部分液体通气技术
急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的临床治疗效果不佳与呼吸机所致肺损伤（VILI）有关，已经证实肺保护性通气策略即小潮气量（小VT）和最佳呼气末正压（最佳PEEP）能够预防VILI，改善ARDS病人的预后。其它机械通气和辅助治疗方法包括肺外气体交换、气管内吹气、俯卧位通气、高频通气、液体通气（liquid ventilation, LV）、吸入一氧化氮或前列腺素和表面活性物质替代疗法等应用于ARDS方兴未艾，其目的是为了减轻VILI、增加氧和，改善ARDS病人的预后。液体通气治疗ARDS经历了数十年的发展，从用生理盐水作为呼吸介质进行液体通气到用全氟碳化合物（perfluorocarbon，PFC）作为呼吸介质进行完全液体通气（total liquid ventilation, TLV），直到近十年来的部分液体通气（partial liquid ventilation,PLV）和最近的雾化PFC治疗ARDS，对LV的研究已广泛展开。由于TLV需要特殊的仪器且通常不易获得，故TLC要广泛应用于临床可能还需要数十年的时间。而PLV容易实施，已经开始应用于临床，本文就PLV的相关问题综述如下。
1.PLV的发展历史
对LV的研究始于二十世纪二十年代，研究初期多用盐水作为呼吸介质，由于盐水的氮分压很低，早期的液体呼吸研究曾以盐水作为呼吸介质治疗潜水病。但由于盐水理化特性的缺陷，LV一直未能获得突破。1973年Schoenfisch 等[1]研究表明由于二氧化碳（CO2）在盐水中的溶解度低，CO2潴留是以盐水作为呼吸介质进行液体通气的最大缺点。1966年Clark和Gollan [2]首先发现由于PFC对氧和CO2具有高溶解度、高扩散系数和低表面张力的特性，老鼠可在液态PFC中自由呼吸并维持足够的气体交换，从此掀起了液体通气研究的高潮，也标志着利用PFC进行液体通气研究的开始。
PFC为无色、无味、在生物学和化学上呈惰性的物质，不溶于水，微溶于脂质，气管内给药后，血液中PFC的浓度很低（0.25 mcg/ml～10mcg/ml），血液中微量的PFC由肺和皮肤排出。同水比较，PFC在物理学上对氧和CO2有很高的溶解度，较高的密度和较低的表面张力。由于PFC在物理、化学和生物学上的特性，它是目前人工合成的最理想的呼吸介质。
LV包括TLV和PLV。TLV时肺泡全部由液态PFC充盈，肺内完全无气，向肺内注入相当于功能残气量（FRC）的PFC使肺膨胀，将相当于VT的PFC 导入和导出肺脏，应用较低的呼吸频率（4次/分～7次/分）以避免由于PFC的高粘滞性和高密度导致的气道高流体阻力。由于TLV时肺完全被液体充盈，需要液体充盈的管路系统（包括泵、加热器和膜氧合器）将经过处理的相当于VT的 PFC导入和导出肺脏，仪器通常不易获得，这也是TLC的最大缺点。而PLV是将相当于FRC的PFC注入肺内，然后连接常规呼吸机进行正压通气，并定时向气道内补充蒸发掉的PFC，又称全氟碳介导的气体交换（perfluorocarbon associated gas ventilation, PAGE）。
近十年来，PLV技术得到较快发展。1991年Fuhrman 等[3]研究证实PLV能使正常猪获得适宜的气体交换和维持正常的呼吸力学。从此开展了PLV治疗各种不同类型急性肺损伤（ALL）（包括油酸损伤、胃酸吸入、胎粪吸入、内毒素和生理盐水诱导制作的ALL模型）和早产动物模型的实验研究。在临床上，已有PLV治疗胎粪吸入综合征、先天性膈疝、新生儿和儿童呼吸窘迫综合征以及成人ARDS的研究报道。2001年Kandler 等[4]对猪的ALL模型研究表明，利用改进的雾化导管装置雾化吸入PFC能较PLV更好地改善氧合且氧合改善维持的时间更长，为PFC治疗ALI开创了一种全新的研究方向。
