早期使用气道压力释放通气治疗新冠感染引起的ARDS：病例报告

ARDS 从出现第一个症状到插管的中位持续时间为 8 天。男性、年龄较大以及高血压、糖尿病、心血管疾病和脑血管疾病等潜在合并症与较高的死亡率相关。入院时 ARDS 的严重程度也会增加院内死亡率。COVID-19 ARDS (CARDS) 的管理取决于表型。对于2型或“H”型表型，严重低氧血症、肺顺应性降低、肺弹性高、肺重量大、肺复张能力强的患者，应采用肺保护性通气策略，包括低潮气量（ LTV）（6 mL/kg 理想体重）、低呼气末正压（PEEP；10 cmH 2 O）和耐受的吸入氧分率 (FiO 2 ) 水平以避免组织灌注不良和平台压（30 cmH 2 O)然而，一些作者还在2 型表型中使用更高的 PEEP (10–15 cmH 2 O)。以下通风策略代表专家意见；因此，需要进一步的数据来证实这些策略的有效性。对于中度至重度 ARDS 插管患者，可早期考虑气道压力释放通气 (APRV) 以提供充分的肺泡复张，但许多提供者仍不熟悉这种通气模式。 在这个案例研究中，我们报告了 CARDS 中 APRV 的使用。

案例展示：

在我们的病例中，一名 74 岁的中国男性在出现第一个症状后的 7 天内以感觉疲劳、头痛、恶心和食欲不振为主诉就诊。患者有 2 型糖尿病和高血压病史，经常服用二甲双胍-格列本脲和氨氯地平。无吸烟史，无饮酒史。该患者尚未接种疫苗，因为当时还没有疫苗。初步评估时，患者完全清醒，格拉斯哥昏迷量表 (GCS) 为 15，尽管外周血氧饱和度 (SpO 2) 为 82%，他的呼吸频率为每分钟 22 次。他的血压为 174/86 mmHg，每分钟 95 次脉搏，体温为 37.3 °C。体格检查时，患者呼吸急促而不使用呼吸肌，也没有神经功能缺损的迹象。

患者入院时的实验室检查结果为淋巴细胞减少症、转氨酶异常、低钠血症和未控制的糖尿病、高 C 反应蛋白 (CRP) 和铁蛋白以及动脉氧分压与吸入氧分数的比值（P/F 比值）呈阳性) 表现出严重的急性呼吸窘迫。患者的实验室结果见表1。

表格1

入院时的实验室检查

实验室测量

患者结果

参考范围

血红蛋白 (Hb)	16.4	11.7–15.5（克/分升）
白血细胞	8.27	4.0–10.0 (10 3 /µl)
中性粒细胞计数	7.11	1.5–7.0 (10 3 /µl)
淋巴细胞计数	0.48	1.00–3.70 (10 3 /µl)
血小板	162	150–400 (10 3 /微升)
尿素	39.3	16.6–49.5（毫克/分升）
肌酐	1.06	0.51 –0.95（毫克/分升）
血清丙氨酸转氨酶	56	< 33 (U/L)
天冬氨酸血清转氨酶	56	< 32（单位/升）
铁蛋白	1999	12–300（纳克/毫升）
D-二聚体	0.24	0–0.5（微克/毫升）
C反应蛋白（CRP）	57	< 6（毫克/分升）
糖化血红蛋白1C	8.0	< 7 (%)
钠	126	135–155（毫当量/升）
钾	3.4	3.5–5.3（毫当量/升）
氯化物	89	94–111（毫当量/升）
P/F ratio	77	毫米汞柱

患者还接受了胸部计算机断层扫描 (CT) 扫描，双肺发现磨玻璃影，提示病毒性肺炎（图 1）。COVID-19 的聚合酶链反应 (PCR) 呈阳性。该患者被诊断出患有严重的 COVID-19，并伴有高血压和糖尿病。

