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1、肥胖危重症患者 的生理学特点和管理要点 病例介绍 一名55岁的男性患者 体重指数 BMI 为 38kg m2 罹患肺炎和感染性休克收入重症监护 病房 ICU 随后因为低氧性呼吸衰竭而进行 了插管通气 插管通气时应用了12 cmH2O呼气末 正压 PEEP 以改善患者恶化的低氧血症和极低 的肺静态顺应性 为了对患者充分的镇静使用了 大剂量的阿片类和苯二氮卓类药物 患者在入住ICU病房的过程中 发生了一次中心 静脉导管 CVC 相关性血源感染 这使治疗变得 复杂了 患者在机械通气10天后成功拔管 住院 第20天时转至康复治疗中心 那么问题来了 患 者的体重如何影响到其危重症的病理生理学 临 床管理
2、 以及预后 引言 肥胖在美国以及其他发达国家是一个常见的问题 在 过去的10年中 美国人的肥胖等级升高了 2 3的成 年人体重超过世界卫生组织 WHO 规定的正常上 限 BMI 18 25kg m2 其中1 3属于肥胖 BMI 30kg m2 病态肥胖 BMI 40kg m2 的发生 率为6 3 这些情况已经引起了重症医学界的关注 ICU中肥胖患者大约占到25 过去的10 15年里 关于肥胖患者的病理生理学 尤其是对于肥胖危重症 患者 无论是整体还是分子水平已经有不少研究 图1总结了肥胖对3个主要器官的影响 图1 与肥胖相关的肺部 心血管以肾脏系统的改 变以及这些变化对危重症患者的潜在影响 何
3、为肥胖 首先必须明确肥胖的定义 因为在不同的研究中 使用不同的方法来定义肥胖 大多数的临床研究 使用WHO的经典定义 即BMI达到或者超过 30kg m2 部分原因是因为这个定义简洁 而且 在大多数医院都对患者身高和体重进行记录 何为肥胖 BMI作为一个理想的肥胖标准一直受到质疑 因 为它忽略了身体不同部分组成成分的差异 例如 非脂肪性的实体器官 细胞外和细胞内液体的体 积 内脏和皮下脂肪沉积的意义不同 更好的 反应身体组成成分的指标包括腰臀比 腹部矢状 径 影像学检查包括CT 双能X光吸收测量法 等 何为肥胖 这些方法可以在门诊患者进行队列研究时使用 有研究表明它们均比BMI与临床结果的相关
4、性更 好 考虑到使用非BMI作为肥胖标准的研究太少 本综述的大部分数据还是基于BMI来定义肥 胖 这些研究中有一些是针对特别肥胖的人群 在需要时会说明这一点 呼吸系统 1 呼吸生理 呼吸系统 肥胖造成面部 颈部 咽部 肺以及胸壁解剖和 生理的变化 进而影响到重症患者呼吸系统的功 能 虽然过多的面部脂肪可以更好的固定住通气 面罩 但是咽旁的脂肪和相应的气道塌陷也增加 了上气道阻力 呼吸系统 对病态肥胖插管患者的研究显示 与非肥胖患者 患者相比 肺部总的阻力增加了 这种变化是因 为通气量下降而非气道阻塞导致的 呼吸系统 过多的腹部脂肪增加了腹部压力并且使得膈肌上 抬 与体积增大的胸壁一起造成了胸膜
5、腔压力基 线上移 最重要也是共同作用下的结果就是呼气 残气量和功能残气量 FRC 的下降 而肺总量 TLC 和其他肺功能指标通常在正常范围以 内 呼吸系统 FRC的减少 尤其在高呼吸频率下 使得潮气呼 吸时外周支撑气道也会关闭 由于潮气呼吸已经 处于吸气压力容量曲线的拐点以下 因此肺的顺 应性也是下降的 有效通气的减少但有效灌注却 没有改变使得肥胖患者出现基础通气血流 V Q 不匹配 容易发生低氧血症 在仰卧位通气时 这一问题更加突出 呼吸系统 肥胖还和呼吸功改变相关 Kress等发现病态肥胖 的患者 平均BMI 53kg m2 与正常体重患者相 比较 静息时氧耗要增加60 吸入氧气这一过 程
