呼气相P-V曲线

图4-11 以FRC为零点,不超过高位拐点的P-V曲线
吸气相和呼气相曲线皆无拐点
(一)吸气相P-V 曲线阐述和应用中的问题如本章第二节所述,传统理论认为LIP是标志大量陷闭肺泡的开放点,故临床上常以该点或略高于该点的压力作为选择“最佳PEEP”的依据;但研究发现适当PEEP与LIP没有很好的相关性,认为要了解复张肺泡重新陷闭的压力值,呼气相P-V 曲线能提供更有价值的信息。理论上吸气相压力打开陷闭肺泡或使开放的肺泡进一步扩大,而呼气相压力则防止已开放的肺泡重新陷闭或容积过度缩小。开放肺泡需要较高的压力,但防止肺泡重新陷闭需要更低的压力,故LIP应该是打开大部分陷闭肺泡的最低压力;防止陷闭需要的压力要低于LIP。一般情况下,临床所用通气压力或平台压远超过LIP,足以打开陷闭肺泡(ARDS 的实变部分除外),而PEEP(防止陷闭的压力)稍低于LIP即可。事实上在大部分情况下,临床所用PEE 比实验室测定的LIP压力低,但足以有效改善氧合。
Hickling等利用ARDS数学模型显示LIP是大量肺泡开始复张的开始,而非复张的结束;在吸气相P-V 曲线的中间陡直段,肺泡持续复张,只是数量明显减少,甚至超高UIP仍有部分肺泡开放,因此用吸气相P-V 曲线指导通气高压的选择、用呼气相P-V曲线指导PEEP的选择更合适。
(二)呼气相P-V曲线拐点的误区 吸气相P-V曲线可反映ARDS陷闭肺泡或萎陷肺泡复张的动态过程,而呼气相P-V 曲线则可反映肺泡重新闭合的动态过程。在ARDS患者或实验动物的呼气相,理论上随着肺泡内压降低,病变重的肺泡(实变肺区或实变肺泡)首先大量陷闭,此后病变相对较轻的陷闭肺区或陷闭肺泡依次重新陷闭,因此在呼气相P-V 曲线上应该表现出不同肺区先后关闭引起的顺应性变化,出现2个拐点;但事实上并非如此,无论是临床患者,还是ARDS实验动物,皆只有1个拐点。
1.临床试验或动物实验结果 在ARDS实验动物,一般从TLC位置开始呼气或抽气,在呼气开始时随着气道压力降低顺应性有所改善,但仍非常低;继续降低压力,斜率突然增加,顺应性显著改善,该转折点称为EIP;结合吸气相P-V 曲线,共出现3个拐点,理论上参考EIP选择PEEP更合理。这是动物实验和临床上经常被多数学者描述或解释的情况,如Medaff等成功救治1例因链球菌败血症引起ARDS的患者,其PEEP需达到25 cm H2O,远远超过吸气相P-V曲线的LIP(16~18 cm H2O);根据呼气相的P-V 曲线,其EIP 的压力约为25 cm H2O,显示良好的相关性。Hoizapfel等根据呼气相P-V 曲线的EIP选用PEEP后,使静动脉分流率平均减少88%。
2.解释中的误区 理论上PEEP代表呼气相的力学特点,而LIP代表吸气相的力学特点,因此根据呼气相的P-V 曲线设定PEEP应该更为合理,但实际上并非如此简单。这些试验测定的EIP远高于LIP,而不是低于LIP,是不合理的。EIP确实存在,但并不能反映呼气相肺泡的陷闭点;上述压力仅是一种生理上的巧合,是肺泡开放策略的不正规应用而已。
(三)真实的呼气相P-V 曲线及其合理解释无论是临床患者、志愿者,还是正常实验动物、ARDS实验动物,其呼气相P-V 曲线的真实结果和合理解释如下。
1.高位平坦段 一般情况下,在充分吸气或充气至TLC后顺应性非常低;呼气或抽气开始后,随着压力降低,顺应性有改善,但非常有限,反映肺仍处于过度扩张状态,为呼气相高位平坦段。(https://www.daowen.com)
