1967年Ashbaugh等[1]首先在Lancet杂志上报道了一组不同病因导致的以急性呼吸困难、顽固性低氧血症、双肺浸润性阴影、肺顺应性降低为特征的临床综合征 。1994年欧美共识会议 (Amercian-European Consensus Conference,AECC)对急性呼吸窘迫综合征 (acute respiratory sdistress syndrome,ARDS) 的定义进行了规范和修订,提出了相应的诊断标准:①急性起病;②低氧血症,氧合指数(PaO2/FiO2) ≤ 200 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa) (不考虑呼吸末正压水平);③正位X线胸片显示双肺浸润影;④肺毛细血管嵌压(PAWP) ≤ 18 mmHg 或没有左心房压力增高的证据 [2]。AECC提出的ARDS诊断标准简单、应用广泛,从而推动了医务界对ARDS临床诊断、治疗、流行病学和临床研究的开展。然而,临床实践发现AECC标准存在诸多争议和严重缺陷,如:急性起病的时间没有明确的界定;没有考虑到不同的通气模式及PEEP水平的差异对患者氧合指数的影响;部分心功能正常的ARDS患者PAWP >18 mmHg。因此,AECC制定的ARDS诊断标准在准确性方面一直备受质疑[3]。2004年,Esteban等[4]对382例重症监护病房 (intensive care unit,ICU) 死亡患者进行了尸检,按照AECC标准诊断ARDS患者127例,尸检后发现具有ARDS典型病理特征即弥漫性肺泡损伤 (diffuse alveolar damage,DAD) 的患者共112例,AECC诊断标准的敏感性为75%,特异性84%。
2011年,欧洲重症医学会倡仪、美国胸科学会和重症医学学会共同参与的专家组,对来自4个多中心临床研究数据库的4 188例ARDS患者及3个单中心生理学研究数据库的269例ARDS患者的数据行荟萃分析,历时4个月通过讨论达成了共识,形成了ARDS Berlin诊断标准,并于2012年6月在JAMA杂志上公布了最新的诊断标准 [5]。在AECC标准的基础上,Berlin标准主要做了以下几方面的修订: ①将高危因素致ARDS的发病时间界定为一周内;② 取消了“急性肺损伤”术语,将氧合指数介于200~300 mmHg者纳入ARDS标准,并归类为轻度ARDS;③计算氧合指数时,对PEEP的最小值做了界定;④根据不同的氧合指数对ARDS的病情程度进行了分级;⑤提出胸部CT诊断ARDS双肺致密影的特异性高于胸片,在条件允许的情况下,优先选择CT检查;⑥鉴于PAWP不可靠性及临床可操作性差,剔除了PAWP,引入其他客观指标排除心源性肺水肿。
与AECC标准相比,Berlin标准有了较大的提高,但也有研究发现Berlin标准并没有显著提高ARDS诊断的敏感性和特异性。2013年Thille等[6]对712例ICU死亡的危重病患者进行尸检,按照Berlin标准对ARDS患者进行诊断和分级,共有356例患者符合ARDS的诊断 (轻度、中度和重度患者分别占14%、40%和46%),尸检发现按照Berlin标准诊断的ARDS患者中,共有45%的患者出现DAD。研究结果认为Berlin标准对于ARDS诊断的敏感性和特异性分别为89%和63%。由此可见,Berlin标准并不能提高ARDS诊断的敏感性和特异性。
2 血管外肺水和肺毛细血管通透性指数ARDS主要的临床表现为严重低氧血症、两肺弥漫性病变和肺水肿。因此,临床上很难与急性心源性肺水肿、重症肺炎、急性肺间质纤维化、肺不张等疾病相区别。Thille等[6]对临床诊断为ARDS的患者进行尸检,发现仅62%的患者病理存在典型DAD;然而在不存在DAD的患者中49%组织病理证实是重症肺炎,6%患者为肺泡出血;肺栓塞、急性心源性肺水肿、间质性肺炎/间质纤维化均占4.5%,其余还包括肺结核、肿瘤浸润、肺脓肿和肺气肿等 。因此,仅凭以临床表现和主观指标的AECC和Berlin标准很难与其他症状相似的疾病进行鉴别。
ARDS的本质是弥漫性肺泡毛细血管膜损伤、肺毛细血管内皮通透性增加所致的高通透性肺水肿,只有能反映上述病理特征的指标才更有助于ARDS明确诊断,但肺组织病理因部位局限、有创伤性,一般不常规应用于临床。既然ARDS的本质是肺泡毛细血管膜和高通透性肺水肿,那么找到能及时、恰当反映肺泡毛细血管膜损伤和肺水肿程度的指标就有助于ARDS的诊断。如果能够测定肺水肿的严重程度、肺毛细血管通透性指数,则将有助于与其他临床症状相似的疾病鉴别,提高其诊断的特异性。随着有创血液动力学监测技术的进步和完善,尤其是脉搏指示剂连续心排量 (pulse indicate contour cardiac output,PiCCO)监测技术的进步,可根据热稀释曲线计算出血管外肺水(extravascular lung water,EVLW) 、心脏舒张末期总容积量 (GEDV)、胸腔内总血容量 (ITBV)及肺内血容量 (PBV),并根据公式计算肺血管通透性指数(pulmonary vascular permeability index,PVPI) 。其中,PVPI可用来反映肺毛细血管通透性。一旦能够量化反映肺毛细血管通透性这一ARDS特征性病理生理改变,就会使诊断的特异性和准确性明显提高。