6、对正常体重患者所耗费的呼吸功可以忽略不计 然而对于肥胖患者增加的呼吸功有一半用于吸 入氧气 呼吸系统 肥胖患者的通气驱动增加以代偿增加的呼吸功和 低下的呼吸肌肉效率 对于肥胖低通气综合征 OHS 患者 这一机制失效以及中枢驱动下降将 导致高碳酸血症和低氧血症 呼吸系统 每一个肥胖患者出现以上情况的表现都不相同 并且这并不和肥胖的程度呈正比 然而不难看出 一系列呼吸生理的变化将限制患者的呼吸储备 并且给患者带来气道管理困难 呼吸衰竭 以及 呼吸机参数设定困难等风险 呼吸系统 2 气道管理 呼吸系统 尽管有以上所描述的生理学变化 但是依然很难 应用BMI来预测患者是否可能会插管困难 虽然 几个大型
7、研究都显示BMI和面罩通气困难以及手 术室内插管困难之间有关联 但是相对增加的困 难都很小 呼吸系统 举例来说 丹麦一项超过90000人手术期间插管 的研究表明 人群总体插管困难的发生率为5 2 而BMI指数 35kg m2的患者的发生率仅为 6 4 呼吸系统 改进的Mallampati评级 级的患者或者以前 有过困难插管的患者与发生困难插管的关联更 强 在ICU患者的研究中 困难插管的发生率为 6 6 15 从一个小型的ICU研究 n 206 得到 的有限证据表明严重肥胖的患者 BMI 35kg m2 与非肥胖患者比较 困难插管 的发生风险更高 15 vs 6 P 0 04 呼吸系统 插管过
8、程中最主要的担忧是肥胖患者更容易发生 低氧血症 在仰卧位 镇静 甚至是麻醉的情况 下 肥胖患者的胸腔内压力增加 出现深部肺不 张 以及V Q比例失调 呼吸系统 Juvin等发现肥胖患者 BMI 35kg m2 与体 重正常或者超重的患者比较 尽管插管前氧合准 备的时间和SpO2 指脉氧 都相似 但是在插管通 气手术期间SpO2的下限明显更低 呼吸系统 考虑到危重症患者插管发生低氧血症 SpO23000 1 3为肥胖患者 8 病态肥胖 发现 采用经皮扩张气管切开术的患者并发症发生率极 低 1 以至于无法评估肥胖和并发症之间 的关联 作者推测肥胖患者并发症发生率低的原 因可能与使用了较长的插管导管
9、有关 呼吸系统 研究中患者均在床旁行气管切开术 这表明如果 严格掌握适应症的话 依然可以降低手术的并发 症 这一研究还发现如果肥胖患者体表解剖标志 可以辨识的话 进行经皮扩张气管切开术是可行 的 呼吸系统 3 呼吸衰竭和机械通气 呼吸系统 目前尚缺乏流行病学证据证明肥胖是发生急性呼 吸衰竭的独立危险因素 对手术患者的研究也没 有能够将术后肺部并发症的发生率升高和肥胖联 系起来 然而 更高的BMI指数和ICU中有危险 因素的患者发生急性呼吸窘迫综合症 ARDS 的风险升高 并且和肺移植术后发生移植物抗宿 主病的风险升高相关 呼吸系统 尽管对这一结果有一些解释 但是还没有数据能 够说明其发生的机制
10、 肥胖患者因为肺部软组织 影和肺底部肺不张会被错误的判断为双侧渗出性 病变 归类到ARDS中去 然而 Gong和同事们 报道采用PaO2 FiO22 风险升高 无关 尽管这些研究没有剔除混杂因素 心血管系统 虽然没有充分的研究 但是以上所描述的心脏解 剖和功能的改变还是使得肥胖患者更易发生ICU 的并发症 例如房颤 肺水肿和右心功能不全 心血管系统 有两个研究显示如果按照BMI来评估患者的补液 量 肥胖患者发生脓毒血症和外伤时的补液量都 更少 如果不按照BMI来评估患者的补液量 我 们往往会忽略患者增加的血容量 以及高估液体 复苏的准确性 心血管系统 然而 血容量的增加并非是线性的 随着BMI
11、增 加会出现平台效应 对于肥胖患者来说 如果按 照BMI的增加来线性的增加补液量的话 就会低 估液体复苏的准确性 心血管系统 尽管Winfield等的研究显示病态肥胖外伤患者的 代谢性酸中毒会缓慢缓解 依然不明确的是患者 是否存在系统性复苏不充分 最重要的是 按照 BMI引起的血容量变化来进行补液的话 对患者 的预后有很大的影响 肾脏系统 肥胖是慢性肾功能不全 CKD 明确的危险因素 因为可以带来更多的并发症和导致肾小球损伤 进而使得肾小球滤过率 GFR 超常 肥胖也是 外伤 ARDS 以及入住ICU患者发生急性肾损伤 AKI 的危险因素 一些仅限于CKD 高血压 和糖尿病的研究 推论出肥胖会
