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编号:10249725
治疗急性呼吸衰竭的新方法——液相通气
http://www.100md.com 《中国急救医学》 1999年第4期
     作者:管军 张翔宇

    单位:上海第二军医大学长征医院急救科(200003)

    关键词:

    中国急救医学990476 急性呼吸衰竭的主要治疗目标是保证动脉血和组织内足够的氧合,提供解决或改善原发病的时间。为了达到这一目的,临床上研究发展了许许多多的治疗模式,如呼气末正压通气(PEEP),体外生命支持系统(ECLS),分侧肺通气和反比通气(IRV)等,它们在改善肺功能和气体交换,降低机械通气相关肺损伤方面起到一定的作用。但是这些治疗措施是属于支持性的,而不是治疗性的。近年来,大量的研究表明液相通气(liquid ventilation),包括全液相通气和部分液相通气,在改善肺换气功能和减少呼吸机相关肺损伤方面有突出优点,是治疗急性呼吸衰竭的极有前景的治疗手段之一。本文就有关部分液相通气的研究作一综述如下。

    1 液相通气的概况
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    1.1 液相通气的发展历史

    本世纪20年代,有研究者用大量生理盐水灌洗肺部以治疗毒气中毒患者〔1〕。1962年,Kylstra和Tissing在一篇题为“小鼠变鱼”的文章中提出了液相通气的概念〔1〕。1966年,Clark和Gollen观察了自主呼吸小鼠分别呼吸高压盐水和全氟碳后完成气体交换的能力〔2〕。这项研究一经在《Science》上发表,就揭开液相通气研究的序幕。之后,大量报导了液相通气改善气体交换和肺功能的动物实验研究,主要集中于早产和新生儿模型,也有成年动物的急性肺损伤模型〔3~9〕。Greenspan及其同事于1990年首次报导了液相通气的临床应用。作者治疗了3例对表面活性蛋白疗效差而濒死的早产儿〔10〕。此后,在1991年,Fuhrman及其同事简化了液相通气治疗模式,将常规机械通气全氟碳的气道内应用结合起来,由此发展了全氟碳相关气体交换(perfluorocarbon-associated gas exchange, PAGE)技术,即以后所谓的部分液相通气(partial liquid ventilation, PLV)〔11〕。他们的研究表明部分液相通气完全可以为健康动物提供足够的气体交换。由于部分液相通气在技术上简便易行,实验治疗确实可靠,采用部分液相通气治疗急性呼吸衰竭的研究迅速成为热点。1996年,Hirschl RB等首先报导了液相通气在成人急性呼吸窘迫综合征中的临床应用〔12〕
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    1.2 高氟溴碳的医学应用特点

    近年来广泛用于液相通气医学实验及临床研究的介质是美国Alliance医药公司(Alliance Pharmaceutial Corp)研制的Perflubron (Perfluorooctyl bromide, Liquivent),其分子式为C8F17Brl,是一个八碳链,八个碳原子除在末端接一个溴原子外,其余所有可能的部位均连接着氟原子。惰性材料,无色,与水相溶,25℃时比重为1.918 g/ml。表面张力低,为18.1 dyne/cm。粘度低,蒸发性低。该材料可溶解大量的氧气和二氧化碳,在37 ℃和一个大气压时,溶解度分别为530 ml/L和2 100 ml/L。高氟溴碳不透射线,几乎不被人体吸收,故临床上很容易判断其在肺内的充盈程度和分布,此外,在一定程度上起到气道造影剂的作用,有助于观察胸腔积液、气胸、肺气肿、肺不张等疾病。然而,这一特性也会使判断浸润性肺疾患的性质和判断胸腔内置管的位置变得困难〔12,13〕
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    1.3 部分液相通气与全液相通气的区别〔14,15〕

    一般文献中所称的液相通气就是指全液相通气,它是指在整个通气回路中充满了液体。1991年,发展了部分液相通气,是指在肺内注入相当于功能残气量的液体,并结合常规机械通气进行通气治疗,又称全氟碳相关气体交换(PAGE)。两者的比较见附表。

    附表 部分液相通气与全液相通气的区别

    部分液相通气

    全液相通气

    通气介质

    功能残气量的液体加潮气量的气体

    全部为液体

    通气机器
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    普通呼吸机

    特殊液体呼吸机

    氧合方式

    含氧气体直接吹入液体中

    液体在体外循环氧合

    综合评价

    简便,易推广

    复杂,技术要求高

    2 有关液相通气的实验研究

    液相通气的实验研究集中在急性呼吸衰竭的治疗。其模型分为两大类,一类是模拟婴幼儿的急性呼吸衰竭,另一类是模拟成年人的急性呼吸衰竭,前者在病因学上突出强调肺表面活性蛋白的缺乏,后者的病因学则复杂的多,包括急性呼吸窘迫综合征(ARDS)和各种各样的肺炎等。比较典型的模型有早产胎羊急性呼衰、新生小猪胃酸误吸、兔盐水肺内灌洗、狗油酸右心房注射、羊盐水肺内灌洗加油酸右心房注射〔16~20〕等。尽管急性呼吸衰竭的动物模型多种多样,其基本的病理及病理生理改变特点仍主要为:①肺静态和动态顺应性降低。②血气分析的改变,包括低氧血症,伴有或不伴有高碳酸血症。③肺内分流增加。④局部呈充血、水肿、炎性改变。
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    大量的实验研究表明,采用高氟溴碳的液相通气或部分液相通气对急性呼吸衰竭有多种治疗作用〔1〕,表现在①肺的动态和静态顺应性显著升高,气道内峰压和平台压降低,既而气压伤发生率下降。②气体交换障碍改善,低氧血症和高碳酸血症得以显著纠正。③肺内生理分流降低。④病理学检查提示局部炎症程度明显降低。对于高氟溴碳液相通气治疗急性呼吸衰竭的机理可能有如下几点。

