杜同躍，鄭以山

(南京中醫(yī)藥大學附屬南京醫(yī)院重癥醫(yī)學科，南京 210003)

急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)是指嚴重感染、創(chuàng)傷、休克等各種疾病過程中，肺毛細血管內(nèi)皮細胞及肺泡上皮細胞損傷為主要表現(xiàn)的急性呼吸衰竭[1]。其中，急性肺心病(acute cor pulmonale，ACP)是ARDS的嚴重并發(fā)癥之一，一旦發(fā)生，不僅導致體循環(huán)淤血，而且可影響左心的收縮和舒張功能，進一步加重循環(huán)衰竭[2]。目前ARDS肺保護性通氣策略獲得顯著進展，但中重度ARDS患者的病死率依然居高不下。研究顯示[3]，與呼吸衰竭相比，循環(huán)衰竭是造成ARDS患者不良預后的重要因素。本文就ARDS患者ACP的流行病學、病理生理機制、診斷方法及機械通氣策略等方面做一綜述。

1 ARDS患者ACP的流行病學

大量研究顯示[4]，中重度ARDS患者ACP發(fā)生率及死亡率明顯增加。一項關于早期肺保護通氣的研究發(fā)現(xiàn)，設置氣道平臺壓<30 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)、呼氣末正壓(positive end expiration pressure, PEEP)為7 mmHg時進行機械通氣，患者ACP發(fā)病率達25%，同時研究者發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)ACP的患者機械通氣時間顯著增加(P<0.05)。另一項研究顯示[5]，當ARDS患者氧合指數(shù)<100 mmHg時，即使采用保護性通氣，ACP發(fā)生率仍可高達50%。同時Lhéritier 等[6]發(fā)現(xiàn)，與未發(fā)生ACP患者相比，發(fā)生ACP的患者使用去甲腎上腺素的比例明顯增加(64% 和49%，P<0.05)，進一步分析發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)ACP是患者28 d死亡率增加的危險因素。最近一項對世界上50個國家中重度ARDS的患者流行病學分析顯示[7]，合并重度ACP患者病死率顯著高于非重度ACP的患者(57% 和42%，P=0.03)。

2 ARDS患者并發(fā)ACP的病理生理機制

ARDS患者特征性病理改變包括肺水腫和肺泡塌陷、以及產(chǎn)生的低氧血癥和(或)高碳酸血癥、肺血管內(nèi)皮損傷導致血管內(nèi)血栓形成和治療過程中機械通氣設置不當?shù)?，以上因素均可導致肺動脈壓力升高，引發(fā)ACP。

2.1 低氧血癥

低氧血癥是ARDS并發(fā)ACP的重要病理生理機制之一。一項ARDS動物模型研究顯示[8]，機體在低氧血癥時，縮血管活性物質(zhì)合成和釋放增加，抑制血管平滑肌上電壓門控鉀離子通道, 并使細胞膜上鈣離子通道開放, 導致細胞膜去極化, 增加胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度, 進而使血管收縮，導致肺動脈壓力升高。同時有研究顯示[9]，持續(xù)低氧血癥不僅引起肺血管收縮，同時也引起非肌性動脈及肺遠端小動脈的肌化和重塑，引起肺動脈壓力進一步增高。此外有回顧性研究[7]發(fā)現(xiàn)，氧合指數(shù)<150 mmHg與ACP的發(fā)生顯著正相關(P<0.05)。

2.2 高碳酸血癥

高碳酸血癥是重度ARDS患者常見的臨床表現(xiàn)。急性高碳酸血癥不僅加重低氧性肺血管收縮，且還可以通過增加細胞外鈣離子的內(nèi)流，誘發(fā)肺血管的直接收縮。近年對ARDS患者發(fā)生ACP的風險進行預測研究顯示，PaCO2≥48 mmHg與ACP的發(fā)生明顯相關。另一項多中心研究結(jié)果表明，PaCO2>60 mmHg與重度ARDS患者ACP發(fā)生顯著相關[6]。可見，高碳酸血癥促進ARDS患者ACP的發(fā)生。

2.3 肺水腫

肺微小血管內(nèi)皮細胞損傷是ARDS的病理改變特征之一。由于內(nèi)皮細胞損傷，導致血管內(nèi)液體向血管外移，產(chǎn)生肺間質(zhì)水腫，造成肺血管受壓，肺循環(huán)阻力增加，引起肺動脈高壓，加重右心后負荷。肺循環(huán)阻力增加引起的灌注不足進一步加重遠端血管的損傷和間質(zhì)性肺水腫[10],形成惡性循環(huán)，加重右心后負荷，產(chǎn)生ACP。

