第一部分三种肺复张方法对急性呼吸窘迫综合征家猪肺内气体分布的应用研究背景：急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)是重症患者常见的呼吸衰竭类型,重度ARDS病死率高达40.9%。患者气体分布不均一性是病死率增加的独立危险因素。肺复张(recruitment maneuver, RM)是ARDS肺保护性通气策略中的重要支持手段,可复张塌陷肺泡。但是,肺复张在复张塌陷肺泡的同时也可能因较高的压力和较长的时间出现部分肺泡过度膨胀,影响肺内气体分布,甚至出现呼吸机相关性肺损伤(ventilator-induced lung injury, VILI)。目前缺乏肺复张以及比较不同肺复张方法对肺内气体分布不均一性影响差异的研究,探索肺复张尤其是三种肺复张方法对ARDS市内气体分布的影响的差异意义重大。目的：观察控制性肺膨胀(sustain inflation, SI)、 PEEP递增法(increments of PEEP, IP)和压力控制法(pressure control ventilate, PCV)三种肺复张方法对ARDS家猪肺内气体分布不均一性的影响。方法：健康雄性家猪(n=10,体重51.2±1.9 kg),给予基础通气：容量控制通气(volume control ventilation, VCV):Vt:6ml/kg, RR:20次／分,PEEP:5cmH2O, I:E:1:2, FiO2:0.4,记录为基础状态。生理盐水灌肺复制ARDS模型(P/F<100mmHg),模型成功后稳定30min,随机选择三种方法进行肺复张。记录ARDS家猪基础状态、肺复张前、肺复张后3min的气体交换、气体分布、呼吸力学和血流动力学等指标。其中气体分布指标以电阻抗断层成像技术(electrical impedance tomography, EIT)记录各肺区相对阻抗变化来反映,并从腹侧到背侧将肺分为四等份,分别记录为ROI1、 ROI2、 ROI3、 ROI4区,将ROI1与ROI2定义为非重力依赖区,ROI3和ROI4定义为重力依赖区。经过后期图像分析得出区域通气比例(detla Z, △Z%)、全肺不均一性指数(global inhomogeneity index,GI)、呼气末肺阻抗变异(detal end-expiratory lung impedance, △EELI)及每个区的区域顺应性(regional compliance, RC)。结果：(1)复制ARDS模型：通过温生理盐水(2800±1032.80m1)肺泡灌洗(2.8±1.03次),10头健康雄性家猪均成功复制.ARDS模型,模型复制后PaO2/FiO2(P/F)显著低于模型复制前(p<0.01)。肺复张前,三种方法之间的气体交换、气体分布、呼吸力学以及血流动力学指标无显著统计学差异。(2)三种肺复张方法对ARDS家猪气体交换的影响：三种肺复张方法后的P/F显著高于肺复张前(P/Fpostsi 145.84±26.87 mmHg vs P/Fpresi 81.62±22.36mmHg, p=0.000, P/FpostIP 167.98±36.85mmHg vs P/Fpreip 78.22±24.28mmHg, p=0.000, P/Fpostpcv 155.83±50.85mmHg vs P/Fprepcv 77.54±24.69mmHg, p=0.000)。肺复张后,三种方法之间的P/F无显著统计学差异。与肺复张前相比,肺复张后pH、 PCO2的无显著变化。肺复张后,三种方法之间pH、 PCO2无显著统计学差异。(3)三种肺复张方法对ARDS家猪肺内气体分布的影响：①三种肺复张方法均未引起ROI1的通气比例的显著变化。与肺复张前相比,SI和PCV显著降低ROI2的通气比例(p<0.05),IP对ROI2的通气比例影响不显著(p>0.05)。与肺复张前相比,三种方法肺复张后ROI3的通气比例显著增加(p<0.05), ROI4的通气比例显著降低(p<0.05)。肺复张后,三种方法之间ROI14的通气比例影响不显著。三种肺复张方法均显著降低非重力依赖区的通气比例(p<0.05),增加重力依赖区的通气比例(p<0.05)。②三种肺复张方法均改善ARDS家猪气体分布不均一性。与肺复张前相比,三种肺复张方法后的GI均显著降低(GIpresi 0.55±0.14 au vs GIpostsi 0.42±0.040 au, p=0.000; GIpreIP0.62±0.19 au vs GIpostIP 0.42±0.07au, p=0.000; GIprePCV 0.60±0.09 au vs GIpostpcv 0.44±0.05 au, p=0.0000)。肺复张后,三种肺复张方法之间的GI无显著统计学差异。③三种肺复张方法后△EELI显著增加(p<0.05)。三种方法之间的△EELI无显著统计学差异。三种肺复张方法均增加重力依赖区与非重力依赖区的△EELI,三种肺复张方法之间无显著统计学差异。(4)三种肺复张方法对ARDS家猪肺静态顺应性与区域顺应性的影响：与三种肺复张方法前相比,三种肺复张方法后ARDS家猪的肺静态顺应性显著改善(p<0.05)。肺复张后,三种方法之间肺静态顺应性无显著统计学差异。肺复张后,ROI3的RC显著高于肺复张前(ROI3preSI 0.13±0.07 au/cmH2O vs ROI3postSI 0.22±0.11 au/cmH20, p>0.05, ROI3preIP 0.13±0.08 au/cmH20 vs ROI3postIP 0.24±0.12 au/cmH20, p>0.05, ROI3postPCV 0.25±0.12 au/cmH2O vs ROI3prepev 0.12±0.07 au/cmH20, p=0.000)。ROI4的RC均显著下降(p<0.05)。PCV肺复张后ROI2的区域顺应性下降(p<0.05),IP以及SI肺复张后ROI2的区域顺应性变化不显著。