急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是重症医学面临的主要临床问题之一。半个世纪以来,尽管人类对ARDS的认识已经有了长足的进步,但ARDS的发病率和病死率仍居高不下。准确定义ARDS是ARDS研究领域内的重要问题,随着对ARDS认识的深入,ARDS的定义也在不断更新。2012年欧洲重症医学学会(European Society of Intensive Care Medicine,ESICM)发布了新的ARDS定义—柏林定义。本文将回顾ARDS定义发展和变革的过程,并对柏林定义作以解读。
一、ARDS定义的发展与变革
(一)ARDS的命名及临床特征的最初描述
1967年Ashbaugh等首次描述了12例各种原因导致的急性呼吸衰竭患者,这些患者共同的临床特征是:既往没有肺部基础疾病;急性起病;呼吸困难;吸氧无法纠正的严重低氧血症;需要正压机械通气配合5~10cmH2O的呼气末正压(positive end expiratory pressure,PEEP)才能维持氧合;胸片显示弥漫性的肺部浸润影和肺顺应性降低。1971年Petty和Ashbaugh在总结分析了40例类似病例后,将这类临床综合征命名为成人呼吸窘迫综合征(adult respiratory distress syndrome),并对其临床特征进行了初步归纳:
1.严重呼吸困难,喘息。
2.吸氧无法缓解的发绀。
3.肺顺应性降低。
4.胸片显示弥漫性的肺部浸润影。
5.尸检提示 肺膨胀不全、肺血管充血、肺出血、肺水肿、透明膜形成。
(二)Murray定义
此后的10余年里,以Petty和Ashbaugh提出的临床特征为指导,ARDS作为一种新的临床综合征被研究者们广泛接受。研究者们为了便于开展研究,各自制定了不同的ARDS诊断标准,但没有一种诊断标准得到广泛的接受和认可。直到1988年,Murray等提出了一个ARDS诊断体系,该体系由三部分组成:
1.病程 急性或慢性病程。
2.肺损伤评分(lung injury score,LIS)系统(表6-1)。
3.肺损伤的原发或伴发疾病。
表6-1 肺损伤评分系统*
注:*总评分=各项得分总和/所用项目数
该定义具有以下几个优点:
1.认识到不同原因导致的ARDS病程存在差别,如继发于肺挫伤的ARDS病程较短,而继发于肺炎或脓毒症的ARDS病程则相对迁延。
2.对肺损伤的严重程度进行了分级:无肺损伤(0分);轻至中度肺损伤(0.1~2.5分);重度肺损伤,即ARDS(﹥2.5分)。
3.可以对肺损伤的程度进行半定量评分和比较,也可对疾病的发展过程进行连续评估或对治疗的反应进行评价。
4.强调肺损伤的原发和伴发疾病,认识到肺损伤的病因学的重要性。
Murray定义深化了对ARDS疾病特点的理解,并提出了一可操作性的诊断标准。但该定义也存在明显的缺陷,如无法排除心源性肺水肿;LIS系统不易记忆,不利临床应用;同时LIS系统中肺顺应性和PEEP值均需在机械通气患者才能获得,不利于早期和轻症病例的诊断。
(三)AECC定义
为了更好的定义ARDS,1994年,美国胸科学会和欧洲重症医学学会组织了一个专家小组,经过2次联席会议讨论后,发布了新的ARDS诊断标准,我们称之为美欧联席会议定义(American-European consensus definition,AECC),该定义提出将“成人呼吸窘迫综合征”改为“急性呼吸窘迫综合征”,诊断标准包括:
1.急性起病。
2.PaO2/FiO2≤200mmHg,不管 PEEP 水平。
3.正位胸片显示双肺浸润影。
4.肺动脉嵌顿压(pulmonary artery occlusion pressure,PAOP)≤18mmHg,或无左心房压力增高的临床证据。
如果PaO2/FiO2≤300mmHg且满足上述其他标准可诊断为急性肺损伤(acute lung injury,ALI)。新的名称和诊断标准与过去比较,不同之处在于:
1.强调ARDS可发生于任何年龄,而不限于成人。
2.明确指出ARDS是一急性疾病,排除了慢性肺部疾病。
3.正式引入了ALI这一定义,将重度ALI定义为ARDS。
4.以PaO2/FiO2作为区分ALI和ARDS的唯一标准,简化了诊断标准,利于早期ALI患者的诊断。
5.强调必须排除心源性肺水肿,并建议以PAOP为鉴别指标。
AECC定义推出后,由于诊断标准简单易行,可操作性强,被研究者和临床工作者广泛接受。但AECC定义经过18年的临床应用,也逐渐暴露出诸多不足,包括:
1.对“急性起病”没有明确的时间界定。
2.PaO2/FiO2是重要的诊断指标,但没有考虑PaO2/FiO2会受到PEEP水平、呼吸机模式等因素的影响。
3.影像学诊断的可靠性和可重复性差。
4.多个研究表明放置肺动脉导管并不能改善重症患者(包括ARDS患者)的预后,肺动脉导管目前在临床的使用逐渐减少。研究发现,PAOP≤18mmHg并不能排除心源性肺水肿的存在,同样PAOP﹥18mmHg也可能发生于ARDS患者。因此,继续以PAOP≤18mmHg作为排除心源性肺水肿的指标已经不合适。此外,“无左心房压力增高的临床证据”指代笼统,对临床运用的指导能力较差。