2.高位拐点 随着容积继续降低斜率突然增加,顺应性显著改善,该转折点称为EIP。EIP是大量过度扩张肺泡转为正常弹性状态的转折点。
3.陡直段 随着肺容积继续降低,肺泡仍处于正常弹性扩张状态,顺应性基本不变,故称为呼气相陡直段,一直持续至正常FRC位置。
正常FRC是呼气末的最佳位置。Rimensberge研究了ARDS的呼气相P-V 曲线,发现当肺容积下降至TLC 的40%时肺泡开始陷闭,认为PEEP应使呼气末肺容积略大于TLC 的40%。该试验结果与上述情况相符。因此以FRC为零点测定的吸气相和呼气相P-V 曲线(仅在第一象限内)应该有3个拐点。
4.低位拐点 若在正常FRC继续抽气,肺容积将下降至正常FRC以下,压力下降至一定程度后,跨肺泡压降至20 cm H2O 以下,大量肺泡陷闭,顺应性显著降低,该转折点称为呼气相低位拐点(LIP,e)。LIP,e反映大量已开放的陷闭肺泡重新陷闭。
5.低位平坦段 继续降低容积,剩余开放肺泡的开放内径缩小,顺应性变化不大,出现低位平坦段。
这是完整P-V曲线的真实情况,有4个拐点。
我们对油酸所致ARDS模型犬的研究结果也显示,在FRC和TLC之间,呼气相P-V 曲线也只有1个拐点EIP。EIP反映肺由过度充气向正常弹性状态的转折点,与LIP,e无关。这是因为,试验犬处于ARDS病变的早期阶段,实变肺区可在高压作用下可充分复张,并维持较长时间的开放状态。呼气相气道压力下降,过度扩张的肺泡恢复至正常弹性扩张状态,两者的交点为EIP;此后,尽管肺泡内径缩小,但仍保持持续开放状态,故无低位拐点出现,所以EIP实质上是呼气相P-V 曲线的高位拐点。维持肺泡扩张比增大肺泡需要的压力低,故EIP的压力低于UIP(约35 cm H2O)、高于LIP,我们的试验结果与此符合,该压力与上述Medaff等报道的结果相似,故推测国外作者报道的所谓呼气相低位拐点可能就是EIP。但很少有学者继续进行试验,也很难进行试验,但我们合理设置了更简单的方法测定LIP,e。
(四)呼气相P-V曲线LIP,e的测定 我们在上述动物实验中也绘制了部分ARDS犬低容积段的吸气相和呼气相P-V 曲线,同时得到了LIP和LIP,e。基本方法:先用大注射器法记录吸气相PV曲线,注气至一定程度后压力变化幅度开始减小,而顺应性(用曲线斜率表示)开始变大,说明LIP已出现,再继续注气一次;然后开始抽气记录呼气相P-V曲线和LIP,e(图4-10)。此法得出的曲线反映了病变较轻的陷闭肺区的力学特征,其理论依据是:LIP 标志陷闭肺区或大量陷闭肺泡复张的开始;使肺容积略高于LIP,但远低于UIP,此时开放的只有陷闭肺区,而无实变肺区。大量病变较轻的陷闭肺泡复张成功后,但因持续时间过短,随着肺泡内压的下降,肺泡即重新陷闭,故在呼气相曲线上出现LIP,e,该点的压力(P LIP,e)为该肺区的闭合压,必然低于开放压(P LIP),我们的实验结果显示:P LIP,e为7~8 cm H2O,比P LIP低约2 cm H2O。在此压力之上,陷闭肺区保持开放状态。由于陷闭肺泡的闭合压也存在区域性差异,LIP,e也为一段范围。将PEEP设置在该范围以上,可防止复张肺泡在呼气末重新陷闭,该压力可能是ARDS早期实行定压通气的“最佳PEEP”。我们的实验结果和临床上选择PEEP的实际情况也与此相符。由于LIP,e和LIP的压力非常接近,故实际操作时LIP也适用于指导PEEP的设置。
目前有多种方法指导ARDS患者最佳PEEP的设置(不赘述),并无重要价值,更多是概念炒作。