 生理死腔增多 呼吸系统顺应性下降 形态学最明显的特征是在急性期肺水肿 炎性变化 肺透明膜形成和肺泡出血 例如 弥漫性肺泡损害 一 2012柏林ARDS的概念 ARDS PaO2 FiO2 200 PaO2 FiO2201 300 ARDS不是一个病理过程仅限于肺部的独立的疾病 而是全身炎症反应综合征 SIRS 在肺部的严重表现 作为连续的病理过程 其早期阶段为急性肺损伤 acutelunginjury ALI 重度的ALI即ARDS ALI和ARDS联系 柏林标准之前 ALI和ARDS联系 柏林标准之前 ALI和ARDS可以单独存在 也可以是MODS或MOF的组成部分 发生ARDS时患者必然经历过ALI 但并非所有的ALI都是或都要发展为ARDS 2012年柏林标准中并未提及急性肺损伤的概念 为什么取消ALI诊断 1994年AECC标准中ALI包含ARDS ARDS是ALI的最严重阶段 具体到氧合状况为PaO2 FiO 300mmHg 诊断ALI Pa02 Fi02 200mmHg诊断ARDS 这里的含义是 ARDS也是ALI 只不过是ALI的最严重阶段 但在临床实践中发现 许多医师误认为ALI是ARDS发生前较轻的阶段 误认为ALI的氧合状况应该是200mmHg Pa02 Fi02 300mmHg 认为Pa02 Fi02 200mmHg的患者是ARDS 不是ALI 这就从根本上犯了概念性错误 其实根据AECC ARDS定义本意 对于其他3条标准均符合 氧合状况200mmHg PaO2 FiO 300mmHg的患者是ALI 不是ARDS PaO2 FiO2 200mmHg的患儿既是ALI又是ARDS 为了避免类似错误再度发生 柏林ARDS定义干脆取消ALI诊断 将ARDS的氧合状况扩大到与原先ALl的氧合状况完全相等 并将ARDS分为轻度 中度 重度ARDS 这样既避免了发生概念性错误 又保证与1994年AECC标准具有连贯性 二 病因与危险因素 直接损伤 误吸 弥漫性肺部感染 肺钝挫伤 溺水 肺栓塞 放射性肺损伤 间接损伤 严重感染及感染性休克 严重的非胸部创伤 急诊复苏导致高灌注状态 大面积烧伤 急性重症胰腺炎 严重中枢性损伤 三 发病机制 ARDS早期的特征性表现为肺毛细血管内皮细胞与肺泡上皮细胞屏障的通透性增高 肺泡与肺间质内积聚大量的水肿液 其中富含蛋白及以中性粒细胞为主的多种炎症细胞 炎性细胞的迁移和聚集中性粒细胞黏附在受损的血管内皮细胞表面 进一步向间质和肺泡腔移行 释放大量促炎介质 如炎症性细胞因子 过氧化物 白三烯 蛋白酶 血小板活化因子等 参与中性粒细胞介导的肺损伤 除炎症细胞外 肺泡上皮细胞以及成纤维细胞也能产生多种细胞因子 从而加剧炎症反应过程 凝血和纤溶紊乱也参与ARDS的病程 ARDS早期促凝机制上调 而纤溶过程受到抑制 引起广泛血栓形成和纤维蛋白的大量沉积 导致血管堵塞以及微循环结构受损 ARDS早期在病理学上可见弥漫性肺损伤 透明膜形成及I型肺泡上皮或内皮细胞坏死 水肿 II型肺泡上皮细胞增生和间质纤维化等表现 四 病理 病理改变可分为三个阶段 1 渗出期 见于发病后第一周 肺呈暗红或暗紫的肝样变 可见水肿 出血 2 增生期 损伤后1 3周 导致血管腔面积减少 3 纤维化期 生存超过3 4周的ARDS患者肺泡隔和气腔壁广泛增厚 散在分隔的胶原结缔组织增生致弥漫性不规则纤维化 五 病理生理 基本病理生理改变是肺泡上皮和肺毛细血管内皮通透性增加所致的非心源性肺水肿 由于肺泡水肿 肺泡塌陷导致严重通气 血流比例失调 特别是肺内分流明显增加 从而产生严重的低氧血症 肺血管挛缩和肺微小血栓形成引发肺动脉高压 五 病理生理1 肺容积明显减少 功能残气量下降 表面活性物质的减少 肺泡表面张力增加 肺泡塌陷 小气道痉挛和肺间质水肿压迫细支气管 导致其塌陷 远端肺单位闭陷 严重的肺泡水肿填充整个肺泡 使其丧失功能 肺容积减少 SmalllungBabyLung 婴儿 肺 小肺 严重低氧血症 五 病理生理2 肺顺应性明显降低 呼吸困难 肺泡塌陷引起的不张 水肿 出血 