脉瘤性蛛网膜下腔出血患者的机械通气治疗：系统性评价与建议

段晶晶   赵春光   翻译   赵双平

摘要

目的：机械通气（MV）与动脉瘤性蛛网膜下腔出血（aSAH）患者的病理生理有着复杂的相互作用。我们的目的给出一项关于aSAH患者机械通气生理的综述，在对文献进行系统总结的基础上给出建议，并突出仍需研究的领域。

数据来源：在PubMed查询1990年1月1日至2020年3月1日期间的医学主题词（MeSH）为“机械通气”和“动脉瘤蛛网膜下腔出血”的出版文章。对返回文章的书目进行了审查，以获得其他感兴趣的出版物。

研究选择：研究纳入标准包括英文原稿，研究人群为aSAH患者，暴露人群为MV。符合条件的研究包括随机对照试验，观察性试验，回顾性试验，病例对照研究，病例报告或生理学研究。排除的主题和文章包括综述，儿童，非动脉瘤导致的蛛网膜下腔出血，真菌性和创伤性蛛网膜下腔出血以及有关气管切开术的文章。

数据摘录：文章由一名团队成员审核，并由第二名团队成员验证。

数据综合：31篇文章符合本次纳入标准。

结论：我们对氧合、高碳酸血症、PEEP、APRV、ARDS和颅内压检测提出建议。

关键词：机械通气、动脉瘤、蛛网膜下腔出血、APRV、压力控制。

背景：每年，每100,000名患者中有10–15名患者发生动脉瘤性蛛网膜下腔出血（aSAH），占美国所有卒中的10％。在缺血性，出血性和动脉瘤性卒中中，aSAH需要机械通气（MV）的风险最高（RR，3.9；95％CI 3.8-4.0），38.5％-65％ 的aSAH患者需要进行机械通气。高达20％的aSAH患者出现神经源性肺水肿（NPE）等病理过程，说明了中枢神经系统和肺的相互联系。由于大量的aSAH患者患有一种或多种肺部并发症，包括肺炎（22％）和肺水肿（23％），因此调节氧合和通气尤其具有挑战性。此外， 18–50％的aSAH患者患有急性呼吸窘迫综合征（ARDS）。

      对于如此频繁需要MV的疾病，重症监护医生和神经外科医师都面临着在没有足够指导性证据的情况下如何进行最佳治疗的问题。与其他形式的中风不同，在考虑潜在的脑缺血（DCI）和脑积水引起的颅内压升高的可能性时，临床医生必须意识到脑氧耗和脑灌注。在这里，我们对所有动脉瘤性蛛网膜下腔出血研究进行了系统评价，并结合机械通气来回顾可能与脑肺生理有关的通气因素。我们概述了此类患者的独特肺部病理生理学、常见情况以及机械通气的各个要素如何影响aSAH患者的复杂疾病过程。此外，我们会根据现有数据提出建议，并强调知识方面的不足以供将来研究。

方法

      基于PICO（参与者，干预，比较和结果）框架制定了PubMed数据库搜索。以下医学主题词（MeSH）分别用于定义参与者和干预措施：“动脉瘤性蛛网膜下腔出血”和“机械通气”。搜索参数仅限于1990年1月1日至2020年3月1日之间发布的英语研究。搜索于2018年3月1日完成，并于2020年3月8日更新。研究纳入标准包括英文手稿和研究人群是动脉瘤性蛛网膜下腔出血，暴露或干预是机械通气。合格的研究包括随机对照试验、观察性试验、回顾性试验、病例对照研究、病例报告或生理学研究。我们专门评估了机械通气、大脑生理指标测量和结局。我们排除了涉及儿科人群、非动脉瘤性蛛网膜下腔出血、真菌性和创伤性蛛网膜下腔出血以及气管切开术的专题综述。检查了从PubMed数据库检索到的文章引文，并适时查看和收录了任何与我们的主题有关文章。根据报告的研究类型，分别评估偏倚。发现的结果不够相似，无法进行组合或进一步的统计分析。

      搜索中返修的所有文章均已审核。一位团队成员（神经外科住院医师）对手稿的摘要进行了审查，另一位团队成员（重症监护医师）验证了解释。然后，那些通过摘要审核的文章将由两名团队成员以相同的方式进行全面审核。

