急性呼吸窘迫綜合徵與多器官功能障礙綜合徵

 多種原因可以導致肺等多種器官的損傷,嚴重時可以引起急性肺損傷(acute lung injuryALI/急性呼吸窘迫綜合徵(acute respiratory distress syndromeARDS)和(或)多器官功能障礙綜合徵,(multiple organ dysfunction syndromeMODS.ALI/RDS往往是MODS中最先出現的器官功能障礙,在MODS的整個發病過程中居重要甚至是決定性的地位。呼吸支援技術是治療呼吸衰竭、特別是ALI/ARDS的重要技術方法,也是危重症醫學技術體系中的重要組成部分。

 

急性肺損傷與急性呼吸窘迫綜合徵

【概念】:

 ALI/ARDS是指由心源性以外的各種肺內、外致病因素導致的急性、進行性呼吸衰竭。其主要病理特徵為由於肺微血管通透性增高,肺泡滲出富含蛋白質的液體,進而導致肺水腫及透明膜形成,可伴有肺間質纖維化。病理生理改變以肺容積減少、肺順應性降低和嚴重通氣/血流比例失調為主。臨床表現為呼吸窘迫和頑固性低氧血症,肺部影像學表現為非均一性的滲出性病變。

 

 ALIARDS為同一疾病過程的兩個階段,ALI代表早期和病情相對較輕的階段,而ARDS代表後期病情較嚴重的階段,55%ALI3天內會進展成為ARDS

 

 ALI概念的提出主要有三個意義:

 強調了ARDS的發病是一個動態過程。致病因數通過直接損傷,或通過機體炎症反應過程中細胞和相應介質間接損傷肺毛細血管內皮和肺泡上皮,形成ALI,逐漸發展為典型的ARDS.

 可在ALI階段進行早期治療,提高臨床療效。

 按不同發展階段對患者進行分類(嚴重性分級),有利於判斷臨床療效。

 

 在第二次世界大戰的傷患中,人們首次認識了急性呼吸窘迫綜合徵,當時被稱為「創傷性濕肺」。自從1967年《Lancet》雜誌發表了一篇關於12ARDS患者的描述性報導以來,ARDS受到了重視。1972年開始將這種綜合徵成為成人呼吸窘迫綜合徵(adult respiratory distress syndrome        ARDS),以便與新生兒的呼吸窘迫綜合徵相區別。然而多年的臨床實踐表明,該綜合徵絕不僅限於成人,已有大量兒童和青少年患病的報導,故已將「A」代表「急性的(acute)」。

 

【病因和發病機制】:

(一)病因:

 引起ALI/ARDS的原因或高危因素很多,可以分為肺內因素(直接因素)和肺外因素(間接因素)。

 

 肺內因素是指對肺的直接損傷,包括:

  化學性因素,如吸人毒氣、煙塵、胃內容物及氧中毒等;

  物理性因素,如肺挫傷、放射性損傷等;

  生物性因素,如重症肺炎。肺外因素包括嚴重休克、感染中毒症、嚴重非胸部創傷、大面積燒傷、大量輸血、急性胰腺炎、藥物或麻醉品中毒等(表2-15-1

 

 在導致直接肺損傷的原因中,國外報導胃內容物吸人占首位,而國內以重症肺炎為主要原因。若同時存在一種以上的危險因素,對ALI/ARDS的發生具有疊加作用。

 

(二)發病機制:

 急性肺損傷的發病機制尚未完全闡明。除有些致病因素對肺泡膜的直接損傷外,更重要的是多種炎症細胞(巨噬細胞、中性粒細胞、血小板)及其釋放的炎性介質和細胞因數間接介導的肺炎症反應,最終引起肺泡膜損傷、毛細血管通透性增加和微血栓形成;並可造成肺泡上皮損傷,表面活性物質減少或消失,加重肺水腫和肺不張,從而引起肺的氧合功能障礙,導致頑固性低氧血症。

 

 目前參與ALI/ARDS發病過程的細胞學與分子生物學機制,尚有待深人研究。中性粒細胞在肺內聚集、啟動,並通過「呼吸爆發」釋放氧自由基、蛋白酶和炎性介質,以及巨噬細胞、肺毛細血管內皮細胞的參與是ALI/ARDS發病的重要細胞學機制。生理情況下,衰老的中性粒細胞以凋亡的形式被吞噬細胞清除,但目前研究發現,很多導致ALI發生的因素能夠延遲中性粒細胞凋亡,使中性粒細胞持續發揮作用,引起過度和失控的炎症反應,因此促進中性粒細胞凋亡有可能成為ALI/ARDS頗具希望的治療手段之一。除中性粒細胞外,巨噬細胞及血管內皮細胞可分泌腫瘤壞死因數-atumor necrosis factor-a TNF-a)、白細胞介素-1interleukin-1IL-1)等炎性介質,對啟動早期炎症反應與維持炎症反應起重要作用。

