呼吸器相關的肺部受損( Ventilator Induced lung Injury)
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Introduction
呼吸器的使用能夠讓呼吸肌休息，並提供足夠的氧氣交換。呼吸器最早的使用為1952年哥本哈根的小兒麻痺大流行，成功的降低死亡率(Ibsen醫師開始使用氣管內插管和正壓呼吸，並在隔年創立ICU制度)。然而，即使使用呼吸器後矯正血氧狀態，仍然有許多病人死亡，這篇paper主要探討ventilator相關的肺部傷害。
Ventilator Induced Lung Injury 肺部生理
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人能夠呼吸，很重要的一點是來自於pleural內的負壓
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局部肺部組織的overdistention是產生lung injury的關鍵
因此，控制肺部吸氣時的inflation pressure是避免overdistention的重點！ -
可量測alveolar pressure：吸氣末端的壓力稱為『plateau pressure』
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如果病人沒有用力呼吸，plateau pressure是撐開胸壁和肺組織的壓力，因此，如果一個病人的胸壁很硬(ex.有pleural effusion)，表示大部分的壓力是要撐開胸壁，肺組織不一定承受很強的拉扯力量
Ventilator Induced Lung Injury 相關的physical forces
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當外界給予的lung volume太高→局部肺組織overdistention→會導致肺泡破裂、氣體漏出，甚至導致嚴重的barotrauma (氣胸、皮下氣腫等)
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較為細微的受傷，可能會以pulmonary edema的形式出現
(詳可見Webb和Tierney的動物實驗) -
雖然lung volume開太大，會造成barotrauma，volume開太小也可能有問題
- 機制：很多種，可能和過度頻繁的開啟和關閉呼吸道、局部缺氧等有關
- 這種因為volume不足造成的傷害，稱為atelectrauma
- atelectrauma：上皮受損，hyaline membrane，pulmonary edema
- 根據Mead的研究，發現在『充氣和塌陷肺泡的交界處，其拉扯的力量為其他肺部組織的四到五倍』，可能也促使atelectrauma的產生
Ventilator Induced Lung Injury 相關的biologic forces
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上述physical forces會導致許多胞內mediators釋放，接著導致肺部的損傷
有些會直接造成肺損傷，有些會促使纖維化發展，有些則會吸引發炎細胞 -
上述的biologic forces導致的肺損傷，稱為biotrauma
臨床上的處置Clinical Management
使用呼吸器的目標，除了要減少呼吸的做功，達到有效的換氣，並且盡可能減少呼吸器所造成的肺部傷害
(1) 呼吸器的使用策略
- low tidal volumes：lung volume，避免肺overdistention→避免barotrauma
- high PEEP (PEEP：吐氣末正壓)
- 在吐氣末期給予一個正壓，避免肺泡完全塌陷→減少atelectrauma
- 然而，PEEP太高可能會減少靜脈回流，或造成肺overdistention
- 然而，在ARDS的患者，使用較高的PEEP可以降低死亡率
(2) High-Frequency Oscillatory Ventilation(HFOV)
- 用相當小的tidal volume，但是較高的頻率(15/second)的ventilation技術
- 目標：減少ventilator induced lung injury
- 然而，最近有兩篇大型trial發現在ARDS的患者使用HFOV並沒有改善結果，因此並不建議做為第一線的治療
(3) 減少病人的metabolic need：因此可以減少breathing effort
(4) Prone position(趴著！！)
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70%的ARDS患者趴著之後，其換氣功能改善
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可能的機制：增加呼吸時肺組織的同質性，減少lung injury；perfusion matching，增加吐氣後末期的肺容積，減少心臟對肺的影響
(5) 藥物的使用
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神經肌肉阻斷劑：減少病人fight the ventilator，增加同步性synchrony
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抗發炎物質：減少biotrauma，目前還在研究中
Reference: NEJM
http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMra1208707 -