大多数缺血性中风患者是在病房或特殊中风病房进行治疗的，但很多患者需要更高的病情护理，因此需要重症监护病房。由于吞咽功能障碍和气道或呼吸系统受损，这些患者经常进行机械通气。实验研究集中在中风诱导的免疫抑制和脑-肺串扰上，导致肺损伤和炎症增加，肺泡巨噬细胞吞噬能力降低，这可能增加感染的风险。肺部并发症，例如呼吸衰竭，肺炎，胸腔积液，急性呼吸窘迫综合征，肺水肿和静脉血栓栓塞引起的肺栓塞，是常见的，并且被发现是这一组患者的主要死亡原因之一。此外，在过去的二十年中，中风患者中气管切开术的使用有所增加，与普通人群相比，根据中风的位置和类型，这些患者可能具有独特的适应症。但是，在这种人群中，最佳的机械呼吸机策略仍不清楚。尽管潮气量很高（VT）策略已使用了很多年，最新证据表明，保护性通气策略（VT?=6–8mL/kg预测体重，呼气末正压和肺复张）也可能与脑损伤的患者，包括中风患者。这篇叙述性综述的目的是探讨这些患者在急性缺血性中风后脑-肺相互作用的病理生理和机械通气的管理。
背景
急性缺血性中风（AIS）是全世界发病率和死亡率的主要原因之一，也是神经重症监护病房（NICUs）入院的主要原因之一。在过去的几十年中，中风的发病率一直在增加，尽管死亡率整体下降了，但它仍然是成年人口严重残疾的主要原因。大约80％的中风是缺血性的。其他主要类型包括脑内（ICH）和脑室内（IVH）出血，脑静脉和窦性血栓形成以及继发于动脉瘤渗漏或破裂的蛛网膜下腔出血（SAH）。中风的位置可能是与机械通气（MV）需求相关的最相关因素，而不是特定的脑血管病理类型。在这种情况下，调节意识水平（丘脑，边缘系统，脑干网状结构），呼吸（皮质，脑桥和延髓的呼吸中枢）和吞咽（延髓和脑干）的大脑区域受损。连接）会增加呼吸衰竭的风险。
该组患者可能发生肺部并发症，例如呼吸衰竭，肺炎，胸腔积液，急性呼吸窘迫综合征（ARDS），肺水肿和静脉血栓栓塞引起的肺栓塞，并伴有较高的死亡风险。特别地，卒中相关性肺炎（SAP）被描述为一个独立的危险因素不利结果和死亡。由于神经系统ICU患者最常见的脑外并发症是呼吸衰竭，因此新的机械通气策略的开发可能会改善其预后。到目前为止，很少有研究针对AIS患者的最佳呼吸管理。该手稿的目的是回顾和描述该人群中发生AIS后肺部并发症和呼吸衰竭发展的病理生理以及不同的呼吸机策略，重点是与氧气（O2）治疗和保护性肺通气的应用。
中风的病理生理学和肺部并发症的风险
脑肺串扰
脑器官串扰的概念已被广泛的研究。严重的脑损伤患者通常无法保护其气道，因此通常被允许进入NICU进行机械通气。MV延长与呼吸机相关性肺损伤，ARDS，肺炎和神经源性肺水肿的风险增加有关。此外，ARDS对大脑具有有害作用，与颅内高压协同作用会引起海马损伤。对大鼠的一项研究表明，局灶性缺血性中风会改变呼吸模式，诱发水肿和炎症，并降低肺泡巨噬细胞的吞噬能力。值得注意的是，所有这些变化都发生在脑缺血诱导后的24小时内，这与中风患者呼吸衰竭的快速发作一致。
脑损伤后肺部损伤的机制通过“双重打击模型”来描述：儿茶酚胺风暴和炎性介质的系统性产生（首次打击）创造了全身性的炎性环境，从而增加了肺血管的静水压力并激活了导致肺部更容易受到机械性和非机械性的伤害（第二击），包括机械通气。另一方面，肺部损伤可以通过自主神经，神经炎症，神经内分泌和免疫途径之间的复杂相互作用来损害大脑。弗里斯等。比较了由急性肺损伤灌洗模型引起的低氧血症的猪与由吸入氧（FiO2）分数降低引起的低氧血症程度相同的猪。在第一组中，脑损伤更大，这表明无论低氧血症的发生，急性肺损伤本身都会导致神经病理学改变。肺部可以通过自主神经和交感神经系统与大脑进行交流，从而导致神经炎性过程，从而触发细胞因子的激活和补体的级联反应，从而促进脑水肿和凋亡性细胞死亡的发展。
中风后的免疫反应
