急性低氧性呼吸衰竭定义为无高碳酸血症的严重低氧血症（PaO2<60mmHg）。它是由肺内血液分流导致通气-灌注 (V/Q) 不匹配引起的，原因是气腔充盈或塌陷（例如，心源性或非心源性肺水肿、肺炎、肺出血），或可能是气道疾病（例如，哮喘、慢性阻塞性肺病）；或通过心脏内将血液从右侧循环分流到左侧循环。临床表现为呼吸困难和呼吸急促。诊断依据动脉血气和胸部X线。管理包括各种无创氧气策略，例如高流量氧气、持续气道正压或其他无创氧气策略，或在必要时进行有创机械通气。
(参见 机械通气概述。）
AHRF的病因
AHRF的病理生理学
急性呼吸窘迫综合征（ARDS）
ARDS 是一种弥漫性炎症性肺损伤，是导致 AHRF 的原因之一（1）。根据氧合损害程度和临床诊断标准将ARDS分为轻度、中度和重度 。轻度ARDS相当于此前分类中的急性肺损伤（ALI）。
ARDS的柏林标准
ARDS分类 | 氧合 |
|---|---|
严重程度 | |
轻度 | 200mmHg |
中度 | 100mmHg |
重度 | PaO2/FiO2 ≤100mmHg伴PEEP≥5cmH2O |
临床标准 | |
起病时间 | 在已知诱因后，新出现或已有的呼吸系统症状加重后一周内发病 |
影像（胸片或胸部CT） | 双肺透亮度减低，而且不能完全用胸腔积液、肺叶不张或结节解释 |
肺水肿来源 | 无法用心力衰竭或液体负荷过多解释的呼吸衰竭 |
*PaO2单位为mmHg；FiO2用小数表示（如，0.5）。 | |
ARDS = 急性呼吸窘迫综合征; CPAP =持续气道正压; FiO2 =吸 O2浓度;PaO2 =动脉O2分压 ; PEEP =呼气末正压。 | |
Adapted from ARDS Definition Task Force, Ranieri VM, Rubenfeld GD, et al: Acute respiratory distress syndrome: The Berlin definition.Journal of the American Medical Association 307:2526–2533, 2012.doi: 10.1001/jama.2012.5669 | |
根据柏林定义对 ARDS 进行诊断在临床实践不断变化的情况下（即高流量鼻导管的使用越来越多以及脉搏血氧仪的普遍使用）具有挑战性，并且通常不能应用于资源匮乏的环境（由于缺乏常规胸部 X 线检查、动脉血气采样和机械通气）。因此，共识小组提议修改柏林定义，包括超声检查以确认双侧阴影；使用呼气末正压（PEEP） 和 高流量氧气（至少 30 升/分钟）；以及氧饱和度/吸入氧分数 (FiO2) ≤ 315 如果血氧饱和度 ≤ 97% (2）。对于低资源环境的新定义并未对严重程度进行分类。
ARDS时，肺或全身炎症导致细胞因子和其他促炎因子释放。细胞因子激活肺泡巨噬细胞，并将中性粒细胞募集到肺这些活化的细胞接着释放白三烯、氧自由基、血小板活化因子和蛋白酶，导致肺部和其他器官的组织损伤（生物创伤）。这些物质损伤毛细血管内皮和肺泡上皮，破坏毛细血管和肺泡腔之间的屏障。水肿液、蛋白和细胞碎片渗透入肺泡腔和肺间质，造成肺表面活性物质破坏、肺泡萎陷、通气/血流比失调、肺内分流和肺动脉高压。肺泡萎陷更多见于肺内重力依赖区。ARDS 的早期阶段称为渗出性。之后，肺泡上皮增生和纤维化，构成纤维增生期。
ARDS 的原因可能涉及直接或间接的肺损伤。
直接肺损伤的常见原因 是
直接肺损伤的不太常见原因 是
间接肺损伤的常见原因 包括
创伤伴长时间低血容量性休克
间接肺损伤的不太常见原因 包括
大量输血（例如，>15单位）
体外循环
药物过量或中毒（例如， 阿司匹林， 可卡因、阿片类药物、吩噻嗪类药物、三环类抗抑郁药）
因卒中、癫痫、头部外伤、缺氧引起的神经性肺水肿
造影剂（罕见）
顽固性低氧血症
病理生理学参考文献