纤维化 透明膜形成 五 病理生理3 通气 血流比例失调 早期 分流增加 有血无气 V Q 及真性分流肺泡萎缩间质肺水肿压迫小气道 小气道痉挛收缩广泛肺不张 肺泡水肿 即真性分流 晚期 无效腔通气 有气无血 V Q 即死腔样通气 肺微血管痉挛或狭窄 广泛肺栓塞 血栓形成 肺泡塌陷 ARDS重力依赖区炎症或不张区生理性低氧缩血管反应 障碍 肺内分流增加 五 病理生理4 肺损伤的不均一性重力依赖区的肺不张最为严重 五 病理生理5 肺循环的改变肺血管挛缩和肺微小血栓形成引发肺动脉高压 肺循环改变 肺毛细血管通透性明显增加 渗透性肺水肿 肺动脉高压 六 临床表现 急性呼吸窘迫综合征起病较急 可为24 48小时发病 也可长至5 7天 主要临床表现包括 呼吸急促 口唇及指 趾 端发绀 以及不能用常规氧疗方式缓解的呼吸窘迫 极度缺氧的表现 可伴有胸闷 咳嗽 血痰等症状 病情危重者可出现意识障碍 甚至死亡等 体格检查 呼吸急促 鼻翼扇动 三凹征 听诊双肺早期可无啰音 偶闻及哮鸣音 后期可闻及细湿啰音 卧位时背部明显 叩诊可及浊音 合并肺不张叩诊可及实音 合并气胸则出现皮下气肿 叩诊鼓音等 七 诊断 2011年欧洲重症医学学会柏林会议在ARDS流行病学 病理生理学和临床研究基础上 提出了ARDS新标准 草案 柏林标准 ARDS按严重程度 氧合情况 分为三个不同的类型 轻度中度重度这样分度的好处是 可更好地预测机械通气时间和ARDS病死率 并为选择治疗ARDS的某些新方法 如俯卧位 高频振荡通气 HFO 体外二氧化碳去除 ECCO2R 体外膜氧合 ECMO 及神经肌肉阻滞剂的应用等提供参考 八 ARDS的治疗 ARDS的预防 2011年柏林会议提出ARDS的预防或比疾病进展后的治疗更为重要 常规治疗抗感染治疗液体管理改善血流动力学呼吸支持营养支持 研究进展抗炎治疗纠正肺泡液体转运障碍新型呼吸支持非常规呼吸支持和防治肺损伤中医药全氟化物和表面活性物质 一 原发病治疗 推荐意见1 积极控制原发病是遏制ARDS发展的必要措施 推荐级别 E级 解读 全身性感染 创伤 休克 烧伤 SAP等是导致ARDS的常见病因严重感染患者有25 50 发生ARDS 而且在感染 创伤等导致的MODS中 肺是最早发生衰竭的器官控制原发病 遏制其诱导的全身失控性炎症反应 是预防和治疗ARDS的必要措施 二 呼吸支持治疗 1 氧疗推荐意见2 氧疗是纠正ARDS患者低氧血症的基本手段 推荐级别 E级 解读 治疗目的是改善低氧血症 PaO2 60 80mmHg根据低氧血症改善的程度和治疗反应调整氧疗方式 首先使用鼻导管 当需要较高的吸氧浓度时 可采用可调节吸氧浓度的文丘里面罩或带贮氧袋的非重吸式氧气面罩ARDS患者往往低氧血症严重 常规的氧疗常常难以奏效 机械通气是最主要的呼吸支持手段 二 呼吸支持治疗 2 无创机械通气推荐意见3 预计病情能够短期缓解的早期ARDS患者可考虑应用无创机械通气 推荐级别 C级 解读 当ARDS患者神志清楚 血流动力学稳定 并能够得到严密监测和随时可行气管插管时 可以尝试NIV治疗在治疗全身性感染引起的ARDS时 如果预计患者的病情能够在48 72h内缓解 可以考虑应用NIV推荐意见4 合并免疫功能低下的ARDS患者早期可首先试用无创机械通气 推荐级别 C级 推荐意见5 应用无创机械通气治疗ARDS应严密监测患者的生命体征及治疗反应 神志不清 休克 气道自洁能力障碍的ARDS患者不宜应用无创机械通气 推荐级别 C级 解读 NIV治疗1 2h后 低氧血症和全身情况得到改善 可继续应用NIV若低氧血症不能改善或全身情况恶化 提示NIV治疗失败 应及时改为有创通气NIV禁忌症 神志不清 血流动力学不稳定 气道分泌物明显增加而且气道自洁能力不足 因脸部畸形 创伤或手术等不能佩戴鼻面罩 上消化道出血 剧烈呕吐 肠梗阻和近期食管及上腹部手术 危及生命的低氧血症 二 呼吸支持治疗 3 有创机械通气 1 机械通气的时机选择推荐意见6 ARDS患者应积极进行机械通气治疗 推荐级别 E级 解读 