AIS产生深刻的局部和全身免疫反应，并参与所有主要的先天和适应性免疫区室。中风后，对血脑屏障（BBB）的破坏导致居民（星形胶质细胞和小胶质细胞）和周围（主要是中性粒细胞和单核细胞）免疫细胞募集到患处。结果是循环免疫细胞减少，外周免疫降低，增加了对感染的敏感性。大量的实验和临床证据支持系统性细胞免疫反应下调的假说，外周血淋巴细胞亚群的快速减少和单核细胞的功能失活。这些变化在卒中较大的患者中最为明显，卒中发生在岛状皮层之后。AIS的实验和临床研究还报告了循环儿茶酚胺水平升高及其与淋巴结减少的相关性。然而，体液免疫抑制和细菌感染的机制仍然有争议。在中风后的小鼠中，使用β肾上腺素能受体拮抗剂的降低细菌并发症和死亡率，这可能意味着儿茶酚胺通路和在免疫抑制过程迷走神经反应的重要性（图1）。
中风相关性肺炎
吸入性肺炎是中风后呼吸衰竭的主要原因之一，可能与意识降低，吞咽困难和吞咽困难有关。但是，与其他吞咽困难或意识水平受损的患者组相比，中风患者的肺炎发生率更高，这表明还涉及其他机制，例如免疫激活和肺损伤发病机制的改变。PREDICT是一项前瞻性观察性多中心研究，证实吞咽困难和中风诱发的免疫抑制综合征都是吸入性肺炎的独立危险因素。SAP的发生率在3.9至56.6％之间，与卒中单位或病房相比，ICU的发生率更高。几项研究已经制定临床评分预测SAP与改善急性卒中患者危险分层的目的，但其在临床上的使用是不常见的。在当前的实践中，更经常使用生物标志物，例如C反应蛋白，中风严重度，吞咽困难和疾病控制和预防中心的标准。入院急性卒中患者时，最广泛认可的措施是按口腔状况测量零，直到可以完成吞咽评估。建议尽早动员，因为它降低了SAP的风险，而在急性期使用抗生素的益处尚未得到证实。
中风相关吞咽困难
预测拔管成功和安全拔管对中风患者很重要。一项针对中风患者拔管准备情况的前瞻性观察性研究显示，吞咽测试失败的患者是后来出现拔管失败的患者。再次插管率为24.1％，重新插管的主要决定因素（占这些患者的一半）是吞咽困难，其次是呼吸系统并发症。长时间的气管插管是吞咽功能障碍的主要原因，在该人群中确定拔管准备就绪具有挑战性。在一般人群中，用于预测拔管失败的标准是基于气道参数和肺力学，而在中风患者中，神经系统状态在吞咽困难的发生中起着重要作用，并且是导致不良结局的主要原因。一般ICU人群拔管后吞咽困难的患病率在12％至69％之间，在神经系统疾病患者中达到93％。拔管后吞咽困难的主要原因是脑血管疾病，原因是中央吞咽网络受损，咽喉损伤，神经病变和肌病以及镇静和粘膜损伤。尽管已开发出多种技术来诊断吞咽困难，但仅视频透视检查已被视为吞咽功能障碍的目标标准。使用光纤内窥镜进行的一项干预研究包括拔管后48小时内的一般ICU患者，发现拔管后吞咽困难可以诊断为50％的患者，总的吸气事件发生率为56％，其中25％是无声的。该技术证明其可用于69.3％的患者诊断拔管后吞咽困难。总之，目前的证据同意床旁纤维内窥镜吞咽研究可用于评估有误吸和吞咽功能障碍风险的患者拔管后吞咽困难的实用性和可行性。
呼吸机设定
由于中风患者呼吸系统并发症的发生率很高，因此必须对呼吸机进行最佳管理。MV的主要目标应该是保持适当的氧气水平并严格控制二氧化碳的张力（PaCO2），而不会引起呼吸机相关的肺损伤。
氧气疗法
缺氧在中风患者中很常见，入院后最初几个小时内的氧饱和度（SaO2）低于90％与死亡风险成倍增加。补充氧气可以预防缺氧和其他神经系统恶化，但也可能导致不良反应。实际上，高氧症与脑损伤患者的死亡率独立相关，延迟脑缺血的风险更高，预后也较差。氧气可能会由于污染而增加呼吸道感染的风险，直接影响血管紧张度和血压，并且在高浓度下会由于有毒自由基的形成而引起血管收缩和肺部毒性。氧化应激也负责细胞信号传导途径的激活，诱导细胞凋亡和神经元细胞死亡。经过精心设计的急性卒中后补氧试验的证据相互矛盾，不足以指导临床实践（表1）。一项针对急性中风的氧气补充的准随机研究表明，中风患者的常规氧气疗法不能降低发病率和死亡率。