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第六章 危重症哮喘
一、相关概念
哮喘急性发作期按病情分为轻度、中度、重度和危重型哮喘,发作持续24小时以上的哮喘为重症哮喘。重症哮喘包括重度和危重型哮喘。常规疗法不能缓解,称哮喘持续状态,包含在重度或危重型哮喘之中。
(一)重度哮喘
患者休息状态下也存在呼吸困难,端坐呼吸;说话受限,只能说字,不能成句。常有烦躁、焦虑、发绀、大汗淋漓。呼吸频率常高于30次/分,辅助呼吸肌参与呼吸运动。双肺满布哮鸣音,脉率高于110次/分。常有奇脉。使用β 2-激动剂后呼气峰流速( peak expiratory flow rate,PEFR)或第一秒用力呼气量( forced expiratory volume in first second,FEV 1)低于50%正常预计值或本人平时最高值,或低于100L/min,或疗效小于2小时。吸入空气的情况下,血气分析PaCO 2大于45mmHg,PaO 2大于50mmHg,SaO 2为91%~92%,pH降低。
(二)危重型哮喘
除上述重度哮喘的表现外,患者常不能讲话,嗜睡或意识模糊,呼吸浅快,胸腹矛盾运动,三凹征,呼吸音减弱或消失( silence chest,沉默肺),心动徐缓,动脉血气表现为严重低氧血症和呼吸性酸中毒,提示危险征兆,患者呼吸可能很快停止,于数分钟内死亡。原因可能为广泛痰栓阻塞气道,呼吸肌疲劳衰竭,或并发张力性气胸、纵隔气肿。总体上根据其临床特点,危重哮喘可分为两种基本类型:
1.缓发持续型(致死哮喘Ⅰ型)
此型多见于女性,占致死性哮喘的80%~85%。患者症状控制不理想,常反复发作,或长时间处于哮喘持续状态不能缓解,常规治疗效果不佳,病情进行性加重,在几天甚至几周内恶化,以迟发性炎症反应为主,病理改变为气道上皮剥脱,黏膜水肿、肥厚,黏膜下嗜酸性粒细胞浸润,黏液栓堵塞。
2.突发急进型(致死哮喘Ⅱ型)
此型较少见,主要发生在青壮年,尤其是男性患者。病情突然发作或加重,若治疗不及时,可于短时间内(几小时甚至几分钟内)迅速死亡,故也称之为急性窒息性哮喘。以速发性炎症反应为主,主要表现为严重气道痉挛,病理变化:气道黏膜下以中性粒细胞浸润为主,而气道内无黏液栓。若治疗及时,病情可迅速缓解。
二、病理生理学改变
哮喘急性发作时支气管平滑肌痉挛,支气管管壁炎症细胞浸润和气道黏液分泌显著增多,导致气道阻塞。哮喘危重发作者气道阻塞等相应病理变化更为严重,并随病情进展而愈发严重,引起一系列病理生理变化。
(一)气道动力学改变
由于上述病理变化和肺弹性回缩力降低,导致气道狭窄,表现为气道阻力增加,第一秒用力呼气量( FEV 1)、用力呼气一秒率( FEV 1/VC)及最大呼气流速均降低。急性发作期时较慢性气流阻塞者气道阻力有时增高。在同等程度的FEV 1下,哮喘患者气道阻力要大于慢性阻塞性肺疾病患者,呼出气流减少较多,残气增加多,而肺总量则增加较少,故大、小气道均受到累及,影响整个气道,动态压更明显。临床观察还发现部分患者在急性发作时,有大气道及胸外气道狭窄的存在。
气道受到动态压迫的程度和支气管平滑肌张力有关,支气管平滑肌的收缩可使气道硬度增加,在用力呼气过程中反使气道动态受压减少。因而临床上有报道,应用支气管扩张剂后,阻抗增加,但最大呼气流速反而下降,即可能是出现上述气道受压相互作用的结果。
