摘要

本文目的

        即便限制潮气量(VT)为6ml/kg理想体重，呼吸机介导肺损伤(VILI)仍然会发生，尤其在那些充气容量减少(即婴儿肺，ARDS中非重力依赖区)的患者，事实上通气仅发生在残存的充气容量上。因为呼吸系统静态顺应性(CRS)受婴儿肺容积影响最大，VT/ CRS(即驱动压，ΔP)具有潜在帮助调整VT设定的可能。

最近的研究成果

        驱动压是与生存率变化相关性最强的通气参数，已被证实为机械通气各项设定影响急性呼吸窘迫综合征预后的关键中介指标。观察性研究认为ΔP大于14cmH20的患者死亡风险升高，但至今没有关于这一参数阈值的严格定义。俯卧位连同简单的通气调整，可以促进CO2清除，进而在稳定体内CO2情况下有助于降低ΔP。相关学者正在评价利用低流量体外CO2清除来进一步降低VT和ΔP的安全性和有效性。

总结

        作为一项可以在床边监测的参数，驱动压或许可以鉴别出将会发展为VILI或存在高死亡风险的患者。暂无研究前瞻性地评价了对ΔP进行干预是否与临床获益相关，但是对VT进行滴定以尽量降低ΔP在生理学上明显是有道理的，尤其是当这一数值超过了14 cmH20，且相关操作又不会降低CO2清除率的时候。

前言

        急性呼吸窘迫综合征(ARDS)发病率较高，可影响到ICU内23%的机械通气患者。ARDS情况下的肺具有不同程度通气不足的特点，可以分为不同大小的两个部分：一部分肺可以正常充气，此处通气是存在的，并可以反映出所观察到的患者的呼吸力学参数(即所谓的婴儿肺);另外一部分肺发生实变或者萎陷，不能发生气体交换，但仍然存在灌注，进而通过分流机制影响氧合。机械通气是救治ARDS的基础，其各项设定的目的在于部分恢复下降的肺通气容量和逆转氧合障碍。然而，此时机械通气主要作用于一个“小肺”，通过所谓的呼吸机介导肺损伤(VILI)加重、甚至促进新发的肺损伤。这一过程可描述为被压力(气压伤)和容积(容积伤)过负荷所驱使的全身性失调的炎症反应(生物伤)。

        为了寻找机械通气对生命支持的益处和其风险的平衡，过去的数十年间，学者们投入了大量的工作来发掘减少VILI在ARDS患者发生的策略：在2000年，学者们发现一种使VT为6ml/kg理想体重的保护性通气策略可以较传统通气策略(12ml/kg PBW)有效提高生存率。然而，同样存在可信的证据认为即使VT被限制在6ml/kg PBW，通气部分减少的患者仍然可能发生VILI。虽然静态应变描述了组织在给定压力下的形变，我们认为动态应变可以更好的评价组织形变以及VT所造成的VILI风险。动态应变的计算为VT与功能残气量的比值，不幸的是，功能残气量的评价在临床上不方便，使得动态应变仅局限于科研领域。

        最近，驱动压(ΔP)被推荐作为可以替代机械通气条件下动态应变的床边评估参数。

        在本文中，我们将会讨论ΔP的生理学意义，及其在ARDS患者设定VT方面的应用。

驱动压的生理学意义

        因为呼吸系统顺应性(CRS)与正常肺可用于通气的容积之比相对恒定，CRS的下降可以粗略的被用来评价功能残气量的下降。最近，Amato等猜测如果将VT用CRS而不是用PBW来规范化表示，我们将会更好的评价通气所带来的影响，并建议使用VT/CRS来代替肺动态应变。这一比值被命名为气道驱动压(ΔP)，可以在床边通过气道平台压减去呼气末正压而轻松地计算出来(ΔP=Pplat-PEEP)。

        气道驱动压是以VT进行通气时，需要克服呼吸系统弹性回缩(呼吸系统弹性，ERS)的压力。重要的是，尽管Pplat(平台压)代表在给定PEEP和VT条件下压力的输送，但ΔP仅反映因通气而产生的压力负荷。我们可能会有趣地发现这一方法在生理学上似乎是有道理的，因为更高的PEEP并不一定导致肺损伤，甚至还有可能减轻肺损伤、改善生存率，前提是不提高Pplat。

