随着现代机械通气技术的不断发展,新的机械通气策略(如肺复张、俯卧位通气等)应用于临床,促进萎陷的肺泡复张,纠正通气/血流比例失调,改善氧合,挽救了众多危重症患者的生命。但是正压通气本身与人体生理状态下负压呼吸相违背,其必然会因过高的正压水平对肺泡产生损伤,甚至导致肺泡破裂出现纵隔气肿、气胸等严重并发症;同时,不合理的呼气末正压(PEEP)又不能维持呼气末肺泡复张,气血交换难以得到有效改善,且因呼吸过程中肺泡反复萎陷复张产生的剪切力对肺泡产生致命的损害,继发生物伤和气压伤,危害更大。因此,临床亟需能够通过动态监测胸腔内压来计算跨肺压(trans—pulmonarypressure,Ptp),从而对危重症患者进行个体化正压通气治疗的技术。
那么什么是跨肺压?
如上图所示,跨肺压为真正使肺扩张或者收缩的力量,跨肺压(Ptp)=肺内压(Palv)-胸腔内压(Ppl)。临床中,我们常常以吸气末平台压≤30cmH2O作为避免气压伤的标准,但是此时真的安全吗?
从上图可以看出,当病人平台压为30cmH2O时,患者存在主动吸气,那么此时病人的跨肺压=30-(-15)=45cmH2O,要远高于平台压。
如上图所示,事实上,胸壁弹性阻力(elasticresistanceofchestwall,Ecw)和肺弹性阻力(elasticresistanceoflung,El)共同组成呼吸系统总弹性阻力(totalrespiratorysystemelastance,Etot)。在气道压一定的情况下,静态时符合以下公式:跨肺压(Ptp)=气道压(airwaypressure,Paw)×(EL/Etot)。ARDS协作网(ARDSNet)标准认为安全的Pplat<30cmH2O对ALI/ARDS合并Ecw高的患者[腹腔高压(IAH)、肥胖]等患者可能导致通气不足或过度通气。
那么具体怎么监测跨肺压?
上面我们已经提到跨肺压(Ptp)=肺内压(Palv)-胸腔内压(Ppl),肺内压我们可以通过吸气末或呼气末阻断以测得气道压,测得的气道压即为肺内压。目前临床常通过监测食管压的变化来间接反映胸腔内压的变化,因为食道为长约25cm的肌性管道,起于咽部,终于贲门,通过胸廓上口进入胸腔,与胸膜腔毗邻。食道由平滑肌和骨骼肌构成,仅在吞咽时发生运动,能够较好地传导胸腔内的压力,尤其是在食管中下1/3段,食管与胸腔仅相隔一层胸膜,食管压与相邻胸腔的压力具有很好的相关性。因此,呼吸周期中食道压的变化值可以很好地反映胸腔压的变化。
食道测压管的放置:
临床需要将食管测压管气囊位置放于食管中下1/3处,才能相对准确测得反映胸腔内压的食道压,具体操作为:伴随吞咽活动,放置食管气囊测压管,到达胃后可以观察到呼吸机屏幕上有恒定的正压波形,表明气囊在胃内(在自主吸气时,膈肌下降,挤压胃部,导致胃内压升高,可以观察到吸气时气道压下降,而气囊压升高,说明气囊位于胃腔内。但是,对于接受控制通气且无自主呼吸的患者,吸气相气道压和胃内压同时升高,这时可以连续轻按腹部,如果观察到气囊压波形出现“锯齿样”震颤,也可以提示气囊位于胃内),缓慢将导管向外撤,进入胸腔后观察压力波形变为随呼吸运动的正弦波,同时出现受心脏跳动影响的锯齿波,确认食管气囊测压管位置相对正确。如下图:
保证食管气囊测压管的位置放置正确,可以通过食管压曲线的监测或是“阻断试验(occlusiontest)”实现。