(二)肺力学特性的改变
急性发作时,在潮气呼吸范围内,各肺容量(包括肺总量)的绝对值均显著增加。引起肺总量改变的因素包括气道外的气体陷闭,肺弹性以及吸气肌最大压力-容积特性的调整等。在急性发作时,作为功能代偿,其潮气呼吸基线水平移向深吸气范围,因而补吸气量减少,补呼气量增加,表明肺过度充气,增加了肺扩张的负压,肺弹性回缩力增加,缩窄的支气管因而增宽。哮喘时,肺容积如功能残气量( FRC)的升高,动力因素起作用,由于气道狭窄,呼气过程延续,且呼气肌活动持续存在,直到下一次吸气开始后,呼气才终止,而此过程通常是由被动呼出气流停止后所致,因而呼气结束后,肺内仍有气体陷闭,产生了内源性PEEP,肺容量增大,气道直径也相应增加,呼吸动作在较高肺容量下进行,部分克服了气道狭窄所引起的作用。但这种代偿作用需要增加吸气肌的用力,肌肉不得不在其静息长度较小的不利条件下开始收缩。因而,患者需调整肺过度膨胀的程度,以减少呼吸所做的总功。FRC增大所造成的吸气功增加,由于呼出气流阻力减少,功耗降低而得到补偿。但在哮喘严重发作时,肺的过度膨胀对减少气道阻力作用不大,总的呼吸功仍然增加,吸气肌负荷可造成患者的严重不适,甚至呼吸肌疲劳。近来应用持续气道内正压去克服内源性呼气末内压,其原理即在于此。
肺的静态压力-容积曲线分析提示,哮喘发作时由于气道提早关闭,残气量增加,在较高弹性回缩压时已达到残气位,意味着在较高正压下气道即关闭,压力-容积曲线左移。和正常人相比,在任一肺容量,其相应的肺弹性回缩力均降低。尽管肺弹性回缩力和肺活量降低,但大多数患者在症状加剧时,其静态顺应性在潮气呼吸范围内仍属正常,而动态顺应性则下降,且和频率相关。但过度充气时,FRC增加,其潮气呼吸环移向压力-容积曲线的右侧,肺的顺应性下降。
(三)呼吸类型的改变
哮喘急性发作时上述呼吸动力学的改变,对患者呼吸类型及潮气呼吸时的压力波动产生了影响,哮喘重度发作时,最大呼吸流速,尤其是最大呼气流速明显受限,当残气量增加时,要使潮气呼吸过程处于最适当的呼气流速,其潮气呼吸还应处在最大吸气状态,由于VC的降低,呼气流速的受限,因而潮气量必然减少,患者要维持足够的通气,只能增加呼吸频率,因而形成浅快的呼吸形式。
哮喘时呼吸功增加,胸内压波动增大,主要成分是吸气负压,用来克服高肺容量时的弹性回缩力。呼气正压很小,且部分来自胸壁弹性回缩压,并非是呼气肌活动的结果,过大的呼气正压只会引起胸内大气道的动态压迫,加重喘鸣,在呼吸极度困难和烦躁的患者中,就可能产生用力呼气,导致严重的气促。
(四)通气/血流比例失调和气体交换障碍
哮喘时气道病理学的改变也引起了肺泡通气/血流比例失调(在某些肺泡区V/Q比值降低)以及氧的弥散距离增大,导致低氧血症,通气增加,PaCO 2正常,甚至降低。重症哮喘患者常见中度低氧血症,且此种低氧血症易被高流量氧疗所纠正。采用多价惰性气体研究重症哮喘患者低氧血症的原因发现,低氧血症的原因并非真性分流所致,而是由于肺的大部分灌注区域V/Q比例失调,低氧血症的严重程度与肺活量异常的严重程度的关系不大。尽管存在显著的通气不均,且外周气道内有黏液阻塞,但很少出现大片无通气有灌注区,这可能是阻塞气道远端的肺泡接受了侧支通气。重症哮喘死亡病理显示,气道内黏液完全阻塞,但仅有极少部分区域萎陷。重症哮喘中,静注沙丁胺醇后,会出现暂时性气体交换的恶化,这是由于进入V/Q低比值区的血流增加之故,但如同时经气道吸入沙丁胺醇后,该区支气管也得到了扩张,则不会出现此种情况。
