『呼吸系统疾病现代诊断与治疗』第十九章 急性呼吸窘迫综合征
急性呼吸窘迫综合征(acuterespiratorydistresssyndrome,ARDS)是指原心肺功能正常,由于肺外或肺内的严重疾病引起肺毛细血管炎症性损伤,通透性增加,继发急性高通透性肺水肿和进行缺氧性呼吸衰竭
一、病因和发病机制
诱发ARDS的致病因素包括肺部疾病,如误吸、重症肺部感染(包括流感病毒、肺孢子虫病等)、肺外伤、栓塞(脂肪、羊水)和毒害气体吸入(光气、烟雾)等。肺外疾病,如创伤、败血症、各种原因的休克、体外循环、大量输库存血、急性胰腺炎、DIC、长期高浓度氧(>70%)吸入等。ARDS的发病机理目前未完全明了,一般认为下列环节有重要作用:
(一)肺水肿的产生 各种致病因素使肺血流灌注不足,直接损害肺泡、毛细血管上皮,引起肺泡毛细血管膜的通透性增加。血循环中的粒细胞、血小板及组织巨噬细胞释放的各种炎症介质将加重上述损害。液体及蛋白质等漏出血管外,导致肺水肿形成,影响通气/灌注比率,导致低氧血症。
(二)肺微小血管栓塞 休克时毛细血管血流缓慢,血液黏滞度增加,易引起微循环血小板、白细胞和红细胞聚集,加上酸中毒等因素可导致DIC及肺微小血管血栓形成。在严重感染,创伤情况下亦可见到类似变化。肺微血栓形成后阻塞微循环,使毛细血管内皮细胞及肺泡上皮细胞受损,导致ARDS形成。创伤时可造成肺血管脂肪栓塞,脂肪被肺产生的脂酶溶解,分解产物脂肪酸可损害毛细血管内皮,减少肺泡表面活性物质,导致ARDS。
(三)肺表面活性物质减少 肺表面活性物质衬附在肺泡表面,具有降低肺泡表面张力,保持肺泡顺应性,稳定肺泡内压,防止肺毛细血管内液体渗入肺泡内的功能。它由Ⅱ型肺泡上皮细胞的线粒体合成及分泌的,其主要成分为二棕榈酮亚磷脂,大约18~24小时更新一次。ARDS发病时,由于上述肺小血管痉挛及肺微小血管栓塞所致的肺血流减少,影响Ⅱ型肺泡上皮细胞代谢,磷脂合成发生障碍;或由于水肿液、脂肪酸、氧中毒等因素直接破坏作用,使肺表面活性物质减少,表面张力增高,肺泡缩小、陷闭,形成肺不张,同时肺毛细血管内液体渗入肺间质及肺泡。尽管ARDS的原发疾病不尽相同,但造成的肺部损害是相似的,其基本病理改变是广泛肺泡上皮和微血管的损伤,导致肺泡唱毛细血管通透性增高性肺水肿。近年来,ARDS发病机理的研究已深入到细胞水平和分子水平。发现一些在生理条件下具有代谢、内分泌、免疫防御等功能的肺内细胞,在ARDS时发生质和量的异常变化,而成为急性炎症反应的效应细胞。中性白细胞(PMN)一般被认为在ARDS肺病炎症的机理中起重要作用,是促进炎症反应引起毛细血管通透性增加的主要细胞成分。根据最新研究,在ARDS的发病过程中,始发因素为补体激活,其中包括C ,特别是C ,使多核白细胞聚集。多核白细胞(PMN)的聚集,可导致PMN内部细胞膜上的还原辅酶Ⅱ(NADPH)氧化酶活性增强,引起“呼吸爆发”,释放大量氧自由基和其他介质〔如酶类、血栓素A 、白三烯类(LTS)、前列腺素类(PGS)等〕,PMN黏附于血管内皮细胞;同时通过C 使血小板聚集,并引起凝血及纤溶现象,血中FDP特别是D单体可增加肺毛细血管通透性及纤维连结蛋白(FN)的损害。因此实验中已见到中性白细胞聚集活性(NAA)、血小板聚集率(PAR)上升,总补体溶血活性下降(CH ),C 、C 、C 上升,血栓素A(TXA )、前列环素(PGI