 

 肺內炎性介質和抗炎介質的平衡失調,是ALI/ARDS發生、發展的關鍵環節。除炎性介質增加外,還有IL-4IL-10IL-13 等抗炎介質釋放不足。新近研究表明,體內一些神經肽/激素也在ALIARDS中具有一定的抗炎作用,如膽囊收縮素(cholecystokinin CCK)、血管活性腸肽(vasoactive intestinal peptide VIP)和生長激素等。因此加強對體內保護性機制的研究,實現炎性介質與抗炎介質的平衡亦十分重要。

 

 隨著系統性炎症反應綜合徵(systemic inflammatory response syndrome SIRS)和代償性抗炎症反應綜合徵(compensatory anti-inflammatory response syndrome CARS)概念的提出,使人們對炎症這一基本病理生理過程的認識更為深刻。SIRS即指機體失控的自我持續放大和自我破壞的炎症反應;CARS是指與SIRS同時啟動的一系列內源性抗炎介質和抗炎性內分泌激素引起的抗炎反應。如果SIRSCARS在病變發展過程中出現平衡失調,則會導致MODS。目前人們已經逐漸認識到ALI/ARDSMODS發生時最早或最常出現的器官表現。

 


 

 

【病理】:

 ARDS的主要病理改變是肺廣泛性充血水腫和肺泡內透明膜形成。病理過程可分為三個階段:滲出期、增生期和纖維化期,三個階段常重疊存在。ARDS肺組織的大體表現為肺呈暗紅或暗紫紅的肝樣變,可見水腫、出血,重量明顯增加,切面有液體滲出,故有「濕肺」之稱。顯微鏡下可見肺微血管充血、出血、微血栓形成,肺間質和肺泡內有富含蛋白質的水腫液及炎症細胞浸潤。約經72小時後,由凝結的血漿蛋白、細胞碎片、纖維素及殘餘的肺表面活性物質混合形成透明膜,伴灶性或大片肺泡萎陷。可見Ⅰ型肺泡上皮受損壞死。經1-3周以後,逐漸過渡到增生期和纖維化期。可見Ⅱ型肺泡上皮、成纖維細胞增生和膠原沉積。部分肺泡的透明膜經吸收消散而修復,亦可有部分形成纖維化。ARDS患者容易合併肺部繼發感染,可形成肺小膿腫等炎症改變。

 

【病理生理】:

 由於肺毛細血管內皮細胞和肺泡上皮細胞損傷,肺泡膜通透性增加,引起肺間質和肺泡水腫;肺表面活性物質減少,導致小氣道陷閉和肺泡萎陷不張。通過CT觀察發現,AIL/ARDS 肺形態改變具有兩個特點,一是肺水腫和肺不張在肺內呈「不均一」分佈,即在重力依賴區(dependent regions,仰臥位時靠近背部的肺區)以肺水腫和肺不張為主,通氣功能極差,而在非重力依賴區(non-dependent regions,仰臥位時靠近胸前壁的肺區)的肺泡通氣功能基本正常;二是由於肺水腫和肺泡萎陷,使功能殘氣量和有效參與氣體交換的肺泡數量減少,因而稱ALI/ARDS 肺為「嬰兒肺(baby lung)」或「小肺(small lung)」。上述病理和肺形態改變引起嚴重通氣/血流比例失調、肺內分流和彌散障礙,造成頑固性低氧血症和呼吸窘迫。

 

呼吸窘迫的發生機制主要有:

  低氧血症刺激頸動脈體和主動脈體化學感受器,反射性刺激呼吸中樞,產生過度通氣;

  肺充血、水腫刺激毛細血管旁J感受器,反射性使呼吸加深、加快,導致呼吸窘迫。由於呼吸的代償,PaCO 2最初可以表現降低或正常。

 

 極端嚴重者,由於肺通氣量減少以及呼吸窘迫加重呼吸肌疲勞,可發生高碳酸血症。

 

【臨床表現】:

 ALI/ARDS多於原發病起病後5天內發生,約半數發生於24小時內。除原發病的相應症狀和體徵外,最早出現的症狀是呼吸加快,並呈進行性加重的呼吸困難、發紺,常伴有煩躁、焦慮、出汗等。其呼吸困難的特點是呼吸深快、費力,患者常感到胸廓緊束、嚴重憋氣,即呼吸窘迫,不能用通常的吸氧療法改善,亦不能用其他原發心肺疾病(如氣胸、肺氣腫、肺不張、肺炎、心力衰竭)解釋。早期體徵可無異常,或僅在雙肺聞及少量細濕囉音;後期多可聞及水泡音,可有管狀呼吸音。