      我们的搜索产生了83篇手稿。其中，最终排除了58条。通过审查审阅文章的参考文献，鉴定出另外六篇与aSAH中的MV有关的手稿。图2是从PRISMA（用于系统评价和元分析的优选报告项目）改编的流程图。与该评论相关的文章总数为31。

氧气输送和二氧化碳的清除

供氧

      在aSAH患者的治疗中，更大程度上，血氧（O2）以及二氧化碳（CO2）是需要考虑的重要变量。维持氧输送对避免脑缺血至关重要。MV必须在氧合血和维持心输出量之间保持平衡。

尽管有一个公认目标，以避免危重病人的低氧血症，但高氧血症对aSAH的影响不太清楚。一项对至少24 h机械通气的aSAH患者进行的回顾性多中心数据库研究发现，治疗前的24小时PaO2水平（包括中度高氧血症（≥150 mmHg））与患者预后之间没有关系。

二氧化碳

      二氧化碳是一种重要且强效的血管调节剂，对具有正常大脑自动调节功能的患者的血液输送到大脑有显著影响。人类和动物模型中的研究均发现，aSAH后脑血管对CO2的反应表现正常。一项对102位aSAH患者进行的回顾性单中心回顾性研究发现低碳酸血症（定义为CO2的分压（PaCO2）<35）与不良预后（定义为格拉斯哥结局量表（GOS）<4） 和DCI独立相关，但与死亡率无关。相反，在最初24小时中，PaCO2水平高于37.5 mmHg，与不良结局的风险降低（定义为GOS为1-3）相关，这表明允许的轻度高碳酸血症对aSAH患者可能是有益的。Westermaier等人进行了一项针对aSAH患者一过性高碳酸血症的1期临床试验。作者对六名高级别（Hunt and Hess（HH）3–5和Fisher级别（FG）3）的aSAH患者进行了多模式监测，包括脑内热稀释探针，心室外引流（EVD）和近红外光谱法。他们发现PaCO2水平分别为30、40、50和60 mmHg，导致基线脑血流量（CBF）的变化分别为79％，98％，124％和143％。PaCO2浓度分别为30、40、50和60 mmHg时，脑组织的氧合水平较基线分别降低了93％，98％，104％和111％。PaCO2的变化对颅内压（ICP）的临床影响不大，但随着PaCO2的增加，脑脊液（CSF）的平均排出量增加。在恢复到基线呼吸机设置后，这些参数没有出现反弹的情况。尽管这些患者的ICP并未升高，但很可能是由于脑脊液引流增加所致，因此这对于没有EVD的患者可能是一种不安全的操作。尽管对允许性高碳酸血症进行了一些研究，但鉴于一些人认为脑损伤的患者应避免高碳酸血症，因脑血流量增加高会增加ICP的风险，因此在安全性和有效性方面仍有大量工作要做。

建议

      总之，与任何危重病人一样，应避免aSAH患者发生低氧血症。虽然没有强有力的临床证据表明高氧血症可导致进一步的脑损伤，但在滴定吸氧浓度时，可以使用先进的颅内监测来测量脑组织氧压（PbtO2）。在这些患者中，高碳酸血症的耐受性可能很好，但在颅内压监测（ICPM）到位的情况下这样做可能最安全。通常应避免低碳酸血症，除非ICP急剧升高，否则它可能引起缺血。

aSAH患者的急性呼吸窘迫综合征

PEEP和颅内压

      ARDS在aSAH中并不少见。一项针对620名aSAH患者的回顾性单中心队列研究发现，27％的患者PaO2：FiO2（氧合指数）≤300，18％的患者PaO2：FiO2≤200。肺损伤的诊断发生在入院后中位数为3天。他们发现疾病的严重程度，出血的临床等级和严重的败血症与ARDS独立相关。未发现潮气量增加与ARDS的后续发展有关。ARDS与死亡率和更长的住院时间独立相关。