中风氧气先导研究（SO2S）是一项针对急性中风患者在头3天进行氧气治疗的多中心随机对照试验，比较了连续低剂量氧气治疗和鼻插管2–3L/min与夜间低剂量氧气治疗与常规护理（氧气）的比较仅在需要时）。作者观察到常规预防性低剂量补氧不能改善3个月时的预后。对于卒中动脉血氧水平低的患者，必须进行辅助氧疗，而在非低氧患者中，不建议进行预防性氧疗（表2）。关于创伤性脑损伤的最新治疗指南建议设定氧气分压（PaO2）还考虑了大脑的局部氧分压（PbtO2）或颈静脉饱和度（SjvO2）值并维持常氧。对于中风患者，相同的建议是可以接受的，但需要进行特定的研究。此外，中风患者特别容易出现睡眠呼吸障碍，阻塞性睡眠呼吸暂停的患病率为30％至80％。对29项研究的荟萃分析显示，高达72％的中风患者（无论是出血性还是缺血性）存在睡眠呼吸障碍，中风亚群之间无显着差异。只有7％的患者患有中枢性睡眠呼吸暂停，因此表明中风的年轻患者比同龄未中风的同龄人更容易阻塞性睡眠呼吸暂停。因此，对于中风或短暂性脑缺血发作后的患者，应实施多导睡眠监测仪，有限通道设备和自动连续气道正压通气治疗睡眠呼吸暂停。
有创通气
气管插管
有几种神经病患者普遍接受的插管适应症（表3）。一般而言，插管决定通常是由神经系统缺陷引起的，例如格拉斯哥昏迷评分（GCS）9，颅内压升高的迹象，全身性（强直性阵挛性）癫痫发作，中脑梗死面积2/3动脉区和影像学中线移位。患有急性脑损伤（包括中风）的患者可能存在插管困难的风险，尤其是在怀疑有相关创伤的情况下。预测困难的气道对于选择合适的技术（即清醒的光纤与快速序列诱导）和工具（视频与直接喉镜检查）至关重要。在非紧急情况下，除了预期颅内压（ICP）升高的患者外，在预计会有困难的气道或通气时，应选择清醒插管。在这种情况下，快速插管是优选的，因为它限制了喉镜检查引起的ICP升高。对于中风患者而言，在插管过程中充足的氧气是必不可少的，以防止脆弱的大脑继发性损伤和ICP进一步升高。在重症患者中，以无创正压通气进行预充氧3分钟或以60-70L/min的速度加热高流量鼻导管（HFNC）可能比使用高流量（非循环呼吸）面罩的预充氧更有效。然而，有证据表明使用呼吸暂停氧合（与HHFNC在60-70升/分钟或在15升/分钟的鼻插管）喉镜。实际上，与正压通气相比，更多低氧血症患者的HHFNC饱和度降低较少。由于用％的氧气进行预充氧很容易并且没有严重的不良影响，因此建议在中风患者插管期间使用。一旦完成插管，应立即将氧气浓度降至最低的FiO2，这将导致SatO2≥95％。
呼吸机设定
应避免低氧血症和高/低碳酸血症，以减少继发性脑损伤的风险。PaCO2是脑血流的有力决定因素；然而，不仅高碳酸血症在中风患者中是危险的，而且在换气过度中也是危险的，因为脑血管收缩可引起脑组织缺氧并损害脑顺应性和血流。关于达到PaCO2目标的最佳呼吸频率和潮气量（VT），目前尚无共识，这组患者通常采用较高的VT。但是，严重的脑损伤后，VT升高既与急性肺损伤的危险增加和急性颅内压增高有关。同样，较高的行驶压力与ARDS的较高风险相关。此外，从急性肺损伤中康复的患者，吸气上升时间越短，吸气呼吸作用越短；同样，在15cmH2O的压力支持通气下，最低的循环关闭标准会降低呼吸频率并增加VT。在需要MV的重症患者中，VT进行保护性通气6mL/kg的压力，足够的正呼气末正压（PEEP）水平和将平台压限制在30cmH2O范围内，可将绝对死亡率降低10％。但是，测试用于肺部保护的通气策略的临床试验经常排除脑损伤的患者。因此，在神经危重环境中几乎没有评估呼吸机管理。确实，在患有急性脑损伤的重症患者中，使用保护性肺通气是有争议的，甚至可能是禁忌的，因为由于允许的高碳酸血症和在募集演习中使用高气道压力会增加ICP。在猪急性肺损伤模型中，与高VT相比，在低VT通气的动物中观察到脑氧合的重大改善。用脑损伤患者阿多中心试验（干预组在预干预组为36％和46％的人中风患者）认为保护性通气（V??≤7毫升/千克理想PBW和PEEP6–8cmH2O）可以显着提高第90天无呼吸机的天数，并降低死亡率。目前尚无针对中风患者最佳呼吸机设置的具体研究，只有大型研究中探讨保护性通气对结局的作用的少数患者中风。我们建议将Pplat保持在18至25cmH2O之间，并最小化呼吸频率以降低机械功率。需要进一步的研究来更好地定义需要MV的卒中患者的最佳VT。