1.Grasselli G, Calfee CS, Camporota L, et al: ESICM guidelines on acute respiratory distress syndrome: definition, phenotyping and respiratory support strategies. Intensive Care Med 49(7):727–759, 2023.doi:10.1007/s00134-023-07050-7
2.Matthay MA, Arabi Y, Arroliga AC, et al.A New Global Definition of Acute Respiratory Distress Syndrome. Am J Respir Crit Care Med 2024;209(1):37-47.doi:10.1164/rccm.202303-0558WS
AHRF的症状和体征
AHRF的诊断
胸部 X 光检查、脉搏血氧饱和度测定和动脉血气 (ABG) 测量
临床定义（见表ARDS的柏林标准）
脉搏血氧饱和度仪常首先发现低氧血症。氧饱和度低的患者应做血气分析和胸片检查，并在等待检查结果时给予吸氧。并非所有低氧饱和度患者都需要进行 ABG 测量。
如果吸氧后氧饱和度不能提高至>90%，应怀疑存在右向左分流。如果胸片有明显的肺泡渗出，提示病因是肺泡水肿而非心内分流。但在起病初期，胸片表现常滞后于低氧血症。
一旦诊断出 AHRF，就必须确定病因。应该考虑肺部和肺外原因。有时，当前的疾病（如急性心肌梗死、胰腺炎、脓毒症）就是明显的病因。其他病例中，既往史会有提示，免疫力低下患者应怀疑肺炎，骨髓移植术后或结缔组织病患者应怀疑肺泡出血。 危重患者复苏时常需大量补液，此时需鉴别高压性AHRF（如因心衰或液体负荷过重所致）和潜在的低压性AHRF（如因脓毒症或肺炎所致）。
© 2017 Elliot K.Fishman, MD.
左心室衰竭所致高压性肺水肿查体可及第三心音、颈静脉扩张和外周性水肿，胸片可见中央弥漫性渗出、心影增大和血管影异常增粗。ARDS表现为双侧弥漫性渗出，以周围性改变为主。大叶性肺炎、肺不张或肺挫伤通常引起局灶性渗出。尽管超声心动图见到左心室功能不全提示心源性病因，但心超结果的特异性不强，因为脓毒症也可降低心肌收缩力。
这张立式胸部x光片显示急性呼吸窘迫综合征（ARDS）特征性的弥漫性双肺混浊。
By permission of the publisher.摘自Herdegen J，BoneR。In Atlas of Infectious Diseases: Pleuropulmonary and Bronchial Infections.Edited by G Mandell (series editor) and MS Simberkoff.Philadelphia, Current Medicine, 1996.
红色箭头指向 ARDS（急性呼吸窘迫综合征）患者的弥漫性肺泡混浊。 该患者还有心脏增大，可见右心室尖端的三导联自动植入式心脏转复除颤器，肺动脉尖端的Swan Ganz导管。
© 2017 Elliot K.Fishman, MD.
箭头指向ARDS（急性呼吸窘迫综合征）患者的一些弥漫性肺泡浊变。
© 2017 Elliot K.Fishman, MD.
这张立式胸部x光片显示急性呼吸窘迫综合征（ARDS）特征性的弥漫性双肺混浊。
By permission of the publisher.摘自Herdegen J，BoneR。In Atlas of Infectious Diseases: Pleuropulmonary and Bronchial Infections.Edited by G Mandell (series editor) and MS Simberkoff.Philadelphia, Current Medicine, 1996.