图1入院时胸部计算机断层扫描轴位和冠状位切片图像

患者接受了以下治疗：使用非再呼吸面罩 (NRM) 吸氧（每分钟 15 升），氧饱和度提高至 95%；按照当时的抗病毒治疗指南，洛匹那韦-利托那韦联合口服羟氯喹；静脉注射地塞米松 6 毫克，每天一次，持续 10 天；肝素 5000 单位皮下注射，每日一次；静脉注射奥美拉唑 40 毫克，每日两次；静脉注射对乙酰氨基酚 1 g，每日 3 次；口服补充剂，如锌、维生素 E 和维生素 C，每天 3 次静脉注射 500 毫克；静脉注射阿奇霉素 500 mg，每日一次；静脉注射美罗培南 1 g，每日 3 次，作为预防性抗生素使用。对于合并症，他接受口服坎地沙坦 8 mg 每天一次，皮下 (SC) 餐前胰岛素每天 3 次，晚上皮下注射地特胰岛素。

NRM 6 小时后，患者出现呼吸急促，呼吸频率为每分钟 30 次，血氧饱和度降至90%；因此，他接受了高流量鼻导管 (HFNC) 治疗。第二天，他的病情恶化，呼吸频率为每分钟 35 次，SpO 2下降至88%。然后，患者在持续气道正压通气 (CPAP) 模式下接受无创通气 (NIV) 治疗，并使用咪达唑仑和吗啡进行镇静。患者当天还接受了托珠单抗治疗。第三天，患者血氧饱和度降至 77%，血气分析显示 pO 2 44 mmHg，pCO 2 64 mmHg，FiO 2100% 尽管使用 NIV。然后，插管，使用 APRV 方法，设置如下：P -high 28，P-low 0，T -high5 秒，T -low 0.5 秒，FiO 2 90%，患者插管 14 天。每 24 小时通过系列动脉血气分析评估患者的状况。在 APRV 模式期间，注意到患者没有呼吸机不同步而感觉舒适。撤机过程通过 P/F 比值进行评估。首先，撤机过程通过逐步降低 FiO 2直到 FiO 2达到 40%，然后将 P- high 降低 2 cmH 2 O 并将释放压力通气降低至每分钟 1-2 次。P high 降低到 18 cmH 2 O 和 FiO 2后为 40%，通气模式改为适应性支持通气（ASV）。

在 APRV 的第一天，对患者的血液进行了评估，显示白细胞增加到 16.66 × 10 3 / µl，d-二聚体为 2.82 µg/mL，铁蛋白 > 2000 ng/mL，CRP 34 mg/dL，降钙素原 0.45 ng/mL，因此给予患者额外药物治疗，包括氟康唑 200 mg 每 12 小时一次，静脉注射免疫球蛋白 (IVIG) 20 g，每日一次，持续 5 天，并以每小时 250 单位的速度连续滴注肝素，继续使用阿奇霉素和美罗培南。APRV第三天，患者再次复查，血液结果显示白细胞增加到17.87×10 3/µl 和 d-二聚体为 2.62 µg/mL。阿奇霉素和美罗培南改为静脉注射头孢哌酮舒巴坦 2 g，每天两次，静脉注射左氧氟沙星 750 mg，每天。APRV第5天，地塞米松10天后停用地塞米松。APRV第6天，患者咳出粘稠、黄色、带血的痰。停用肝素滴注，患者进行了痰培养。次日停用氟康唑，改用米卡芬净 100 mg，每天 1 次，因为患者的血液检查显示天冬氨酸氨基转移酶（AST）和丙氨酸氨基转移酶（ALT）分别升至 282 U/L 和 230 U/L，而白细胞减少仍为 17.14 × 10 3/μl，d-二聚体降至1.57μg/mL，降钙素原为0.07ng/mL，肾功能检查正常。APRV第9天复查患者全血细胞计数，白细胞增至21.23×10 3 /μl；头孢哌酮舒巴坦和左氧氟沙星改为静脉注射替加环素 100 mg 负荷剂量，然后 50 mg 每天两次和静脉注射莫西沙星 400 mg 每天一次。黄花假单胞菌在 APRV 第 13 天的痰培养中发现，对替加环素具有中度敏感性。因此，替加环素改为静脉注射哌拉西林/他唑巴坦 4.5 g，每天 4 次，而喹诺酮类药物敏感。然后患者断奶至 ASV，第二天拔管并撤机直至 HFNC。患者每天都从 HFNC撤机，直到他不需要补充氧气。住院第30天，使用胸部CT扫描重新检查了患者的肺部，如图2和图3所示。患者住院 45 天后出院。随访一年，患者身体健康，能工作，积极独立。