Baydur阻断试验辅助验证气囊的合适位置,但先决条件是保持自主呼吸。呼气末阻断气道以保证肺容积无变化;当患者出现吸气努力时,气道压和食道压同时降低,此时如两者下降幅度的比值位于0.8~1.2之间,则说明气囊已置于合适位置,否则,应重新定位气囊位置和容积。该阻断试验的原理:气道阻断时,虽然患者出现吸气努力,但不会发生肺容积和跨肺压的变化,因此理论上,气道压和胸腔压的改变应该是一致的。对于没有自主呼吸的患者,可以采用正压阻断试验,即在呼气末进行气道阻断,同时轻轻挤压患者肋骨,使气道压和食道压同时升高,再计算气道压与食道压变化值的比值。研究表明,自主呼吸和正压阻断试验之间具有较高的一致性,可在不同临床条件下应用。阻断试验过程中另一点需要注意的是,阻断时人工气道不能漏气,可通过观察流速波形及时发现。阻断试验前应重新检查人工气道气囊,并列为常规操作内容。心电伪影也可能影响食道压监测结果,影响程度可能高达4-5cmH2O。有研究表明,使用整倍心动周期确定食道压的测量时相,能够进一步提高阻断试验的准确性。
跨肺压监测的临床应用:
1、ARDS:跨肺压是维持呼气末肺泡持续开放的关键,PEEP的设置水平直接影响跨肺压的数值。监测食管压的优点在于判断ARDS患者对PEEP的需求,指导机械通气PEEP设置,选择使呼气末跨肺压保持在0-10cmH2O的最小PEEP值,避免呼气末肺泡萎陷、气道陷闭的同时,最大程度减少剪切伤和气压伤,改善通气和氧合,实现PEEP的个体化设置。大多数情况下,推荐吸气末跨肺压不超过25cmH2O,呼气末跨肺压为0-10cmH2O。
2、腹腔内高压(IAH):是重症监护病房常见的危重症,常见于重症胰腺炎、肥胖、创伤等患者。腹腔内压升高时,通过膈肌传递至胸腔,引起胸腔内压增高,跨肺压下降,呼气末肺泡萎陷,呼吸系统顺应性下降,进一步加重低氧血症和通气障碍。在腹腔高压状态下设置PEEP,推荐跨肺压导向的机械通气策略,维持呼气末跨肺压始终0cmH2O,促进塌陷肺泡复张,减轻肺不张,显著改善氧合指数以及肺静态顺应性。跨肺压为IAH患者机械通气策略的选择提供了新的视角和思路。
3、心肺基础疾病:呼吸与危重症领域的医生常常面对的是合并慢性呼吸系统疾病、结构性肺病、心肺基础差的高龄患者,一旦选择正压机械通气,往往面临着更高的气胸、低血压、心输出量下降的风险,如何在减轻气压伤、避免低血压和改善氧合间取舍,PEEP的选择尤为重要。跨肺压指导的机械通气策略,包括PEEP的滴定、肺复张的实施等,在改善氧合和通气的同时,避免跨肺压的瞬间突然上升造成的气压伤,也避免了盲目升高PEEP对循环、心输出量的影响,对这些患者有一定的益处。
4、跨肺血管压力降:跨肺血管压力降(TPG)=平均肺动脉压(mPAP)-肺小动脉楔压(PAWP)
在右心漂浮导管监测血流动力学的过程中,即可得到平均肺动脉压和肺小动脉楔压,两者的差值即为跨肺血管压力降,其反映了肺循环的阻力。ARDS病人由于感染、低氧、机械通气设置不当等原因导致跨肺血管压力降升高,是急性肺心病的主要原因。不合理的PEEP设置可影响肺循环阻力,导致右心功能不全,跨肺压指导的PEEP设置即可有效解决这一难题。
跨肺压监测的局限性:
1、体位:直立位时食道压与胸腔内压有很好的线性关系,患者仰卧位时由于心脏等压迫,导致高估了胸腔内压,低估了跨肺压。
2、气囊相关:目前临床所用食道压监测材质多为聚乙烯或者橡胶,以前者居多,由于气囊具有弹性回缩力,且有些气囊需要人工注气,过大的气囊容积会高估周围压力,反之,注气不足,会低估周围压力。
3、疾病相关:食道测压管监测的是临近胸腔的压力,由于像ARDS等肺部病变的不均一性,可能造成临床呼吸机参数设置的偏差。
4、其它:胸壁的完整性(胸腔引流)、食道张力等。
以下为我科开展跨肺压监测部分照片:
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