2.PLV的治疗作用
2.1 PLV治疗作用的生理基础[5,6]
充盈的液体是肺在子宫内发育成熟的自然媒介。出身前的胎儿肺充盈着25ml/kg～30ml/kg的液体，每天产生约250ml～300ml的液体，在孕期的后1/3存在着周期性的液体呼吸，在子宫内肺的正常发育依赖于肺内产生和呼出液体之间的平衡。胎儿出生后肺泡表面活性物质系统降低肺泡气-液界面的表面张力，建立起FRC，使婴儿顺利地由胎盘供氧过度到肺呼吸，表面活性物质缺乏或无活性将导致气体交换和肺力学改变而引起呼吸困难。因此，人们设想当婴儿向气体呼吸过度失败时将其肺重新置于液体媒介有可能通过肺内液体的充盈来消除肺泡表面张力，改善肺顺应性，减少使肺充盈所需的压力和促进肺内碎屑的清除，从而有助于肺重新向气体呼吸过渡。因此，LV的研究首先在儿科领域广泛开展开来。
早期的LV研究主要用盐水作为呼吸介质，但由于盐水理化特性的缺陷，LV研究一直未获得突破。自从Clark和Gollan发现了PFC作为呼吸介质的独特的理化特性后，以PFC作为呼吸介质进行LV的研究得到迅速发展，特别是PLV容易实施，不仅在儿科领域而且在治疗成人ARDS方面亦展开了大规模的临床研究。
在PLV时，充盈的肺泡共存在四种类型,不同类型的肺泡在PLV时所起的作用不尽相同。I型，气体充盈的肺泡（在整个呼吸周期，肺泡为气体所充盈）；II型，气-液充盈的肺泡（肺泡为气体和PFC液体所共同充盈）；III型，充满液体的肺泡（在整个呼吸周期，肺泡为PFC液体所充盈）；IV型，萎陷的肺泡。II型肺泡的氧气由吸入的气体提供，而III型肺泡的氧供限于氧气通过液体进行弥散。II型肺泡和III型肺泡与PLV时的氧合有关。
2.2 PLV对气体交换的改善作用
在ALI时，PLV能较常规机械通气更好地改善气体交换。在PLV时，由于PFC的表面张力远低于水的表面张力，PFC可降低肺泡气-液界面的表面张力，促进肺复张；高密度的PFC沉积于肺重力依赖区，增加肺泡内压力，减少通气差的肺重力依赖区的血流，使血流重新分配到通气良好的肺非重力依赖区，从而减轻通气/灌注失调，减少生理分流，改善气体交换。PLV对氧合的改善与PFC的用法、机械通气参数和模式的设定密切相关。
PLV对氧合的改善作用在一定范围内与PFC呈剂量依赖性。PLV时PFC的经典用法是首先向气管内滴入相当于FRC的PFC即30ml/kg，然后根据PFC的蒸发量定时予以补充[3]。也有研究证明小于FRC剂量的PFC也能有效改善氧合[7,8]。Tutuncu等[7]对兔的ARDS模型研究表明，当PFC的气管内滴入剂量由3ml/kg开始，然后以每15分钟3ml/kg的速度递增至总量达15ml/kg时，氧合的改善与PFC呈剂量依赖性，而且当PFC总量达9 ml/kg ～15ml/kg 时虽然肺顺应性并无进一步改善，但氧合随着PFC累积剂量的增加仍继续得到改善。Parent 等[9]研究表明PFC为40ml/kg 时改善氧合效果最佳，但当PFC进一步增加达50ml/kg 时氧合反而下降。
PLV时氧合的改善与机械通气的参数设定密切相关，联合应用高VT 和PEEP有助于改善气体交换。高VT 使肺泡复张，改善氧合和通气；PEEP稳定肺非重力依赖区，增加动脉血氧分压；高VT和PEEP均使气-液充盈的肺泡数量增加，改善吸气相气体和PFC的混合；高VT 和PEEP 还使PFC移向肺的外周，导致气-液充盈的肺泡增加，使气-液相互作用面积增加。Parent等[9]研究表明当VT为20 ml/kg时氧合最佳，当 VT进一步增加时氧合反而下降。Cox等[10]研究表明, PLV时,大VT（15 ml/kg）和PEEP均有助于改善氧合，但大VT时增加气胸的危险。