图2气道压力释放通气设置和P/F比。入院时P/F比值较低，但使用气道压力释放通气后，P/F比值逐渐增加

图3首次入院当天和住院第30天的胸部计算机断层扫描对比

插管时的 APRV 设置和 P/F 比如图2 所示。在压力支持为 10 cmH 2 O 的 NIV-CPAP 期间，患者的 P/F 比为 77。插管后第 1 天，当 P high 设置为 28 cmH 2 O 时，P/F 比为 213，这是从重度 ARDS 改善为轻度 ARDS。

讨论

我们的患者因严重的 COVID-19 入院，尽管使用 NIV-CPAP 进行了氧气补充，但他的病情恶化并且饱和度降至 77%。当患者插管时，通常使用采用 LTV 策略的传统通气模式。然而，我们使用了早期的 APRV 通气模式，它在氧合、无呼吸机天数和重症监护病房 (ICU) 住院时间方面优于传统方法。

APRV 是 1987 年引入的通气模式之一。APRV 是一种压力控制的间歇指令通气，采用反比通气。应用的强制呼吸是时间触发的、目标压力的和时间循环的（取决于呼吸机，触发和循环事件可能与患者呼吸信号同步）。在强制呼吸期间和之间都可能发生自主呼吸。APRV 中反比通气的目的是提供一个缩短的呼气期，以允许足够的潮气量逸出，而不会使肺泡低于其闭合容积 。

APRV 被认为是机械通气的“开放式肺方法”。在压力-容积曲线上，较低的拐点 (LIP) 代表肺泡容易复张的初始点，低于 LIP 的肺泡往往会塌陷。上拐点 (UIP) 表示肺泡过度扩张的点。在 APRV 中，时间触发指令呼吸的幅度称为“P-high”而不是吸气压力，施加压力的持续时间称为“T -high”而不是吸气时间。呼气压力称为“P -low”，释放时间或呼气时间称为“T -low”。

由于使用 APRV 模式的自动 PEEP 的发展， P high 设置在 UIP 以下，P low 通常设置为 0 cmH 2O。这种自动 PEEP 将气道压力保持在压力-容量曲线上的 LIP 以上。通过将 P-high和 P -low保持在两个拐点之间，患者接收的潮气量是曲线中最顺应的部分。因为 P high 是由操作员设置的，所以呼吸机引起的肺损伤的可能性被最小化 。

APRV 通过其长期高且恒定的气道压力改善肺泡复张，从而最大化肺泡复张并促进通过 Kohn 孔的侧支通气。在 ARPV 中触发自主呼吸的能力减少了与呼吸机的不同步，从而提高了患者的舒适度并减少了对镇静剂和神经肌肉阻滞剂的需求。减少镇静可能会降低便秘、心血管抑制和咳嗽反射抑制的发生率，所有这些都有助于清除并降低呼吸机相关性肺炎 (VAP) 的风险 。使用神经肌肉阻滞剂会导致多发性神经病。由于 APRV 期间有自主呼吸，可以防止长时间机械通气引起的膈肌萎缩 。吸气过程中胸内压力降低会增加腹部器官向心脏的全身静脉回流，从而提高心输出量。