EVLW是指分布于肺血管外的液体,包括细胞内液、肺泡内液和肺间质液组成,由于细胞内液变化较少,而肺泡内液和肺间质液反映肺水肿的程度[7, 8]。因此,EVLW改变与肺水肿的程度具有高度的相关性,与胸部影像学表现、氧合指数和中心静脉压(CVP)相比具有明显的优势。有研究表明,EVLW与ARDS严重程度、机械通气天数、住ICU时间及病死率明确相关。Kushimoto等[9]按照Berlin定义标准共入选195例ARDS患者,利用PiCCO监测技术测定患者的EVLWi,研究发现EVLWi与患者的病情程度明显相关,轻、中、重度患者的EVLWi(mL/kg)分别为16.1、17.2、19.1。另有研究显示EVLW在鉴别心源性和非心源性呼吸困难中有一定的指导意义,心源性呼吸困难患者EVLW与CVP之间有一定的相关性,而非心源性呼吸困难患者EVLW与CVP无明显的相关性[10, 11, 12]。临床上常见的引起低氧血症的疾病,如重症肺炎、肺栓塞、间质性肺炎/肺间质纤维化、肺结核、肿瘤浸润、肺脓肿、肺不张和肺气肿等,患者EVLW正常或仅轻度增加。因此,借助EVLW可以提高ARDS诊断的特异性。
PVPI可以反映肺毛细血管的损伤程度和通透性,有助于鉴别肺水肿的类型。急性左心衰竭和高容量状态导致的高静水压性肺水肿不仅EVLW明显增加,PBV也会明显增加,故PVPI正常或降低;相反,ARDS引起的高通透性肺水肿,EVLW增加,而PBV增加不明显或者正常,PVPI明显升高。因此,PVPI是反映肺毛细血管通透性、鉴别ARDS与高静水压性肺水肿(心源性肺水肿)的标志性指标。Monnet等[13]对48例急性呼吸衰竭患者的回顾性研究显示,36例ALI/ARDS患者PVPI明显高于高静水压性肺水肿患者,若以PVPI > 3为临界值,则该指标诊断ARDS的敏感性为85%,特异性高达100%。Kushimoto等[9]在三级医院23个ICU开展了一项多中心、前瞻性的临床研究,共选择266例氧合指数≤ 300 mmHg的危重病患者 (其中207例ARDS,26例心源性肺水肿,33例胸腔积液合并肺不张),采用PiCCO技术测定EVLWi和PVPI,在入选的所有患者中EVLWi ≥ 10 mL/kg。研究结果发现ARDS、心源性肺水肿和胸腔积液患者的EVLWi(mL/kg)分别为18.5、14.4和8.3,三组之间差异有统计学意义;ARDS患者的PVPI也显著高于心源性肺水肿和胸腔积液的患者(分别为3.2、2.0和1.6);若以PVPI > 2.6为临界值,则该指标诊断ARDS的敏感性为64%,特异性高达90%,若以PVPI > 2.85为临界值,则敏感性为54%,特异性高达95%;若以PVPI< 1.7为排除ARDS诊断的临界值,特异性高达95%。Morisawa等[15]在上述研究的基础上,进一步研究发现相对于肺外原因(如脓毒症)引起的ARDS,内源性ARDS患者PVPI更高。因此,目前的研究发现与Berlin诊断标准相比,PVPI诊断ARDS的特异性明显增加。
总之,随着对ARDS病理、病理生理和临床特征的继续认识和深入研究,概念清晰、界定明确、具有明显特征性的ARDS诊断标准有望推陈出新,而借助ELVW、PVPI这些反映ARDS肺血管通透性的特征性指标,则可使ARDS的早期诊断、及时治疗成为可能,使ARDS诊断的特异性显著增加,为从根本上改善ARDS的预后和开展大规模的临床研究奠定基础[16]。
[1] | Ashbaugh DG, Bigelow DB, Petty TL, et al. Acute respiratory distress in adults [J]. Lancet,1967,2(7511):319-323. |
[2] | Bernard GR, Artigas A, Brigham KL, et al. The American-European Consensus Conference on ARDS. Definitions, mechanisms, relevant outcomes, and clinical trial coordination [J]. AmJRespir Crit Care Med,1994,149 (3):818-824. |
[3] | 宋振举, 白春学. 急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征分子标志物: 从单一到联合 [J]. 中华急诊医学杂志, 2014,23(3):245-247. |
[4] | Esteban A, Fernández-Segoviano P, Frutos-Vivar F, et al. Comp-arison of clinical criteria for the acute respiratory distress syndrome with autopsy findings [J]. Ann Intern Med, 2004,141(6):440-445. |
[5] | ARDS Definition Task Force. Acute respiratory distress syndrome: the Berlin Definition [J]. JAMA, 2012,307(23):2526-2533. |
[6] | Thille AW, Esteban A, Fernández-Segoviano P, et al. Comparison of the Berlin definition for acute respiratory distress syndrome with autopsy [J]. AmJRespir Crit Care Med,2013,187(7):761-767. |