哮喘发作进一步加剧时,A-aDO 2增加,但由于通气代偿性增加,PAO 2增高,PaCO 2降低,补偿了A-aDO 2的增加,同时心排量的增加,维持混合静脉血的PO 2,这些代偿机制,使得仅在气道阻塞极其严重时,由于V/Q失衡,通气不均而形成PaCO 2的升高。
哮喘使气体交换障碍导致呼吸衰竭时,具有下列特点:①哮喘通常表现为通气过度,CO 2滞留时则意味着为疾病后期的表现;②病程急,因而低氧的慢性代偿机制,如红细胞增多,并不出现;③青紫少见,但低氧所致的焦虑、不安、精神紊乱则较明显;④早期出现碱血症,后期阶段则为酸血症。
(五)循环功能障碍
哮喘时由于过度充气,呼吸肌做功增加,胸内压波动幅度增大,影响了循环系统。胸内负压增高可降低静脉的回流,虽然静脉回流的降低可通过增强吸气来代偿,但是随着右心室充盈的增加,室间隔移向左室,导致舒张功能受损以及充盈不全。吸气时胸内负压的增大可降低心室肌的收缩力,进而增加左心室的后负荷,肺动脉压力可因肺的过度充气而增高,肺动脉压的增高又可增加右心室的后负荷。以上病理生理改变最终将导致每搏输出量和收缩压的下降(收缩压在吸气和呼气末的变化更为明显),患者通过增加心率以维持心输出量,胸内压增加,右心室后负荷增加,心搏耗功增加,心电图有时可见右心劳损。
(六)肺水肿
胸内负压增加和左心室功能障碍引起肺水肿的发生,随着肺间质水肿的出现,气道狭窄和阻力增加愈益严重,形成恶性循环,使肺水肿逐渐加重。
三、治 疗
1.氧疗 吸氧浓度一般30%~35%,必要时增加至35%~50%,维持SPO 2>90%。
2.雾化 雾化吸入β 2受体激动剂,可联合应用抗胆碱能药物吸入。
3.平喘 静脉点滴氨茶碱,负荷量4~6mg/kg,维持量0. 6~0. 8mg/( kg·h),监测其血药浓度,安全血药浓度范围6~15mg/L。
4.静脉应用糖皮质激素 琥珀酸氢考( 400~1000mg/d),甲泼尼龙( 80~160mg/d)。无激素依赖的患者3~5天病情控制后停用,给予序贯口服继而吸入治疗;有激素依赖者延长静脉应用激素时间。
5.注意维持水电解质平衡 保证每天足够的液体入量,防止痰液过于黏稠,必要时加用气道内湿化治疗。
6.避免严重的酸中毒 pH小于7. 20时应适量补碱。
7.机械辅助通气 经氧疗及全身应用激素、雾化吸入β 2激动剂等药物治疗后,病情仍持续恶化,出现:神志改变,呼吸肌疲劳,血气分析PaCO 2由低于正常转为正常或高于45mmHg需考虑机械辅助通气。可先应用无创呼吸机辅助通气,若无效则给予气管插管机械辅助通气。机械通气策略的选择:
( 1)充分镇静。
( 2)可根据病情的需要酌情加用PEEP。
( 3)维持正常通气容积所需压力(气道峰压与平台压),过高的患者可适用允许性高碳酸血症通气策略,此时,通常需要应用较大剂量的镇静剂,一般不用肌松剂。
( 4)通气的主要目标之一是维持PaO 2在60mmHg以上,因危重型患者常躁动、焦虑、严重缺氧和负有氧债,机械通气开始时短时间内应给予100%O 2,待度过危象和患者安定后再根据临床情况PaO 2来调整吸氧浓度于50%以下。
8.防治呼吸道感染。
9.祛除痰液。
病例 哮喘危重状态1例
一、病例简介
(一)基本资料
患儿,男,11岁,学生。