红色箭头指向 ARDS（急性呼吸窘迫综合征）患者的弥漫性肺泡混浊。 该患者还有心脏增大，可见右心室尖端的三导联自动植入式心脏转复除颤器，肺动脉尖端的Swan Ganz导管。
© 2017 Elliot K.Fishman, MD.
箭头指向ARDS（急性呼吸窘迫综合征）患者的一些弥漫性肺泡浊变。
© 2017 Elliot K.Fishman, MD.
当ARDS病因不明时（如创伤、脓毒症、严重肺部感染、胰腺炎），回顾用药史、近期的诊断性检查和诊疗经过可提示潜在的原因，如使用放射性造影剂、空气栓塞或输血。 有些专家建议：病因不明时，行支气管镜肺泡灌洗，除外肺泡出血和嗜酸细胞性肺炎；如无发现，行肺活检除外其他疾病（如过敏性肺炎，急性间质性肺炎）。
AHRF的治疗
无创氧合支持
高流量吸氧的情况下 ，若血氧饱和度<90%应予以机械通气。
AHRF最初通常使用70%至100%的氧气进行无创输送（例如使用非循环呼吸面罩）(1) 。然而，在新冠肺炎大流行期间，由于潜在的呼吸机保留效应，在急性低氧性呼吸衰竭的初始治疗中，使用无创氧气支持，如高流量鼻插管（HFNC）和无创正压通气（NIPPV）。
无创氧气支持可以避免 气管插管 及其并发症；然而，过度用力的自主呼吸可能会导致肺损伤，称为患者自身造成的肺损伤。一项比较 HFNC、面罩 NIPPV 和标准氧气在预防气管插管方面的疗效的临床试验表明，HFNC 可能会在 PaO2/FiO2 比率<200的患者中预防气管插管 < (2)。与 HFNC 相比，随机接受面罩 NIPPV 和标准氧气治疗的患者 90 天死亡率增加。面罩NIPPV组死亡率过高的一个原因可能是潮气量过多加重了肺损伤。
另一项比较头罩 NIPPV 与面罩供氧的小型临床试验发现，使用头罩时气管插管率和死亡率较低(3）。在新冠肺炎相关急性低氧性呼吸衰竭患者中，对比头罩NIPPV和HFNC的使用数据有限，这表明头罩NIPPV可能会降低气管插管率，但不会改善无呼吸支持的天数 (4）。因此，没有确凿证据表明这两种方法在低氧血症的初始治疗中都具有优势。考虑到PaO2/FiO2比值≤ 150的患者延迟插管可能导致死亡率增加，应谨慎使用中度至重度低氧血症患者的无创氧支持（5）。
如果无创氧合支持不能使氧饱和度>90%，那么应该考虑机械通气。具体管理因基本状况的不同而变化。
心源性肺水肿的机械通气
左心功能衰竭患者可从几个方面得益于机械通气 (参见机械通气概述）。吸气正压可降低左/右心室的前负荷以及左心室的后负荷并减少呼吸功。减少呼吸功可使有限的心输出量从过负荷的呼吸肌移出而进行重新分配。呼气压力（气道呼气正压[EPAP]或PEEP）使肺水肿液体从肺泡向肺间质转移，让更多的肺泡参与气体交换。（然而，在将心输出量低的患者从机械通气转换为无创通气时，气道正压向负压的转变会增加后负荷并导致急性肺水肿或低血压恶化。）
无创正压通气(NIPPV)，无论是持续正压通气还是双水平通气，对于许多药物治疗往往能迅速改善的患者来说，避免气管插管是有用的。参数常设置为：IPAP 10～15cmH2O，EPAP 5～8cmH2O。
常规机械通气有多种通气模式。在大多数情况下，急性心衰需要完全的呼吸支持，呼吸机可用辅助/控制模式（A/C）。初始参数设置为：潮气量按理想体重计6-8mL/kg，呼吸频率25次/分，FiO2 1.0，PEEP 5-8cmH2O。随后将PEEP以每次2.5cmH2O幅度上调，同时将FiO2 降至安全水平。
也可以使用压力支持通气（PEEP 水平相似）。初始吸气压力设置应根据患者主观感受、呼吸频率、辅助呼吸肌参与程度综合判断，应能使患者呼吸肌得到充分的休息。通常，压力支持水平需高于PEEP 10～20cmH2O。
ARDS的机械通气
几乎所有的ARDS患者都需要机械通气 (1)，除了改善氧合外，还能使呼吸肌得到休息、减少氧的需求。目标包括：
平台压 <30cmH2O（需考虑到可使胸壁和腹部顺应性降低的因素）
为了减少继发性肺损伤，潮气量按理想体重6mL/kg设置。
尽可能降低吸氧浓度（FiO2），能维持足够氧饱和度（SaO2）即可，将氧中毒的风险最小化
提高PEEP维持肺泡开放，同时尝试最小 FiO2，直至平台压达到28-30cmH2O。中重度ARDS患者最有可能从高PEEP策略获益，使死亡率降低。
