肥胖ARDS患者机械通气策略与问题分析

胡琼琼中日医院呼吸与危重症医学科发布于2025-03-19 浏览 1975 收藏

作者：胡琼琼

单位：中日医院呼吸与危重症医学科

一、病情介绍

一般情况

患者男性，15岁，学生，身高185 cm，体重145 kg，体重指数（BMI）42.4 kg/m2（Ⅲ级肥胖）。

图1 肥胖程度分级

现病史

1周前无明显诱因出现发热、干咳，体温最高40℃，伴腹泻水样便，进食后恶心、呕吐，伴胸闷、憋气，呼吸频率增快，无胸痛、夜间阵发性呼吸困难，夜间可平卧。

5天前患者就诊于外院。病原学：肺炎支原体IgM（+）。胸部CT：双肺炎症，考虑“肺部感染”。

2天前复查胸部CT：双肺磨玻璃影较前进展，遂至我院急诊。心梗四项：肌红蛋白538 ng/ml，CK-MB 6.96 ng/ml，肌钙蛋白0.015 ng/ml，NT-proBNP 60 pg/ml。血常规+PCT+CRP：WBC 8.26×109/L，NEU 7.22×109/L，LYM 0.8×109/L，PCT 1.0 ng/ml，CRP 99.87 mg/L。心脏超声：左房轻度扩大，左室稍大，主肺动脉稍宽，左室射血分数（LVEF）正常范围内。

既往史

4年前及1年前因“心肌炎”两次住院，余无特殊。

入院查体

T 39.3°，RR 25次/min，SpO2 99%（流量40 L/min，FiO20.6），BP 141/86 mmHg，HR 106次/min；体型肥胖，发育正常，神志清楚，查体合作；胸廓无畸形，呼吸运动正常，肋间隙正常，未闻及杂音或额外心音，双肺可闻及干/湿啰音，双下肢无水肿。

入院诊断

肺部感染；Ⅰ型呼吸衰竭；心肌损伤；电解质紊乱（低钾血症、低钠血症）；肝功能异常。

病情变化

入院当天，咽拭子呼吸道病毒核酸12联显示腺病毒阳性。夜间患者突发畏寒、寒战、憋喘明显，烦躁不配合，有幻视现象。

查体：T 37.8°，双肺干/湿啰音，皮肤花斑，四肢厥冷，HR 120次/min，BP 142/116 mmHg，RR 40次/min。急查血气：PaO2 80.9 mmHg，PaCO2 31.9 mmHg，SaO2 97.2%，HCO3- 24.1 mmol/L，Lac 0.7 mmol/L，PFR 101 mmHg（HFNC 60 L/min，FiO2 0.8）。予气管插管转入MICU。

入科诊断

重症社区获得性肺炎（腺病毒）；ARDS；Ⅰ型呼吸衰竭；心肌损伤；电解质紊乱，低钾血症，低钠血症；肝功能异常。

完善检查

支气管镜下可见双肺气道黏膜充血红肿，少量白色稀薄分泌物。BALF NGS回报：人腺病毒7型（序列数50754）。

患者入MICU后胸片提示双肺炎症渗出为主（图2）。胸部CT示大面积实变，以重力依赖区为主（视频1）。

图2 患者入MICU后胸片

视频1. 患者入MICU后胸部CT

二、插管后呼吸治疗

问题一：患者出现严重低氧的原因是什么？肥胖ARDS患者病理生理特点有哪些？

结合患者胸部CT和胸片可以发现，患者的肺容积明显下降，膈肌较正常人上移，双肺重力依赖区大面积实变。流行病学数据表明，肥胖患者较体重正常患者更容易患ARDS, 这往往与肥胖患者的病理生理学特点相关，图3总结了肥胖患者病理生理特点及低氧的原因。

