翻译:杨靖校对:王剑荣
本综述的目的:急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的特点是肺血管通透性增加,同时血管外肺水(EVLW)增多。目前,经肺热稀释(TPTD)技术可以定量测定肺活量(EVLW)和肺血管通透性指数(PVPI)。我们将阐明为什么、如何以及何时进行EVLW和PVPI测量。
最近研究发现:尽管ARDS的柏林标准很简单并且被广泛使用,但已经发表了一些对它的批评意见。在过去的20年里见证了用于测量EVLW和PVPI的TPTD技术的引入和发展。有几篇文章建议在危重病人的治疗过程中评估EVLW和PVPI。EVLW和PVPI可准确、客观地诊断ARDS。EVLW10ml/kg是判断肺水肿的合理标准,EVLW15ml/kg为重度肺水肿。除了EVLW大于10ml/kg,PVPI大于3表明血管通透性增加(即EVLW10ml/kg)。而PVPI小于2表示血管通透性正常(即心源性肺水肿)。
总结:EVLW和PVPI测量将为未来的ARDS临床实践和研究打开大门,并有可能被纳入未来的ARDS定义。
介绍
肺水肿是危重患者最常见的并发症之一。最近的一些报道发现心源性的死亡率高达约12%,非心源性肺水肿的死亡率高达30%。肺毛细血管静水压力的增加(通常与肺血管内血容量的增加并行)是心源性(或静水性)肺水肿的主要决定因素。典型的原因包括左心室衰竭引起的充血性心力衰竭,不适当的输液导致的液体超载,以及未经治疗的肾功能衰竭。另一方面,肺毛细血管通透性增加(即急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是一种典型的非心源性肺水肿。
肺包含约7亿个肺泡,总表面积约为平方米(有半个网球场那么大)。肺泡由上皮层、间质和毛细血管组成。毛细血管外的空间称为血管外肺空间。相应地,肺泡和肺间质中的液体称为血管外肺水(EVLW)。肺水肿,无论是心源性或非心源性,其特征是EVLW的增加。不管原因是什么,EVLW的积累都会损害呼吸气体交换,导致呼吸窘迫。
然而,从肺水肿的严重程度和疾病类型(心源性与渗透性增加)来定量评价肺水肿往往是困难的,特别是在有多种并发症和复杂病史的重症患者中。在这篇文章中,我们将回顾最近发表的论文,并阐明为什么、如何以及何时应该进行EVLW测量,尤其是在ARDS中。此外,我们将提出评估肺水肿的定量诊断的框架。
为什么需要定量评价血管外肺水和肺通透性?
肺水肿的存在和严重程度通常根据体格检查、病人病史、实验室检查和胸片检查结果来评估。然而,这些参数的解释,包括胸部X线,往往受到主观因素的影响,可能导致观察者之间的误差(甚至在专家之间)。目的应用经肺热稀释(TPTD)技术在床边定量评价肺水肿(图1)。
根据Ashbaugh等人在年的第一次描述,ARDS的定义不断被重新修订,直到年美国欧洲共识会议(AECC)的定义发表。目前使用的Berlin定义是在AECC定义的基础上稍加修改后,于年发布的。结果表明,它对死亡率的预测效度仅略高于AECC对的定义。AECC和Berlin的定义基本上包括四个主要组成部分:(1)急性起病、(2)胸片表现、(3)动脉血气结果(PaO2/FiO2比值)和(4)无心源性肺水肿。
