概述
急性呼吸窘迫综合征 (acute respiratory distress syndrome , ARDS) 是因肺实质发生急性弥漫性损伤而导致的急性缺氧性呼吸衰竭,临床表现以进行性呼吸困难和顽固性低氧血症为特征。这种临床症候群曾命名为“成人呼吸窘迫综合征” (adult respiratory distress syndrome) ,以同新生儿呼吸窘迫综合征 (RDS) 相区别。 1994 年召开的欧美危重病医学和胸科联席会议认为,各年龄段都可发生 ARDS ,并以“急性” (acute) 取代“成人” (adult) ,命名为“急性呼吸窘迫综合征”。同时认为,急性肺损伤 (acute lung injury , ALI) 和 ARDS 是这种综合征的两个发展阶段,早期表现为ALI,而ARDS是为最严重阶段。
病因
引起ARDS的病因可大致分为直接损伤和间接损伤两类。
①直接原因包括误吸综合征、溺水(淡水、海水)、吸入毒气或烟雾、肺挫伤、肺炎及机械通气引起的肺损伤。
②间接原因包括各类休克、脓毒症(sepsis)、急性胰腺炎、大量输库存血、脂肪栓塞及体外循环。以全身性感染、全身炎性反应综合征 (SIRS) 、脓毒症、多器官功能障碍综合征或衰竭 (MODSMOSF) 时, ARDS 的发生率最高,并往往是发生多器官功能衰竭时最先涉及的器官。
病理改变
各种病因所致的ARDS病理变化基本相同,可以分为渗出、增生和纤维化三个相互关联和部分重叠的阶段。
(一)渗出期见于发病后第一周。肺呈暗红或暗紫的肝样变,可见水肿、出血。重量明显增加。24小时内镜检见肺微血管充血、出血、微血栓,肺间质和肺泡内有蛋白质水肿液及炎症细胞浸润。若为感性病因引起者,肺泡腔PMNs聚集和浸润更为明显。72小时后由血浆蛋白凝结、细胞碎化、纤维素形成透明膜,灶性或大片肺泡萎陷不张。在急性渗出期Ⅰ型细胞受损坏死。
(二)增生期损伤后1~3周,肺Ⅱ型上皮细胞增生覆盖剥落的基底膜,肺泡囊和肺泡管可见纤维化,肌性小动脉出现纤维细胞性内膜增生,导致血管腔截面积减少。
(三)纤维化期生存超过3~4周的ARDS患者肺泡隔和气腔壁广泛增厚,散在分隔的胶原结缔组织增生致弥漫性不规则纤维化。肺血管床发生广泛管壁纤维增厚,动脉变形扭曲,肺行血管扩张。即使非感染性病因引起的ARDS,在后期亦不避免地合并肺部感染,常见有组织坏死和微小脓肿。
病理生理
非心源性肺水肿即漏出性肺水肿 ARDS特征性病理改变。由于各种诱发病因导致肺泡上皮细胞及毛细血管内皮细胞的损伤,使肺泡 - 毛细血管膜的通透性增加,体液和血浆蛋白渗出血管外至肺间质和肺泡腔内,形成非心源性肺水肿。引起肺泡-毛细血管膜通透性增加的原因较为复杂。中性粒细胞在急性肺损伤中可能起到重要作用。从ARDS病人的肺泡灌洗液中发现,中性粒细胞数量增加,中性粒细胞酶的浓度也增高。一些病原体及其毒素作为炎症剌激物激活体内的补体系统,促使炎性细胞及血小板等在毛细血管内形成微血栓。一些炎性细胞和内皮细胞可释放细胞因子和炎性介质,包括肿瘤坏死因子(TNF-α) 、白介素类(IL-1 、 IL-6、IL-8等)、氧自由基、血栓素等,都可损伤毛细血管内皮细胞,破坏血管壁的通透性。一些游离脂肪酸及各种细胞碎片在肺血管内形成的微血栓,可直接损害血管壁,引起漏出性肺水肿。
肺表面活性物质的数量减少和活性降低是引起 ARDS 病人发生顽固性低氧血症和肺顺应性降低的重要原因。炎性反应、肺泡血液灌流不足、肺泡水肿及机械通气等,都可使肺表面活性物质减少和活性降低。结果使肺泡发生早期关闭,肺功能残气量 (FRC) 降低及广泛性肺不张。 结果导致肺顺应性下降,通气 / 罐流比例失调和肺内分流量增加,引起顽固性低氧血症。
ARDS 的肺机械性能改变表现为肺顺应性降低。肺顺应性是反映肺组织的弹性特点,表示在一定压力下肺容量扩张的难易程度。 ARDS 病人由于肺间质和肺泡水肿、充血,肺表面活性物质减少引起肺表面张力增加,肺容量及 FRC 都降低,结果导致肺顺应性明显降低。在 ARDS 早期,肺容量降低和肺不张的发生是不平衡的,往往与病人的体位有关,低垂部位肺比较容易发生。
肺内分流量增加和通气罐流比例失调都可引起低氧血症,但肺内分流量的增加是引起顽固性低氧血症的主要原因。 FRC 降低和广泛肺不张使肺容量明显降低,可减少至正常肺容量的 1/ 2 以下,死腔通气明显增加,加上通气/ 灌流比例失调,使静脉血得不到充分氧合,肺内真正分流量增加,导致低氧血症。在 ARDS 后期,由于死腔通气增加,可导致 CO 2 的排出障碍而引起 CO 2 潴留。
临床表现
