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肺泡容積或肺泡的跨壁壓力是導(dǎo)致氣壓傷最根本的因素。從本質(zhì)上說,氣壓傷( Barotrauma)實(shí)際上是容積傷( volutrau-ma)。氣道平均壓力最接近肺泡壓力,一定程度反應(yīng)肺泡容積氣道峰值壓力、PEEP水平盡管也很重要,但主要通過影響肺泡跨壁壓、肺泡容積發(fā)揮作用。
(1)氣道峰值壓力( peak airway pressure,PIP):正常情況下,肺泡上皮細(xì)胞之間通過緊密連接保持上皮細(xì)胞的屏障作用,防止氣體從肺泡漏向間質(zhì)、液體從間質(zhì)向肺泡腔內(nèi)漏出。當(dāng)PIP過高,使跨肺壓力過高時(shí),上皮細(xì)胞斷裂,導(dǎo)致肺泡氣進(jìn)入間質(zhì),形成間質(zhì)氣腫。Egan等發(fā)現(xiàn)當(dāng)PIP>3.43kPa時(shí),綿羊肺泡上皮細(xì)胞出現(xiàn)損傷,而且隨肺總?cè)莘e增加而加重高PIP同時(shí)更易引起內(nèi)皮細(xì)胞及基底膜破壞,使毛細(xì)血管通透性明顯增加。 Parker等通過研究機(jī)械通氣的狗,發(fā)現(xiàn)氣道壓kPa時(shí),肺毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的通透性系數(shù)明顯增高。通過電鏡發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞斷裂明顯;而PIP較低時(shí),斷裂不明顯。因此:高PIP可能通過損傷肺泡上皮細(xì)胞和毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞等,發(fā)生間質(zhì)氣腫、肺水腫等。
(2)潮氣量( tidal volume,TV):TV過高比高PIP更易引起氣壓傷。 Dreyfuss等觀察發(fā)現(xiàn)大鼠高PIP通氣僅20分鐘,即發(fā)生明顯的通透性增高性肺水腫,在組織學(xué)上與人的**S相同。為明確高肺泡壓力與高肺泡容積誰是引起VLI最重要的原因, Dreyfuss等將大鼠分為5組:①對(duì)照組:低壓低容正壓通氣;②高壓高容組;③高壓低容組(胸腹帶限制胸廓、肺容積改變);④低壓高容組(鐵肺通氣);⑤高壓高容組(加0.98lkPaPEEP)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)照組與高壓低容組無明顯差別,無肺損傷發(fā)生。其它組(高容積),無論正壓、負(fù)壓通氣,均發(fā)生嚴(yán)重的通透性增高性肺水腫。因此:肺泡容積過高是導(dǎo)致VLI的本質(zhì)原因。PIP過高通過影響肺泡容積發(fā)揮作用
(3)呼氣末正壓(PEEP):適當(dāng)水平的PEEP可防止呼氣期的肺泡塌陷,消除或減輕肺單位再開放所產(chǎn)生的剪切力,防止VLI發(fā)生。當(dāng)然,PEEP水平不適當(dāng)或過高(>1.96kPa),特別是同時(shí)伴有高VT或高PIP時(shí),增加發(fā)生肺損傷的機(jī)會(huì)。其本質(zhì)同樣是高PEEP使肺泡過度膨脹。
(4)平均氣道壓力( mean airway pressure,MAP):MAP越高,肺毛細(xì)血管通透性增加、上皮細(xì)胞損傷越明顯,VLI越重。這是由于MAP反應(yīng)肺泡壓力,間接反應(yīng)肺泡容積,因此,平均氣道壓力是反應(yīng)VLI發(fā)性的重要指標(biāo)。