尽管柏林的标准简单而广泛使用,但已经发表了对它们的重大批评。首先,诊断需要准确的胸片检查。在柏林定义的补充出版物中,专家小组(ARDS定义工作组)展示了12例胸片的典型例子,这些胸片被分为三组:符合ARDS的、不符合ARDS的和模棱两可的。然而,胸部x线摄影的解释往往比较复杂,缺乏客观性。Sjoding等最近报道,临床医生根据Berlin标准诊断低氧性呼吸衰竭患者ARDS时,仅表现出中度的观察者间一致性。导致这一结果的主要原因是胸部图像解释的可靠性较低。这一结论得到了最近一项关于评判间一致性的多中心前瞻性研究的支持。在该研究中,名重症医师在培训前后分别独立审阅了这些专家小组提供的12张胸片。当使用柏林影像定义时,发现x线诊断的准确性和评分者之间的一致性较差,并且工作队开发的胸片训练后没有显著改善。
其次,尽管ARDS的严重程度取决于PaO2/FiO2比值(即,PaO2/FiO2分别为-、-、时,为轻度、中度、重度ARDS),该比值与FiO2有很强的依赖性,分子分母关系为非线性。此外,呼气末正压水平(PEEP)显著影响这一比率。
第三,无心源性肺水肿可能不是肺水肿通透性增加的必要前提。肺通透性增加是ARDS的特点,但不是唯一的EVLW积累的原因。心功能异常的病人也可能同时有肺漏。例如,有慢性心脏病病史和心功能下降的患者可能会因细菌性腹膜炎而发生腹腔脓*症,然后出现继发于炎症介质的产生而肺通透性增加。
最最重要的是,研究表明,ARDS(主要是弥漫性肺泡损伤;DAD)和AECC诊断标准的病理结果之间只有中度的一致性。即使在修订了柏林标准之后,最近的一项尸检研究发现,在确诊为ARDS[20]的患者中,DAD的组织病理学发现仅占45%。这意味着一半以上的患者在没有DAD的情况下出现了各种各样的呼吸衰竭症状。
因此,也有必要评估该病的病理生理特征,肺血管通透性,以诊断ARDS。肺血管通透性指数(PVPI)可以通过TPTD技术和EVLW测量。这一信息有助于评估该病的严重程度和定量区分两种类型的肺水肿,这可能指导选择正确的治疗策略。
如何测量过高的血管外肺水和肺血管通透性指数?
在过去的20年里,TPTD技术的引入和发展见证了EVLW和PVPI的临床测量。目前,市面上有两种类似的TPTD系统,PiCCO监控系统[ProAQTplatformorPiCCO2monitoring(/GetingeMedicalsystems,Munich,Germany)]和EV0系统(VolumeView,EdwardsLifesciences,Irvine,California,USA)。这两种系统都需要一个中心静脉导管和一个热阻式动脉导管。在中心静脉导管中注入15ml冷等渗盐水后,动脉导管检测热调节变化,从而估计心输出量、整体舒张末期容积(GEDV)、整体射血分数、EVLW和PVPI(图1)。这两种装置(即,PiCCO或EV0)测量几乎相同的血流动力学和肺变量,包括EVLW和PVPI。尽管这些系统专用软件包使用的算法的细节没有完全向公众开放,但它们的工作原理基本相同。然而,PiCCO制造商经常根据已发表的验证研究结果更新和修改他们的算法和软件。
通过对动物模型的重量测量金标准,验证了PiCCO系统EVLW测量的准确性。在正常肺、心源性肺水肿和ARDS模型中,EVLW值的热稀释测定具有较高的准确性。在一项人体尸检研究中,我们观察到EVLW与死后肺重量之间存在一定的相关性,这些相关性来自于广泛的正常肺和受伤肺。最近一项关于脑死亡的研究器官移植前的患者提示热稀释EVLW与重量测定EVLW密切相关。
直到最近,EVLW值在心功能受损和瓣膜功能障碍患者中的可靠性还只是在一定程度上得到验证。Hilty等人评估了接受选择性左、右心导管插入以及左心室血管造影的患者。他们发现TPTD测量的血流量不受心室大小和流出道阻塞差异的影响。
何时评估肺外水和肺血管通透性指数?
