Các yếu tố điều chỉnh PEEP qua áp lực thực quản ở bệnh nhân suy hô hấp cấp

Luận án phân tích các yếu tố điều chỉnh PEEP dựa vào áp lực thực quản ở bệnh nhân suy hô hấp cấp (ARDS), kết quả và kết cục điều trị liên quan.

• Tác giả: Nguyễn Ngọc Tú
• Người hướng dẫn: Pgs. Ts. Phạm Thị Ngọc Thảo
• Trường học: Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hồi sức Cấp cứu và Chống độc
• Đề tài: Các Yếu Tố Liên Quan Đến Điều Chỉnh PEEP Dựa Vào Áp Lực Thực Quản Ở Người Bệnh Suy Hô Hấp Cấp Tiến Triển
• Loại tài liệu: Luận án Tiến sĩ Y học
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Khái niệm và tầm quan trọng của PEEP trong điều trị ARDS

PEEP (Positive End-Expiratory Pressure) hay áp lực cuối thì thở ra dương là một thông số quan trọng trong thông khí cơ học ở bệnh nhân suy hô hấp cấp tiến triển (ARDS). PEEP giúp duy trì áp lực dương trong đường thở và phổi trong suốt chu kỳ thở ra, ngăn ngừa sự xẹp phổi và cải thiện trao đổi khí. Trong điều trị ARDS, việc điều chỉnh PEEP thích hợp là chìa khóa để tối ưu hoá oxygenation, giảm tổn thương phổi do barotrauma và cải thiện kết cục bệnh nhân. Tuy nhiên, PEEP quá cao có thể gây tổn thương phổi và ảnh hưởng đến huyết động học, trong khi PEEP quá thấp dẫn đến xẹp phổi lặp đi lặp lại. Do đó, cần có phương pháp đánh giá khoa học để xác định mức PEEP tối ưu cho từng bệnh nhân.

1.1. Định nghĩa PEEP và vai trò trong hô hấp cơ học

PEEP là áp lực dương duy trì ở cuối thì thở ra, giúp giữ cho các phế nang không xẹp. Điều này đặc biệt quan trọng ở bệnh nhân ARDS khi tính tuân thích phổi (lung compliance) giảm. PEEP tăng khối lượng phổi chức năng (FRC), giảm tổn thương do mở đóng phế nang lặp lại, và cải thiện oxygenation. Vậy nên, PEEP được coi là thành phần thiết yếu trong chiến lược thông khí bảo vệ phổi.

1.2. Ảnh hưởng của PEEP đến các chỉ số sinh lý

Mức PEEP phù hợp cải thiện độ giãn nở hệ hô hấp (respiratory system compliance) và giảm áp lực xuyên phổi (transpulmonary pressure). Khi PEEP tăng, tỷ số PaO2/FiO2 cải thiện, nhưng có nguy cơ tăng áp lực xuyên phổi quá mức, gây tổn thương phổi. Việc cân bằng PEEP là cần thiết để đạt mục tiêu oxygenation mà không gây barotrauma.

II. Phương pháp đo áp lực thực quản và nguyên lý điều chỉnh PEEP

Áp lực thực quản (esophageal pressure) là một chỉ số quan trọng để tính toán áp lực xuyên phổi (transpulmonary driving pressure) và từ đó điều chỉnh PEEP một cách khoa học. Áp lực xuyên phổi (Ptp) được tính bằng công thức: Ptp = Paw - Pes, trong đó Paw là áp lực đường thở và Pes là áp lực thực quản. Phương pháp này cho phép đánh giá trực tiếp tính chất của phổi mà không bị ảnh hưởng từ tuân thích của thành ngực. Các nghiên cứu gần đây cho thấy điều chỉnh PEEP dựa trên áp lực thực quản có thể giảm tổn thương phổi và cải thiện kết cục bệnh nhân ARDS so với các phương pháp điều chỉnh PEEP truyền thống.

2.1. Kỹ thuật đo áp lực thực quản và độ chính xác

Áp lực thực quản được đo bằng catheter thực quản chứa cảm biến áp lực, đặt ở vị trí giữa thực quản. Kỹ thuật này an toàn và có độ tin cậy cao trong đánh giá áp lực xuyên phổi. Quy trình đo phải chuẩn hóa để tránh sai số. Bệnh nhân cần được hướng dẫn kỹ và theo dõi sát trong quá trình đặt và đo để đảm bảo độ chính xác của số liệu.

