肺压力-容积曲线的临床应用及进展

肺压力容积曲线的临床应用及进展资料来源：中华急救医学杂志作者：沈鹏朱建刚宋先斌张茂压力容积曲线(pressure-volume curve，P-V曲线)是反映呼吸系统力学特性的指标，有望得到临床治疗的指导和疾病的进展，本文综述了这方面的临床应用和近年来的进展。1、P-V曲线PV曲线是基于呼吸系统的压力和容量的相关性绘制的曲线，反映呼吸系统的适应性。P-V曲线分为动态P-V曲线(dynamicP-V曲线)和静态P-V曲线(staticp-v曲线)。 动态P-V曲线反映了呼吸道阻力和肺、胸壁顺应性的综合影响，测量简便，但加入了呼吸道阻力等因素，并未真正反映呼吸系统顺应性。 静态P-V曲线是理想状态下肺容积随压力变化的曲线。 相对较高，静态P-V曲线更准确，但测量比较繁琐。在实际测试中，我们必须允许一定的呼吸，呼吸系统没有达到真正的稳定状态，测得的只是准静态P-V曲线(quasi-static P-V curve )。 研究表明，该曲线的精度取决于研究人员能够等待的呼吸系统稳定到达的时间，我们在低速恒流方式下能够达到静态接近的条件的流速为9 L/min，必须最大限度地消除呼吸系统的固有阻力引起的压力变化。2 .测量方法经典的准静态P-V曲线测量方法主要有大注射器法、联合闭塞法(呼吸机法)和恒定低流速法。1975年Harf等人提出了多年来被许多学者称为“标准”的大注射器(Super-Syringe )法。 示范时患者脱离呼吸器，用2-3 L容量的推进型大注射器和压力计接触气管管，患者呼气功能残气量(FRC )后，推进大注射器，每次注入100 mL，同时记录压力直至压力达到45 cmH2O(1cmH2O=0.098 kPa )，然后采用同样的方法逐渐为了保证加载时的静态性，每次呼吸后暂停2-3 s，测量过程总是持续60-90 s，使肺内的压力保持平衡(图1 )。 以电容为y轴，对应的压力为x轴，描绘P-V曲线(图2 )。该方法的特点是能记录呼吸和呼气两相的准静态P-V曲线，缺点是患者必须脱离呼吸器，操作麻烦，时间长，有发生低氧血症的危险，同时患者需要镇静和肌肉松弛，消除测定时间内持续的气体交换、气体压缩性等影响进气阻塞法(又称呼吸机法)通过大容量注射器法进行改进，从呼吸机给予不同大小的湿气量，获得不同的平台压力，将多个对应的湿气量和平台压力绘制在x轴上，得到P-V曲线。 该方法无需将患者从呼吸器上分离，操作方便，但精度差，耗时，不适合所有呼吸器。恒定低流速法将恒定的低流量气体(通常为3-9L/min氧)作为呼吸系统而膨胀，并且将压力作为x轴、将容量作为y轴(流量的积分或容量或者恒定流量乘以时间而算出容量)而描绘P-V曲线(图3 )。该方法比较简单，可以用几种呼吸器来实现。 但该方法可能受耗氧影响，呼气流速无法控制，因此无法测量呼气相曲线。每种测量方法都要充分镇静患者，放松肌肉，以免积极呼吸影响测量的准确性。3、生理意义正常人直立、放松、苏醒状态下的呼吸系统准静态P-V曲线呈低段凹面向上段凹面向下的“s”形，曲线整体是胸壁(横膈膜和胸腔)力与肺弹性收缩力之间的相互作用的平衡。 两者的相互作用恰好相互抵消，肺容积达到平衡状态时的肺容积为功能残气量(FRC )，此时肺泡内的压力也等于大气压。正常人仰卧位时，肺的FRC减少约50%，胸壁顺应性曲线轻度右移和轻度逆时针旋转，由膈肌张力的变化和胸廓顺应性的轻度变化引起。四、临床意义随着胸壁(横膈膜和胸腔)和肺的实质和呼吸道，肺容积变化的疾病可能改变肺的适应性，改变P-V曲线的形态和位置。 其中最具代表性的是急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory d stress syndrome，ARDS )，其他对肺间质病变、充血性心力衰竭、肥胖等疾病也有意义。(1)ARDSP-V曲线的使用和研究最多的是ARDS患者中，近年来基于P-V曲线的最佳PEEP和有效的小通气量策略和容许性高碳酸血症策略(permissive hypercapnia，PHC )是目前ARDS机械通气治疗的主要方法。ARDS初期，水肿液受重力影响聚集在低位组织，仰卧位时，肺组织受到的静水压从肺前侧到肺背侧逐渐增大。 因此，在肺的下降部位，封闭和实变的肺泡远多于高位区域。其力学分布为肺膨胀相P-V曲线呈“s”型，呈低平段、低适应性，相当于正常或几乎正常的肺泡随压力增大而扩张的下拐点(low inflection point，LIP )为相当于封闭肺泡开放点的中间陡直段， 压力的上升和肺容积的变化呈直线关系，相当于开放的“闭塞”肺泡和正常肺泡在弹性限度内的比例扩张的高位平坦部，显示出适应性降低，肺有过度扩张的危险性。 