气管插管和有创机械通气优点有效地改善低氧血症降低呼吸功缓解呼吸窘迫改善全身缺氧防止肺外器官功能损害 二 呼吸支持治疗 3 有创机械通气 2 肺保护性通气推荐意见7 对ARDS患者实施机械通气时应采用肺保护性通气策略 气道平台压不应超过30 35cmH2O 推荐级别 B级 解读 由于ARDS患者大量肺泡塌陷 肺容积明显减少 常规或大潮气量通气 10 15ml kg 易导致肺泡过度膨胀和气道平台压过高 加重肺及肺外器官的损伤 气道平台压能够客观反映肺泡内压 其过度升高可导致呼吸机相关肺损伤若按气道平台压分组 33cmH2O 随气道平台压升高 病死率显著升高 P 0 002 而以气道平台压进行调整 不同潮气量通气组 5 6 7 8 9 10 11 12ml kg 病死率无显著差异 P 0 18 并随气道平台压升高 病死率显著增加 P 0 001 说明在实施肺保护性通气策略时 限制气道平台压比限制潮气量更为重要 允许性高碳酸血症是肺保护性通气策略的结果 并非ARDS的治疗目标 ARDS肺容积明显减少 为限制气道平台压 不得不将潮气量降低急性二氧化碳升高导致酸血症 脑及外周血管扩张 心率加快 血压升高和心输出量增加等禁忌证 颅内压增高目前尚无明确的二氧化碳分压上限值 一般主张保持pH值 7 20 二 呼吸支持治疗 3 有创机械通气 3 肺复张 RM 推荐意见8 可采用肺复张手法促进ARDS患者塌陷肺泡复张 改善氧合 推荐级别 E级 解读 充分复张ARDS塌陷肺泡是纠正低氧血症和保证PEEP效应的重要手段为限制气道平台压而被迫采取的小潮气量通气往往不利于ARDS塌陷肺泡的膨胀肺外源性的ARDS对肺复张手法的反应优于肺内源性的ARDSARDS病程也影响肺复张手法的效应 早期ARDS肺复张效果较好肺复张是压力依赖性过程 肺复张手法可能影响患者的循环状态 SI 以CPAP或BIPAP模式调节气道正压30 45cmH2O 维持30 40s设置吸气压在40cmH2O 按住吸气 InspHold 保持40s PEEP法 保持吸气压与PEEP差值不变 每30s递增PEEP5cmH2O 直到PEEP达35cmH2O 维持30s 随后吸气压与PEEP每30s递减5cmH2O PCV法 不中断通气 提供较高开放压 气流为减速波 可以使肺泡内的气体分布更均匀 有利于肺泡复张 肺复张注意事项动脉收缩压低于90mmHg或下降30mmHgHR达140次 分或增加20次 分SpO2下降至90 以下或下降超过5 出现心律失常 肺复张效果判定 动脉血氧合 当FiO2为100 PaO2 350 400mmHg或反复肺复张后PaO2 FiO2变化 5 时 则认为达到充分的肺泡复张 胸片 CT 金标准 测量肺组织密度测量肺牵张指数和呼吸力学的变化 3 有创机械通气 4 PEEP的选择推荐意见9 应使用能防止肺泡塌陷的最低PEEP 有条件情况下 应根据静态P V曲线低位转折点压力 2cmH2O来确定PEEP 推荐级别 C级 解读 充分复张塌陷肺泡后应用适当水平PEEP防止呼气末肺泡塌陷 改善低氧血症 并避免剪切力 防治呼吸机相关肺损伤ARDS最佳PEEP的选择目前仍存在争议 可参照肺静态压力 容积 P V 曲线低位转折点压力 2cmH2O来确定PEEP 二 呼吸支持治疗 ARDS塌陷肺泡都能重新开放吗 二 呼吸支持治疗 3 有创机械通气 5 自主呼吸推荐意见10 ARDS患者机械通气时应尽量保留自主呼吸 推荐级别 C级 解读 膈肌主动收缩可增加ARDS患者肺重力依赖区的通气 改善通气血流比例失调与控制通气相比 保留自主呼吸的患者镇静剂使用量 机械通气时间和ICU住院时间均明显减少 自主呼吸过程中膈肌主动收缩可增加ARDS患者肺重力依赖区的通气改善通气血流比例失调 改善氧合 二 呼吸支持治疗 3 有创机械通气 6 半卧位推荐意见11 若无禁忌证 机械通气的ARDS患者应采用30 45 半卧位 推荐级别 B级 解读 机械通气患者平卧位易发生VAP由于气管插管或气管切开导致声门的关闭功能丧失 机械通气患者胃肠内容物易返流误吸进入下呼吸道 导致VAP低于30 角的平卧位是院内获得性肺炎的独立危险因素 