2.2. Tính toán áp lực xuyên phổi và mục tiêu điều chỉnh

Mục tiêu của điều chỉnh PEEP dựa trên áp lực thực quản là duy trì áp lực xuyên phổi ở mức tối ưu, thường là 0-15 cmH2O để tránh tổn thương phổi do over-distention. Công thức transpulmonary driving pressure (DPL) = Pplat - PEEP - Pes + Patm giúp định hướng điều chỉnh PEEP sao cho cân bằng giữa recruitment (mở phổi) và protection (bảo vệ phổi).

III. Các yếu tố ảnh hưởng đến điều chỉnh PEEP ở bệnh nhân ARDS

Việc điều chỉnh PEEP không phải là một quy trình đơn lẻ mà phải xem xét nhiều yếu tố đa chiều liên quan đến bệnh nhân. Các yếu tố như mức độ nghiêm trọng của ARDS, nguyên nhân gây ARDS, tuân thích phổi, BMI, tình trạng huyết động học và phản ứng tương tác giữa thành ngực và phổi đều ảnh hưởng đến lựa chọn mức PEEP tối ưu. Áp lực thực quản cung cấp thông tin cá nhân hóa về tính chất hô hấp của mỗi bệnh nhân, từ đó giúp điều chỉnh PEEP một cách chính xác và an toàn hơn. Nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Tú đã chứng minh rằng các yếu tố liên quan đến điều chỉnh PEEP bao gồm độ giãn nở phổi, suất đàn phổi, và áp lực xuyên phổi là những chỉ báo quan trọng để cá nhân hóa chiến lược PEEP.

3.1. Đặc điểm bệnh nhân và ảnh hưởng đến PEEP

Mức độ ARDS (nhẹ, vừa, nặng) ảnh hưởng trực tiếp đến mức PEEP cần thiết. Bệnh nhân ARDS nặng thường cần PEEP cao hơn để maintain recruitment. BMI cao có thể làm giảm tuân thích phổi do tăng áp lực từ thành ngực, yêu cầu điều chỉnh PEEP cẩn thận. Tình trạng huyết động học cũng cần được xem xét vì PEEP cao có thể giảm tĩnh mạch trở lại và ảnh hưởng đến output tim.

3.2. Vai trò của áp lực xuyên phổi trong cá nhân hóa PEEP

Áp lực xuyên phổi phản ánh áp lực thực tế tác động lên phổi, không bị ảnh hưởng bởi thành ngực. Bệnh nhân có tuân thích thành ngực kém (béo phì, chấn thương ngực) sẽ có áp lực xuyên phổi thấp hơn so với áp lực đường thở, do đó cần PEEP cao hơn. Sử dụng áp lực thực quản để tính toán áp lực xuyên phổi cho phép điều chỉnh PEEP cá nhân hóa dựa trên sinh lý bệnh nhân thực tế.

IV. Ứng dụng lâm sàng và kết cục điều trị với điều chỉnh PEEP dựa trên áp lực thực quản

Áp dụng phương pháp điều chỉnh PEEP dựa trên áp lực thực quản trong thực hành lâm sàng đã cho thấy kết quả khả quan trong cải thiện kết cục bệnh nhân ARDS. Các nghiên cứu cho thấy cách tiếp cận này giúp giảm thời gian thở máy, giảm tỷ lệ tử vong, và cải thiện oxygenation mà không tăng tổn thương phổi. Bệnh nhân nhóm thay đổi PEEP dựa trên áp lực thực quản có chỉ số oxy hóa tốt hơn và tuân thích hệ hô hấp cải thiện so với nhóm điều chỉnh PEEP theo phương pháp truyền thống. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi kỹ năng kỹ thuật cao, theo dõi thường xuyên, và hiểu biết sâu về sinh lý bệnh nhân, do đó chỉ áp dụng ở những đơn vị chuyên môn với nhân lực được đào tạo.

4.1. Thay đổi các chỉ số oxy hóa và cơ học hô hấp

Khi áp dụng điều chỉnh PEEP dựa trên áp lực thực quản, tỷ số PaO2/FiO2 cải thiện rõ rệt, compliance hệ hô hấp tăng, và áp lực xuyên phổi ổn định ở mức an toàn. Áp lực xuyên phổi lúc thở ra được duy trì gần 0 cmH2O, ngăn atelectasis, trong khi áp lực xuyên phổi lúc thở vào được kiểm soát để tránh over-distention. Những thay đổi này phản ánh một cân bằng lý tưởng giữa mở phế nang và bảo vệ phổi.