      另一项回顾性单中心观察性研究发现，肺损伤的进展与HH评分相关（p <0.001），30.4％的HH4和35.5％的HH5患者经历了严重的肺损伤（作者定义为 PaO2与FiO2之比≤200）。 另一项针对62名aSAH患者进行的回顾性观察研究发现， 50％的患者出现ARDS。 45％的患者在MV的第一天就被诊断出ARDS，这提示低氧可能是MV的需求，而不仅是气道保护。

      假设导致aSAH患者肺损伤发展的病理生理学是“双重打击”模型，第一次打击是急性神经系统损伤引起的肾上腺素激增和全身性炎症，第二次打击是非神经性应激源，如感染、输血和MV。提高ARDS生存率的MV策略最佳证据涉及ARDS网络试验（ARDSNet）中所述的肺保护性通气参数，其中潮气量为预期体重的6-8 mL / kg，以达到≤30 cmH2O的平台压。但是，重要的是要认识到，ICP升高的患者被排除在ARDSNet试验之外，可能排除了许多aSAH患者。这样的排除可能会限制这种通气策略在aSAH患者中的推广。

      回顾性的单中心队列研究在检查aSAH患者中ARDSNet肺保护呼吸机策略的利用率时，发现58％的患者保持在ARDSNet参数内，包括潮气量≤8 mL / kg。但没有呼吸机设置可以预测ARDS的发展。ARDS危险因素的存在，即败血症、休克、肺炎、胃误吸和输血，是与ARDS进展相关的因素。与其他研究相反，aSAH的临床严重程度与ARDS的进展无关。ARDS的发展与重症监护病房（ICU）住院时间的延长有关，但与死亡率无关。

      一项针对499例急性脑损伤患者（包括SAH在内）进行的前瞻性单中心研究发现，较低的潮气量和较高的呼气末正压（PEEP）导致MV持续时间从14.9天缩短至12.6天，ICU住院天数增加90天。在包括SAH在内的所有急性脑损伤患者的多中心研究中，低潮气量（≤7 mL / kg），中度PEEP（6-8 cmH2O）方案，早期拔管与死亡率和无创通气天数减少有关。

肺泡塌陷是ARDS重要的病理生理特征，肺内分流导致低氧血症。通过使用PEEP打开塌陷的肺单位使肺泡复张是维持功能残气量从而改善ARDS氧合的一种策略。然而，在一项随机对照试验中，肺复张仍然存在争议，与低PEEP通气相比，高PEEP通气与更高的死亡率相关。这些试验对aSAH患者的适用性有限，因为它们排除了ICP升高或急性脑损伤的患者。

      为了解决这一局限性，一些小型回顾性临床研究试图探讨肺保护性通气与ICP之间的关系。一项回顾性单中心的研究报告对12例接受肺保护通气治疗导致高碳酸血症（定义为PaCO2 50-60 mmHg）aSAH患者的结局，发现与PaCO2为40的患者相比，这些患者的ICP没有增加。作者假设，当高碳酸血症导致软脑膜动脉血管扩张，主要的脑动脉和皮质内动脉反而收缩，这可能是他们观察到的ICP不变的原因。Nemer等人对aSAH ARDS患者的肺复张方法进行了一项随机研究。，比较了不同的肺复张方法。

      一组进行35 cmH2O的持续气道正压持续40 s，称为持续气道正压通气（CRM），另一组进行15 cmH20的PEEP压力控制补充通气（PCRM），压力控制在35 cmH2O以上，持续2分钟。与对照组相比，他们发现CRM与较高的ICP（20.50±4.75对13.13±3.56 mmHg）和较低的脑灌注压（CPP）（62.38±9.81对79.60±6.8 mmHg）有关，而PaO2：FiO2没有明显改善（110.9±24.7至112.6±26.7）。另一方面，PCRM对ICP无明显影响，但增加了CPP（84.25±5.48至79±6.80 mmHg）。PCRM还与PaO2：FiO2比值（108.5至203.6mmHg）的临床显著改善有关。