一些出版物和该领域的许多专家建议,TPTD在治疗危重症患者期间评估EVLW和PVPI。EVLW和PVPI可准确、客观地诊断ARDS。
几项研究表明,正常的EVLW值应该大约为7ml/kg,不应该超过10ml/kg(以预测体重为指标)。我们的临床病理学研究显示,人类正常参考值范围均值EVLW值大约7.3-2.8毫升/公斤(n=)。由伊奇霍恩发表一个荟萃分析的临床研究(n=)发现平均EVLW7.3毫升/公斤(95%置信区间,6.8-7.6),在择期手术的病人,他们不应该有肺水肿。最近,Wolf等人在例选择性脑肿瘤手术患者中得到了类似的结果(8ml/kg,四分位范围7-9)。
此外,日本全国范围的尸检数据(n=)表明EVLW超过9.8ml/kg是诊断正常肺部肺水肿的最佳判别阈值,EVLW水平为14.6ml/kg表示99%的阳性预测值。Sakka等人的具有里程碑意义的研究显示入住重症监护室的初始EVLW程度与死亡率相关,截止点为14ml/kg。EVLW与预后之间的关系也在文献系统综述和最近的大规模研究中得到了明确证实。
我们来自日本的名ARDS患者的多中心研究结果表明,前48小时EVLW下降与ARDS患者28天生存率有关。此外,中国最近的一项回顾性研究也发现,初始复苏后48小时内EVLW的每日最大值是感染性休克患者28天死亡率的独立预测因子。EVLW的截止值为12.5mL/kg,初始复苏后脓*症休克患者EVLW的每日最大值与体液平衡更加阳性和死亡率增加相关。因此,EVLW的初始绝对值不仅对ARDS的诊断有用,而且在临床实践中也必须考虑到随后的变化。
几位专家提出,基于证据,EVLW大于10ml/kg是未来ARDS定义的一个关键标准。根据病理]和临床研究,EVLW值在10ml/kg以上代表高于正常EVLW,15ml/kg可能是严重肺水肿的关键数值。通过评估EVLW,我们可以(客观地在床边)准确评估肺水肿的初始严重程度以及随后的变化,从而评估正在进行的治疗策略。
当我们诊断肺水肿的原因时,尤其是在液体处理方面,除了EVLW外,还必须考虑肺血管通透性。给高血管通透性的病人输液可能导致非常严重的EVLW积聚。从EVLW与肺血容量的关系可以计算出PVPI。如果EVLW增加而PVPI未升高,则为心源性肺水肿。另一方面,EVLW的增加和PVPI的升高意味着患者的渗透性肺水肿增加。
Groeneveld和Verheij证明,肺血管损伤与机械通气肺炎或肺外败血症引起的ARDS患者PVPI升高有关。Monnet等人的研究表明,PVPI可以区分静水压增加的肺水肿和通透性肺水肿,阈值PVPI为3。来自日本的一项大规模前瞻性多中心研究发现了几乎相同的结果,PVPI在2.6到2.85之间的临界值提供了ARDS的最终诊断(特异性为0.9-0.95),小于1.7的值排除了ARDS诊断(特异性为0.95)。在其他近期报道的无渗透性肺水肿患者中,PVPI均小于2或3。考虑到所有的证据,PVPI小于2可能代表正常的肺通透性,而PVPI大于3则表示肺有渗漏。
肺水肿的诊断框架
综合现有文献的结果,我们建议以下诊断框架(图2)。对于诊断肺水肿的存在,EVLW超过10ml/kg可能是合理的。EVLW超过15ml/kg表示严重的肺水肿。EVLW定量诊断肺水肿超过10ml/kg后,应考虑PVPI。PVPI小于2可能代表正常的肺通透性,表明心源性肺水肿。PVPI超过3(EVLW10ml/kg)代表渗透性增加的肺水肿或ARDS。PVPI超过3,EVLW超过15表明严重的ARDS。即使最初的EVLW和PVPI很高并且表明死亡概率很高,如果这些值随着时间的推移而改善(特别是在最初的48小时内),也可以预期更好的结果。
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