4.2. Kết cục lâm sàng và khuyến cáo sử dụng

Bệnh nhân điều trị với phương pháp này có thời gian thở máy ngắn hơn, tỷ lệ tử vong thấp hơn, và chất lượng sống sau hồi sức tốt hơn. Khuyến cáo là xem xét áp dụng phương pháp điều chỉnh PEEP dựa trên áp lực thực quản ở bệnh nhân ARDS nặng, béo phì, hoặc không đáp ứng với PEEP thông thường. Cần đưa vào đào tạo cho các bác sĩ hồi sức và phát triển các hướng dẫn lâm sàng để chuẩn hóa phương pháp này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TỔNG QUAN VỀ HỘI CHỨNG SUY HÔ HẤP CẤP TIẾN TRIỂN 1. Lịch sử và định nghĩa hội chứng suy hô hấp cấp tiến triển Hội chứng suy hô hấp cấp tiến triển (ARDS) là một hội chứng lâm sàng cấp tính được đặc trưng bởi phản ứng viêm gây tăng tính thấm thành mạch phổi và mất các vùng phổi được thông khí 6. Bệnh nhân ARDS thường biểu hiện chung một bệnh cảnh lâm sàng giảm oxy hoá máu và tổn thương phổi hai bên mà không thể lý giải do tim hoặc bệnh phổi mạn tính, đi kèm với các rối loạn sinh lý như tăng khoảng chết sinh lý và giảm độ dãn nở hệ hô hấp 6.

Tuy nhiên, trong nhóm bệnh nhân này lại có sự không đồng nhất về yếu tố khởi phát, hình ảnh học, đặc điểm cơ học hô hấp và các dấu ấn sinh học, dẫn đến đáp ứng khác nhau với các biện pháp điều trị 7. Vì vậy, việc đánh giá và phân loại dưới nhóm bệnh nhân ARDS để lựa chọn điều trị tối ưu và cá thể hóa ngày càng được quan tâm trong thực hành lâm sàng. Tỷ lệ ARDS ở bệnh nhân Hồi sức tích cực có sự dao động giữa các nghiên cứu, tùy thuộc vào thời điểm nghiên cứu, đặc điểm địa lý và quần thể, loại hình ICU và định nghĩa ca bệnh 8. Trong nghiên cứu LUNG SAFE được tiến hành trên 50 quốc gia toàn cầu, ARDS chiếm tỷ lệ 10,4% bệnh nhân ICU và 23,4% bệnh nhân thở máy 9.

Tỷ lệ này tương đồng với một nghiên cứu tại Anh cho thấy 12,5% bệnh nhân nhập ICU được chẩn đoán ARDS 10. Trong khi đó, tại châu Á, tỷ lệ ARDS được báo cáo chiếm 3,57% bệnh nhân nhập ICU tại Trung Quốc trong giai đoạn 2016 – 2018, và chiếm 7% bệnh nhân thở máy tại các nước thu nhập trung bình – thấp ở Nam và Đông Nam Á 11 12. Trong nhóm bệnh nhân ARDS nhập ICU, tỷ lệ ARDS vừa và nặng được ghi nhận lên đến 70 – 90% 9 11 12. Hiện nay ARDS vẫn là một trong những gánh nặng y tế tại các khoa Hồi sức do tỷ lệ tử vong cao và những hậu quả kéo dài sau đó.

Tỷ lệ tử vong nội viện của ARDS được báo cáo thống nhất qua các nghiên cứu vào khoảng 40 – 50% 9 10 11 12. 5 Bệnh nhân ARDS mức độ càng nặng có tỷ lệ tử vong càng cao, với ARDS mức độ vừa là 40% và ARDS mức độ nặng là 46 – 56% 9 11. Trong một nghiên cứu trên 126 bệnh nhân ARDS nhập viện tuyến cuối ở Việt Nam, tỷ lệ tử vong nội viện là 57,1% và có sự khác biệt tùy theo mức độ nặng của ARDS vào ngày thứ 3 13. Mặc dù tử vong do ARDS có xu hướng giảm trong giai đoạn 1994 – 2006 với tốc độ 1,1% mỗi năm, một báo cáo gần đây tại Hoa Kỳ lại cho thấy tử vong do ARDS hiệu chỉnh theo tuổi không thay đổi trong giai đoạn 2014 – 2018 8 14.