      一项前瞻性、单中心观察性研究评估了PEEP对aSAH患者ICP的纵向影响。作者发现，与PEEP为5 cmH2O组相比，PEEP为20 cmH2O的患者在出血后第1天和第3天对ICP没有明显影响，但在出血后第7天ICP明显升高（ 19.5 vs 11mmHg）。出血后第7天是aSAH自然史中的一个重要里程碑，因为血管痉挛可能在第6天和第8天之间发生。严重的血管痉挛可能导致CBF降低并引起脑缺血和水肿。PEEP升高组的平均动脉压（MAP）也较基线水平下降，随后脑血流量下降，这被认为是大脑自动调节无效的结果。作者推测，脑水肿、颅内静脉压升高再加上PEEP升高引起颅内静脉流出减少，导致ICP升高。

      对需要进行MV和ICP监测的严重神经系统损伤（GCS <9，37.5％aSAH）患者进行的回顾性单中心研究发现，发现PEEP与ICP或CPP之间无显著相关性，但严重肺损伤（PaO2 / FiO 2 <100）患者除外。在对严重肺损伤患者进行多变量分析时，PEEP每升高1 cmH2O，ICP增加0.31 mmHg（p = 0.04），CPP减少0.85 mmHg（p = 0.02）。该研究未报告其队列中包括的各种病理学的任何亚组分析，也未调查使用的MV模式是否对其结果有影响。另一方面，一项前瞻性研究对21名肺顺应性正常和肺顺应性异常的昏迷患者进行了PEEP测定，同时测量了中心静脉压（CVP）、CPP、ICP、脑顺应性和平均大脑中动脉流速。在肺顺应性正常的患者中，PEEP升高导致CVP升高，但MAP，CPP和平均速度降低，而ICP和脑顺应性保持不变。在低顺应性患者中，随PEEP的增加，任何变量均无变化。

建议

      总之，文献提示PEEP升高会降低MAP并增加颅内压。然而，由于ARDS可以在这些患者中早期出现，因此较高的PEEP在aSAH患者的早期病程中可能是安全的，而没有颅内高压或血肿引起的肿块效应的证据。当患者接近DCI期的高峰时，在增加PEEP以治疗肺部疾病之前，最好使用具有CSF转移功能的ICPM。

俯卧位

      俯卧位通气可改善ARDS和其他伴有通气血流不匹配（例如NPE）的病理状态患者的气体交换。一项回顾性研究对16例aSAH，HH III级或更高的ICPM患者进行了回顾性研究。经过验证，在使用CPP时，PaO2（从97.3±20.7到126.6±31.7 Torr）和PbtO2（从26.8±10.9到31.6±12.2 Torr）以及ICP显著增加（从9.3±5.2到14.8±6.7 mmHg）而CPP降低（从73.0±10.5到67.7±10.7 mmHg）。在对29例ICPM和急性脑损伤患者的回顾性回顾中，仰卧位的平均ICP值为9.5±5.9 mmHg，俯卧位时的平均ICP显著增加至15.4±6.2 mmHg。他们发现仰卧位（82±14.5 mmHg）或俯卧位（80.1±14.1 mmHg）的CPP之间无显著差异。另一项对8例TBI和SAH患者进行前瞻性研究发现，与先前的研究结果相似，PaO2（从12.6±1.4增至15.7±3.2kPa）和ICP（从12±6增至15±4 mmHg）在统计学上显著增加，而CPP增加（从66±7到73±8 mmHg）。这些患者的MAP改善（从78±8到88±8 mmHg）。作者推测，俯卧位静脉回流更好，而ICP较ICP改善更大，导致CPP改善。最后，另一项针对11例TBI和SAH患者的前瞻性试验发现，前驱对ICP，CPP或MAP没有明显影响，但PaO2显著增加（从13.2±2.1增至19.1±6.1 kPa）。作者评论说，在镇静治疗中ICP立即增加的患者，其镇静作用增加，这突显出非对照研究的结果可能会被混淆。重要的是要注意这些研究都没有ARDS患者。

建议

      根据这些研究，可以通过俯卧位显著提高ICP，显著改善氧合。ICP稳定，对颅内血肿或水肿无质量影响曾患过ARDS的ICPM的aSAH患者，可以考虑进行治疗。

其它通气方式

      呼吸道压力释放通气（APRV）是一种压力受限的MV模式，可以自发呼吸，是ARDS治疗中的另一种治疗方式。APRV采用反比通气（IRV），即吸气时间长于呼气时间。这增加了肺泡的吸收并改善了氧合。

