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1、通气机相关性肺损伤通气机相关性肺损伤通气机相关性肺损伤通气机相关性肺损伤Ventilator-Induced Lung InjuryVentilator-Induced Lung Injury,VILI,VILI华西医院呼吸内科ICU 梁宗安 1876年 开始使用负压呼吸机 1928年 Philip Drinker发明铁肺 1940年 第一代活塞式呼吸机 1951年 Forrest Bird发明 鸟牌呼吸机 1964年 Jack Emerson 发明多功能呼吸机 Respiratory&Critical Care Medicine对VILI的认识1974:WebbTierney PIP 15c
2、mH2O 无组织学改变 PIP 30cmH2O 轻度间质水肿 PIP 45cmH2O 严重低氧血症，1小时内死亡 -Am Rev Respir Dis 1974 Respiratory&Critical Care MedicineVILI发生机制发生机制气压伤(Baratrauma)容积伤(Volutrauma)不张伤(Atelectrauma)生物伤(Biotrauma)Respiratory&Critical Care Medicine气压伤（气压伤（BarotraumaBarotrauma）由气道压力过高导致，包括：吸气峰压（PIP）平台压（Pplat）平均气道压（Paw）呼气末正压（P
3、EEP）跨肺泡压（Ptp）表现为肺泡外气体(extra-alveolar air)Respiratory&Critical Care MedicineWhich pressure?PIP Pplat Respiratory&Critical Care MedicineP Pplatplat！决定肺泡和周围血管压力梯度的是跨肺泡压（Ptp PplatPpl，Ppl胸内压）Ptp大于30-35 cm H2O，或Pplat大于35-40cm H2O时，发生肺泡外气体的可能性明显增加 Sandur,et al.Clin Chest Med,1999Respiratory&Critical Care M
4、edicine高气道压并不一定总引起肺损伤 A trumpet player can reach airway pressure of 150 cm H2O hundreds of times per day without developing barotraumaVigorous cough can reach airway pressure more than 100 cm H2O but rarely cause barotrauma25-30cmH2O的压力也可引起明显的肺损伤Respiratory&Critical Care MedicineIts not pressure，but
5、 Volume？Respiratory&Critical Care MedicinePIP:42 cm H2O Vt:25-35ml/kg渗透性肺水肿渗透性肺水肿 负压通气负压通气Vt:25-35ml/kg PIP:42 cm H2OVt:10-15ml/kg无无明显肺水肿明显肺水肿Dreyfuss,et al.1988Respiratory&Critical Care Medicine提示：MV产生VILI的直接原因是高气道压所引起的肺容积过度增加和局部肺泡过度扩张，而非气道压本身；气压伤的实质是容积伤！Its Volume!Respiratory&Critical Care Medicin
6、e容积伤（容积伤（VolutraumaVolutrauma）由吸气末肺容积过大或肺泡过度扩张引起的肺泡损伤表现为肺泡上皮和血管内皮的广泛性破坏、通透性增加，肺水肿和肺不张等即使“正常”的压力，也可因病变的不均一分布，造成局部肺泡的过度通气Respiratory&Critical Care Medicine 肺顺应性降低肺顺应性降低 气道阻力增高气道阻力增高Respiratory&Critical Care Medicine不张伤（Atelectrauma）呼气末肺容积过低或肺不张，导致小气道终末肺单位随MV周期性开放和关闭引起的切变力（shearing force)所致多见于MV之前已有ALI
7、/ARDS，特别是肺表面活性物质缺乏者应用适当的PEEP，能有效减少切变力的作用 Respiratory&Critical Care MedicineRespiratory&Critical Care Medicine10080Total Lung Capacity(%)6040200102030405060Pressure(cm H2O)Respiratory&Critical Care Medicine生物伤(Biotrauma)Respiratory&Critical Care Medicine可能机制细胞因子和炎症介质的释放肺表面活化物质（PS）缺乏氧化抗氧化系统失衡 Respirat
8、ory&Critical Care Medicine一、细胞因子和炎症介质的释放stretch,stress and shear on respiratory epithelium Neutrophils,AMother infammatory cellsCytokines,inflammatory mediatorsLung injuryMultiple Organ Dysfunction SyndromemechanotransductionRespiratory&Critical Care Medicine假说一：机械转导机制假说一：机械转导机制（mechanotransduction）
9、指将作用于细胞膜/受体的机械力转化为细胞内信号转导途径的活化Respiratory&Critical Care Medicine假说二：细胞质膜的破裂 Respiratory&Critical Care Medicine假说三：细胞骨架结构的改变细胞外基质整合素细胞骨架结构复合物细胞外基质整合素细胞骨架结构复合物Respiratory&Critical Care MedicineMV对PS的数量和质量都有不同程度影响PS的功能障碍或缺乏会加重MV的损伤效应二、肺表面活化物质（二、肺表面活化物质（PSPS）缺乏缺乏Respiratory&Critical Care Medicine三、氧化抗氧化