2 )上升,中性白细胞内弹性蛋白酶(NE)及α 抗胰蛋白酶(αAT)下降,血管紧张素转换酶(ACE)上升,脂质过氧化物(LPO)及过氧化物歧化酶(SOD)上升,肺泡灌洗液(BALF)蛋白增加,以及LPO分解产物在呼气中出现如乙烷、乙烯及血浆中共轭二烯,血浆中FN的下降和乳酸脱氢酶(LDH)同功酶的变化,但有些测定临床应用尚有困难。有人认为,ARDS的发生率与血中TXA 水平和TXA /PGI比值关系密切。此外,中性白细胞中的蛋白酶还可通过酶作用而激活补体、纤维蛋白酶和Hagemen因子,加重炎症的过程。另外,血小板激活因子(PAF)、纤维介素(Fn)、前凝血质和纤溶酶原激活物均与ARDS的发生有关。总之,ARDS的发病机理是错综复杂的。要全面阐明尚需进一步研究。简而言之,大量炎症细胞在肺内聚集:“扣押”,尤其是PMN和血小板聚集是重要的致病因素,通过补体等激活,释放氧代谢产物、蛋白溶解酶类、花生四烯酸代谢产物等可导致急性肺损伤。肺泡巨噬细胞主要发挥启动和调节炎症反应的作用,内皮细胞和嗜酸细胞参与ARDS病变过程,淋巴毒素、肿瘤坏死因子、白细胞介素Ⅰ对炎症反应有多方面的调节作用,通过多途径的毒性作用,造成广泛的微栓塞,使肺内血液分流明显增加而导致呼吸功能恶化,出现不可逆的低氧血症。
二、病理
ARDS的主要病理改变是肺广泛性充血水肿和肺泡内透明膜形成。病理过程可分为三个阶段:渗出期、增生期和纤维化期,三个阶段常重叠存在。ARDS肺组织的大体表现为肺呈暗红或暗紫红的肝样变,可见水肿、出血,重量明显增加,切面有液体渗出,故有“湿肺”之称。显微镜下可见肺微血管充血、出血、微血栓形成,肺间质和肺泡内有富含蛋白质的水肿液及炎症细胞浸润。约经72小时后,由凝结的血浆蛋白、细胞碎片、纤维素及残余的肺表面活性物质混合形成透明膜,伴灶性或大片肺泡萎陷。可见Ⅰ型肺泡上皮受损坏死。经1~3周以后,逐渐过渡到增生期和纤维化期。可见Ⅱ型肺泡上皮、成纤维细胞增生和胶原沉积。部分肺泡的透明膜经吸收消散而修复,亦可有部分形成纤维化。ARDS患者容易合并肺部继发感染,可形成肺小脓肿等炎症改变。
三、诊断
(一)临床表现 ARDS多于原发病起病后5天内发生,约半数发生于24小时内,除原发病的相应症状和体征外,最早出现的症状是呼吸加快,并呈进行性加重的呼吸困难、发绀、常伴有烦躁、焦虑、出汗等。其呼吸困难的特点是呼吸深快、费力,患者常到胸廓紧束、严重憋气,即呼吸窘迫,不能用通常的吸氧疗法改善,亦不能用其他原发心肺疾病(如气胸、肺气肿、肺不张、肺炎、心力衰竭)解释。早期体征可无异常,或仅在双肺闻及少量细湿啰音;后期多可闻及水泡音,可有管状呼吸音。
(二)实验室及其他检查
1.血液气体分析 呼吸空气时,PaO2 <7.98kPa(60mmHg),肺泡气唱动脉血氧分压差(P(A唱a)O )>3.99kPa(30mmHg),早期PaCO ≤4.66kPa(35mmHg),晚期PaCO >6.65kPa(50mmHg)。吸纯氧后,PaO <46.55kPa(350mmHg),P(A唱a)O >13.3kPa(100mmHg)。
2.X线检查 早期可无异常,或有肺纹理增多及肺纹理边缘模糊。随着病情发展可见沿肺纹理分布的散在点片状阴影及大片融合阴影,其间可见支气管充气征。
3.肺泡气唱动脉血氧分压差[P(A唱a)O ] 显著增大,吸纯氧15分钟后仍>26.70kPa(200mmHg)有诊断意义。
4.肺毛细血管楔压(wedgepresure) 不增高,一般<1.60kPa(12mmHg)。临床上也无左心疾病的症状和体征,可与急性左心衰所致的肺水肿鉴别。
5.功能残气量 减少,呼吸器官总顺应性减低,<50ml/cmH2 O,其中多数为20~30ml/cmH2 O(正常值为80~100ml/cmH2 O)。
(三)诊断标准
1.ARDS的高危因素