PEEP
PEEP的应用可改善动脉氧合。然而，在脑损伤患者，谨慎是必要的，因为PEEP可加重或引发颅内高压。Mascia等建议ICP施加PEEP时显著增加，但仅在病人其中PEEP诱导的肺泡过度充气与二氧化碳分压随之增加2，而ICP保持恒定时PEEP导致肺泡的复张与二氧化碳分压无变化。在健康猪和中风猪的一项实验研究中，高PEEP水平（最高25cmH2O）不会损害ICP，脑氧合或局部脑血流。在出血性中风患者中应用高PEEP（最高20cmH20）会导致平均动脉压（MAP）和局部脑血流量显着降低，但进一步分析表明，区域脑血流量的变化取决于MAP的变化由于脑血管自动调节功能受损。Georgiadis等研究表明，即使维持MAP，即使在PEEP水平升高至12mmHg之后，PEEP对急性中风患者也可以是安全的。此外，最近在非ARDS患者中进行的一项试验表明，与高VT相比，低VT，低PEEP策略无劣。因此，如果维持血流动力学状态和葡萄球菌血症以最小化PEEP对脑灌注压的影响，并且PEEP的值低于ICP，以避免静脉流出减少，则PEEP被认为是安全的。从而对脑氧合产生有益的作用，而避免过度过度扩张并保持肺部静止。
肺复张
肺复张（RM）可以改善肺气体交换和呼吸力学。然而，它们也可能通过损害颈静脉流出并阻碍脑静脉返回右心房而引起颅内高压。在Bein及其同事的一项针对脑损伤（11名中风患者中有6名）和急性肺损伤的患者的研究中，容积RMs（包括最高60cmH2的峰值压力逐步升高30s）O和在接下来的30s中保持在相同水平的持续压力会导致脑部氧合作用恶化，同时会导致MAP降低和ICP升高，并严重降低了脑灌注压力。在9例脑损伤患者（其中6例为中风患者）中，采用了3cmH2O间歇性递增和PEEP递减的逐步RM，导致PEEP与ICP之间呈正相关，PEEP与脑灌注压（CPP）之间呈负相关。这些数据表明，PEEP对急性脑损伤患者的血压和脑灌注压力的影响差异很大，应用PEEP时严格的MAP和ICP监测是有益的。因此，在有中风和肺损伤的患者中使用RM可以安全地进行，特别是如果将PEEP的水平设置为低于ICP并保持有效的MAP。
俯卧位
与RMs相似，俯卧位被证明是改善氧合的有效技术，但对于中风和颅内顺应性下降的患者应谨慎使用，因为它可以增加胸腔内压力并提高ICP。只有一项研究俯卧位对呼吸衰竭影响的研究提供了卒中患者脑血流动力学的数据，但结果却相互矛盾。因此，中风患者俯卧位的益处和风险尚不清楚。Nekludov等发现肺氧合显着改善，但GCS≤8（其中3例中风）和肺损伤的8例患者中ICP升高。Thelandersson及其同事调查了11名神经科患者（其中5名中风），其俯卧位FiO20.4仅持续3h，并且发现全身性氧合增加，但与之前的研究不同，ICP或MAP均无明显变化。总之，俯卧位可能会给脑卒中患者带来挑战，因为存在发展颅内高压和置换神经监测工具的风险。但是，对于严重，难治性低氧血症和严格的多模式神经监测患者，可以考虑使用它。
其他通气策略
没有足够的研究来评估高频振荡通气（HFOV）在中风人群中的作用和安全性。从理论上讲，较高的平均气道压力可减少脑静脉引流，PCO2清除可能不足；对于严重的脑损伤患者，这两个方面都不可取。很少有观察性研究评估在患有急性脑损伤的成年人中使用HFOV，而对中风的
