翻译：未亚平编辑：李沂玮
摘
要
呼吸机相关性肺损伤是急性呼吸窘迫综合征发病率和死亡率的关键原因。ECMO已越来越多的用于传统呼吸机难以控制的严重低氧血症或难治性高碳酸血症。最近的一项随机对照试验以及对该试验的事后分析、一项荟萃分析和一项大型国际多中心观察性研究均表明，与传统的治疗方法相比，给予较低的潮气量和气道压力的体外生命支持，可以改善重症急性呼吸窘迫综合征患者的预后。这些发现不仅引出了对接受体外支持的患者的最佳呼吸机策略的相关问题，而且当体外循环气体交换充分时，使用超肺保护通气策略如何减轻ARDS机械性肺损伤的问题也值得深思。需要更多的研究才能更好地优化体外循环相关有创机械通气的最佳策略。
要
点
1.呼吸机相关性肺损伤是ARDS发病和死亡的主要原因，很大程度上是由机械力的损伤所致；
2.ECLS可以补充或替代ARDS的肺内气体交换，减弱呼吸机相关性肺损伤的机械力；
3.在考虑ECLS之前，应先优化传统的管理策略(肺保护通气策略，俯卧位，PEEP滴定，保守的液体平衡以及神经肌肉阻滞)；
4.EOLIA试验中采用的通气策略是对接受ECMO的ARDS患者进行有创机械通气的默认标准，但我们建议将呼吸频率设定为10(EOLIA试验的较低范围)或更低；
5.无论是否使用ECLS，过度的呼吸做功可能会促进ARDS的肺损伤，都应尽量避免；
6.我们需要更多的数据来优化呼吸机参数，进而改善患者短期和长期预后。
背景
在常规机械通气和辅助治疗不能充分维持氧合或通气的情况下（包括俯卧位），体外生命支持(ECLS)可支持急性呼吸窘迫综合征(ARDS)患者的气体交换。ECLS建议较低的潮气量和气道压力，否则只能以伤害性的机械通气策略为代价来维持气体交换。呼吸机相关性肺损伤(VILI)是ARDS发病和死亡的关键因素，特别是在考虑行ECLS的患者中。因此，采用肺保护性通气策略，同时联合ECLS，似乎是改善这一策略的关键。本综述对ECLS在最小化VILI方面可能发挥作用作一总结；根据现有数据，建议ECLS期间机械通气的最佳通气策略；描述ECLS、气体交换和呼吸机参数之间的相互作用；最后，确定需要研究的领域，以更好地对ECLS期间机械通气和自主呼吸努力的最佳管理提供信息。本综述中提出的建议总结了具有机械通气、ARDS和ECLS专业知识的临床医生和研究人员的一致意见，这些意见摘自于年在意大利罗马举行的第4届国际ECMO网络科学年会圆桌会议。
最小化VILI的传统方法
ARDS机械通气的主要目的是在避免器官损伤的同时提供充分的气体交换，这些损伤包括气压伤、容积伤、肺不张伤、肌损伤和生物损伤(图1)。肺损伤可进一步加重自主呼吸的做功和人-机不同步，从而增加跨肺压。潮气量、平台力、驱动压、呼吸频率、吸气流量和呼气末正压(PEEP)都与VILI有关，尽管这些参数中，哪些是减少肺损伤的重要因素还不清楚。驱动压似乎是与死亡率最相关的因素，尽管驱动压与患者结局之间的因果关系尚未确定。这些因素中有许多已被纳入反映从呼吸机到呼吸系统的能量传输的数学方程中，称为“机械动力”。
（图1）
限制性容量和压力通气以(潮气量为4-8mL/kg标准体重，经常被称为“6mL/kg”，而平台压为30cmH2O或更低)及俯卧位已经被证实了对ARDS患者的生存率有益，并已被在最近的临床实践指南中推荐使用。其他的策略，包括高水平的PEEP，以及肺复张也可能是有益的，但也有一些随机对照试验的结果对这些方法的有效性提出了质疑。尽管有关急性呼吸窘迫综合征（ROSE）试验中提到，早期给予固定剂量的神经肌肉阻滞并48小时持续输注，并没有给ARDS和PaO2：FIOmmHg的患者益处，但实际上仍可考虑个体化使用神经肌肉阻滞，特别是在人机不同步（例如双触发）时，可能会增加VILI，或根据需要行俯卧位通气。尽管本文未具体解决该问题，但我们认为限制性液体管理可能会给ARDS患者带来其他好处。
超肺保护通气的原理
超肺保护通气的数据依据
相关数据均表明，尽管我们遵循了最佳的常规呼吸机管理方法，在ARDS期间仍会持续发生VILI。动物模型实验强调了循环肺泡弹力的伤害性，特别是在高潮气量或高氧环境下。Frank等人证明，当潮气量从12ml/kg降至6ml/kg时，ARDS大鼠肺损伤下降，当潮气量降至3ml/kg时，可以进一步降低肺损伤风险。在急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征(ARMA)试验中，与传统潮气量相比，低潮气量、低平台压与生存率的提高存在相关性。Needham等人研究证明，在6mL/kg的肺保护潮气量时，与生存率的提高呈线性相关。
超肺保护通气过程中的局限性
在ARDS治疗过程中，由于容量和压力的降低对降低死亡率没有明显的上限，因此我们可以合理地得出这样的结论，即潮气量和气道压力应降低到当前治疗标准以下，可尽量减少VILI的发生。如果6ml/kg的潮气量(以及30cmH2O或以下的平台压)被认为是“肺保护”，那么可能更低的潮气量(即4ml/kg)和气道压力(如25cmH2O)应该被称为“超肺保护”通气。呼吸速率，从VILI的角度来看，可以看作是肺暴露于有害损伤的容量和压力的频率，同样被认为是减少VILI的潜在目标。