在动物模型中进行了多项实验，其中 APRV 改善了动脉氧合作用，增加了肺部依赖区域的通气量，减少了炎性细胞因子的产生，并且可以预防 ARDS 的发展。在败血症诱导和缺血/再灌注诱导肺损伤的猪模型中，实验比较了 APRV 与低潮气量机械通气预防 ARDS 的有效性。APRV 在脓毒症诱发后 1 小时应用于动物，而 LTV 在满足轻度 ARDS 标准（P/F 比为 300）时应用于动物。研究发现，APRV 通过保护肺泡上皮完整性、减少肺水肿、保护表面活性剂和维持肺泡稳定性来预防临床和组织学肺损伤。在患有肺部 ARDS 的大鼠模型中，将 APRV 与容量控制通气进行了比较；容量控制通气组比 APRV 组更容易出现肺泡过度扩张。在 APRV 组中，双调蛋白的表达较少，这是一种在肺泡伸展期间表达的基因 。

然而，使用 APRV 模式确实有其缺点，因为它的长 T -high可能会诱发高碳酸血症。更重要的是，每个患者对高碳酸血症和呼吸性酸中毒的耐受程度各不相同。有些人群不能耐受高碳酸血症，例如患有冠状动脉疾病、心律失常、肺动脉高压、右心室功能不全和脑损伤的人群。

到目前为止，还没有关于最佳 APRV 设置和滴定策略的指南。然而，Habashi 和 Zhou 提出了两个具体的协议。在 Habashi 方案中，P- high 设置为所需的平台压力，通常在 20-35 cmH 2 O 之间，P- low 设置为 0 cmH2O，T- high 设置为 4-6 秒，T- low 设置为 0.2–限制性肺病为 0.8 秒，阻塞性肺病为 0.8-1.5 秒。PEEP 设置为不超过 0 cmH 2 O，因为气道阻力会产生自动 PEEP 。如果 FiO 2为 40% 且 SpO 2为 95%，则撤机过程开始。P- high 降低，T- high 增加。而根据 Zhou 方案，P -high 设置为不超过 30 cmH2O，P- low 设置为 5 cmH 2 O，T- low 设置为呼气时间常数的 1-1.5 倍，并且然后调整以达到峰值呼气流速 (PEFR) 超过 50% PEFR，释放频率为每分钟 10-14 次，并根据 T-low和释放频率间接计算 T -high。

在我们的病例报告中，患者接受了 28 cmH 2 O 的 P- high 治疗，如果 P- high 从容积循环模式转换而来，则为压力循环模式下的平台压或气道峰压。P值设置为零，以允许呼气末或释放的肺容量仅由时间控制。人工气道的固有阻力表现为流动阻力，如果加上短暂的释放时间，可以产生自动 PEEP。

Zhout等人。将 APRV 模式的早期使用与 ARDS 中的低潮气量机械通气进行了比较。发现 APRV 在第三天显着改善氧合作用，APRV 组的 P/F 比值更高。在本例中，我们的患者在插管后的第一天表现出氧合改善和 P/F 比升高。基于 Carsetti等人荟萃分析比较急性低氧血症患者的 APRV 与常规通气策略，APRV 的无呼吸机天数更高，为 28 天；较短的重症监护病房 (ICU) 住院时间；降低住院死亡率；和比常规通气更高的平均动脉压。

在我们的案例中，在患有不受控制的糖尿病、高血压和严重 COVID-19 ARDS 的老年患者中使用 APRV 可以从使用 APRV 的第一天起改善 P/F 比。早期使用 APRV 可被视为治疗严重 COVID-19 ARDS 的通气策略之一。尽管关于APRV及其启动和滴定方法的报告有限，但鉴于其最大限度地增加肺泡复张、保持肺泡上皮完整性和表面活性剂的已知能力，可能值得考虑，所有这些对于处理新冠感染患者的“脆弱”肺至关重要。