呼吸机相关性肺损伤

1、 1876年 开始使用负压呼吸机 1928年 Philip Drinker发明铁肺 1940年 第一代活塞式呼吸机 1951年 Forrest Bird发明 鸟牌呼吸机 1964年 Jack Emerson 发明多功能呼吸机 对对VILIVILI的认识的认识1974: WebbTierney PIP 15cmH2O 无组织学改变 PIP 30cmH2O 轻度间质水肿 PIP 45cmH2O 严重低氧血症， 1小时内死亡 -Am Rev Respir Dis 1974 VILI发生机制发生机制气压伤 (Baratrauma) 容积伤 (Volutrauma)不张伤 (Atelectrauma)

2、生物伤 (Biotrauma)气压伤（气压伤（BarotraumaBarotrauma） 由气道压力过高导致，包括：吸气峰压（PIP）平台压（Pplat）平均气道压（Paw）呼气末正压（PEEP）跨肺泡压（Ptp） 表现为肺泡外气体 ( (extra-alveolar air) ) Which pressure? PIP Pplat P Pplatplat！ 决定肺泡和周围血管压力梯度的是跨肺泡压（ Ptp PplatPpl， Ppl胸内压） Ptp大于30-35 cm H2O，或Pplat大于35-40cm H2O时，发生肺泡外气体的可能性明显增加 Sandur, et al. Clin C

3、hest Med, 1999 高气道压并不一定总引起肺损伤 A trumpet player can reach airway pressure of 150 cm H2O hundreds of times per day without developing barotraumaVigorous cough can reach airway pressure more than 100 cm H2O but rarely cause barotrauma 25-30cmH2O的压力也可引起明显的肺损伤Its not pressure， but Volume ？PIP:42 cm H2O V

4、t:25-35ml/kg渗透性肺水肿渗透性肺水肿 负压通气负压通气Vt:25-35ml/kg PIP:42 cm H2OVt:10-15ml/kg无明显肺水肿无明显肺水肿Dreyfuss, et al. 1988提示：MV产生VILI的直接原因是高气道压所引起的肺容积过度增加和局部肺泡过度扩张，而非气道压本身；气压伤的实质是容积伤！ Its Volume! 容积伤（容积伤（VolutraumaVolutrauma） 由吸气末肺容积过大或肺泡过度扩张引起的肺泡损伤 表现为肺泡上皮和血管内皮的广泛性破坏、通透性增加，肺水肿和肺不张等 即使“正常”的压力，也可因病变的不均一分布，造成局部肺泡的过度通

5、气肺顺应性降低气道阻力增高不张伤（不张伤（AtelectraumaAtelectrauma） 呼气末肺容积过低或肺不张，导致小气道终末肺单位随MV周期性开放和关闭引起的切变力（shearing force)所致 多见于MV之前已有ALI/ARDS，特别是肺表面活性物质缺乏者 应用适当的PEEP，能有效减少切变力的作用 10080TotalLungCapacity(%)6040200102030405060Pressure(cmH2O)生物伤生物伤( (Biotrauma)Biotrauma)可能机制可能机制细胞因子和炎症介质的释放肺表面活化物质（PS）缺乏氧化抗氧化系统失衡 一、细胞因子和炎症

6、介质的释放一、细胞因子和炎症介质的释放stretch,stressandshearonrespiratoryepitheliumNeutrophils,AMotherinfammatorycellsCytokines,inflammatorymediatorsLunginjuryMultipleOrganDysfunctionSyndromemechanotransduction假说一：机械转导机制假说一：机械转导机制（mechanotransduction） 指将作用于细胞膜/受体的机械力转化为细胞内信号转导途径的活化假说二：细胞质膜的破裂假说二：细胞质膜的破裂 假说三：细胞骨架结构的改变假

7、说三：细胞骨架结构的改变细胞外基质整合素细胞骨架结构复合物细胞外基质整合素细胞骨架结构复合物MV对PS的数量和质量都有不同程度影响PS的功能障碍或缺乏会加重MV的损伤效应二、肺表面活化物质（PS）缺乏三、氧化抗氧化系统失衡氧化抗氧化系统失衡 高气道压和大Vt可使中性粒细胞活化，生成大量氧自由基 肺泡内炎症细胞和结构细胞在细胞因子刺激下可促使诱导型NO合成酶(iNOS)合成大量NO产物，NO及其产物与超氧阴离子反应可生成过氧亚硝酸阴离子(ONOO-)和过氧亚硝酸(ONOOH) VILI- other factors Pre-existing lung injury Lung perfusion

