双鸭山双矿医院有限公司 155100
一、立项依据：
1、国内外发展概况和最新发展趋势；呼吸机成为危重病医学生命支持的重要手段。传统的通气方法是应用大潮气量（10～15ml／kg），常规通气频率（f）为10～15次／min，生理性吸呼比（I：E）为1：4～1：2。虽监测气道峰压（PIP），但常无严格限制。加用呼气末正压（PEEP）以达到氧分压>60～70mmHg，吸氧浓度<0．6为理想。因患者个体差异及疾病严重程度可诱发或加重呼吸机相关肺损伤（ventilator—associated lung injury，VALI），对危重患者的预后有明显影响。发生率为5％～15％，其中以气压伤最为常见。
如何依据患者个体化严重程度合理应用呼吸机，降低急性肺损伤发生率，各种文献报道及研究进展提倡肺保护性通气，即使更多的肺泡维持开放状态，以减少肺塌陷，其实质是呼吸末正压的调节（PEEP）；其次在PEEP确定后，避免吸气末肺容积过高，必需对潮气量进行限制，使吸气末肺容积和压力不超过某一水平，减少容积伤和气压伤。
压力容积曲线（pressure-volume curve，P-V曲线）是根据呼吸系统的压力和容量相关性描绘出的曲线，反映的是呼吸系统的顺应性，相关性较好。其力学的分布表现为肺的充气相P-V曲线呈“S”型，可概括为三段两点：低位平坦段，相当于正常或基本正常的肺泡随压力的增大而扩张；下拐点（LIP），相当于陷闭肺泡的开放点；中间陡直段，压力的升高和肺容积的变化呈线性关系，相当于已张开的“陷闭”肺泡和正常肺泡在弹性限度内的等比例扩张；高位平坦段，顺应性下降，表明肺处于过度扩张的危险中。后两段之间的交点称为上拐点（UIP）P-V曲线上曲点压力的85％时，改善肺的顺应性、降低肺病理性损伤效果最好。P-V曲线的下拐点（Pinf）确定PEEP值，在保证有效氧合的基础上，对血流动力学影响小，肺的力学特征较合适，对肺的病理性损伤有明显的保护作用。AIL患者PetCO2与PaCO2有很好的相关性，PetCO2是判断PaCO2的一个有意义的无创性指标。
本研究目的探讨急性肺损伤患者使用呼吸机时，不同的潮气量对患者的血液动力学、肺通气和肺力学的影响。以期根据P—V曲线个体化的选择比较理想的潮气量，减少呼吸机相关的肺损伤。
2、项目实施对科技、经济和社会发展的促进作用；
呼吸机支持治疗属重症医学科常规生命支持的重要组成部分，如何将无生命的设备贴近正常人体需要，最大限度符合生理状态，运用呼吸力学原理及调节参数设置PEEP和潮气量对肺的顺应性、血流动力学和肺循环功能的作用实行个体化的选择。确定潮气量为P—V曲线上曲点压力对应的潮气量的85％时，改善肺的顺应性、降低肺病理性损伤效果最好。以呼吸系统P—V曲线的下曲点（Pinf）确定PEEP值，以上曲点对应的潮气量的85％调节潮气量，符合个体化保护性通气策略，在保证有效氧合的基础上，对血流动力学影响小，对肺的力学特征和肺的病理性损伤有明显的保护作用，可能有利于改善ALl的预后。AlL患者的ADC02基本正常，AlL患者PetC02与PaC02有很好的相关性，PetC02是判断PaC02的一个有用的无创性指标。
3、项目实施的产业化前景：呼吸机属重症医学科建设中必备设备，压力容积曲线（pressure-volume curve，P-V曲线）是呼吸机参数界面中常规力学表现，不需额外配备设备及资源，患者可在科室中常规开展，重症患者无需额外费用，缩短icu住院天数，减少总住院天数，降低治疗费用，减少医疗支出，降低病死率及致残率。
二、研究内容
1、研究开发内容和关键技术问题；机械通气治疗急性肺损伤（Acute lung injury ALI）由来已久，但是治愈率提高不明显。究其原因，机械通气对肺的再损伤是一个非常重要的因素。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆虽然机械通气对通气和换气功能均有良好的支持能力，但同生理状态下的负压通气相比，正压通气本身就是一种“病理状念”的通气方式，是一把“双刃剑”，在带来治疗作用的同时也带来病理损害，即导致呼吸机相关性肺损伤、减少回心血量、降低心输出量、并影响颅脑静脉回流、降低肾灌注量等。临床及动物实验均已证实，潮气量及呼气末正压选择不当均会加重肺的再损伤，诱发呼吸机相关的肿损伤（ventilator—associated lung in jaury，VALI），发生率为5％～15％，以气压伤最为常见。因此，机械通气时选择合适的PEEP和VT，可以减少机械通气对肺的再损伤。目前，根据P—V曲线选择合适的PEEP已经为PEEP的确定找到了很好的途径。传统的通气方法是应用大潮气量（10～15ml／kg），常规通气频率（f）为10～15次／min，生理性吸呼比（I：E）为1：4～1：2。虽监测气道峰压（PIP），但常无严格限制。加用呼气末正压（PEEP）以达到氧分压>60～70mmHg，吸氧浓度<0．6为理想。因患者个体差异及疾病严重程度可诱发或加重VALI，对危重患者的预后有明显影响。导致VALI的基本机制为（1）局部肺泡容积过大，跨壁压（肺泡内压与胸腔内压之差）过高，使过度膨胀的肺泡及肺泡壁毛细血管破裂。（2）吸气时，呼气期塌陷的肺泡突然复张产生剪切力，使细支气管或肺泡破裂。由于肺泡壁与支气管血管鞘是配对分布的，肺泡扩张时，弹性纤维对血管鞘产生放射性牵拉作用，使鞘内压力下降，并且与肺泡扩张程度成正比，与血管内压成反比。深吸气时，鞘内压力可降低至-0.49至-3.92kPa。因此，当肺泡破裂时，气体首先进入压力较低的支气管血管鞘内，形成间质气肿，并可通过鞘内疏松组织到达纵隔，引起纵隔气肿。