(1)直接肺损伤因素:严重肺感染、胃内容物吸入、肺挫伤、吸入有毒气体、淹溺、氧中毒等。
(2)间接肺损伤因素:脓毒症(sepsis)、严重的非胸部创伤、重症胰腺炎、大量输血、体外循环、DIC等。
2.ARDS的诊断标准 ①有发病的高危因素;②急性起病,呼吸频数和(或)呼吸窘迫;③低氧血症:ALI时PaO /FiO ≤300mmHg;ARDS时PaO /FiO ≤200mmHg;④胸部X线检查两肺浸润阴影;⑤肺毛细血管楔压(PCWP)≤18mmHg或临床上能除外心源性肺水肿。
凡符合以上五项可诊断为ARDS。1995年全国危重急救医学学术会议(庐山)提出我国ARDS分期诊断标准
四、鉴别诊断
主要与急性肺水肿鉴别。急性肺水肿时,患者咳嗽,咳粉红色泡沫痰,双肺底可听到湿啰音,吸氧、强心剂、利尿剂治疗效果好。ARDS时临床表现为进行性呼吸困难,咳稀血水样痰,急性呼吸窘迫,高流量吸氧,氧分压持续下降。
五、治疗
ARDS是一种急性呼吸系统危重症,对它的成功治疗必须遵循呼吸病学与危重症医学紧密结合的原则,并在严密监护下进行。治疗目标包括:改善肺氧合功能,纠正缺氧,保护器官功能,防治并发症和治疗基础病。治疗措施包括:积极治疗原发病,氧疗,机械通气(应用呼气末正压)以及调节机体液体平衡等。
(一)加强监护 应对ARDS患者进行特别监护。动态监测生命体征的变化,包括,呼吸、血压、脉搏、体温以及神志的改变等。
(二)积极治疗原发疾病 原发疾病是ARDS发生和发展最重要的病因,必须及时治疗。
1.积极控制感染 严重感染是引起ARDS的首位高危因素,又是影响ARDS的首要原因。因此,在危重病人抢救过程中,应严格无菌操作,撤除不必要的血管内导管和尿管,预防皮肤溃疡,寻找并处理外科感染,以减少医院内感染。对ARDS并发感染征象的患者,应加强对感染部位的寻找,并应结合血、尿、痰细菌培养和临床情况,选择强有力的抗生素治疗。
2.积极抢救休克。
3.静脉输液避免过多过快,晶体液与胶体液以1∶1为宜,参考中心静脉压、血压、肺动脉楔压、脉压差与尿量,随时调整输入液体量。
4.尽量少用库存血。
5.及时的骨折复位、固位。
6.危重病人抢救应吸氧,但应避免长时间高浓度的氧吸入,一般吸氧浓度40%~50%,维持PaO260mmHg。
(三)氧疗 氧疗是有效纠正缺氧的重要措施。需要高浓度给氧,才能使PaO >60mmHg或SaO >90%。一般多用面罩给氧,部分患者可在机械通气的同时给氧。
(四)机械通气 尽管ARDS机械通气的指征尚无统一的标准,多数学者认为一旦诊断为ARDS,应尽早进行机械通气。ALI阶段的早期轻症患者可试用无创正压通气,无效或病情加重时尽快行气管插管或切开行有创机械通气。机械通气的目的是提供充分的通气和氧合,以支持器官功能。由于ARDS时大量肺泡不均匀性萎陷,重力依赖区肺泡萎陷明显,而非重力依赖区肺泡仍保持开放状态。非重力依赖区开放的肺泡顺应性好,但占肺脏比例小,当较大潮气量机械通气时,气体容易进入这些顺应性好的肺泡,使肺泡过度充气,造成肺泡上皮和血管内皮损伤,加重肺水肿。而萎陷的肺泡在通气过程中仍维持萎陷状态,在局部扩张的肺泡和萎陷的肺泡之间产生剪切力,引起严重肺损伤。因此复张萎陷的肺泡并使其维持在开放状态,可增加肺容积,改善氧合,并避免肺泡随呼吸反复开放、闭合所造成的剪切力损伤,是ARDS治疗的重要环节。