5.AECC 定义将PaO2/FiO20~300mmHg的患者定义为ALI,将 PaO2/FiO20~200mmHg定义为ARDS,但实际应用中一方面易将ALI混淆为ARDS的较轻类型,即仅指PaO2/FiO2 201~300mmHg的这部分患者;另一方面AECC定义无法对ARDS的严重程度进一步分级,缺乏对ARDS分级诊断的能力。
ARDS定义发展与沿革的过程体现了人类对ARDS认识的逐步深入,但以上3个定义或多或少存在不足(表6-2)。
表6-2 ARDS定义的优缺点比较
二、柏林定义
鉴于以上原因,欧洲重症医学学会组织了一个由欧洲和北美地区专家组成的专家小组,依据ARDS近年来的流行病学、病理生理学和临床研究证据,在2011年于柏林召开的欧洲重症医学学会年会上发布了一个新的ARDS诊断标准草案。随后,专家组采用经验数据(共7个独立的研究数据库,4188名患者,其中4个多中心研究,3个单中心研究)对该定义进行了经验性评估(empirical evaluation),进一步完善修改后,于2012年7月正式发表了新的ARDS诊断标准—柏林定义(Berlin definition)(表6-3)。
表6-3 ARDS柏林
注:a如果海拔高于1000m,需依照以下公式进行修正计算:PaO2/FiO2×(当地大气压/760);
b持续气道正压(continuous positive airway pressure),适用于轻度ARDS患者使用无创机械通气时
相比AECC定义,柏林定义在以下几个方面做出了修正:
1.明确地将“急性”界定为暴露于风险因素,或出现新发或加重的呼吸症状后1周内。
2.由于ALI目前概念使用混乱,废弃了ALI这一概念。
3.计算氧合指数时考虑到了PEEP的影响,并对PEEP做了一最低水平的限定。
4.为了提高鉴别重度ARDS患者的能力,柏林定义草案中设置了几个辅助诊断指标(PaO2/FiO2≤100mmHg;正位胸片显示3~4个象限的实变影;PEEP≥10cmH2O;呼吸系统顺应性≤40ml/cmH2O或校正分钟通气量≥10L/min),希望能够借此提高柏林定义对重度ARDS患者的鉴别能力和对预后评估的准确性。但通过经验数据的评估和比较,发现加用以上辅助诊断指标,与仅用PaO2/FiO2≤100mmHg这一诊断标准相比较,鉴别出的ARDS患者病死率之间没有差别。考虑到定义的易用性,在最终定义中,仍然沿用氧合指数作为ARDS严重程度分级的标准。
5.分级更加明确,依据氧合指数的不同将ARDS分成了轻、中、重三度,经验数据的评估显示:轻、中、重度患者所占比例分别为22%、50%和28%,基本符合1∶2∶1的比例;各级病死率分别为27%、32%和45%(P﹤0.001),存活患者机械通气天数各级分别为5天、7天和9天(P﹤0.001),平均无机械通气天数分别为20天、16天和1天(P﹤0.001)。这种分级方法,使ARDS的严重程度得到更明确的界定,利于对ARDS患者的分级诊断和分层治疗。
6.强调了胸部影像学的鉴别诊断,并建议条件允许时行进一步高分辨率的检查(胸部CT)。
7.废除了PAOP这一诊断标准,指出由心功能衰竭或循环超负荷引起的静水压性肺水肿可与ARDS引起的渗透性肺水肿一同存在。对于没有明显ARDS风险因素的患者,强调必须使用客观评估手段(如心脏超声)排除静水压性肺水肿。
三、对柏林定义的评价和展望
经过研究者们不懈的努力,ARDS的定义和诊断标准正在日趋完善,最新发布的柏林定义虽然在既往定义的基础上尽可能扬长避短,并在制定过程中采用经验数据进行了评估验证,但仍存在进一步完善和发展的空间。
1.根据柏林定义,轻度ARDS患者也需要PEEP/CPAP≥5cmH2O,但临床实践中,部分早期、轻度ARDS患者可能不需要机械通气,该标准的设置有可能降低诊断敏感性。
2.已有的ARDS诊断标准(包括柏林定义)都侧重根据呼吸系统生理异常(如氧合指数、呼吸系统顺应性、PEEP等)的程度来对ARDS进行诊断和分级。近来的研究发现部分生物标志物和基因标志物能够反映弥漫性肺泡损伤的发生和程度。因此,探索和发掘能特异性反映肺损伤及其严重程度的指标,特别是生物标志物和基因标志物,将是进一步更新和完善ARDS定义及诊断标准的方向之一。
3.柏林定义沿用了氧合指数作为判断ARDS严重程度的指标,并设置了100、200、300三个界值对ARDS进行分级。一方面这种分级的界值是根据专家意见人为设置,并没有充分的循证医学证据证明其科学性和合理性;另一方面目前所采用的指标(包括氧合指数、PEEP、肺顺应性等)和分级方法,均不能对临床结局进行准确的预测和评估。因此未来有必要寻找和筛选能够特异地反映疾病严重程度并具备良好的预后预测价值的诊断指标,并采用循证医学的方法对诊断界值进行评估。
4.虽然柏林定义强调需要重视胸部影像学的鉴别诊断和阅片者间可重复性,但影像学诊断标准仍然较为笼统和概括,不利于临床使用。随着影像学诊断技术的发展,补充和完善影像学诊断标准,提高临床医生通过影像学资料鉴别ARDS与非ARDS的能力将是努力的方向之一。
柏林定义的发布标志着人类对ARDS的认识和理解达到了一个新的高度,但其优劣仍有待时间和临床实践的检验。相信随着研究的不断深入和拓展,概念清晰、界定明确、具有明显特征性和良好操作性的ARDS定义和诊断标准也将不断推陈出新。
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