呼气末正压对不同呼吸力学属性猪颅高压模型的颅内压和脑代谢的影响

The application of positive end-expiratory pressure (PEEP) was needed in the treatment of brain-injured patients with acute respiratory distress syndrome (ARDS). However, the use of PEEP in brain-injured patients could cause increase of intracranial pressure (ICP). Respiratory system elastance can affect the ICP responsiveness to PEEP. However, the two components of the respiratory system elastance, the lung elastance and the chest wall elastance, were not differentiated in previous studies. The effects of increased PEEP on ICP, cerebral hemodynamics and cerebral metabolism will be compared in different elastance status. The aim of the study is to test the hypothesis: the increase of chest wall elastance can amplify the effect of PEEP on ICP in intracranial hypertension animals. Cerebral perfusion and oxygen delivery will decrease due to the greater increase of ICP in animals with higher chest wall elastance. Through this study, we can reveal the effect of respiratory mechanics, especially the respiratory mechanics of chest wall on the brain when using a high PEEP, and provide a new mechanical ventilation strategy of brain-injured patients with ARDS.

脑损伤患者合并急性呼吸窘迫综合征（ARDS）时需要应用呼气末正压（PEEP），但增加PEEP可能造成颅内压（ICP）升高。呼吸系统的弹性阻力影响PEEP对ICP的作用，但其两个组成成分——肺和胸壁的弹性阻力作用并不相同，而以往相关研究没有对二者进行区分。本研究中通过肺部灌注稀盐酸建立ARDS模型（肺弹性阻力增高模型），通过胸部捆绑加压建立胸壁弹性阻力增高的模型。通过研究在不同的弹性阻力时，升高PEEP对ICP、脑血流动力学和脑代谢的影响是否存在差异，验证研究假说：对于颅高压的动物，增加胸壁弹性阻力能够增加PEEP对ICP的作用；并且随着ICP的增加，将降低脑血流和脑的氧供。通过该项研究，能够揭示呼吸力学，尤其是胸壁的呼吸力学属性在使用高PEEP时对脑的影响，为ARDS的脑损伤患者机械通气策略提供新的理论依据。

呼吸系统的弹性阻力影响呼气末正压（PEEP）对颅内压（ICP）的作用，但其两个组成成分——肺和胸壁的弹性阻力作用并不相同。本研究中通过肺部灌注稀盐酸建立急性呼吸窘迫综合征（ARDS）模型（肺弹性阻力EL增高模型），通过胸部捆绑加压建立胸壁弹性阻力ECW增高的模型，通过4个系列的研究，对研究假说进行了论证。系列I：比较了正常ICP动物，不同呼吸力学状态下，ICP、脑氧、心输出量和脑灌注压的差异。系列II：比较了ICP升高的动物，不同呼吸力学状态下，上述指标的差异。系列III：比较了ICP升高且低血容量的动物，不同呼吸力学状态下，上述指标的差异。系列IV：比较了ICP升高的动物，在正常血容量和低血容量状态之间，颈动脉血流（反映脑血流）的差异。研究结果发现：1）正常血容量的动物（系列I、II）中，在正常ICP和颅内高压的情况下，升高PEEP均引起ICP升高；2）对于低血容量的颅高压动物，升高PEEP会导致ICP降低（系列III）；3）在正常血容量或低血容量的情况下，PEEP的增加均导致脑氧水平降低（系列I-III）；4）当胸壁弹性阻力增加时，PEEP对血流动力学参数、ICP和脑氧的影响变得更加明显（系列I-III）；5）在血容量不足的情况下升高PEEP时，颈动脉血流量降低更明显，这很可能是ICP和脑氧降低的原因（系列IV）。综合上述结果，我们证明了呼吸力学属性在PEEP对ICP、脑氧和脑血流灌注的影响中起到的重要作用，还为探讨血容量状态在上述交互作用中起到的作用提供了启示性线索，为将来进一步研究PEEP对颅内各指标的影响奠定了坚实的基础。项目资助发表SCI论文3篇，出版专著（章节）1本，待发表论文2篇。培养硕士研究生3名，均已顺利毕业。项目投入经费19万元，支出14.44万元，各项支出基本与预算相符。剩余经费4.56万元，剩余经费计划用于本项目研究后续支出。.