在某些ARDS患者(尤其是重症ARDS患者)中，实现超肺保护通气的主要生理矛盾是发生不可耐受的呼吸性酸中毒，而这往往需要较高的呼吸频率，但高呼吸频率也可能无法缓解酸中毒，反而进一步增加VILI的风险。事实上，为了在ARMA试验期间维持可接受的pH值，即使使用传统的小潮气量(6.2-6.5mL/kg)，其呼吸频率（29-30次/分）显著的高于高潮气量对照组（呼吸频率16-20次/分）。体外气体交换为实现超肺保护通气提供了机会，包括降低呼吸频率，同时减轻由此引起的呼吸性酸中毒。当然，并不是所有患者都需要ECLS来实现超肺保护通气。但是，如果没有ECLS，超肺保护通气在大多数重症ARDS患者中都很难很好实现。
ARDS中的ECMO和ECCO2R
ECMO和ECCO2R的适应症
静脉-静脉体外膜氧合(VVECMO)和体外二氧化碳去除(ECCO2R)是ECLS的两种相关形式，具有支持气体交换障碍的能力。在这两种情况下，静脉血都是通过套管从中心静脉引出，允许氧气和二氧化碳扩散的半透膜泵入，并通过套管回到中心静脉。ECMO是一种利用高血流量为血液提供氧和清除二氧化碳的方法，可用于严重ARDS合并难治性低氧血症或严重呼吸性酸中毒的患者。因为二氧化碳清除率比氧气更高，所以ECCO2R可以在相对较低的血流量下完成，尽管这种方法不能有效地改善氧合(图2)。较低的血流量使得ECCO2R可以使用相对ECMO更小的套管，从套管相关并发症的角度来看，这在理论上比ECMO更安全。然而，由于血液流速较低，与ECMO相比，ECCO2R需要更高水平的抗凝，这可能与更高(而不是更低)的并发症发生风险有关。ECCO2R大部分为静脉-静脉模式，但也有报道无泵动静脉ECCO2R，这种方法增加了额外的动脉插管风险，并且不允许我们对体外血流量进行同等程度的控制。
（图2）
何种程度的ARDS患者才需要ECMO支持，已经有越来越多的文献探讨该疑问。使用ECMO最关键的步骤是最大限度的实现保护性通气和气体交换。在较轻的ARDS中，ECCO2R是否仅用于超肺保护性通气仍是目前临床研究的课题(表E2)。对于不太严重的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)，并且无明确ECMO指征的患者，是否推荐使用ECCO2R，仍需要更多的数据支持。
ECLS有助于超肺保护通气
Grasso等人在一项实验研究中证明了ECCO2R的可行性，它可以实现呼吸频率降低(从每分钟30.5次到每分钟14.2次)，并显著降低与VILI相关的几种炎性细胞因子的生成。在ARDS中进行的几项ECLS前瞻性试验表明，在保持足够气体交换的同时降低各种呼吸机参数是可行的。这些试验大多使用ECCO2R，此结果适用于ECMO，因为ECMO可以提供了更大容量的气体交换。Terragni等人在ARDS患者中使用ECCO2R，以促使平台压从29.1cmH2O降低到25.0cmH2O(以及潮气量从6.3降至4.2mL/kg)，同时纠正由此引起的呼吸性酸中毒，减少肺部炎症反应。Xtravent研究随机选取了79例中度至重度ARDS患者，采用标准机械通气或ECCO2R辅助超保护性通气:极低的潮气量(3.4mL/kg)，显著降低驱动压力，保持正常的pH值而不增加呼吸频率(表1)。
近期，第二阶段国际合作组织对95例中度ARDS患者进行了ECCO2R超肺保护通气进行了研究。研究显示，潮气量从6.0mL/kg降至4.2mL/kg，平台压从27.7cmH2O降至23.9cmH2O，呼吸速率可从每分钟27.4次降至每分钟23.5次，同时PaCO2和pH可维持在预定的可接受范围内(表1)。潮气量和气道压力的降低导致驱动压力从平均13.2cmH2O降低到9.9cmH2O(p=0.)，同时也保持了相似的PEEP水平。
在临床实践中，回顾性研究、荟萃分析,和ECLS前瞻性多中心研究中心都证实了上述研究结果的可行性。ECLS启动后，通常伴随着潮气量、平台力、驱动压、呼吸频率和FIO2的降低，PEEP的改变和气体交换的维持(表1)。LIFEGARDS国际观察研究纳入了例ECLS支持的患者。其中超肺保护通气策略被广泛应用：驱动压保持≤15cmH2O，这与ECLS期间机械功率从26.1±12.7J/min降至6.6±4.8J/min有关。ECLS前2天的机械通气设置与死亡率无关，而之前的观察研究表明ECLS早期驱动压降低和PEEP增加与死亡率的降低有独立相关性。早期机械通气设置与预后之间缺乏相关性，这间接表明，一旦予以超肺保护通气，即低驱动压和低做功的有效实施，其他通气设置对结果没有显著影响。Cox模型显示，ECLS支持期间的较高的潮气量和较低的驱动压，提示着呼吸系统静态顺应性的逐步改善，这与较低的6个月死亡率具有独立相关性。
（未完待续）
浙大杭州市一重症