无创正压通气（NIPPV） 有时对 ARDS 有用。但与心源性肺水肿相比，ARDS通常需要更高的支持压力，治疗时间也更长，要维持足够的氧合常需要8-12cmH2O的EPAP。要达到该呼气压，需将吸气压设置在 > 18-20cmH2O，患者常难以耐受，且通气过程难以维持足够的密闭性，面罩变得非常不适，并可能引起皮肤破溃和胃胀气。与早期插管相比，插管前接受NIPPV治疗的患者病情会进一步加重。因此，严重的低氧可能就是插管时机。这需要密切监测病情，仔细选择NIPPV的患者。
过去，ARDS机械通气的重点是纠正血气异常。已证实小潮气量通气可降低ARDS死亡率。因此，大多数情况下，潮气量应按每公斤理想体重6mL设定(见边栏 ARDS机械通气的初步设置)。 该设置需要增加呼吸频率，甚至高达35次/分，以产生足够的肺泡通气使二氧化碳充分排出。但是，有时候为了减少呼吸机相关性肺损伤，一定程度的呼吸性酸中毒也可接受，患者也能耐受，尤其是pH≥ 7.15时。如果 pH 值降至 7.15 以下，碳酸氢盐输注可能会有所帮助。同样，可以接受低于“正常”水平的氧饱和度； 88% 到 95% 的目标饱和度限制了暴露于过量有毒水平的 FiO2 并且仍然具有生存益处。
因为单独的高碳酸血症或低潮气量可能导致呼吸困难，并导致患者呼吸方式与呼吸机、镇痛药(芬太尼或吗啡)和镇静剂(如异丙酚起始剂量为5mcg /kg/分钟，并逐渐增加至50mcg /kg/分钟)不协调;由于高甘油三酯血症的风险，应每48小时检查一次甘油三酯水平)可能需要(另见镇静和舒适)。镇静优于肌松，因为肌松不但需要镇静，还会使患者遗留疲乏无力。
PEEP通过肺泡复张（alveolar recruitment）增加肺通气容积，进而使ARDS患者的氧合得到改变，并允许使用更低FiO2。目前对最佳PEEP的确定方法仍存在争议。在递减的PEEP滴定后常规使用复张方案（例如，PEEP滴定至最大压力35~40cm H2O并保持1分钟），与28天死亡率增加相关（8)。因此，许多临床医生只是简单地在无毒的FiO2下维持足够动脉氧饱和度而采用最低的PEEP。 对于大多数患者，这一水平是PEEP值为8-15cmH2O柱。但对于重度ARDS患者，有时需要PEEP>20cmH2O柱。对这类患者，应关注其他方法，优化 O2 输送且使O2耗最低。
判断肺泡过度膨胀的最好方法是测量吸气末屏气瞬间的平台压；每隔4小时、每次调整PEEP或潮气量后均应测量平台压。平台压应 < 30cmH2O胸壁顺应性正常的患者。为了避免通气不足，胸壁顺应性异常的患者可能需要更高的平台压目标（例如， 腹水， 胸腔积液，急性腹胀， 胸部创伤）。相反，如果平台压超过 30 cm H2O，且胸壁没有导致问题，则医生应以 0.5 mL/kg 至 1.0 mL/kg 的增量减少潮气量，最低减少至 4 mL/kg，同时提高呼吸频率以补偿每分钟通气量的减少，并检查呼吸机波形显示，以确保完全呼气。呼气相不完整意味着气体没有充分呼出，可以导致明显的气体陷闭。发生气体陷闭时，呼吸频率常高达35次/分。如果平台压 <25cmH2O且潮气量小于6mL/kg，可将潮气量上调至6mL/kg或直到平台压25cmH2O。
有些研究者认为压控通气模式对肺的保护性更好，但依据不足。因为，压力通气模式控制的是气道峰压而非平台压。压控通气模式下，潮气量随肺顺应性而不断变化。因此，必须持续监测潮气量，及时调整吸气压力，避免潮气量过高或过低。
俯卧位通气可以使一些患者的萎陷肺泡复张，从而改善氧合。一些证据表明，这种定位大大提高了生存率（7， 8）。有趣的是，俯卧位的死亡率获益与低氧血症的程度或气体交换异常的程度无关，但可能与减轻呼吸机引起的肺损伤 (VILI) 相关。
对于ARDS患者，最佳的液体管理是：既能维持足够的循环容量保证终末器官灌注，又能减少前负荷限制肺内液体渗出。一项大样本多中心研究结果显示：与开放性补液策略相比，限制性补液策略可缩短患者的机械通气及重症监护室住院时间。但是，两种策略的生存率并无差异，应用肺动脉导管也不会改善预后（9）。该策略适用于没有休克的患者。治疗过程中需对患者严密监测，以便及时发现终末器官灌注下降的证据，诸如低血压、少尿、脉弱或肢端冰凉。
目前尚无明确的药物能够降低ARDS患者的发病率和死亡率。一氧化氮吸入法、肺表面活性物质替代法、活化蛋白C（屈曲可金-alpha），以及许多其他旨在调节炎症反应的药物已被研究，没有发现其可降低发病率或死亡率 (10)。关于皮质类固醇治疗 ARDS 的疗效数据尚无定论（11）。最近一项在中重度ARDS早期应用地塞米松的非盲临床试验表明，无呼吸机天数和死亡率有所改善，但由于入组缓慢，试验提前中止，这可能会放大治疗效果 (12）。因此，皮质类固醇在 ARDS 中的作用仍不确定，需要更多数据。