图3 肥胖患者低氧的病理生理特点

问题二：插管后 vs. 插管前，氧合指数进一步下降？

患者插管后机械通气, 适当镇静镇痛, PCV模式。FiO2 1, PEEP 12 cmH2O，PFR 73.3 mmHg。患者氧合指数较插管前进一步下降。

2017年有文献报道，对于肥胖患者，插管后给予镇静镇痛药物或肌松药物后，功能残气量（FRC）会进一步下降（图4）。FRC下降会导致气道关闭和肺不张形成，从而导致区域V/Q比失调及分流增多，最终的表现形式则是患者氧合进一步恶化。

图4 不同临床情境下同一患者在EIT下的通气分布

为改善患者的氧合，呼吸治疗师立即给予患者行床旁肺复张（PCV法，最高PEEP 25cmH2O）+PEEP滴定，后根据最佳氧合法滴定PEEP为16 cmH2O，FiO2降至90%，PFR升高至126.6 mmHg（表1）。

表1 患者呼吸支持及监测指标

问题三：如何更精细地为肥胖ARDS患者设置机械通气参数？

患者插管、镇静镇痛、肺复张、PEEP滴定后，氧合改善依旧不够明显，患者仍旧存在低氧，潮气量偏大，如何优化呼吸机参数呢？

（1）关于氧合的改善

我们对患者进行了几种方法的肺可复张性评估，分别是：电阻抗成像（EIT）法、R/I等。

EIT法：在PEEP下降过程中（20→15→5 cmH2O），重力依赖区明显塌陷。黄色部分代表区域通气延迟比例（RVD）。当PEEP在20 cmH2O时，重力依赖区的肺通气区域明显增加，RVD明显增高（图5）。而RVD之所以增高，是因为在PEEP为20 cmH2O时，重力依赖区的肺泡处于没有完全张开的不稳定状态，所以该区域的时间常数相对于其他区域的时间常数是增加的，这也提示我们，之前滴定的16 cmH2O不足以打开患者重力依赖区的肺泡。

图5 不同PEEP水平下患者OD/CL情况

多种指标联合：在PEEP下降过程中（20→15→5 cmH2O），我们监测了患者呼吸力学的变化，SpO2下降，VR增加，PaO2下降（图6）。当PEEP由15 cmH2O下降至5 cmH2O时，我们测定了患者的R/I，计算值为1.31（cut off值＞0.5）（表2）。随着PEEP下调，呼吸系统的顺应性下降，驱动压逐渐增高。上述均提示患者肺的可复张性较好。

图6 患者呼吸力学相关指标变化情况

表2 患者生命体征、血气等指标变化情况

以上结果均说明患者的肺可复张性极好，为什么首次肺复张+PEEP滴定后氧合改善没有达到预期呢？结合患者的EIT结果，当PEEP为20 cmH₂O时，重力依赖区的肺泡处于开放但没有稳定开放的状态，所以第一次肺复张的效果不佳，我们考虑患者肺复张的PEEP水平过低以及肺复张后设置的PEEP水平过低。查阅文献发现，对于肥胖患者而言，肺复张联合PEEP滴定可以明显改善重力依赖区的复张情况，但此类研究中肺复张的压力普遍偏高（例如：PEEP+PC=55 cmH2O维持10 s）。所以我们将肺复张压力从25 cmH2O增加到30～35 cmH2O，之后再次进行PEEP滴定。

肥胖患者常用的PEEP滴定方法有（基于对病态肥胖患者进行的研究）：①EIT法：PEEP的最佳水平为15~18 cmH2O；②食道压（呼气末跨肺压）：PEEP的最佳水平为20.7±4 cmH2O；③PEEP递减试验法：PEEP的最佳水平为21.3±3.8 cmH2O。另有文献显示肥胖患者的腹腔内压一般较高，设定PEEP时可以参考腹腔内压的一半。