三种肺复张方法未引起ROI1的RC的显著变化。肺复张后,三种方法之间的ROI1-4的RC无显著统计学差异。(5)肺复张方法对ARDS家猪血流动力学的影响：肺复张前后的HR、 MAP、 CVP、 CO、 PAWP、 SVRI无显著统计学差异；肺复张后,三种方法之间的HR、 MAP、 CVP、 CO、 PAWP、 SVRI差异无统计学意义。结论：肺复张方法可以改善ARDS家猪肺内气体分布不均一性。尤其增加ROI3(低通气区域)的气体分布,三种肺复张方法之间无差异。第二部分三种肺复张方法对急性呼吸窘迫综合征肺内气体分布影响的临床研究背景：急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)是重症患者常见的呼吸衰竭类型,重度ARDS病死率高达40.9%。肺复张(recruitment maneuver, RM)是ARDS肺保护性通气策略中重要的支持手段,可复张塌陷肺泡。但是,肺复张在复张塌陷肺泡的同时也可能因较高的压力和较长的持续时间导致部分肺泡过度膨胀,影响肺内气体分布,甚至导致呼吸机相关性肺损伤(ventilator-induced lung injury, VILI)。明确三种肺复张方法对于ARDS患者肺内气体分布影响对于临床ARDS的治疗意义重大。目的：观察控制性肺膨胀(sustain inflation, SI)、 PEEP递增法(increments of PEEP, IP)、 PCV三种肺复张方法对于ARDS患者肺内气体分布不均一性的影响。方法：前瞻性重复测量的交叉设计研究。纳入需要机械通气的IARDS患者,基础通气30分钟(潮气量6 ml/kgi理想体重),I：E 1：2,呼吸频率小于20次/分,根据ARDSnet设定PEEP),每个患者均根据随机数字表决定三种方法肺复张实施的顺序,每种方法均达到最大肺复张,满足下列条件之一判断为达到最大肺复张：(1)PO2/FiO2≥400mmHg, (2)PO2/FiO2+PCO2≥400mmHg(FiO2=1),(3)复张前后的PO2/FiO2变化<5%。记录基础状态、肺复张前及复张后3min的气体交换、气体分布、呼吸力学和血流动力学指标。气体分布指标以电阻抗断层成像技术(electrical impedance tomography, EIT)记录各肺区的阻抗变化来反映,并从腹侧到背侧将肺分为四等份,分别记录为ROI1、 ROI2、 ROI3、ROI4区,图像分析得出全肺不均一性指数(global inhomogeneity index,GI)、呼气末肺阻抗变异(detal end-expiratory lung impedance, △EELI)以及每个区的区域顺应性(regional compliance, RC)。结果：(1)一般情况：2014年3月到2015年6月共纳入ARDS患者41例,平均年龄69±15.01岁、急性生理与慢性健康状况(APACHE II)评分19.28±5.46分,其中轻度ARDS患者占51.2%,中度ARDS患者43.9%,重度ARDS患者4.8%。(2)三种肺复张方法对ARDS患者气体交换的影响：与肺复张前相比,三种肺复张方法后P/F均显著增加(P/FpresI 202.26±58.08mmHg vs P/FpostSI 325.69± 95.82mmHg, p=0.000, P/F preIP 210.63±58.85mmHg vs P/F postIP 338.02±80.96mmHg, p=0.000, P/FprePCV 202.44 ± 53.89mmHg vs P/FpostPCV 319.50 ± 90.57mmHg,p=0.000),pH以及PCO2无显著变化。肺复张后,三种方法之间P/FpH以及PCO2以及PCO2均无显著统计学差异。(3)三种肺复张方法对ARDS患者肺内气体分布的影响：三种肺复张方法均改善ARDS患者肺内气体分布不均一性,与肺复张前相比,肺复张后的GI显著降低(GIpresi 0.53 ± 0.13au vs GIpostsi 0.45 ± 0.12 au, p<0.01, GIpreip 0.51±0.20 au vs GIpOstIP 0.45±0.11 au, p<0.05,GIprepcv 0.52±0.13 auvsGIpostPCv 0.43±0.09 au, p<0.01) ?肺复张后,三种方法之间GI无显著统计学差异。与肺复张前相比,三种肺复张方法后的AEELI均显著增加(p<0.05)。三种方法之间△EELI差异无显著统计学意义。(4)三种肺复张方法对ARDS患者肺静态顺应性以及区域顺应性的影响：与肺复张前对比,三种肺复张方法后肺静态顺应性显著增加(Crsprcsi 39.66 ± 8.20ml/cmH2O vs Crsposlsi 46.11±14.10 ml/cmH20, pO.Ol, Crspreip 36.61 ± 11.16 ml/cmH20 vs Crs postip 45.56±15.73 ml/cmHbO, p<0.05, Crs prepcv 41.69±12.42 ml/cmH20 vs Crspostpcv 43.62±15.63 ml/cmH20, p<0.01),肺复张后,不同方法间的Crs无显著统计学差异。与肺复张前对比,PCV肺复张后的ROI3的RC显著改善(p<0.05)。与肺复张前对比,SI和IP肺复张后的ROI3的RC无显著统计学差异。三种肺复张方法未引起ROI1,2,4的RC的显著变化。肺复张后,三种方法之间的ROI1,2,3,4的RC无显著统计学差异。(5)三种肺复张方法对ARDS患者血流动力学的影响：肺复张前后的HR、MAP、CVP差异无显著统计学意义。肺复张后,三种方法之间的HR、MAP、CVP无显著统计学差异。结论：肺复张可以改善ARDS患者的气体分布不均一性。压力控制法肺复张显著改善ROI3的区域顺应性。