治疗参考文献
1.Grasselli G, Calfee CS, Camporota L, et al: ESICM guidelines on acute respiratory distress syndrome: definition, phenotyping and respiratory support strategies. Intensive Care Med 49(7):727–759, 2023.doi:10.1007/s00134-023-07050-7
2.Frat JP, Thille AW, Mercat A, et al: High-flow oxygen through nasal cannula in acute hypoxemic respiratory failure.N Engl J Med 372:2185–2196, 2015.doi: 10.1056/NEJMoa1503326
3.Patel BK, Wolfe KS, Pohlman AS, et al: Effect of noninvasive ventilation delivered by helmet vs face mask on the rate of endotracheal intubation in patients with acute respiratory distress syndrome: A randomized clinical trial.J AMA 315(22):2435–2441, 2016.doi: 10.1001/jama.2016.6338
4.Grieco DL, Menga LS, Cesarano M, et al: Effect of helmet noninvasive ventilation vs high-flow nasal oxygen on days free of respiratory support in patients With COVID-19 and moderate to severe hypoxemic respiratory failure: The HENIVOT randomized clinical trial.JAMA 325(17):1731–1743, 2021.doi: 10.1001/jama.2021.4682
5.Bellani G, Laffey JG, Pham T, et al: Noninvasive ventilation of patients with acute respiratory distress syndrome.Insights from the LUNG SAFE study.Am J Respir Crit Care Med 195(1):67–77, 2017.doi: 10.1164/rccm.201606-1306OC
Demiselle J, Calzia E, Hartmann C, et al: Target arterial PO2 according to the underlying pathology: a mini-review of the available data in mechanically ventilated patients. Ann Intensive Care 11(1):88, 2021.doi:10.1186/s13613-021-00872-y
6.Writing Group for the Alveolar Recruitment for Acute Respiratory Distress Syndrome Trial (ART) Investigators, Cavalcanti AB, Suzumura ÉA, et al: Effect of lung recruitment and titrated positive end-expiratory pressure (PEEP) vs low PEEP on mortality in patients with acute respiratory distress syndrome: A randomized clinical trial.JAMA 318(14):1335–1345, 2017.doi: 10.1001/jama.2017.14171