10、系统失衡 高气道压和大Vt可使中性粒细胞活化，生成大量氧自由基 肺泡内炎症细胞和结构细胞在细胞因子刺激下可促使诱导型NO合成酶(iNOS)合成大量NO产物，NO及其产物与超氧阴离子反应可生成过氧亚硝酸阴离子(ONOO-)和过氧亚硝酸(ONOOH)Respiratory&Critical Care MedicineVILI-other factorsPre-existing lung injuryLung perfusion(hemodynamic)Translocation of bacteria and toxin into bloodstreamAge and lung developme
11、ntRespiratory frequency,Inspiratory flow,Inspiratory timeRespiratory&Critical Care MedicinePre-existing lung injury危重支气管哮喘肺组织过度充气，功能残气量接近肺总量气道高反应性，气管插管或MV可导致气道突然收缩，肺泡内压骤升弥漫性气道水肿、痉挛，中心部位肺泡较周围肺泡承受更高压力，故纵隔及皮下气肿发生率较高肺泡外气体发生率约10Respiratory&Critical Care MedicineALI/ARDS肺泡和肺间质严重损伤，肺组织分为相对正常区/陷闭区/实变区陷闭区肺泡周
12、期性开放，产生高切变力陷闭肺区与正常/实变肺区之间顺应性差别较大，也易产生高切变力有效肺容积显著缩小，易产生局部过度充气高浓度氧疗可导致肺组织氧中毒肺泡外气体发生率约515，双侧气胸多见Respiratory&Critical Care Medicine慢性阻塞性肺病（COPD）肺组织结构破坏肺过度充气，大疱形成Respiratory&Critical Care Medicine临床表现Respiratory&Critical Care Medicine临床表现多见于有基础肺部疾病的患者突然出现烦躁、呼吸困难、血压下降、气道压进行性增高和肺顺应性进行性下降肺泡外气体？进行性呼吸困难，顽固性低氧
13、血症，双肺广泛湿啰音弥漫性肺损伤?Respiratory&Critical Care MedicinePneumothoraxPneumothoraxRespiratory&Critical Care MedicinePneumonediastinumPneumonediastinumRespiratory&Critical Care Medicine二、弥漫性肺损伤表现为渗透性肺水肿和肺不张等类似ALI/ARDS的病理改变Respiratory&Critical Care Medicine防 治Respiratory&Critical Care Medicine防治防治保护性通气策略保护性通
14、气策略Respiratory&Critical Care MedicineRespiratory&Critical Care Medicine防治防治保护性通气策略保护性通气策略（一）（一）小潮气量通气与允许性高碳酸血症（小潮气量通气与允许性高碳酸血症（PHCPHC）限制潮气量Vt：68mlkg 限制跨肺压Pplat 30 3035cmH20 pH不低于7.1-7.2为宜Respiratory&Critical Care Medicine1996年3月1999年3月10所教学医院861例ALI/ARDS患者Vt：6 ml/kgVS12 ml/kg 病死率：31VS39.8（P=0.007）28
15、天内脱机天数：1011 VS 1211（P=0.007）ARDS Network.NEJM 2000Respiratory&Critical Care Medicine（二）最佳（二）最佳PEEPPEEP与肺开放与肺开放 Respiratory&Critical Care MedicineHow to set the best PEEP2 cm H2O above the LIP of pressure-volume cureMatches with FiO2 as protocol of ARDS NetworkRespiratory&Critical Care Medicine（三）其它保
16、护性通气策略（三）其它保护性通气策略 俯卧位通气（PPV）部分液体通气（PLV）高频震荡通气（HFOV）肺复张手法（RM）与控制性肺膨胀（SI）Respiratory&Critical Care Medicine防治防治药物及生物制剂的应用药物及生物制剂的应用（一）干预机械转导信号途径*p38分裂素活化蛋白激酶抑制剂 (FR-167653)*合成的MMP抑制剂Prinomastat(AG3340)*膜离子通道调节剂Respiratory&Critical Care Medicine（二）外源性肺表面活性物质替代（三）细胞因子抗体及受体拮抗剂*多克隆重组TNF-抗体*重组IL-1受体拮抗剂Res
17、piratory&Critical Care Medicine（四）基因治疗导入编码前列腺素合成酶、抗氧化酶、抗蛋白酶的基因，或已知被机械刺激特定激活的基因载体，均可能有助于防治VILIRespiratory&Critical Care MedicineMechanical VentilationMechanical VentilationVILI:VILI:BarotraumaVolutraumaAtelectraumaBiotraumaIncrease Mortality,Length of ICU stay,Cost,Patient discomforts.Lung Injury,Mul
18、tiple Organ Dysfunction Syndrome(MODS)Lung Injury,Multiple Organ Dysfunction Syndrome(MODS)LungLungprotectiveprotectiveventilationventilationLow volumeLow pressure Open lung ventilation PEEPPharmacological Therapy?Respiratory&Critical Care Medicine Thanks!华西医院呼吸内科华西医院呼吸内科ICU 梁宗安梁宗安 028 8181 2259 Respiratory&Critical Care Medicine