        气道驱动压为克服肺弹性(EL)的压力与克服胸壁弹性的压力之和：于是，ΔP用于扩张肺的那部分被称为肺驱动压(ΔPL)，可以直接由以下公式计算

        ΔPL=(Pplat-Pesend-insp)-(PEEP-Pesend-exp)

        或

        ΔPL=ΔP×(EL/ERS)，

        其中Pplat代表气道平台压，Ppesend-insp为吸气末食道压，PEEP为呼气末正压，Pesend-exp为呼气末食道压。

        虽然以吸气暂停0.3s时所测得的Pplat来计算ΔP和ΔPL较为可靠，但请注意应仔细测量呼气末暂停时的内源性PEEP，并以总PEEP来带入计算;以所设定的PEEP来近似替代总PEEP会高估ΔP和ΔPL。在Amato的效度研究中，就是以所设定的PEEP来计算ΔP和ΔPL，因为在大规模的数据中这一参数容易得到。另一需要留心的问题是，在一些气道塌陷的情况下，气道压可能并不能代表肺泡压。我们并不知道这一情况在ARDS患者中的发生率，但其在肥胖患者中曾被细致地描述。最后，在压力控制通气模式下，气道峰压常常被用来替代平台压，但两者仅为大致相同。

正压通气时的驱动压

        Amato等近期进行了一项中介效应分析，囊括了随机队列中2365名ARDS患者，分析个体数据来判定及权衡一些变量如ΔP，VT，VT/PBW，Pplat及PEEP对于生存率的影响。中介效应分析为一种统计学方法，用来评价一个特定的、受治疗小组分配严重影响的参数，其本身及分配程度对结果的影响。结果表明ΔP为与改善临床预后最为相关的通气参数;任何VT，VT/PBW，Pplat及PEEP的改变，只有当改善了ΔP，才能改善预后，ΔP似乎是各种呼吸机设定改善预后的最有效的中介效应参数。令人难忘的是，对于Pplat，当造成ΔP下降时，可以改善预后;当不能改变ΔP时，对预后没有影响;当使ΔP上升时，将会使预后恶化。同样地，鉴于单纯下调VT的绝对值而ΔP保持恒定并不能改善预后，在Pplat恒定的情况下，在设定VT时只有将CRS(VT/CRS=ΔP)也考虑进来，才能影响预后。

        最近一项涉及50个国家超过2000名ARDS患者的流行病学研究证实了ΔP对于呼吸机设定的重要价值：那些早期起病时ΔP小于14cmH2O的患者拥有更高的生存率。而且，研究观察到ΔP的五分位数与ICU死亡率之间存在线性关系(图1)。由此可猜测，虽然ΔP大于14cmH2O可预测不良预后，目前并未定义出这一参数可接受的阈值。需要注意的是，这一研究虽然证实了驱动压与预后的相关性、其外部有效性及其临床可重复性，但研究的设计初衷为描述广大机构对于ARDS的管理，缺少临床研究严格的设计步骤。

        ΔP受ECW影响，而ECW对于每一个患者是不同的。所以，用于评价ΔPL那部分的驱动压对于严格测量单独扩张肺而不是作用于胸壁的压力是十分必要的。Chiumello等近期研究认为ΔPL和ΔP关系密切，都与肺应力的改变相关，定义为由于PEEP和潮气量而导致的跨肺压升高。相反地，所设定的VT与VT/PBW并不能预测肺应力。他们同时定义了ΔPL>11.7cmH2O及ΔP>15cmH2O可以等同视为高肺应力(即>24cmH2O)的阈值。

        因为在大规模数据中应用食管压进行高级监测并不现实，目前缺少可参考的数据阐明了ΔP和ΔPL分别对预后的影响。在一项包含69名ARDS患者的队列研究中，我们并未发现ΔPL及ΔP对生存率的预测存在差异。对一项包括56名患者的有关PEEP设定策略的随机对照研究数据进行析因分析，发现ΔPL及ΔP在预测死亡方面有着相近的功效。在这一研究中，虽然呼吸系统ΔP的大部分与肺的因素相关，其中仍有很可观的比例(大致平均33%)受到了胸壁的影响。