Điều này có thể được giải thích nhờ sự ra đời của các thử nghiệm lâm sàng chứng minh hiệu quả của chiến lược thông khí bảo vệ phổi với thể tích lưu thông thấp qua việc giảm thiểu tổn thương phổi do thở máy vào những năm 2000 2. Sau đó, các thử nghiệm lâm sàng về các biện pháp điều trị khác không chứng minh được lợi ích rõ rệt, trong đó có việc cài đặt PEEP ở bệnh nhân ARDS 2. Từ khi được mô tả lần đầu vào năm 1967 cho đến năm 1994, ARDS mới có định nghĩa thống nhất đầu tiên bởi Hội nghị Đồng thuận Mỹ - Âu (AECC), là tình trạng giảm oxy máu cấp tính với tỷ số P/F ≤ 200 mmHg kèm thâm nhiễm hai bên trên Xquang ngực và áp lực động mạch phổi bít ≤18 mmHg 15. Tuy nhiên, định nghĩa AECC 1994 đã bộc lộ nhiều hạn chế trong việc nhận diện bệnh nhân ARDS như không xác định thời gian khởi phát cụ thể, không xem xét đến ảnh hưởng của PEEP với tỷ số P/F, hay bỏ sót bệnh nhân ARDS có tăng áp lực động mạch phổi bít do truyền dịch lượng nhiều.

Sau đó, định nghĩa Berlin 2012 được đề xuất và sử dụng rộng rãi trong các thử nghiệm và thực hành lâm sàng cho đến ngày nay, sau đó có cập nhật vào năm 2023 của Hội Hồi sức tích cực Châu Âu (ESICM) 2. Sinh bệnh học của hội chứng suy hô hấp cấp tiến triển ARDS có thể được khởi phát bởi nhiều nguyên nhân khác nhau, bao gồm các nguyên nhân nhiễm trùng và không nhiễm trùng. Nguyên nhân phổ biến nhất là nhiễm khuẩn huyết, chiếm 3/4 số trường hợp ARDS, trong đó viêm phổi là nguyên nhân phổ biến hơn các nhiễm khuẩn ngoài phổi 9. Tác nhân gây viêm phổi cũng rất đa dạng, từ các vi rút và vi khuẩn thường gặp như cúm, phế cầu, tụ cầu và trực khuẩn Gram âm, 6 cho đến các tác nhân hiếm gặp hoặc mới xuất hiện như CMV, MERS-CoV, SARS-CoV-2 hay nấm 7.

Các nguyên nhân không nhiễm trùng thường gặp nhất bao gồm viêm tụy cấp, hít sặc, chấn thương và truyền máu nhiều lần. Bên cạnh đó, một số nguyên nhân ít gặp hơn có thể kể đến như đuối nước, thuốc lá điện tử, hóa chất hay thần kinh. Các nguyên nhân kể trên có thể thúc đẩy ARDS thông qua tổn thương trực tiếp tại phổi, hoặc gián tiếp thông qua phản ứng viêm hệ thống. Ngoài ra, một số yếu tố có thể làm gia tăng khả năng khởi phát ARDS bao gồm nghiện rượu, thuốc lá hoặc ô nhiễm không khí.

Một yếu tố thúc đẩy ARDS nặng hơn ngày càng được quan tâm gần đây là chấn thương cơ học phổi do cài đặt máy thở. Dù có nhiều nguyên nhân khác nhau, ARDS vẫn có một diễn tiến sinh lý bệnh chung được đặc trưng qua ba giai đoạn tiết dịch, tăng sinh và xơ hóa. Các cơ chế sinh lý bệnh của ARDS bao gồm sự kích hoạt nhiều con đường đáp ứng viêm chồng lấp và tương tác lẫn nhau. Mức độ kích hoạt của các con đường này khác nhau giữa các bệnh nhân, dẫn đến sự không đồng nhất về kiểu hình lâm sàng và sinh học của ARDS.

Dù vậy, cơ chế đóng vai trò trung tâm trong ARDS là tổn thương hàng rào biểu mô phế nang và nội mô mạch máu phổi, từ đó giải thích tổn thương mô bệnh học và các rối loạn sinh lý và hình ảnh học của ARDS 16. Trong giai đoạn sớm của ARDS, bạch cầu đa nhân trung tính di chuyển từ mao mạch phổi vào biểu mô phế nang, và giải phóng các hóa chất trung gian bao gồm các gốc oxy hóa tự do, protease, prostagladin và leukotrien gây tổn thương biểu mô. Bạch cầu đa nhân trung tính được huy động bởi các interleukin từ các đại thực bào ngụ cư tại chỗ được hoạt hóa. Tổn thương biểu mô phế nang trong ARDS có thể đa dạng về mức độ, từ hoạt hóa biểu mô và bộc lộ các phân tử kết dính, hoạt hóa con đường trợ viêm và tiền đông máu, tăng tính thấm biểu mô, đến hoại tử tế bào biểu mô và bong tróc màng đáy.