高频通气+ PLV有助于快速改善气体交换，但大剂量的PLV虽然有助于肺复张，但对氧合无进一步的改善作用[8,11]。Baden等[8]研究表明，同高频振荡通气组（HFOV组）比较，HFOV +PLV组在5分钟时（PFC 为3 ml/kg）氧合改善更为显著。但当PFC累计剂量进一步加大时（PFC分为15 ml/kg和30 ml/kg，时间分别为1小时和2小时时），两组氧合并无明显区别。Doctor等[11]对猪的ARDS动物模型研究表明，同HFOV比较，HFOV+PLV（PFC为30 ml/kg）有助于肺重力依赖区和肺非重力依赖区的复张，而两组对氧合和血流动力学的影响并无明显区别。
Salman等[12]研究表明，虽然PFC的表面张力低，但和肺泡表面活性物质（表面张力为2达因）相比其表面张力仍然较高（表面张力为15达因～18达因），随着PFC的蒸发，需定时补充蒸发掉的PFC，否则，随着PFC容积的减小，PFC的重量减少，将会加重肺泡萎陷。在停用PLV时，须相应增加PEEP以维持氧合。
2.3 PLV对呼吸力学的影响
PLV可改善肺顺应性，但PFC剂量过大时会降低肺顺应性降低。Tutuncu等[7]研究表明，PFC剂量为3 ml/kg～15ml/kg时，PFC可改善兔ALL模型的肺顺应性，但当FPC剂量增加到12 ml/kg和15 ml/kg时，肺顺应性并没有随着剂量的增加而进一步增加。Parent等[9]研究表明，当PFC剂量明显超过FRC达40 ml/kg时将导致肺顺应性的下降。
2.4 PLV对血流动力学的影响
PLV时，PFC因密度高而沉积于肺重力依赖区，跨肺泡压高，对肺毛细血管产生挤压作用，肺血流在肺内重新分配，血液由肺重力依赖区流向肺非重力依赖区。Fessler等[15]研究表明，同气体通气比较，PLV时血流动力学的测定值一样准确，而且即使存在PEEP，肺毛细血管嵌压与左房压和左房跨壁压的相关性一样好或更好。在PLV时，由于PFC的充盈，PEEP导致肺非重力依赖区和气体通气同样的容积改变，但不会引起肺重力依赖区呼气末容积的改变；心率呈下降趋势（而气体通气为升高趋势）以及右房压改变而减少静脉回流，这可能为PEEP在PLV和气体通气时同样导致心输出量下降的原因。Parent等[9]研究表明，当PFC小于FRC时，不会引起心脏指数的下降，当PFC超过FRC时心脏指数呈现下降趋势；随着PFC的剂量增加，肺血管阻力指数增加，这和气体通气时PEEP引起肺过度充气时相似。
2.5 PLV对肺损伤的保护作用
PLV对肺损伤产生保护作用的机制还不太明确。在组织学上PLV减轻肺泡出血、肺内液体聚积和炎性渗出；PLV有助于细胞碎屑和炎性介质的排出而产生抗炎效果；肺泡内压力升高还可减轻肺水肿，减少肺泡巨噬细胞和中性细胞聚积。在形态学上，PLV减轻肺充血、水肿，减小肺毛细血管直径和肺泡间隔的厚度。
Varani等[13]研究表明，在中性粒细胞暴露于PFC期间，中性粒细胞的功能并没有改变，提示PFC的抗炎作用是由于在肺泡内PFC不溶于水的特性抑制了中性粒细胞的渗出和炎性反应进程。肺泡内充满不溶于水的PFC将抑制白细胞、红细胞、分泌物和炎性介质向肺泡腔返流，而且PLV使不张区域肺泡复张和防止呼气末肺泡萎陷使炎症减轻和分泌物形成减少。Quintel等[14]研究表明，PLV可减轻油酸诱导ALI模型在组织学和形态学上的改变。同常规机械通气比较，在PLV时，由于肺泡内的PFC密度高，肺泡内压力较高，高跨肺泡压对邻近毛细血管产生的挤压作用和PFC的抗炎作用，使肺泡水肿减轻，肺泡毛细血管直径和肺泡间隔厚度减小。但是，机械作用机制并不能解释腹侧肺区和肺非重力依赖区肺损伤的显著减轻。因此，PLV对肺损伤保护作用的机制还有待于进一步研究明确。