自主呼吸时的驱动压

        ARDS时自主呼吸或许可以增加肺充气，预防膈肌萎缩，改善血流动力学。但是，由于高水平的肺应力和应变，重力依赖区的反复复张与萎陷以及摆动呼吸现象(气体从一侧肺呼出而被另一侧肺吸入，反之亦然的现象)，吸气努力会导致VILI。部分辅助性机械通气模式在ARDS恢复阶段常常被应用，但是缺少对ARDS患者自主呼吸时呼吸机制进行描述的相关数据。

        尽管辅助性机械通气时的气道压通常低于控制性机械通气时的气道压，动态跨肺压(PLdyn)在强烈的吸气努力时会达到很高的数值，动态跨肺压被定义为吸气时跨肺压的波动，可由气道压与食管压的差值得出。

        然而，当流量不为零时对PLdyn进行测量，其不光反映了呼吸系统的弹性，还反映了呼吸系统的阻力(气道阻力)。而且，气道阻力随流量变化而变化，这样会使得应用PLdyn来反映ΔP及ΔPL的变化变得很困难。Georgopoulos等发表了一项关于插管病人混合队列研究的结果，比较了控制通气时和成比例辅助通气时ΔP的差异。研究过程中持续测量CRS，进而可以对ΔP进行计算。研究者们观察到，重症患者在自主呼吸时可以根据个体呼吸系统顺应性调整VT，进而控制ΔP。所以，ΔP在控制性机械通气和辅助性机械通气时大致相似，多数时间低于15cmH2O，但VT却不同。作者建议将ΔP作为一项反馈机制的可行性目标，旨在限制肺损伤的发生。这在ARDS特定亚组中是否正确仍需进一步证实。

        Bellani等最近阐明了Pplat测量的可行性(吸气屏气2s后测量，旨在获得没有肌肉运动的时间段)，同时报道了肺泡压在控制性机械通气和辅助性机械通气时的表现。当PEEP设置相同时，在控制性机械通气与辅助性机械通气下，气道及肺的Pplat，CRS，CL和VT没有差异，反映出ΔP及ΔPL在这两种情况下也是相似的。这一研究所入选的患者病情较轻(平均PaO2/FiO2为224mmHg，平均CRS为43ml/cmH2O)。鉴于在压力支持通气模式下测量Pplat是可行的，进一步研究ARDS患者自主呼吸时ΔP的表现得到了保证。

降低驱动压的策略

        驱动压或许是在ARDS初始阶段对患者疾病严重程度及发生VILI风险进行分层的最有用的通气参数。此外，它还可以被视为一种评价治疗有效性及监测疾病进程的有效而简单的床边工具。

        限制ΔP可以获得相关的临床获益，这一猜测似乎在生理学上是有道理的，但是目前并没有研究前瞻性地评价了降低ΔP的综合措施是否可以改善临床预后。同时需要注意，目前缺少通过呼吸机设定而获得一个安全水平ΔP的证据。当前，限制ΔP等于或小于14cm H2O似乎是最明智的方法。

控制性机械通气时对驱动压的限制

        多种方式可以用来限制ARDS患者的ΔP。如Amato提到的，PEEP的设定可以显著改善ΔP，因为PEEP可以影响肺充气容积，进而影响CRS。但是，这方面内容超出了本文所讨论的内容，下文不再会提及。

俯卧位

        俯卧位可以改善ARDS患者生存率，这一说法已足具说服力。其中的机制可能是由于肺与胸壁的力学改变使气体分布更加均匀。Cornejo等的研究表明，当使用高水平PEEP，俯卧位可能会减少过度通气和肺泡的反复复张及萎陷，也可以轻度降低ΔP。这使我们联想到俯卧位对于生存率的影响或许与改变了ΔP相关。

肌松

        在疾病的早期阶段运用肌松已被证实可以改善患者的预后。用来解释这一证据的假想机制为肌松时跨肺压更低，由于避免了高应变的双循环呼吸和其他不同步，人机协调性得以改善。目前并不清楚这一情况是否能反映为ΔP或ΔPL的变化，但镇静及肌松是疾病早期阶段用来保证有效而严格的保护性及超保护性通气的重要手段。