12、带来额外的风 险 肾脏系统 因为循环中炎症调节因子与AKI风险相关 疾病 中应激状态下这些调节因子的脂肪性产物以及脂 肪因子 如瘦素 将导致肥胖患者出现AKI 肾脏系统 另外 腹内压增高会产生静脉血液瘀滞和动脉灌 注不足进而导致肾功能不全 入住ICU的肥胖患 者腹内压 IAP 升高的风险增大 然而 IAP在 一些健康的病态肥胖患者身上基线水平就是升高 的 9 14mmHg 因此 还不清楚IAP升高对 于肥胖或者非肥胖的危重症患者而言是否会产生 有害的生理学作用 肾脏系统 由于指南没有区分出肥胖的人群 因此肥胖患者 发生腹腔间隔室综合征取决于其升高的IAP和其 他临床情况 肾脏系统 当我们使用现
13、行的诊断标准去判断肥胖患者是否 发生AKI时 需要明确其局限性 如果按照体重 计算尿量的方法就会将肥胖患者误诊为AKI 比 如说 一个120kg的患者 其6小时内的尿量很可 能小于60ml 小时 根据指南就将患者归为AKI 肾脏系统 使用肌酐的标准判断AKI更合适肥胖患者 这一 点已经在肥胖ARDS患者身上得到了验证 另外 即使在肾功能稳定的肥胖患者中 使用GFR来 评估其肾功能也可能不准确 慢性肾病流行病合 作 CKD EPI 推荐的公式在肥胖人群中效果最 好 营养 肥胖危重患者如何选择合适的营养治疗目前还存 在争议 与瘦弱的患者相比 肥胖危重症患者更 有可能利用肌肉来供能 因此其蛋白损失就
14、更 大 营养治疗可以部分的缓解其分解代谢状态 对于入住ICU的患者来说 除非存在禁忌症 应 在24 28小时内开始营养治疗 而且肠内营养要 好于肠外营养 营养 对于肥胖患者合适的热量目前还不明确 使用预 计值公式来计算肥胖患者所需的热量不够准确 而且使用间接热量测定也不能改善临床结果 尽 管没有临床研究的数据 低热量高蛋白饮食作为 肥胖危重症患者的营养治疗策略 可以减轻其分 解代谢状态和高血糖 并且可以缓慢的减轻其体 重 营养 大规模的ARDS Network研究比较了早期 6天内 和全程胃肠内营养的效果 进行BMI分层后 发现患者在病死率 无需机械通气天数 感染的 并发症和长期临床预后方面没
15、有差异 营养 然而 来自多中心的观察研究提供了相反的证据 即肥胖患者可以从高热量饮食中获益 关于这 一点目前有一项研究正在进行中 药物治疗 ICU中计算肥胖患者的药物剂量是困难的 由于 指导如何选择合适剂量的研究很有限 临床医生 需要非常谨慎的选用熟悉的药物 为了将问题简 化 我们在选择药物时需要考虑以下几个方面 1 存在按照体重的量效关系 2 脂溶性药物 3 当药物到达治疗剂量时有快速的临床表现或者 可以测定其血清浓度 4 治疗窗窄 药物治疗 表1 肥胖危重症患者用药时需考虑的因素 药物治疗 在研究药物根据体重的量效关系时 通常会排除 那些极端体重的患者 而且许多研究并没有特别 说明使用的是
16、实际体重 还是标准体重 由患者 的身高 性别决定 亦或是校正体重 通常用 理想体重 0 4 实际 标准 体重 除此之外还 要考虑首关效应 负荷以及维持剂量等问题 药物治疗 对于脂肪过剩的患者来说 高脂溶性药物的分布 容积更大 因此需要比标准体重计算出的首关剂 量更大的剂量以快速达到起治疗效果的血清浓 度 水溶性药物像非极性神经肌肉阻滞剂 在脂 肪中的沉积很小 所以可以按照标准体重给药 药物的脂溶性差异很大 而且还有其他的干扰因 素需要考虑 药物治疗 即使是水溶性药物 肥胖患者因为其血容量更高 因此需要的首关剂量也更大 计算脂溶性药物的 维持剂量还得考虑到药物在脂肪中的沉积以及半 衰期的延长 决定药物清除速度的主要因素是维 持剂量的大小 也会受到诸如患者GFR超常 肥 胖相关性肾病以及脂肪肝等因素的影响 药物治疗 虽然有一些关于ICU药物的综述 但是几个常用 药物就可以作为例子来明问题 血管加压素和镇 静药可以通过观察临床反应来控制剂量 对于肥 胖的患者也不用特别在意首关效应的问题 考虑 到镇静药物的半衰期会延长 需要谨慎的根据反 应控制剂量或者采取必要的措施以防止过度镇 静 药物治疗