[7] | Tagami T, Kushimoto S, Yamamoto Y, et al. Validation of extra-vascular lung water measurement by single transpulmonary thermodilution: human autopsy study [J]. Crit Care,2010, 14(5):R162. |
[8] | Katzenelson R, Perel A, Berkenstadt H, et al. Accuracy of transpulmonary thermodilution versus gravimetric measurement of extravascular lung water [J]. Crit Care Med, 2004, 32 (7):1550-1554. |
[9] | Kushimoto S, Endo T, Yamanouchi S, et al. Relationship between extravascular lung water and severity categories of acute respiratory distress syndrome by the Berlin definition [J]. Crit Care, 2013,17(4):R132. |
[10] | Berkowitz DM, Danai PA, Eaton S, et al. Accurate character-ization of extravascular lung water in acute respiratory distress syndrome [J]. Crit Care Med, 2008,36(6):1803-1809. |
[11] | Schuster DP. The search for “objective” criteria of ARDS [J]. Intensive Care Med, 2007, 33(3):400-402. |
[12] | Craig TR, Duffy MJ, Shyamsundar M, et al. Extravascular lung water indexed to predicted body weight isanovel predictor of intensive care unit mortality in patients with acute lung injury [J]. Crit Care Med,2010,38(1):114-120. |
[13] | Monnet X, Anguel N, Osman D, et al. Assessing pulmonary per-meability by transpulmonary thermodilution allows differentiation of hydrostatic pulmonary edema from ALI/ARDS [J]. Intensive Care Med,2007,33(3):448-453. |
[14] | Kushimoto S, Taira Y, Kitazawa Y, PiCCO Pulmonary Edema Study Group. The clinical usefulness of extravascular lung water and pulmonary vascular permeability index to diagnose and characterize pulmonary edema:aprospective multicenter study on the quantitative differential diagnostic definition for acute lung injury/acute respiratory distress syndrome [J].Crit Care, 2012,16(6):R232. |
[15] | Morisawa K, Fujitani S, Taira Y, et al. Difference in pulmonary permeability between indirect and direct acute respiratory distress syndrome assessed by the transpulmonary thermodilution technique:aprospective, observational, multi-institutional study [J].JIntensive Care, 2014,2(1):24. |
[16] | Barbas CS, Isola AM, Caser EB. What is the future of acute respiratory distress syndrome after the Berlin definition? [J].Curr Opin Crit Care,2014,20(1):10-16. |