2.4 微血栓形成

微血栓形成引起肺血管通路受阻和通暢性降低，是肺動脈壓力增高的常見病理生理機制。肺總毛細血管床豐富，可接納大約70ml血量(約占肺循環(huán)容積的10%)，產(chǎn)生大約1/3的肺血管阻力。ARDS患者肺小血管和微血管內(nèi)皮損傷、凝血系統(tǒng)激活，血栓阻塞小動脈、小靜脈和淋巴管，導致肺微血栓形成。進一步造成肺循環(huán)阻力增加，加重右心后負荷，增加ACP發(fā)生的概率。

2.5 肺容積改變

肺容積改變可引起肺血管阻力增高，導致肺動脈壓力增高。肺血管由肺泡血管和肺泡外血管組成，肺泡血管包括肺泡毛細血管、肺小動脈和小靜脈；肺泡外血管包括肺大動脈和大靜脈。肺血管總阻力取決于肺內(nèi)外血管阻力的綜合變化[11]。生理狀態(tài)下，當肺容積處于功能殘氣位時，肺血管阻力及肺動脈壓力達最低水平。此時無論肺容積減小或增大，均可導致肺泡內(nèi)或肺泡外血管阻力增加，進一步引起肺血管總阻力升高。因此，在ARDS患者并發(fā)ACP時，肺容積改變應引起臨床醫(yī)師的高度重視。

2.6 機械通氣的影響

機械通氣是治療ARDS重要的手段，但應用不當，可導致肺血管阻力和右心后負荷增加。正壓通氣導致肺泡過度膨脹時，肺泡牽張力增加，肺泡血管周圍壓力梯度升高，導致肺泡血管阻力增加，過度擴張的肺泡還可能對毛細血管產(chǎn)生直接壓迫作用，促進血管阻力增加。盡管肺膨脹可能對肺泡外血管產(chǎn)生一定的牽拉效應，使肺泡外血管阻力下降，但不足以代償阻力的增加。反之，當機械通氣不能有效緩解呼氣相肺泡塌陷時，即使肺泡血管阻力降低，肺泡外血管阻力也會升高，最終導致肺血管阻力增加。因此，機械通氣對肺循環(huán)阻力的影響不容忽視。

3 ARDS患者ACP的診斷方法

目前用于ACP的診斷工具主要包括肺動脈漂浮導管、心臟超聲和核磁共振。磁共振是全面評估右心功能的金標準，但其昂貴且需要患者轉(zhuǎn)運，限制其臨床應用，目前肺動脈漂浮導管和心臟超聲檢查是最主要的診斷方法。

3.1 肺動脈漂浮導管

許多研究用肺動脈漂浮導管評估肺循環(huán)及右心室功能。早在1998年的研究將右心室收縮功能障礙定義為中心靜脈壓(central venous pressure, CVP)>肺動脈嵌頓壓(pulmonary artery obstruction pressure, PAOP)[12]。隨著對右心結(jié)構(gòu)和病理生理的不斷認識，2009年Osman等[13]在一項針對肺保護性通氣的ARDS患者的研究中提出右室功能障礙的診斷標準，并指出右心衰竭區(qū)別于右心功能障礙。右心衰竭的診斷標準：(1)平均肺動脈壓>25 mmHg；(2)CVP>PAOP；(3)右心指數(shù)<30 ml/m2。且可以應用快反應熱稀釋法估測右心室容積、計算右心室射血分數(shù)、評估肺循環(huán)阻力及右心功能。雖然肺動脈導管對于診斷肺動脈高壓的準確性高，但肺動脈導管具有增加患者感染、引起心律失常等風險[14]，因此不推薦常規(guī)使用。

3.2 心臟超聲

心臟超聲檢查具有無輻射、易行、及時、準確的特點，且能夠在床旁對重癥患者心肺功能進行動態(tài)的檢測，因此是血流動力學及其ACP診斷及治療指導和評估的理想工具[15, 16]。1985年，Trowitzsch 等[17]第1次應用經(jīng)胸超聲對ARDS患者的肺動脈收縮壓進行了檢測，同時提出ARDS患者的右心功能障礙。1997年，Jardin等[18]提出以四腔心界面左右心室直徑比率和右心室收縮壓等指標反應右心功能的變化。1998年的一項磁共振和超聲對右心功能的檢測參數(shù)對比，證實超聲檢查對右心功能評估的有效性[19]。2010年美國超聲心動圖學會(American Society Echocardiography, ASE)對右心功能障礙進行了定義，并推薦右心收縮功能的超聲評估方法及定量診斷參數(shù)。當出現(xiàn)以下任一項指標異常時提示右心室壓力升高：(1)心尖四腔心切面右心室直徑>4.2 cm；(2)心室游離壁>0.5 cm；(3)胸骨旁短軸右心室流出道直徑>2.7 cm，胸骨旁長軸右心室流出道近端直徑>3.3 cm；(4)右心室增大和室間隔偏移，心尖四腔心切面右心室與左心室直徑比值>0.6，胸骨旁短軸出現(xiàn)D字征。出現(xiàn)以下任一參數(shù)提示右心室收縮功能異常：(1)三尖瓣環(huán)相對心尖運動距離<1.6 cm；(2)三尖瓣環(huán)運動速度<10cm/s；(3)脈沖多普勒右心指數(shù)>0.4；(4)組織多普勒右心指數(shù)>0.55；(5)右心室面積變化分數(shù)<35%[20]。