由于患者镇静药物代谢比较快，EIT滴定PEEP的前提是患者没有自主呼吸，但此患者的自主呼吸难以完全抑制。因此我们选择通过食道压（跨肺压）滴定PEEP，结果为：20±2 cmH2O，PLe=±2 cmH2O。此次肺复张及PEEP滴定后，患者氧合明显升高，在相同SpO2下，FiO2降至0.6。

（2）关于呼吸驱动的监测

调整PEEP后，患者氧合得到明显改善，此时监测患者的呼吸频率不快，但潮气量比较大(8～10 ml/PBW)，食道压变化幅度较大（△Pes=32 cmH2O）>15 cmH2O，遂加强镇静镇痛，已到达目标小潮气量。尽管肥胖患者的体重较大，但关于潮气量的设置依旧是按照理想公斤体重来设置。对于肥胖ARDS患者呼吸机参数设置应延续ARDS的原则，采取肺保护性通气策略。但临床实际应用时，肥胖ARDS患者的呼吸机参数设置有其特殊性：肺可复张性好、PEEP水平较高、监测跨肺压优于驱动压。

肺可复张性好决定了相同目标潮气量下，患者的驱动压设定值受到PEEP水平的影响。但对于肥胖患者而言，监测跨肺驱动压的价值可能高于驱动压，尽管没有充分的证据表明这一点，根据既往研究报道，在肥胖患者中，生存者和死亡者的跨肺驱动压没有明显差异。也有文献表明，跨肺驱动压不能作为肥胖患者死亡的独立危险因素。在给予患者滴定合适的PEEP以及加强镇静镇痛之后，患者的潮气量达到了目标范围，监测到患者的食道压变化值（△Pes）以及跨肺驱动压均始终＜15 cmH2O。但完全镇静镇痛后患者潮气量明显下降，PaCO2明显升高（41.3～73.2 mmHg）。患者由Ⅰ型呼吸衰竭转变为Ⅱ型呼吸衰竭。

问题四：如何为肥胖的机械通气患者选择合适的体位以改善通气？

对于机械通气患者，床头抬高可以预防呼吸机相关性肺炎（VAP）。既往文献显示，床头抬高后，患者腹内压明显增加，使胸壁顺应性变差。2013年发表在Intensive Care Med杂志的研究显示：床头抬高，重力依赖区呼气末肺容积（EELV）和PFR增加，呼吸系统顺应性整体下降。2024年Chest 杂志发表的一篇文献表明，与非肥胖患者相比，在床头抬高后，肥胖患者的肺和呼吸系统顺应性下降，PFR改善不明显，PaCO2增高，VR增加。

本例患者分别抬高床头0°、30°、50°、60°，患者呼气末跨肺压明显增加，胸内压明显下降。因此从第4天开始，调整患者体位为床头抬高50°～60°。PEEP同时下调后，患者呼气末跨肺压变化不是特别明显（图7）。调整体位后，患者PaCO2和分钟通气量显著下降，这提示死腔减少（表3）。但患者氧合并未如文献描述那样有明显改善，这究竟是为什么？回顾2013年发表的文献发现，对于单纯ARDS患者，基线水平的PEEP为10 cmH2O，患者PFR不足100 mmHg，抬高床头可以使通气更加均一，因此该研究中患者PFR改善比较明显。在2024年Chest杂志发表的这项研究中，对于合并了肥胖的ARDS患者，PEEP 8 cmH2O，患者的基线PFR为130 mmHg，床头抬高后，PaCO2反而是增高的，VR也增高，这可能是由于PEEP给的不够高，没有改善肥胖患者的区域通气，只是原先过度充气的肺泡反而充气更多。