7.Guérin C, Reignier J, Richard JC, et al: Prone positioning in severe acute respiratory distress syndrome.N Engl J Med 368(23):2159–2168, 2013.doi: 10.1056/NEJMoa1214103
8.Scholten EL, Beitler JR, Prisk GK, et al: Treatment of ARDS with prone positioning.Chest 151:215–224, 2017.doi: 10.1016/j.chest.2016.06.032.Epub 2016 Jul 8
9.National Heart, Lung, and Blood Institute Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) Clinical Trials Network, Wiedemann HP, Wheeler AP, et al: Comparison of two fluid-management strategies in acute lung injury.N Engl J Med 354(24):2564–2575, 2006.doi: 10.1056/NEJMoa062200
10.Qadir N, Chang SY: Pharmacologic Treatments for Acute Respiratory Distress Syndrome. Crit Care Clin 37(4):877–893, 2021.doi:10.1016/j.ccc.2021.05.009
11.Lewis SR, Pritchard MW, Thomas CM, Smith AF: Pharmacological agents for adults with acute respiratory distress syndrome. Cochrane Database Syst Rev 7(7):CD004477, 2019.doi:10.1002/14651858.CD004477.pub3
12.Villar J, Ferrando C, Martinez D, et al: Dexamethasone treatment for the acute respiratory distress syndrome: a multicentre, randomised controlled trial.Lancet Respir Med 8: 267–276, 2020.doi: 10.1016/S2213-2600(19)30417-5
AHRF的预后
预后差异很大，取决于多种因素，包括
呼吸衰竭的病因
疾病严重程度
年龄
慢性健康状况
总之，ARDS死亡率很高（40%～60%），但近年已降至25%～40% (1)。这可能归功于机械通气和脓毒症治疗水平的提高。然而，重度ARDS患者（即PaO2：FiO2<100mmHg）的死亡率仍然非常高（> 40％）。
多数病人并非死于呼吸功能障碍，而是脓毒症和多器官功能衰竭。支气管肺泡灌洗液内持续存在中性粒细胞和高水平细胞因子提示预后不良。另外，死亡率升高与以下因素相关：年龄、脓毒症表现、发病前存在器官功能不全或发病时合并器官功能不全。
对于多数ARDS存活者，肺功能在6～12个月内会逐渐恢复、接近正常。但是，如果病程长或病情严重，患者可能会遗留肺部症状，而且许多患者会有长期的神经肌肉无力、运动限制和认知障碍。
预后参考
1.Bellani G, Laffey JG, Pham T, et al.Epidemiology, Patterns of Care, and Mortality for Patients With Acute Respiratory Distress Syndrome in Intensive Care Units in 50 Countries [published correction appears in JAMA 2016 Jul 19;316(3):350] [published correction appears in JAMA 2016 Jul 19;316(3):350]. JAMA 2016;315(8):788-800.doi:10.1001/jama.2016.0291