Tăng tính thấm biểu mô do tổn thương các khớp nối liên tế bào tạo thuận lợi cho quá trình tiết dịch vào lòng phế nang và hạn chế quá trình tái hấp thu dịch bởi biểu mô phế nang. Các con đường trợ viêm được khuếch đại tín hiệu nhờ các DAMP và lớp glycocalyx được giải phóng từ tế bào biểu mô hoại tử. Con đường tiền đông được tạo thuận lợi nhờ sự bong tróc các phân tử kháng đông và sự giải 7 phóng các yếu tố mô từ biểu mô phế nang bị tổn thương, dẫn đến hình thành lớp fibrin trong lòng phế nang. Lớp fibrin cùng với lớp dịch phù giàu protein tạo thành màng trong lắng đọng dọc theo màng đáy bị bong tróc, cùng với quá trình viêm tẩm nhuận bạch cầu đa nhân trung tính là đặc điểm mô bệnh học điển hình trong ARDS 16.

Tổn thương nội mô mao mạch phổi có thể được kích hoạt bởi tổn thương biểu mô phế nang, hoặc bởi các tác nhân gây bệnh hay cytokine lưu hành trong máu. Đây là quá trình hình thành các khoảng trống giữa các tế bào nội mô và tăng bộc lộ các phân tử kết dính như P-selectin và E-selectin hay các hóa chất trung gian gây viêm. Trong quá trình này, lớp glycocalyx nội mô bị tổn thương và bong tróc, làm tăng tính thấm và hình thành dịch phù. Đồng thời, các phân tử kháng đông bề mặt như thrombomodulin cũng bị bong tróc và các phân tử tiền đông được bộc lộ, dẫn đến hình thành các vi huyết khối.

Do tăng tính thấm hàng rào phế nang – mao mạch và mất cơ chế tái hấp thu bởi tế bào biểu mô, một lượng lớn dịch phù giàu protein được hình thành trong lòng phế nang, cản trở quá trình trao đổi khí do bất tương hợp thông khí – tưới máu và nối tắt, giảm độ dãn nở phổi và làm tăng công hô hấp. Lượng dịch phù này làm bất hoạt lớp surfactant, vốn đã bị giảm sản xuất do tổn thương phế bào II, dẫn đến hiện tượng xẹp phế nang vào cuối thì thở ra. Các vi huyết khối mạch phổi làm tăng thông khí khoảng chết, làm trầm trọng hơn rối loạn trao đổi khí, gây tăng CO2 máu. Đồng thời, các vi huyết khối này cùng với tổn thương mao mạch phổi cũng gây tăng áp phổi và suy tim phải trong ARDS.

Bên cạnh các tổn thương tại phổi, phản ứng viêm từ các đại thực bào và bạch cầu đa nhân trung tính có thể phóng thích các hóa chất trung gian gây viêm vào tuần hoàn. Sau quá trình viêm tại phế nang, các con đường trợ viêm sẽ được điều hòa hướng xuống và các con đường kháng viêm được điều hòa hướng lên nhằm loại bỏ các yếu tố gây viêm, phục hồi biểu mô. Trong quá trình này, bạch cầu đa nhân trung tính được dọn dẹp thông qua chết tế bào theo chương trình hoặc bị thực bào bởi các đại thực bào phế nang. Dịch phù phế nang thoái lui khi có sự giảm tốc độ tạo dịch nhờ khôi phục tính thấm hàng rào phế nang – mao mạch và tăng tốc độ tái hấp thu dịch nhờ khôi phục biểu mô phế nang.

Nguyên bào sợi có thể được kích hoạt bởi các 8 con đường tiền xơ hóa, dẫn đến hiện tượng xơ phổi. Xơ phổi có thể làm cản trở quá trình cai máy thở và để lại những hậu quả dài hạn như chức năng phổi hạn chế và giảm khả năng khuếch tán qua màng phế nang – mao mạch. Chẩn đoán hội chứng suy hô hấp cấp tiến triển Năm 2012, tiêu chuẩn lâm sàng để chẩn đoán ARDS đã được cải tiến thành định nghĩa Berlin của Hội Hồi sức tích cực châu Âu 9.