图7 床头抬高不同角度下患者的食道压指标变化

表3 患者呼吸支持及血气分析情况

三、自主呼吸试验和拔管后的呼吸治疗

患者入科5天后复查胸片发现病变较前明显改善，肺容积明显增加，炎性渗出较前减少（图8）。感染指标整体下降，无发热（图9）。液体出入平衡（图10），循环稳定。

图8 复查患者胸片（2024-01-26）

图9 患者感染指标变化情况

图10 患者液体平衡情况

患者整体情况趋于好转，考虑拔管。2016年Crit Care杂志发表的一项研究表明，与其他方法相比，T管法和PSV法（PEEP=0和PS=0）时吸气努力和呼吸功最接近拔管后。在肥胖患者中，使用T管或PSV调0和PEEP调0进行脱机试验期间测量的吸气努力与拔管后吸气努力没有区别。相比之下，正压脱机试验低估了拔管后的吸气努力程度。2018年Am J Respir Crit Care Med 杂志上一篇关于肥胖患者SBT的病例报道，作者发现SBT时将PEEP调到5 cmH2O，患者的△Pes非常大，提示患者的呼吸驱动很强。此外，在EIT上出现了“钟摆效应”，最终患者SBT失败。这个病例提示我们，对于肥胖患者，SBT时强行将PEEP减到低水平，可能会导致肺泡塌陷，使呼吸功增加，最终导致SBT失败以及延迟拔管。该病例中作者后续通过食道压和EIT方法滴定了16 cmH2O PEEP，后患者SBT顺利通过（图11，视频2），最终成功拔管后序贯无创通气（NIVs）并于次日出院。

图11 PEEP为5 cmH2O和16 cmH2O下SBT过程中△Pes的变化

图片来源：Am J Respir Crit Care Med, 2018 Aug 15; 198(4):524-525.

视频2. PEEP为5 cmH2O和16 cmH2O下SBT过程中EIT的变化

视频来源：Am J Respir Crit Care Med, 2018 Aug 15; 198(4):524-525.

因此对于该患者，我们进行SBT时（表4）并未将PEEP水平降至5 cmH2O，而是降至10 cmH2O，并在该过程中监测患者的△Pes，均在正常范围内，后患者顺利通过SBT，并成功拔管。

表4 患者自主呼吸试验情况及相关指标

肥胖患者拔管有一定的特殊性：①药物释放时间延长，应尽早停止镇静（较非肥胖患者）；②SBT：缺少RCT研究支持，根据既往经验，患者拔管前一般有较高的PEEP水平，需要个体化监测。本例患者监测△Pes，将PEEP降至10 cmH2O，PS降至8 cmH2O，发现在SBT过程中，△Pes稍有增加，但仍在正常范围（表4）。③预防/治疗性NIV和HFNC可能有帮助。本例患者SBT成功，但其PEEP水平非常高，拔管后是直接过渡到鼻导管吸氧还是HFNC和NIV？2006年Eur Respir J杂志发表的文章显示，拔管后的前48小时内应用NIV能够降低拔管后呼吸衰竭的发生率（15.8%～7.2%）和再插管率（12.87%～7.2%）。但该研究的对照是NIV和普通氧疗。而现在临床应用时，更多比较的是HFNC。2022年Am J Respir Crit Care Med杂志发表了一项随机临床试验的事后分析，比较了NIV和HFNC交替使用以及单用HFNC，旨在根据患者BMI评估NIV效果。结果发现，拔管后的前48小时内应用NIV可以降低再插管率。

该患者在拔管后序贯NIV—采用床上坐位和床下坐位进行NIV。前48小时内，NIV的效果优于HFNC，患者的PFR和PaO2明显好转（表5）。患者在拔管2天后转到普通病房。1个月后复查胸部CT，可见双肺大面积实变明显吸收（视频3）。

表5 患者拔管后序贯NIV

视频3. 撤机1个月后复查胸部CT

参考文献

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作者介绍

胡琼琼

中日友好医院呼吸与危重症医学科呼吸治疗师，毕业于四川大学呼吸治疗专业，从事呼吸治疗工作2年。主要研究方向：危重症患者呼吸支持与气道管理，肺电阻抗成像，参与发表SCI论文2篇，获实用新型专利1项。

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