1.呼气末正压通气(PEEP) 对ARDS患者是一种支持疗法,单纯使用间歇正压机械呼吸效果不大,采用呼气末正压呼吸治疗可提高动脉氧分压,疗效较好。PEEP系在呼气末增加气道和肺泡压力,扩张小气管和肺泡,阻止肺泡关闭,使萎陷的肺泡复张,减少肺内分流;同时PEEP可使肺泡内液体变为扁平,有利于气体交换,以上作用可提高氧合效果,纠正低氧血症。经用PEEP治疗后,当临床病情稳定,FiO 为40%,PaO ≥9.33kPa(70mmHg)时,可试行逐步撤离PEEP。先锋低PEEP值0.49kPa(5cmH O),10分钟后复测动脉血气,如PaO 值稳定不变或较原值降低<20%,即可根据病情逐步予以撤离;如PaO 值明显降低,则需恢复原PEEP值进行治疗。使用PEEP时应注意有无充血性心力衰竭、低血压、尿量减少、气胸、纵隔气肿等并发症发生,加强护理,密切监测呼吸和循环情况。
2.反比通气(IRV) 即机械通气吸(Ⅰ)与呼(E)的时间比≥1∶1。延长正压吸气时间,有利气体进入阻塞所致时间常数较长的肺泡使之复张,恢复换气,并使快速充气的肺泡发生通气再分布,进入通气较慢的肺泡,改善气体分布、通气与血流之比,增加弥散面积,缩短呼气时间,使肺泡容积保持在小气道闭合的肺泡容积之上,具有类似PEEP的作用;IRV可降低气道峰压和PEEP,升高气道平均压(MAP),并使PaO /FiO 随MAP的增加而增加。同样延长吸气末的停顿时间有利血红蛋白的氧合。所以当ARDS患者在PEEP疗效差时,可加试IRV。要注意MAP过高仍有发生气压伤和影响循环功能、减少心输出量的副作用,故MAP以不超过1.37kPa(14cmH O)为宜。应用IRV时,患者感觉不适难受,可加用镇静或麻醉剂。
3.吸入一氧化氮(NO) 有研究应用吸入10~20ppm浓度的NO或含同浓度NO的机械通气治疗ARDS。NO进入通气较好的 ? ?肺组织,扩张该区的肺血管,使低V /Q 肺区的血流向扩张的肺血管,改善V /Q ,降低分流,增加氧分压和氧含量,以利降低吸氧浓度。NO能降低肺动脉压和肺血管阻力,不影响体循环血管扩张和心输出量,具有抑制血小板的黏附与聚集作用。
4.膜式氧合器 ARDS经人工气道机械通气、氧疗效果差,呼吸功能在短期内又无法纠正的场合下,有人应用体外膜肺氧合(ECMO)维持生命,采用静脉→膜肺→静脉的模式,经双侧大隐静脉根部用扩张管扩张后分别插入导管深达下腔静脉。现发展了血管内氧合器/排除CO 装置(IVOX),以具有氧合和CO 排除功能的中空纤维膜经导管从股静脉插至下腔静脉,用一负压吸引使氧通过IVOX,能改善气体交换。配合机械通气可降低机械通气治疗的一些参数,减少机械通气并发症。
(五)改善微循环 ARDS病人多有肺小静脉痉挛、组织灌注不良、组织缺氧等微循环障碍,故应使用血管扩张剂及改善微循环的药物。
1.肾上腺皮质激素的应用 应用原则:早期、大量、早撤。具体方法:地塞米松每日20~40mg静滴,2~3天为一疗程或氢化可的松每日300~500mg静滴,疗程同前。
2.α唱受体阻断剂 酚妥拉明20~80mg加入10%葡萄糖液500ml内,静滴,滴速每分钟0.5~1.0mg;亦可小剂量静脉推注,每次1mg,每15~20分钟重复1次。用药过程中应注意监测血压的变化以收缩压不低于12kPa为宜。
3.胆碱能神经阻滞剂 东莨菪碱每次40mg,必要时加大剂量静注或静滴,5~10分钟后酌情重复使用。主要适用微循环痉挛阶段,病人处于休克状态,四肢潮冷。
4.肝素和低分子右旋糖苷 ARDS患者,尤其合并感染病,DIC发生率高,如3P试验阳性,或血小板减少至70×109 /L以下,凝血时间少于5分钟应立即使用肝素。第1次用50mg静滴,以后每6小时用半量,直到血小板、凝血时间、3P试验恢复正常,再维持2~3天。右旋糖苷有防止红细胞凝集的功能,与肝素并用有预防DIC作用。