2、项目研究的创新点；根掘P—V曲线，实现个体化选择PEEP和潮气量是十分必要的。利用P-V曲线下拐点+2cmH20确定PEEP后，再根据P—V曲线的上拐点（"VUIP）对应的潮气量，设定病人的潮气量分别为vt、85％Vt和70％Vt，以相同的分钟通气量和吸入氧浓度分别给予定容机械通气，并监测肺力学、血流动力学、血气改变及P-V曲线的变化，以选择较理想的通气量。以期在机械通气治疗过程中，最低限度的减少机械通气对肿的损伤。为机械通气治疗肿损伤提供理论依据，为肺损伤的治疗提供新的思路。
3、预期主要技术、经济指标：掌握呼吸力学原理、呼吸机工作原理、P-V曲线的正确解读、动脉血气及床头胸片的分析；重症患者无需额外费用，缩短icu住院天数，减总住院天数，降低病死率。
三、研究试验方法、技术路线以及工艺流程
研究对象：2016年01月～2016年09月在双鸭山煤炭总医院ICU科急性肿损伤患者36例，男20例，女16例，平均年龄（63±12）岁；其中肺部炎症30例，多脏器功能损伤12例，复合外伤19例，急性胰腺炎l例。患者纳入观察组时，诊断为急性肺损伤时间为（5.2±1.8）天，PaO2为（53.4±14.3）mmHg，吸入氧浓度（Fi02）为（50±10）％。入选标准：年龄>18岁，呼吸急促（30-45次／分），两肺可闻及湿罗音，X线示两肺斑片状阴影，氧合指数（PaO2／FiO2）≤300mmHg，符合的ALI诊断标准［11］，能接受机械通气治疗，耐受镇静肌松剂；无严重心力衰竭、休克、气脚、胸廓外伤、颅内压增高等疾病。
研究方法：患者取仰卧位，持续静脉泵入安定1～2mg／h及维库溴铵1～2mg／h。使患者处于镇静、肌肉松弛状态，达到Ramsay镇静分级4-6级，肌力III级。监护仪（2000型，迈瑞公司）持续监测患者的心电图（ECG），心率（HR）、平均动脉血压（MAP）、中心静脉压（CVP）和呼气末二氧化碳分压（PaCO2）。气管插管接呼吸机，容量控制通气。
所有患者在接受机械通气支持后以低流速法［12］测定病人P-V曲线，并计算出系统静态顺应性（Staric compliance Cst）。从呼吸机上获取气道峰值压（PIP）、平均气道压（Pm）的值，保持吸气峰压（PIP）≤35 cmH2O。以P-V曲线的下拐点LIP）+2cmH2O确定PEEP值。使用血气分析仪获取动脉血气PH值（PH）、氧分压（PaO2）、CO2分压（PaC02）。病人的潮气量根据P-V曲线的上拐点UIP对应的潮气量，分别设定为Vt、85％Vt和70％Vt。
工艺流程：肺的压力一容积曲线的测定我们选取了低流速测定法。Viera等研究表明，闭合法测定的部分ARDS患者静态肺顺应性曲线无Pinf，可能与肺容积增加梯度，忽视肺泡复张信息有关。与其相比，低流速法测定的准静态肺顺应性曲线具有连续性，可连续反映肺泡随气道压力增加而复张的情况，提示低流速法不会遗漏Pinf，由此确定的Pinf和VUIP可能较闭合法准确［14］。给予容量控制通气，恒流（≤10L／min），潮气量15 ml／kg，呼吸频率5次／分钟，吸气时间80％，吸气暂停时间为0，气道压力高限设置为45cmH20。记录肺的P-V 曲线为准静态曲线，数据输入Excel软件进行分析。
监测参数
（1）血流动力学参数：心率（HR）、平均动脉血压（MAP）、中心静脉压（CVP）。
（2）肺力学参数：气道峰值压（PIP）、平均气道压（Pm）、肺静态顺应性（Cst）。
（3）气体交换和氧代谢参数：动脉血pH值（PH）、氧分压（PaO2）、二氧化碳分压（PaCO2）、氧合指数。呼气末二氧化碳分压（PaO2）。
氧合指数：为FiO2为100％时，病人静息状态下测得的PaO2（mmHg）。
注：静止肺顺应性计算公式：Cst=Vt／Pplat。一total PEEP。式中：Pplat为平台压：total PEEP为总PEEP；Vt为潮气量。呼出气末C02分压（Pet CO2）：应用红外线光谱测定法出呼出气CO2吼监测仪测定。
论文作者:张丽
论文发表刊物:《航空军医》2017年第1期
论文发表时间:2017/2/27
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