(二)主诉、现病史、既往史及家族史
因“发热、咳嗽3天,喘息38小时,呼吸困难、青紫2小时”入院。患儿3天前开始发热、咳嗽,体温最高38. 5℃,抗感染治疗2天,无好转; 38小时前开始喘息,渐加重,给予氟替卡松(辅舒酮)、沙丁胺醇(万托林)吸入治疗后无改善; 2小时前出现呼吸困难、面色及口唇青紫、不能平卧,精神差、烦躁、谵语。患儿生后3个月患急性毛细支气管炎; 1岁时因哮喘持续状态、纵隔皮下气肿,接受机械通气支持治疗;随后反复喘息发作,诊断为支气管哮喘,曾于哮喘门诊经氟替卡松治疗1年,后自行停药,近5~6年间断吸入治疗;无哮喘等特应质家族史,父母均健康。
(三)入院查体
T 39. 2℃,P 154次/分,R 42次/分,BP 182/97mmHg,Wt 42kg,SPO 250%~60%,喘憋状态,被动端坐位,精神反应极差、谵语,面色及口周发绀,鼻扇、吸气性三凹征阳性,呼气相明显延长,可闻及广泛哮鸣音,心音有力,律齐,腹软,四肢凉,甲床发绀,肢体末端可见花纹。
(四)入院诊断
哮喘危重状态,重症肺炎,呼吸衰竭。
(五)诊疗经过
入院后给予面罩吸氧,平喘等治疗。急查血常规:白细胞计数25. 16×10 9/L,中性粒细胞百分比86%,血红蛋白131g/L,血小板计数368×10 9/L; C反应蛋白152mg/L;血气分析+电解质示: pH 7. 23,PaCO 260mmHg,PaO 239mmHg,BE-2. 5mmol/L,Lac 2. 6mmol/L,Na + 136mmol/L、K +4mmol/L、iCa 2+1. 25mmol/L;凝血酶原时间23. 87s;降钙素原0. 191ng/ml;肌钙蛋白I 0. 018μg/L、肌酸激酶同工酶6. 03ng/ml; B型脑钠肽105. 76ng/ml。急查胸片(入院约半小时)双肺弥漫性斑片状阴影,右肺较著(图6-1)。
图6-1 双肺弥漫性斑片状阴影,右肺较著
患儿SPO 2曾一度升至85%~88%,但患儿咳嗽频繁,咯出粉红色泡沫痰、双肺底出现中小水泡音、精神萎靡、胡言乱语; SPO 270%~80%;复查血气示: pH 7. 40,PaCO 250mmHg、PaO 235mmHg;入院6. 5小时复查胸片肺含气量明显增加,双下肺浸润影增多,颈部皮下积气(图6-2)。
入院7小时给予气管插管,接呼吸机辅助通气[呼吸机参数: VT 6ml/kg、PEEP 10cmH 2O、f 20bpm、I∶E=1∶( 1. 5~2)、FiO 2100%],给予咪达唑仑镇静,SPO 290%~91%呼吸机驱动雾化时,人机剧烈对抗,氧合明显下降,停用雾化治疗。复查血气示: pH 7. 29、PaCO 2 69mmHg、PaO 270mmHg、BE 3. 8mmol/L、Lac 1. 8mmol/L。入院8小时复查胸片肺部渗出明显改善,右肺中叶不张(图6-3),气道内粉红色泡沫痰消失,双肺底啰音消失; SPO 290%~92%,B型脑钠肽255ng/ml;复查血气示: pH 7. 17,PaCO 278mmHg,PaO 282mmHg,肺部渗出明显改善、氧合升高,但二氧化碳潴留,未能有效解除中小气道痉挛、狭窄,PEEPi增加。入院后9~34小时给予机械通气(参数: VT 6~8ml/kg、PEEP 2cmH 2O、f 12bpm、I∶E>1∶3,FiO 2 0. 