8、(hemodynamic) Translocation of bacteria and toxin into bloodstream Age and lung development Respiratory frequency, Inspiratory flow, Inspiratory timePre-existing lung injury危重支气管哮喘肺组织过度充气，功能残气量接近肺总量气道高反应性，气管插管或MV可导致气道突然收缩，肺泡内压骤升弥漫性气道水肿、痉挛，中心部位肺泡较周围肺泡承受更高压力，故纵隔及皮下气肿发生率较高肺泡外气体发生率约10ALI/ARDS肺泡和肺间质严重损伤，

9、肺组织分为相对正常区/陷闭区/实变区陷闭区肺泡周期性开放，产生高切变力陷闭肺区与正常/实变肺区之间顺应性差别较大，也易产生高切变力有效肺容积显著缩小，易产生局部过度充气高浓度氧疗可导致肺组织氧中毒肺泡外气体发生率约515，双侧气胸多见慢性阻塞性肺病（COPD）肺组织结构破坏肺过度充气，大疱形成临床表现临床表现临床表现临床表现 多见于有基础肺部疾病的患者 突然出现烦躁、呼吸困难、血压下降、气道压进行性增高和肺顺应性进行性下降肺泡外气体？ 进行性呼吸困难，顽固性低氧血症，双肺广泛湿啰音 弥漫性肺损伤 ? ? ? ? ? ?二、弥漫性肺损伤表现为渗透性肺水肿和肺不张等类似ALI/ARDS的病理改变防

10、 治防治防治保护性通气策略保护性通气策略防治防治保护性通气策略保护性通气策略（一）（一） 小潮气量通气与允许性高碳酸血症（小潮气量通气与允许性高碳酸血症（PHCPHC） 限制潮气量Vt：68mlkg 限制跨肺压Pplat 30 3035cmH20 pH不低于7.1-7.2为宜 1996年3月1999年3月 10所教学医院 861例ALI/ARDS患者 Vt： 6 ml/kgVS12 ml/kg 病死率：31VS39.8（P=0.007）28天内脱机天数： 1011 VS 1211 （P=0.007）ARDS Network. NEJM 2000（二）最佳（二）最佳PEEPPEEP与肺开放与肺开

11、放 How to set the best PEEP 2 cm H2O above the LIP of pressure-volume cure Matches with FiO2 as protocol of ARDS Network（三）其它保护性通气策略（三）其它保护性通气策略 俯卧位通气（PPV） 部分液体通气（PLV）高频震荡通气（HFOV） 肺复张手法（RM）与控制性肺膨胀（SI） 防治防治药物及生物制剂的应用药物及生物制剂的应用（一）干预机械转导信号途径 * p38分裂素活化蛋白激酶抑制剂 (FR-167653)* 合成的MMP抑制剂Prinomastat (AG3340)*

12、膜离子通道调节剂（二）外源性肺表面活性物质替代（三）细胞因子抗体及受体拮抗剂* 多克隆重组TNF- 抗体* 重组IL-1受体拮抗剂（四）基因治疗导入编码前列腺素合成酶、抗氧化酶、抗蛋白酶的基因，或已知被机械刺激特定激活的基因载体，均可能有助于防治VILIBarotraumaVolutraumaAtelectraumaBiotraumaIncreaseMortality,LengthofICUstay,Cost,Patientdiscomforts.Low volumeLow pressureOpen lung ventilation PEEPPharmacological Therapy ?

13、Thanks! 华西医院呼吸内科ICU 梁宗安 028 8181 2259 提示：MV产生VILI的直接原因是高气道压所引起的肺容积过度增加和局部肺泡过度扩张，而非气道压本身；气压伤的实质是容积伤！ Its Volume! 容积伤（容积伤（VolutraumaVolutrauma） 由吸气末肺容积过大或肺泡过度扩张引起的肺泡损伤 表现为肺泡上皮和血管内皮的广泛性破坏、通透性增加，肺水肿和肺不张等 即使“正常”的压力，也可因病变的不均一分布，造成局部肺泡的过度通气不张伤（不张伤（AtelectraumaAtelectrauma） 呼气末肺容积过低或肺不张，导致小气道终末肺单位随MV周期性开放和关闭引起的切变力（shearing force)所致 多见于MV之前已有ALI/ARDS，特别是肺表面活性物质缺乏者 应用适当的PEEP，能有效减少切变力的作用 二、弥漫性肺损伤表现为渗透性肺水肿和肺不张