《急性呼吸窘迫综合征模型中呼吸机所致肺损伤与肺应变的关系研究》

急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是常见的急危重症。肺保护性通气改善了患者的预后,但病死率仍40%以上,呼吸机所致肺损伤(VILI)是其重要原因之一。VILI的发生最终取决于机械通气是否引起非生理性的肺应力和应变(刘奇等,中华结核和呼吸杂志,2012,35(12): 924-926)。肺应变为呼吸过程中肺容积的改变量与静息肺容积的比值(△V/V0),V0为功能残气量(FRC),在使用呼气末正压(PEEP)时△V包括潮气量(Vt)及PEEP引起的肺复张容积(VPEEP)即:肺应变=(Vt+ VPEEP)/FRC,肺应变反映Vt与FRC的相对关系;肺应力为肺组织对抗牵张作用的单位面积内力的大小。肺应变在VILI发生中具有重要意义,在健康动物VILI的发生存在肺应变拐点现象。ARDS更易发生VILI,VILI与肺应变是否存在肺应变拐点现象需进一步研究,为此开展了《比格犬中度急性呼吸窘迫综合征模型中呼吸机所致肺损伤与肺应变的关系研究》,并得到了国家自然科学基金资助。

临床上为减少VILI的发生,设置Vt时依据理想体重(PBW)并监测气道平台压(Pplat)的方法,控制Pplat在“合理”范围内,研究显示Pplat与肺应力具有较好的线性关系,但Vt不能反映肺应变大小(Liu Q,Chen RC,et al.J Surg Res.2013.181(2): 300-7)。另外,同为中度ARDS的动物模型FRC均明显减小但却存在巨大差异,且与PBW无关(Liu Q,Gao YH,et al,J Thorac Dis,2015,7(8): 1459-66)。因此,传统选取Vt的方法不能充分的反映肺应变即Vt与ARDS患者FRC之间的相对关系;ARDS患者胸壁及肺弹性也存在巨大的差异,Pplat也不能充分反映肺应力的大小。因此在监测和调控Pplat及Vt的同时,更有必要关注对应的肺应力和应变值。相关研究显示ARDS模型犬VILI的发生与肺应变非成线性关系,而是存在肺应变拐点现象。超过这一拐点,实验动物生存时间明显缩短,24小时死亡率明显上升;平台压、血管外肺水指数显著升高(刘奇等,中华医学杂志,95(36): 2947-2950),顺应性显著下降(刘奇等,中华危重病急救医学2018,30(9):872-876)。设置Vt时,控制肺应变在“拐点”以下这一“安全范围”内进行机械通气可能更加合理,有助于制定兼顾到FRC的个体化的机械通气方案(刘奇陈荣昌等,中华结核和呼吸杂志2015,38(3):208-211)。

将该基于肺应变的肺保护性理念应用于中毒引起的急性肺损伤患者中,取得了较好的疗效(刘奇,单梦田,罗志毅等.中华急诊医学杂志.2017.26(10):1133-1136);同时在临床上,引入了头罩技术并将其应用到急性呼吸衰竭患者中,该技术的应用有利于缓解患者的呼吸困难(Liu Q,Gao Y,Chen R,et al.Crit Care.2016.20: 265),从而降低患者在机械通气过程中肺应力和肺应变的巨大变化,有利于实现肺保护性通气。

首次提出以肺应变为导向的肺保护性通气并引进了头罩通气新技术,发表了多篇高质量论文,得到了业界的广泛认可,并将这一通气理念进行推广和应用,改善了机械通气的效果,减少了并发症的发生,直接及间接的创造了较好的社会及经济效益。

成果说明

由于本项目具有较强的理论创新,并紧贴临床,本研究小组成员通过学术讲课现场演示等方法进行推广应用于多家医院及科研单位。在新蔡县人民医院根据研究得出的相关理论,对于气管插管需行机械通气的患者常规作胸部CT评估肺容积的大小,并基于肺容积的大小在兼顾血气情况的同时尽可能降低机械通气,以减少肺应力和应变的大小,对于潮气量过低而不能实现足够通气量的患者积极转协作单位上级医院行ECMO治疗,这种基于呼吸力学为导向的机械通气明显改善了患者的预后,该院重症监护室每年收治呼吸衰竭并尝试应用该技术理论的患者约100例,筛选出肺

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