    2.1 降低肺泡表面张力

    急性呼吸衰竭时常伴有肺泡表面活性物质系统的破坏(这一点在婴儿呼吸窘迫综合征中常是最重要的原因),肺泡表面张力异常升高,部分肺泡不张,导致换气障碍和通气障碍。常规机械通气治疗,要使闭合的肺泡张开,常使用高压手段,这样就不可避免地会引发气压伤和血流动力学状态不稳。很早以前,就有学者发现氟碳液体充盈的肺内,肺泡表面张力是空气充盈时的一半。液相通气时,高氟溴碳注入气道使原来的气/液界面变为液/液界面,加上该材料本身具有较低的表面张力,故可直接降低肺泡表面张力,实践中发现,这种作用起效非常迅速,通常在注入高氟溴碳后数分钟内见效〔21,22〕。此外,有研究表明,成年人的急性呼吸衰竭时,肺泡内炎性渗出可使表面活性蛋白灭活失效,使外源性的表面活性蛋白治疗疗效不佳。液相通气有助于清除炎性渗出物,维持表面活性蛋白的作用。Steinhom-DM等尚发现液相通气可使表面活性蛋白的磷脂合成及分泌增加〔19〕
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    肺泡表面张力降低后,肺的动态和静态顺应性升高,气道峰压和气道平均压下降,既保证了足够的气体交换,又可避免气压伤和血液动力学紊乱的出现,达到治疗目的。

    2.2 使病变肺泡复张,恢复功能〔21,22〕

    液相通气使肺泡表面张力下降,同时清除了一些炎性渗出物,使原来萎陷的肺泡张开,换气面积增加,通气血流比改善,肺内分流下降,肺换气功能在气道压力不高的情况下就能得到极大的改善,表现在血气分析上,血氧分压较治疗前显著上升,血二氧化碳分压显著下降。由于高氟溴碳是一种几乎不可压缩的液体,有一定的静水压力,萎陷的肺泡张开后不会再萎陷。同时,大量的肺泡复张后,整个肺的顺应性也会升高,这是由于肺的顺应性与肺内可利用肺泡的量成正比。

    2.3 高氧和二氧化碳溶解度〔12,13〕

    高氟溴碳可以溶解大量的氧气和二氧化碳,足以维持气体交换之需。
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    2.4 局部消炎作用〔23,24〕

    有许多学者研究发现,液相通气治疗急性呼吸衰竭时,有一点与以往的机械通气治疗不同,就是它可显著降低肺病变局部的炎症程度,病理显示局部出血、肺泡积液和炎性浸润显著减少。液相通气可直接改善肺的病理生理状态。高氟溴碳液相通气有局部消炎作用的机理尚不清楚,这方面的研究不多。Smith TM等研究发现高氟溴碳在体外可抑制肺泡巨噬细胞对异物的反应性,这可部分解释液相通气的消炎作用〔20〕

    3 液相通气的临床研究

    自1990年报导以来,液相通气的临床研究逐渐谨慎地有所开展,总体病例数较少〔12,25,26〕,主要集中在美国的纽约州立大学附属医院和密歇根大学附属医院。前者以CL Leach为首,后者以RB Hirschl为首。前者的研究对象集中在婴幼儿,治疗时不需要ECLS。后者的研究对象较广,目前治疗仍需在ECLS基础上进行。目前用于临床的均为部分液相通气。从目前有限的临床研究来看,液相通气治疗急性呼吸衰竭,可显著改善肺顺应性和换气功能,可用于各种急性呼吸衰竭的治疗。
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    4 液相通气的并发症

    近年来的动物实验结果均未发现液相通气有明显的并发症〔12,21,25〕,而目前的临床研究均无对照,已发现的可能与液相通气有关的并发症有气胸、痰栓阻塞等〔25,26〕。对此,今后尚需进一步观察研究。

    综上所述,液相通气是近30年来发展起来的以液性氟碳化合物作为通气介质的新技术,在治疗急性呼吸衰竭方面正越来越成为研究热点。液相通气分全液相通气和部分液相通气两种,后者又称氟碳相关气体交换,是在前者的基础上简化而来,更易推广使用。目前研究发现液相通气可显著提高肺顺应性,改善换气功能,降低气压伤发生率,并有局部直接消炎作用。液相通气的临床研究正逐步谨慎地开展。

    参考文献

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    25 Hirschl RB, Pranikoff T, Gauger P, et al. Liguid ventilation in adults, children and full-term neonates. Lancet, 1995,346:1201

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    (收稿:1997-10-24), http://www.100md.com


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