5.潘生丁 是较温和的防血小板聚集和黏附药,可抗血栓形成。可用50mg溶于溶液中静脉滴入,每6小时1次。与肝素合用可引起出血倾向。
6.前列腺素E(PGE) PGE 可扩张肺血管,降低肺静脉及其阻力,抑制白细胞及血小板聚集,抑制氧自由基,防止溶酶体释放等。剂量为每分钟100ng/kg,但目前意见尚未统一。
7.己酮可可碱(pentoxifyline,PTX) 为甲基黄嘌呤衍生物,可抑制PMNs和单核细胞之激活和介质、氧自由基、蛋白酶和释放,对抗IL-1及TNF增加PMNs的黏附性,增加红细胞变形性,降低血黏滞度,抑制血小板聚集,减轻肺损伤,改善肺灌注和氧运输。
(六)消除肺间质水肿
1.控制输液量,限制入水量 每日输液量不超过1500~2000ml,保持液体轻度负平衡。早期以晶体为主,晚期可用胶体液,如白蛋白每日100~200g。
2.应用利尿剂 可提高动脉血氧分压,减轻肺间质水肿,尤适用于输液适量秀发ARDS及肺水肿而尿少者。一般用速尿40~60mg,每日2~4次,静脉注射,以不减少心输出量为度。
(七)并发症的治疗 ARDS的发生发病过程中,可发生脏器功能衰竭,最常见的并发症是肾、胃肠、中枢神经、肝、凝血等。
1.控制感染 ARDS病人的免疫功能低下,气道防卫功能降低,在气管插管、气管切开、频繁吸痰等因素易诱发肺部感染。可做痰、支气管肺泡分泌物、血、尿培养,寻找致病微生物。及时应用抗生素或相应治疗。
2.氧中毒 避免持久吸入50%以上氧浓度的氧气。
3.胃出血 由于应用激素及严重缺氧而引起消化道应激性溃疡,导致胃、十二指肠大出血,急诊临床多应用甲氰咪胍1.0~1.2g,静脉点滴,或口服氢氧化铝凝胶,去甲肾上腺素+冰盐水口服等。
4.纠正酸碱平衡紊乱 ARDS早期可由于通气过度发生呼吸性碱中毒;继而可由于输入含枸橼酸的血、肾小球滤过率减少和肾排碱功能减退及低K+ 低Cl-等并发代谢性碱中毒;如有严重缺氧、创伤和休克可出现代谢性酸中毒;后期可由于呼吸衰竭导致高碳酸血症,出现呼吸性酸中毒和高乳酸血症的代谢性酸中毒。以上情况必须及时合理纠正,并注意血气监护。
5.强心剂的应用 在无明显心功能不全时,不必常规应用洋地黄药物。由于感染、休克可给心肌造成损害,大量输液也能加重心脏负担,故小剂量、短期应用,对治疗ARDS有效。
6.纠正酸碱平衡紊乱 ARDS早期可由于通气过度发生呼吸性碱中毒,继而可由于输入含枸橼酸的血、肾小球滤过率减少和肾排碱功能减退及低K 低Cl 等并发代谢性碱中毒;如有严重缺氧、创伤和休克可出现代谢性酸中毒;后期可由于呼吸衰竭导致高碳酸血症,出现呼吸性酸中毒和高乳酸血症的代谢性酸中毒。以上情况必须及时合理纠正,并注意血气监护。
7.心律失常 因缺氧、酸碱失衡、水电紊乱等因素导致心律失常,应针对发生原因及时纠正。
8.弥散性血管内凝血(DIC) 血小板计数如逐日降低,要警惕DIC发生并做相应的抗凝治疗。
六、预后
ARDS的死亡率在50%左右,与严重程度有关。常死于基础疾病、多器官功能衰竭和顽固性低氧血症。能康复者部分能完全恢复,部分留下肺纤维化,但多不影响生活质量。
七、预防
①对休克、严重创伤、感染等易发生ARDS的患者,在病程中应随时警惕本病的发生。对某些重症疾病、尤其意识不清的患者,应加强护理,防止误吸、休克等,以预防ARDS发生。②对上述疾病过程中,呼吸频率有增加趋势(>20次/分),应认为有发生ARDS的可能,宜严密观察病情变化;如呼吸频率进行性加快,虽未达28次/分,或PaO2 虽>8kPa,PaO2 /FIO2 >300,但有进行性下降,应列为高度可疑病例,早期进行有关治疗,防止进展为治疗困难的典型ARDS。