ARDS一般在原发病后12~72小时发生。主要表现为:严重的呼吸困难和顽固性低氧血症 (hypoxemia) ,任何能引起混合静脉血氧饱和度降低的因素,如氧消耗增加、心输出量降低或血红蛋白减少等,都可加重低氧血症。此时气道阻力增加和肺顺应性降低;血流动力学表现为肺毛细血管模压 (PCWP) 正常 (<18mmHg) ,而肺血管阻力 (PVR) 和肺动脉压 (PA) 升高; X 线显示双肺有弥漫性片状浸润和非心源性肺水肿。早期的肺顺应性变化不大,发病后一周内肺顺应性明显降低,死腔通气也显著增加,并可出现进一步的肺损伤、继发感染和其他器官的功能障碍。一般在2周后开始逐渐恢复, 2~4 周内的死亡率最高,致死原因多为难以控制的感染和多器官功能衰竭。
因间接原因引起的 ARDS ,临床过程可大致分为四期:
I 期:除原发病的临床表现和体征 ( 如创伤、休克、感染等 ) 外,出现自发性过度通气,呼吸频率稍增快, PaCO 2 偏低。可能与疼痛或应激有关,加上组织氧合不足和循环障碍,可刺激化学感觉器而引起轻度通气增加。此期的胸片正常,动脉血气分析除了PaCO2偏低外,其他基本正常。
Ⅱ期:发病后 24~48 小时,表现为呼吸急促,浅而快,呼吸困难,发绀有加重,肺听诊和 X 线片仍显示正常。但到该期的晚期,肺部出现细小啰音,呼吸音粗糙;X线片显示两肺纹理增多及轻度肺间质水肿。动脉血气分析为轻度低氧血症和低碳酸血症。吸氧虽可使 PaO2 有所改善,但肺泡-动脉氧分压差(P(A-a)O2 )仍然很高,肺内分流量约为15%~20%.Ⅲ期:进行性呼吸困难,发绀明显,两肺有散在湿性及干性啰音。 X 线片显示两肺有弥漫性小斑点片状浸润,尤以周边为重。动脉血气分析为中度以上低氧血症,合并明显的呼吸性碱中毒,有的病例合并代谢性酸中毒(缺氧性),P (A-a)O2明显增加,肺内分流量约为 20%~25% .Ⅳ期:呼吸极度困难,因缺氧而引起脑功能障碍,表现为神志障碍或昏迷。肺部啰音明显增多,并可出现管状呼吸音。X线片显示两肺有小片状阴影,并融合形成大片状阴影。血气分析呈现重度低氧血症和高碳酸血症,呼吸性碱中毒和代谢性酸中毒同时存在。肺内分流量在 25% 以上。
实验室及其他检查
(一)肺功能测定
1.肺量计测定肺容量和肺活量,残气,功能残气均减少。呼吸死腔增加,若死腔量/潮气量(VD/VT)>0.6,提示需机械通气。
2.肺顺应性测定:
在床旁测定的常为胸肺总顺应性,应用呼气末正压通气的患者,可按下述公式计算动态顺应性(Cdyn)顺应性检测不仅对诊断、判断疗效,而且对监测有无气胸或肺不张等合并症均有实用价值。Cdyn = 潮气量 = 最大气道内压-呼气末正压3.动脉血气分析PaO2降低,是ARDS诊断和监测的常用指标。根据动脉血氧分析可以计算出肺泡动脉氧分压差(PA-aO2)、静动脉血分流(Qs/Qt)、呼吸指数(PA-aO2/PaO2),氧合指数(PaO2/FiO2)等派生指标,对诊断和评价病情严重程度十分有帮助。如Qs/Qt增被提倡用于病情分级,以高于15%,25%和35%分别划分为轻、中、重不同严重程度。呼吸指数参照范围0.1~0.37,>1表明氧合功能明显减退。>2常需机械通气。氧合指数参照范围为53.2~66.7kPa(400~500mmHg),ARDS时降至26.7kPa(20mmHg)。
(二)肺血管通透性和血流动力学测定1.肺水肿液蛋白质测定ARDS时,肺毛细血管通透性增加,水分和大分子蛋白质进入间质或肺泡,使水肿液蛋白质含量与血浆蛋白含量之比增加,若比值>0.7,考虑ARDS,<0.5为心源性肺水肿。
2.肺泡-毛细血管膜通透性(ACMP)测定应用双核素体内标记技术,以113铟(113In)自体标记转铁蛋白,用以测定肺的蛋白质积聚量,同时以99m锝(99mTc)自体标记红细胞,校正胸内血流分布的影响。分别算出113铟、99m锝的肺心放射计数比值,观察2小时的变化得出血浆蛋白积聚指数。健康人参考值为0.138×10-3/min. 3.血流动力学监测通过通入四腔漂浮导管,可同时测定并计算肺动脉压(PAP)、肺动脉毛细血管楔压(PCWP)、肺循环阻力(PVR)、PVO2、CVO2、Qs/Qt及热稀法测定心输出量(CO)等,不仅对诊断、鉴别诊断有价值,而且对机械通气治疗,特别是PEEP对循环功能影响,亦为重要的监测指标。ARDS患者平均脉动脉压增高>2.67kPa,肺动脉压与肺毛细血管楔压差(PAP-PCWP)增加(>0.67kPa),PCWP一般<1.18kPa(12cmH2O),若>1.57kPa(16cmH2O),则为急性左心衰竭,可排除ARDS. 4.肺血管外含水量测定目前用染料双示踪稀释法测定,由中心静脉或右心导管管注入5cm靛氰绿染料葡萄糖液10ml,然后在股动脉通过与热敏电阻连接的导管记录热稀释曲线,并用密度计检测染料稀释曲线,再通过微机处理计算肺水量,可用来判断肺水肿的程度,转归和疗效,但需一定设备条件。