 

【實驗室及其他檢查】:

(一)X光胸片

 早期可無異常,或呈輕度間質改變,表現為邊緣模糊的肺紋理增多。繼之出現斑片狀以至融合成大片狀的浸潤陰影,大片陰影中可見支氣管充氣徵(圖2-15-1。其演變過程符合肺水腫的特點,快速多變;後期可出現肺間質纖維化的改變。

 

(二)動脈血氣分析

 典型的改變為PaO 2降低,PaCO2降低,pH升高。根據動脈血氣分析和吸人氧濃度可計算肺氧合功能指標,如肺泡-動脈氧分壓差[PA-aO2]、肺內分流(Qs /QT)、呼吸指數[PA-aO2/PaO2]PaO2/FiO2等指標,對建立診斷、嚴重性分級和療效評價等均有重要意義。

 

 目前在臨床上以PaO2/FiO2最為常用。其具體計算方法為PaO2mmHg值除以吸人氧比例(FiO2,吸入氧的分數值),如某位患者在吸入40%氧(吸入氧比例為0.4)的條件下,PaO280mmHg,則PaO2/FiO280÷0.4=200PaO2/FiO2降低是診斷ARDS的必要條件。正常值為400-500,在ALI≤300ARDS≤200

 

 在早期,由於過度通氣而出現呼堿,pH可高於正常,PaCO2低於正常。在後期,如果出現呼吸肌疲勞或合併代酸,則pH可低於正常,甚至出現PaCO2高於正常。

 

(三)床邊肺功能監測

 ARDS時肺順應性降低,無效腔通氣量比例(VD/VT)增加,但無呼氣流速受限。順應性的改變,對嚴重性評價和療效判斷有一定的意義。

 

(四)心臟超聲和Swan-Ganz導管檢查

 有助於明確心臟情況和指導治療。通過置人Swan-Ganz導管可測定肺動脈楔壓( PAWP),這是反映左心房壓較可靠的指標。PAWP一般<12mmHg,若>18mmHg則支援左心衰竭的診斷。

 


 

 

【診斷】:

中華醫學會呼吸病學分會1999年制定的診斷標準如下:

  1.有ALI/ARDS的高危因素。

  2.急性起病、呼吸頻數和(或)呼吸窘迫。

  3.低氧血症:ALI時動脈血氧分壓(PaO2/吸人氧分數值(FiO2≤300 ARDS PaO2/FiO2≤200

  4.胸部X光檢查顯示兩肺浸潤陰影。

  5PAWP≤18mmHg或臨床上能除外心源性肺水腫。

 同時符合以上5項條件者,可以診斷ALIARDS

 

【鑒別診斷】:

 上述ARDS的診斷標準並非特異性的,建立診斷時必須排除大片肺不張、自發性氣胸、上氣道阻塞、急性肺栓塞和心源性肺水腫等。通常能通過詳細詢問病史、體檢和X光胸片等作出鑒別。心源性肺水腫患者臥位時呼吸困難加重,咳粉紅色泡沫樣痰,肺濕囉音多在肺底部,對強心、利尿等治療效果較好;鑒別困難時,可通過測定PAWP、超聲心動圖檢測心室功能等作出判斷並指導此後的治療。

 

【治療】:

 治療原則與一般急性呼吸衰竭相同。主要治療措施包括:積極治療原發病,氧療,機械通氣以及調節液體平衡等。

 

(一)原發病的治療

 是治療ALI/ARDS首要原則和基礎,應積極尋找原發病灶並予以徹底治療。感染是導致ALI/ARDS的常見原因,也是ALI/ARDS的首位高危因素;而ALI/ARDS又易併發感染,所以對於所看患者都應懷疑感染的可能,除非有明確的其他導致ALI/ARDS的原因存在。治療上宜選擇廣譜抗生素。

 

(二)糾正缺氧

 採取有效措施,儘快提高PaO2。一般需高濃度給氧,使PaO2≥60mmHgSaO2≥90%。輕症者可使用面罩給氧,但多數患者需使用機械通氣。

 