增加

        当使用低潮气量时，患者可能会被动地发生不同程度的高碳酸血症或呼吸性酸中毒。一些简单、可用于床边的措施可以减少死腔，有利于下调VT的同时维持体内CO2平稳。加温湿化器较人工鼻更能减少设备的死腔，有利于CO2清除。Moran等进行了一项交叉对照研究，证实在使用加温湿化器的情况下，允许将VT从7.3降到6.1ml/kg PBW，同时将Pplat从25降到21cmH2O，而保持CO2不发生变化。因为在整个研究过程中PEEP是保持不变的(平均值为9cmH2O)，我们可以假设加温湿化器可以降低同Pplat相似水平的ΔP(即从16降至12 cmH2O)。

        一些学者提出较长的吸气屏气能够加强吸入VT与残余肺泡气体之间的弥散，促使CO2从肺泡内转移至气道中。Aguirre等最近报道了一项基于13例ARDS患者的研究结果，表明较长的吸气屏气(0.17至0.7s)可以减少死腔分数，增强CO2冲刷，最终允许下调VT和ΔP，且保证CO2稳定，不发生auto-PEEP。

利用

        前面已经重点提到过，一些患者即便保持VT为6 ml/kg PBW，发生过度通气的风险仍然较高。Bein等证实在使用静脉-静脉体外CO2清除(ECCO2-R)的同时使用将VT降至3 ml/kg PBW时，较标准的VT为6ml/kg PBW更能降低驱动压，但其临床获益(至成功脱机的时间)似乎仅局限于PaO2/FiO2低于150mmHg的亚组中。

        然而，为了获得像这样的VT降低，ECCO2-R系统中的高血流量(1.3l/min)是必要的，这一点限制了这一策略的临床应用。

        最近，新设备的可行性与安全性使得应用低流量ECCO2-R来维持超保护性通气成为可能。在一项初步研究中，15例中度ARDS患者接受了低至4 ml/kg PBW的VT，当最终发展为呼吸性酸中毒时，对患者启用了低流量的ECCO2-R。平均流量为420ml的ECCO2-R可以确保VT和ΔP明显减低，并且不发生高碳酸血症及其他副反应。一项与其设计相似但病例数更多的研究目前正在进行，将会提供更多确切的证据(NCT02282657)。

        鉴于ECCO2-R对于所有ARDS患者并不一定可行，相关研究的重点应立足于如何识别出能够从超保护性通气策略中获益的患者。

体外膜肺氧合

        体外膜肺氧合(ECMO)越来越多地被应用为一种对严重氧合障碍患者的施救疗法。理论上来说，鉴于ECMO提供氧合的同时可以对CO2进行完全的体外清除，此时通气策略的目的应为降低VILI的风险，而不需要提供任何CO2的冲刷。

        但是，ECMO期间的呼吸机设定仍存在争论，在不同国家和机构之间存在明显的差异。虽然一些观察性研究提示VT低于4ml/kg PBW、Pplat低于19-22cmH2O与生存率的改善相关，在使用高水平PEEP时后者是很难做到的。Serpa Neto等近期开展了一项个体患者数据的汇总分析，来研究ECMO状态下不同的呼吸机设定是否会影响患者的预后。ECMO的使用与更低的VT、Pplat和改善的CRS相关，但同样的是，治疗过程中ΔP的降低是唯一与提高生存率相关的呼吸机参数。而且，对于接受ECMO治疗的患者，CRS、VT和PEEP对死亡率的影响完全是通过ΔP的变化这一中介来作用的，提示了ΔP这一参数前文所提及过的潜在作用。

辅助性机械通气时驱动压的限制

        虽然镇静与肌松在ARDS早期被强烈推荐用于减少由患者自身引起的肺损伤，辅助性机械通气常常被用于疾病的恢复阶段。目前缺少ARDS患者自主呼吸时ΔP的相关数据。Mauri等证实对于ARDS恢复期的患者，通过ECCO2-R的使用可以控制吸气努力，PLdyn和VT。这是否与降低ΔP相关目前不得而知，需要进一步的研究进行证实。

结论

        驱动压可以用来识别高VILI风险及低生存率的患者。虽然缺少临床研究的证实，但调整呼吸机干预及VT来降低ΔP在生理学上是有道理的。避免将ΔP高于14 cmH2O是明智的，但目前暂未定义ARDS患者ΔP的确切个体阈值。