后两段间的交点称为上拐点(upperinfinitionpoint，UIP ) (图4 ) .临床上主要根据LIP和UIP设定机械通气的PEEP和潮气量等。 认为PEEP大于或等于PLIP，PLIP 2cmH2O前后PEEP压力限制模式的机械通气和常规容量切换模式和FiO2指导的最小PEEP对照研究表明肺功能改善明显好于对照组，增加了早期撤退和肺功能恢复的机会。但是，有学者认为PEEP是代表呼气相的力学要素，PLIP是代表吸气相的力学要素，因此根据呼吸相的P-V曲线设定PEEP似乎更合理。由于肺水肿和肺泡萎缩，ARDS患者的肺容量远低于正常肺容量，因此低于正常肺的潮气量会引起肺的过度扩张。 P-V曲线上表明肺过度扩张的指标是UIP的出现，其对应的容量值和压力值分别表示ARDS肺受到的最大潮量(VUIP )和台压(PLIP )。 因此，必须使用VT VUIP或P PUIP。 将VTcV UIP)VT降低(2.20.9)mL/kg，将PCO2从(4410)mmHg提高到(7725)mmHg(1mmHg=0. 133 kPa )，但Pa02/Fi02没有显着的变化。但是，由于肺损伤的不均匀性，UIP不会出现在P-V曲线上，因此如果UIP出现在曲线上，则设定为VTVUIP，PplatPUIP。 正常肺通气至v时，肺压约为35 cmH2O- 50 cmH2O，控制通气时相当于Pplat35 cmH2O。 如果超过该值，正常肺泡可能会过度膨胀，导致肺泡破裂。 由此，在UIP被隐藏的情况下，设为Pplat 35 cmH20。P-V曲线对ARDS具有重要意义，但该技术似乎具有较高的安全性和重现性。 但是，P-V曲线在ARDS口常用中还存在很多问题。 由于P-V曲线与过去的肺容积状况有很大的关系，因此在时期、患者和各项研究的P-V曲线的比较中需要特别注意。P-V曲线反映了数千个肺泡的整体特性，在具有复杂机械特性的肺中，P-V曲线可能只反映了健康的肺泡特性。 在ARDS患者肺CT扫描的研究中，研究人员发现在不同的肺损伤中，P-V曲线不能正确地反应CT发现的肺的恢复和过度膨胀。 利用抗性x射线断层扫描的研究也得出了同样的结论。另一个问题是肺的恢复是时间依赖的动态过程，单一的P-V曲线并没有全面反映这种现象。(2)间质性肺病间质性肺病的本质是肺泡纤维化，肺的含气量减少，P-V曲线在容量轴上的值下降(图5 )。 这种变化是由气体含量的减少引起的，但并不意味着胸腔内总容量的减少，也有研究表明，由于组织和血容量变化的不确定性，胸腔总容量的变化减少，不变化或不增加。如果代入Salazar和Knowles方程式(v=vmax Ae - kP，Vmax为压力无限大时的容量，a为容量轴上的一定切片，e为自然常数2. 718，p为静态气道压力)，则14名患者中只有2人的k值减少，因此PV曲线对肺泡纤维化评价的敏感性不高。(3)充血性心力衰竭充血性心力衰竭时，肺泡内充满液体，表面活性物质损伤，含气鞋减少。 这种现象与早期ARDS改变(无心源性肺水肿时)非常相似。 动物研究表明，适应性下降的程度远远大于气体体积的减少，但这种现象可能是小气道内液体形成液体栓塞，滞后现象的发展。人群中尚无有效证据显示充血性心力衰竭时P-V曲线的变化，但根据ARDS早期类似的病理生理变化，P-V曲线的变化也可能类似。 也有学者认为ARDS患者中P-V的变化可以用肺泡浮肿来说明，不是所谓的肺泡塌陷。(4)肥胖Pelosi等人利用氦气检测24名患者在全麻状态下的肺功能残气量(FRC )，其中8名患者的体质指数(BMI )25 kg/m 2，8名患者的BMI在25到40 kg/m2之间，有8名BMI40 kg/m2的肥胖患者。 结果表明，随着体质指数的增加，FRC明显减少(图6 )。五、进展近年来，Lu等人采用一定的低流量方法持续追踪静态P-V，与CT扫描相比评价PEEP诱导的肺复张效应，显示P-V曲线与CT扫描有良好的相关性，与隆云等人的研究结果相似。 因此，作为指导P-V曲线测量的临床机械通气策略，特别是评价ARDS患者肺复张效果和监测呼吸系统适应性，将得到进一步的应用和发展。同时用P-V曲线测定肺复张后呼吸末端肺容积变化(end-expiratory ILung volume，AEELV )，量化P-V曲线评价肺复张的效果。P-V曲