二 呼吸支持治疗 3 有创机械通气 7 俯卧位通气推荐意见12 常规机械通气治疗无效的重度ARDS患者 若无禁忌证 可考虑采用俯卧位通气 推荐级别 D级 解读 俯卧位通气通过降低胸腔内压力梯度 促进分泌物引流和促进肺内液体移动 明显改善氧合 对于常规机械通气治疗无效的重度ARDS患者 可考虑采用俯卧位通气相对禁忌证 严重的低血压 室性心律失常 颜面部创伤及未处理的不稳定性骨折 俯卧位通气改善氧合可能的机制 调节肺组织的均一性 俯卧位时背侧重力依赖区肺泡通气改善 肺内重力梯度重分布 通气血流比例 V Q 更加匹配 血流及水肿的重分布功能残气量的增加减少心脏的压迫局部膈肌运动改变更利于肺内分泌物的引流 俯卧位通气治疗的适应证和应用时机 并非所有的患者对俯卧位通气均有反应 因此 辨别出哪种患者对俯卧位通气治疗反应性较好对临床治疗非常有意义 对于严重低氧血症 在吸氧浓度 0 6 PEEP 5cmH2O情况下 氧合指数 150mmHg 的ARDS患者 早期 相对长时间的俯卧位治疗能够带来益处 即降低病死率 早期 实施俯卧位具体时机为何时仍未确定 尚需进一步研究 二 呼吸支持治疗 3 有创机械通气 8 镇痛镇静与肌松剂推荐意见13 对机械通气的ARDS患者 应制定镇静方案 镇静目标和评估 推荐级别 B级 解读 机械通气患者应考虑使用镇静镇痛剂 以缓解焦虑 躁动 疼痛 减少过度的氧耗机械通气时以RASS评分 2 1分作为镇静目标 并实施每日唤醒与持续镇静相比 每天间断镇静患者的机械通气时间 ICU住院时间和总住院时间均明显缩短 气管切开率 镇静剂的用量及医疗费用均有所下降 二 呼吸支持治疗 3 有创机械通气 8 镇痛镇静与肌松剂推荐意见14 对机械通气的ARDS患者 不推荐常规使用肌松剂 推荐级别 E级 解读 危重患者应用肌松药后 可能延长机械通气时间 导致肺泡塌陷和增加VAP发生率 并可能延长住院时间 机械通气的ARDS患者应尽量避免使用肌松药物 如确有必要使用肌松药物 应监测肌松水平以指导用药剂量 以预防膈肌功能不全和VAP的发生 二 呼吸支持治疗 3 体外膜合技术 ECMO 建立体外循环后可减轻肺负担 有利于肺功能恢复非对照临床研究提示 严重的ARDS患者应用ECMO后存活率为46 66 IntensiveCareMed 1997 23 819 835 但RCT研究显示 ECMO并不改善ARDS患者预后 AmJRespirCritCareMed 1994 149 295 305 随着ECMO技术的改进 研究证明若肺损伤病理生理过程可逆 则ECMO可降低患者死亡率需要进一步的大规模研究结果来证实ECMO在ARDS治疗中的地位 2006 二 呼吸支持治疗 ECMO 是呼吸衰竭的最后防线吗 ECMO机械通气策略 1 改善氧合与通气2 肺休息 低气道压力PIP20 25cmH2O 低呼吸频率10 25bpm 低吸入氧浓度 50 完全断开呼吸机 3 维持肺泡开放4 辅助早期拔除气管导管 避免VAP 减少镇静药物 利用肠道功能恢复 柏林2012 ARDS的治疗流程 30025020015010050 重度ARDS 中度ARDS 轻度ARDS 低潮气量通气 无创通气 低 中等水平PEEP 损伤程度逐渐增加 高水平等水平PEEP 神经肌肉阻滞剂 高频通气 腑卧位通气 体外清除CO2 体外膜肺 治疗措施逐步加强 三 ARDS药物治疗 1 液体管理推荐意见15 在保证组织器官灌注前提下 应实施限制性的液体管理 有助于改善ARDS患者的氧合和肺损伤 推荐级别 B级 解读 高通透性肺水肿是ARDS的病理生理特征应用利尿剂减轻肺水肿可能改善肺部病理情况 缩短机械通气时间 进而减少VAP等并发症的发生 但利尿减轻肺水肿的过程中可能会导致心输出量下降 器官灌注不足ARDS患者的液体管理必需在保证脏器灌注前提下进行 在维持循环稳定 保证器官灌注的前提下 限制性的液体管理策略对ARDS患者是有利的 三 ARDS药物治疗 2 糖皮质激素推荐意见17 不推荐常规应用糖皮质激素预防和治疗ARDS 推荐级别 B级 解读