      我们的研究得到了一个单一病例报告，描述了APRV在aSAH中的应用，从而改善了氧合，肺泡通气和脑血流量，而ICP的增加可忽略不计。一项研究发现，在兔aSAH模型中，与正常通气量相比，检查IRV并未发现CPP有显著差异，但确实发现平均气道压力显著升高且ICP略高于基线。在另一项研究中，对22头肺损伤的约克夏猪，以模拟ARDS和颅内病变，并通过颅内气囊将ICP升高至30–40，随机分配至ARDSNet，APRV或假手术，并评估血气、定量组织病理学和脑微透析。研究人员发现，两组之间的FiO2，CVP，潮气末CO2、MAP、CPP和ICP均无差异，但在统计学上改善了APRV组的P / F比和较高的平均气道压力。他们还发现在颈动脉或股静脉的pH、乳酸盐、SvO2或PvO2的动脉pH、PaCO2、PaO2和SaO2在股和颈静脉无差异，仅有APRV在颈部的PvCO2较低。脑透析显示APRV组的乳酸含量较低，但乳酸丙酮酸的比率无明显差异。该研究的两个主要局限性是由于六只动物的死亡导致的缺失偏倚以及仅6.5 h的分析。

建议

      如果担心不同步或ARDS，但需要维持ICP，则考虑在该人群中考虑APRV。

迟发性脑缺血

通气

      DCI是aSAH最可怕的并发症之一，并且是长期发病的重要因素。aSAH患者中，血管造影显示血管痉挛可以独立或与DCI同时出现。在描述aSAH后局部缺血现象的研究的定义和终点在不同的文献中存在明显的异质性，有些研究使用血管痉挛作为替代标记或与DCI互换使用。我们发现现有的数据描述DCI，血管痉挛和MV的相互矛盾，可能是由于这种异质性。一项回顾性单中心研究发现，DCI与延长的MV独立相关（HR 1.61；95％CI 1.02-2.56）。另一项回顾性单中心研究发现肺部并发症与DCI之间的关系，该研究确定肺炎与DCI的发生有依赖性关联（校正OR，2.0；95％CI 1.1-3.7）。但是，对这种关系的理解是不确切的。一项回顾性单中心队列研究发现，ARDS的发展似乎并未增加血管痉挛的风险。一项前瞻性观察性研究检查了在PEEP升高的情况下脑血管痉挛对CBF的影响，发现在PEEP升高达20 cmH20时，血管痉挛似乎不会影响MAP或CBF。但是，无论是否存在血管痉挛，增加的PEEP都会导致患者MAP和CBF的相关依赖性降低。此外，对这两个人群MAP和CBF的药物治疗均达到预期效果。这表明，对于血管痉挛患者，应用PEEP治疗血管痉挛并没有比不应用PEEP更糟，尽管不一定适用于DCI患者，还需要进一步的研究来阐明这一点。

建议

      综上所述，在高级别aSAH患者中，最具挑战性的情况之一是在严重疾病时同时预防DCI的发生。较高的PEEP可能会降低该组患者的CBF。因此，同时使用药物如米力农可能会抵消较高PEEP引起的静脉回流减少。这些患者通常是用PbtO2进行颅内监测的理想人选，可能使呼吸机参数滴定更加细致。

结论

总体而言，关于MV对aSAH患者疗效的高水平数据很少，因此无法做出明确的治疗说明。但是，我们可以总结一下数据以及我们的经验，并提出以下建议：

      1）高碳酸血症可能有效地减少迟发性脑缺血和改善预后，但如果以高碳酸血症为目标，这些患者应具有某种形式的ICPM。

      2）如果在出血过程的早期和动脉瘤发生后，采用aSAH的住院患者应遵循ARDS流程通气，允许更高的PEEP。这些患者应进行ICPM，尤其是在DCI期间，先进的颅内监测可帮助指导通气，在氧合、通气、PEEP和脑灌注之间取得平衡。

      3）在伴发合并症患者和DCI期间，可考虑采用自主通气模式，如APRV。这可能会降低镇静剂的需求量，除渗透性药物治疗外，还可满足脑灌注的目的。如上所述，在此期间高碳酸血症可能是有益的。

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