(三)機械通氣

 儘管ARDS機械通氣的指徵尚無統一的標準,多數學者認為一旦診斷為ARDS,應儘早進行機械通氣。ALI階段的患者可試用無創正壓通氣,無效或病情加重時儘快氣管插管或切開行有創機械通氣。機械通氣的目的是提供充分的通氣和氧合,以支援器官功能。如前所述,由於ARDS肺病變具有「不均一性」和「小肺」的特點,當採用較大潮氣量通氣時,氣體容易進入順應性較好、位於非重力依賴區的肺泡,使這些肺泡過度擴張,造成肺泡上皮和血管內皮損傷,加重肺損傷;而萎陷的肺泡在通氣過程中仍維持於萎陷狀態,在局部擴張肺泡和萎陷肺泡之間產生剪切力,也可引起嚴重肺損傷。因此ARDS機械通氣的關鍵在於:複張萎陷的肺泡並使其維持在開放狀態,以增加肺容積和改善氧合,同時避免肺泡隨呼吸週期反覆開閉所造成的損傷。

 

 目前,ARDS的機械通氣推薦採用肺保護性通氣策略,主要措施包括給予合適水準的呼氣末正壓(PEEP)和小潮氣量。

 

1PEEP的調節:

 適當水準的PEEP可使萎陷的小氣道和肺泡再開放,防止肺泡隨呼吸週期反覆開閉,使呼氣末肺容量增加,並可減輕肺損傷和肺泡水腫,從而改善肺泡彌散功能和通氣/血流比例,減少肺內分流,達到改善氧合和肺順應性的目的。但PEEP可增加胸內正壓,減少回心血量,從而降低心排出量,並有加重肺損傷的潛在危險。

 

 因此在應用PEEP時應注意:

對血容量不足的患者,應補充足夠的血容量以代償回心血量的不足;同時不能過量,以免加重肺水腫。

從低水準開始,先用5cmH2O,逐漸增加至合適的水準,爭取維持PaO2大於60mmHg FIO2小於0.6。一般PEEP水準為8-18cmH2O

 

2.小潮氣量:

 ARDS機械通氣採用小潮氣量,即6-8ml/kg,旨在將吸氣平臺壓控制在30-35cmH2O以下,防止肺泡過度擴張。為保證小潮氣量,可允許一定程度的CO2儲留和呼吸性酸中毒(PH7.25-7.30)。合併代謝性酸中毒時需適當補堿。

 

 迄今為止,對ARDS患者機械通氣時如何選擇通氣模式尚無統一的標準,壓力控制通氣可以保證氣道吸氣壓不超過預設水準,避免呼吸機相關肺損傷,因而較容量控制通氣更常用。其他可選的通氣模式包括雙相氣道正壓通氣、反比通氣、壓力釋放通氣等,並可聯用肺複張法(recruitment maneuver)、俯臥位通氣等以進一步改善氧合。

 

(四)液體管理

 為減輕肺水腫,應合理限制液體人量,以可允許的較低迴圈容量來維持有效迴圈,保持肺臟於相對「乾」的狀態。在血壓穩定和保證組織器官灌注前提下,液體出人量宜輕度負平衡,可使用利尿藥促進水腫的消退。關於補液性質尚存在爭議,由於毛細血管通透性增加,膠體物質可滲至肺間質,所以在ARDS早期,除非有低蛋白血症,不宜輸注膠體液。對於創傷出血多者,最好輸新鮮血;用庫存1周以上的血時,應加用微篩檢程式,以免發生微栓塞而加重ARDS

 

(五)營養支持與監護

 ARDS 時機體處於高代謝狀態,應補充足夠的營養。靜脈營養可引起感染和血栓形成等併發症,應提倡全胃腸營養,不僅可避免靜脈營養的不足,而且能夠保護胃腸黏膜,防止腸道菌群異位。ARDS患者應人住ICU,動態監測呼吸、迴圈、水電解質、酸鹼平衡及其他重要臟器的功能,以便及時調整治療方案。

 

(六)其他治療

 糖皮質激素、表面活性物質、魚油和一氧化氮等在ALI/ARDS中的治療價值尚不確定。

 

【預後】:

 對1967-1994年國際上正式發表的ARDS臨床研究文獻進行薈萃分析發現,3264ARDS患者的病死率在50%左右。ALI/ARDS總體病死率在30-70%,與其原發病和嚴重程度有關。由感染中毒症(sepsis)、合併骨髓移植或條件致病菌引起的肺炎預後極差,因創傷發生ARDS的患者與內科因素所致ARDS的患者相比,前者預後較好。老年患者(年齡超過60歲)預後不佳。單純由於呼吸衰竭導致的死亡僅占所有死亡患者的16%,而49%的患者死於MODS。存活者大部分能完全恢復,部分遺留肺纖維化,但多不影響生活品質。

 

 

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