4 ARDS患者ACP的機械通氣策略

機械通氣是ARDS患者的重要治療手段。對于合并ACP的ARDS患者，需合理設置機械通氣參數(shù)，實施右心保護性通氣策略，改善患者預后[21, 22]。

4.1 以小潮氣量和限制氣道壓力為核心的肺保護性通氣

肺保護性通氣是ARDS機械通氣的重要進步，不但有助于減少呼吸機相關肺損傷，也有助于ACP患者的治療。其中，小潮氣量通氣是肺保護通氣的核心。潮氣量過大不僅起不到糾正低氧血癥、改善順應性的作用，還會引起呼吸機相關肺損傷、導致肺泡過度膨脹，從而進一步增加右心后負荷，導致或加重ACP。另外，ARDS機械通氣時，需控制氣道平臺壓力和驅(qū)動壓力。研究顯示[23]，氣道平臺壓力和驅(qū)動壓過高與ARDS患者ACP的發(fā)生率及病死率顯著相關。因此，對于中重度ARDS患者，應實施保護性肺通氣策略：限制潮氣量不高于6 ml/kg(理想體質(zhì)量)、氣道平臺壓≤30 cmH2O(1cmH2O= 0.098 kPa)、驅(qū)動壓≤15 cmH2O[21]。

4.2 設置恰當?shù)腜EEP

既往研究發(fā)現(xiàn)[24]，即使給予中重度ARDS患者肺保護通氣策略, 患者仍可出現(xiàn)通氣肺泡的過度膨脹，加重右心后負荷，研究者考慮不恰當?shù)腜EEP設置可能是導致這一結(jié)果的主要原因。同時有研究顯示，給予中重度ARDS患者較低的PEEP可明顯降低右心功能障礙的發(fā)生率(P<0.05)[25]。因此設置恰當?shù)腜EEP不僅有助于改善肺泡塌陷和氧合，還需降低右心后負荷，改善患者的循環(huán)和組織灌注。

4.3 以控制動脈血二氧化碳分壓為目標的呼吸頻率設定

呼吸頻率是肺泡通氣量的決定因素之一，影響動脈血二氧化碳分壓水平。足夠的肺泡通氣量能夠有效清除體內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳，避免高碳酸血癥的產(chǎn)生，從而有利于降低肺動脈壓力[6]。最近一項meta分析顯示，即使對于非ARDS患者，實施肺保護和小潮氣量機械通氣后，其動脈血二氧化碳分壓仍高于非小潮氣量通氣的患者[26]，這是由于二氧化碳分壓是發(fā)生ACP的獨立預測因子[6]。因此，ARDS患者需設置合適的呼吸頻率，保證肺泡通氣量，控制二氧化碳分壓≤48 mmHg[10]。需要注意的是，呼吸頻率過快可引起內(nèi)源性PEEP，可導致肺循環(huán)阻力增加，增加右心后負荷[5]。

4.4 俯臥位通氣

目前大量研究提示[5,27]，俯臥位通氣不僅是治療中重度ARDS的機械通氣方式，也是治療ACP的重要手段。俯臥位通氣通過改善背側(cè)和腹側(cè)肺組織的密度梯度使得肺通氣均一性得到改善，從而改善肺泡塌陷、避免肺泡過度膨脹、減少死腔樣通氣、改善通氣血流比，進而降低PaCO2、改善氧合，同時還可以降低氣道阻力，減少機械通氣相關肺損傷等，最終有利于降低肺動脈壓和右心后負荷。

5 總 結(jié)

綜述，ARDS患者易合并ACP。一旦并發(fā)ACP，易出現(xiàn)循環(huán)功能障礙，甚至影響患者預后。對于機械通氣的中重度ARDS患者，需要及時評估發(fā)生ACP的高危因素并早期診斷；機械通氣過程中，需合理設置以利于ACP的治療。