3.不同的机械通气方式对PLV的影响
如何将PLV和气体通气结合起来，国外已有大量的研究报道。PEEP或/和高VT改善气体交换和改善肺非重力依赖区的通气/血流；PEEP和高VT均使PFC移向外周肺区，增加气-液相互作用面积。
Uchida等[6]研究表明，在PLV时，高VT可通过肺非重力依赖区的潮式肺复张（tidal recruitment）改善氧合和通气；PEEP可通过稳定肺非重力依赖区使动脉血二氧化碳分压升高。Cox等[10]对兔的ARDS模型研究表明，PLV时，应用高VT策略明显增加气胸的发生危险。Fujino等[16]研究表明，同肺保护性通气策略（气体通气应用低VT和高PEEP）比较，PLV并不能对不恰当的通气策略（即PLV时合并应用高VT和低PEEP）起保护作用；PLV应用高VT和低PEEP同常规机械通气应用高VT和低PEEP比较，二者的肺损伤程度并无区别。因此，PLV是否优于常规机械通气可能与PLV时所提供的气体通气方法即在PEEP和VT的选择上有关。目前正在进行的PLV治疗成人ARDS的大规模、多中心的临床研究结果即将公布于众，该研究在PLV组和对照组均采用肺保护性通气策略，该研究结果将明确PLV在治疗ARDS中的地位。
4.雾化吸入PFC治疗ARDS
近2年来，人们开始应用雾化吸入PFC的方法开展PFC治疗ARDS的动物模型研究。Kelly等[17]对盐水灌洗诱导制作的兔的ALL模型研究中，在呼吸机吸气管路距离动物30cm处接超声雾化器雾化吸入PFC，研究发现雾化吸入PFC治疗并不能改善气体交换。他们认为主要是由于雾化吸入时只有不到10% 的PFC进入呼吸道，且绝大多数PFC沉积于通气良好的肺区而没有使肺不张肺区得到复张。2001年Kandler等[4]应用改进的雾化装置研究表明，雾化吸入PFC能较PLV更好的改善氧合且气体交换改善维持的时间更长。他们认为主要机理是雾化吸入使PFC均匀地覆盖在支气管和肺泡，从而减小肺泡表面张力，改善肺顺应性，甚至使肺非重力依赖区得以复张；而且吸入导管的氧气所产生的射流使雾化微粒产生携氧效果也可能使氧合增加。Kandler等的研究简化了PFC的使用方法，所用PFC的量小，氧合改善维持时间长，提示雾化吸入PFC可能具有广泛的应用前景。
5.PLV存在的问题和展望
从用生理盐水作为呼吸介质进行液体通气到用PFC作为呼吸介质进行TLV，直到近十年来的PLV和最近的雾化PFC治疗ALI，PFC在机械通气中的应用经历了数十年的发展，目前仍存在许多问题。Gommers等[18]研究表明，ALI后兔的FRC和健康兔的FRC不同。而且在治疗过程中，随着肺损伤程度的减轻，FRC将相应增加。在以往的研究中是将ALL动物模型的FRC等同于健康时的FRC考虑，均假设FRC为30ml/kg进行研究。进一步研究需实时监测ALI时的FRC，使PLV时PFC的用量个体化和种属化，以节约PFC的用量和防止超大剂量的PFC可能带来的负面影响。最近Hirschl等[19]对成人ARDS的一项研究表明，同常规机械通气比较，PLV并没有缩短ARDS患者的撤机时间和降低其死亡率，而PLV是否优于保护性通气策略尚有待于进一步的临床研究结果证实。雾化吸入PFC治疗ALL可能为以后研究的热门方向之一，对雾化吸入PFC治疗ALI的方法、机理、PFC种类的选择和最佳剂量的确定，以及雾化吸入PFC与肺保护性通气策略的比较等有待进一步研究明确。
LCL。。。残念。。。
就是LCL那东西...本海豚空间里有张照片是老鼠泡在PFC里的...
四氟化碳....