85~1. 0),患儿SPO 2≥90%,SPO 292%~94%,PaO 280~100mmHg,PaCO 2升至>115mmHg,且呈深昏迷状态,球结膜水肿。入院第34. 5小时持续泵入维库溴铵,呼吸机驱动雾化布地奈德(普米克令舒) 2mg+特布他林5mg+异丙托溴铵500μg,静脉应用甲泼尼龙、二羟丙茶碱、硫酸镁等不变。住院后第35~72小时(雾化后1小时~3天) PaCO 2降至47mmHg(第3天),雾化后8小时患儿瞳孔对光反射恢复,雾化后12小时停肌松剂,咳嗽反射剧烈、气道内黄白色黏痰较多,加强吸痰,雾化后18小时神志转清、球结膜水肿消退,复查胸片肺内斑片状阴影较前明显消散(图6-4),成功撤机并拔除气管插管。未获得明确病原体,住院第7天体温正常,抗菌药物“降阶梯”。住院第11天复查胸片基本恢复正常(图6-5)。第12天出院。
图6-2 肺含气量明显增加,双下肺浸润影增多,颈部皮下积气
图6-3 肺部渗出明显改善,右肺中叶不张
图6-4 肺内斑片状阴影较前明显消散
图6-5 胸片基本恢复正常
二、病例剖析
哮喘危重状态一旦给予机械通气,则将产生如下矛盾:机械通气下雾化治疗与增加人机对抗的矛盾; PEEPe与PEEPi的矛盾;正压通气与中小气道黏液引流不畅的矛盾;正压通气与心肺相互作用的矛盾;肌松剂+激素增加危重病肌病风险的矛盾。而如何解决上述矛盾是治疗哮喘危重状态的要点及难点。
(一)雾化治疗
雾化治疗是用雾化装置将药液分散成细小的雾滴,使其悬浮在气体中经鼻或口吸入,吸入药物除了对呼吸道局部产生作用外,还可通过肺组织吸收而产生全身疗效。由于雾化吸入用药奏效快、药物用量小且不良反应较轻的优点,故应用日益广泛。以雾化为主的平喘治疗策略仍是致死性喘息危重状态的一线措施。对病情复杂疑难的危重病例,应根据病情演变及呼吸力学特点,创造条件实施雾化治疗是逆转病情的有效策略。
(二)机械通气模式及参数的调节
机械通气的主要目的是避免气道高压和减轻肺过度充气。为达到这一目的,常选择行低通气治疗。在哮喘危重状态患者中,增大的气流阻力主要来自中心、不易塌陷的气道,而外周易塌陷的支气管和细支气管的跨膜压在呼气过程中一直是正值。在这种情况下,被动呼气时没有流量限制(如没有瀑布效应),这一点有别于COPD患者。因此,哮喘患者在行控制通气时是被动呼吸,PEEPe对减少患者呼吸功没有任何作用,而且这些患者因无呼气流量限制(有别于COPD患者),实施PEEPe可能只会增加呼气末肺容积。相反,当患者呼吸肌肌力恢复或患者能触发呼吸机时,低水平的PEEPe可能会起到一定的作用。此时,首先中心气道的阻力可能已经正常,而外周气道可能存在延迟阻塞,与COPD患者急性加重时相似,而产生呼气流量限制,因此,当患者触发呼吸机,尤其在撤机时,PEEPe能减少呼吸机的吸气触发做功。值得注意的是,瀑布效应在肺内不是均一存在的,流量限制和流量无限制的气道同时存在。谨慎地进行低水平PEEPe(≤8cmH 2O)试验是值得提倡的,同时需严密地监测气道压和血压。由于随着肺部力学机制和通气需求的改变,PEEPe必须经常重新评估,因此,当急性重症哮喘患者行控制通气时,PEEPe一般不应用。相反,当患者可自主触发呼吸机时,PEEPe可根据患者的舒适程度逐渐滴定,但需低于PEEPi水平。因此,我们推荐哮喘危重状态参数设定如表6-1所示。
表6-1 哮喘危重状态参数设定