驅動壓在急性呼吸窘迫綜合征機械通氣中的研究進展

趙婷婷 劉虹 寇夕 王雪慧

1運城市中心醫院呼吸內科044000；2山西醫科大學第一醫院重癥醫學科，太原030001；3山西醫科大學第一臨床醫學院，太原030000

ARDS是臨床常見危重癥，其主要病理生理特征為大量肺泡塌陷，呼吸系統順應性下降，臨床最顯著的表現為難治性低氧血癥[1-2]。在過去的幾十年中，盡管我們對ARDS的病理生理特點有了更為深入的了解，但保護性機械通氣策略仍是ARDS患者最主要的生命支持手段[3]。保護性通氣策略即使用小潮氣量(tidal volume，VT)、限制吸氣平臺壓(plateau pressure，Pplat)，同時給予相對較高的呼氣末正壓(positive end-expiratory pressure，PEEP)以改善ARDS患者的存活率。然而，ARDS肺保護性通氣相關參數對預后的影響仍不明確，Amato等[4]通過對既往發表的9項關于ARDS的臨床研究數據進行分析發現，對于接受機械通氣的ARDS患者，驅動壓(driving pressure，ΔP)是決定患者預后的最重要的參數，與VT、PEEP和Pplat相比，ΔP能夠更好地預測ARDS患者的預后。應用ΔP指導機械通氣，ARDS患者可能更好地從中獲益。現對ΔP在ARDS中的研究與進展作一綜述。

1 ΔP的定義及生理學意義

ΔP指的是VT與呼吸系統順應性(respiratory system compliance，CRS)的比值，即VT/CRS。在床旁可由氣道平臺壓減去PEEP計算得出[4]。ARDS患者最顯著的特征為可通氣肺臟容積顯著減少，且肺部病變不均一，因而，即使按理想體質量給予相似的VT，也可產生不同程度的肺臟應力及應變[5]。CRS與可通氣肺臟的容積比例相對不變，故從CRS的降低程度可大體評估功能殘氣量的容積。與按照預測體質量對VT進行標準化相比，按CRS對VT進行標準化能夠更好地評估VT對殘存的正常肺組織產生的影響，故ΔP可替代動態應變指導臨床。一項納入50個國家2 000例ARDS患者的流行病學研究證實了ΔP在呼吸機參數影響中的重要性：在ARDS疾病早期，ΔP≤14 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)的患者生存率較高[6]。在ARDS早期，ΔP可能是最有用的呼吸機參數，其不僅可對患者病情的嚴重程度進行分層，而且可用于評估呼吸機相關性肺損傷(ventilator induced lung injury，VILI)的風險。

ΔP反映了給予VT后所產生的壓力負荷，也即克服呼吸系統彈性回縮力的壓力。呼吸系統彈性阻力(respiratory system elastic resistance，Ers)由肺組織彈性阻力(lung elastic resistance，EL)和胸壁彈性阻力(chest wall elastic resistance，Ecw)構成即ΔP是克服肺臟和Ecw的壓力的總和。正常情況下，Ecw占Ers的20%，而在一些ARDS患者，Ecw占Ers的比例可高達50%。用于擴張肺臟的ΔP，稱為跨肺驅動壓(lung driving pressure，ΔPL)，可由下列的公式計算得出：ΔPL=(Pplat-Pes-i)-(Peep-Pes-e)。在這個公式中，Pes-i為吸氣末食管壓，Pes-e為呼氣末食管壓。ΔP受Ecw的影響，不同患者之間的Ecw可能差異很大。因此，ΔPL可能較ΔP能更準確地反應肺組織擴張時所受應力大小[7]。但Chiumello等[8]最近報道ΔPL和ΔP密切相關，都與肺應力的改變相關，定義為由PEEP和VT引起的跨肺壓的升高。相反，VT或VT/預測體質量(predicted body weight，PBW)并不能預測肺應力，他們研究發現在檢測高的肺應力(即＞24 cm H2O)方面，ΔP＞15 cm H2O和ΔPL＞11.7 cm H2O具有等效閾值。在一項納入69例ARDS患者的隊列研究中，發現ΔP和ΔPL在預測生存率方面沒有任何差異。

2 ΔP指導ARDS機械通氣策略

ΔP可能是比VT、PEEP與預后聯系更緊密的相關因素。從生理學角度出發，干預和調整呼吸機相關參數以降低ΔP，具有一定合理性。此外，ΔP被認為是一種簡單的床旁評估工具，能夠可靠地評估干預措施的有效性。

2.1 ΔP指導避免VILI發生 機械通氣主要作用于ARDS患者肺臟的可通氣區域，可加重甚至誘發肺損傷，通常稱為VILI，其被描述為壓力或容量過負荷(即氣壓傷或容積傷)所引起的一種全身性播散的失調性炎癥反應(即生物傷)[9]。目前認為影響VILI的呼吸機參數設置主要包括VT、PEEP和Pplat。當給予的VT使得肺臟的應變大于0.27時，機械通氣可使得ARDS患者出現VILI[10]；PEEP的效應與肺臟的病變程度相關，給予合適的PEEP水平，能夠避免呼氣末肺泡塌陷，減輕肺泡反復開閉引起的VILI[11]；Pplat可以客觀反映肺泡內壓，是氣壓傷的正相關性壓力，低于30 cm H2O時發生氣壓傷的概率較低，而高于35 cm H2O時發生氣壓傷的概率明顯增高。高Pplat使肺泡壁處于一種被過度伸位狀態，造成肺泡上皮和血管內皮的損傷和通透性增加，出現高通透性肺泡水腫和肺損傷[12]。但在臨床實踐中，呼吸參數之間的相互影響，也可能會遇到相互矛盾的情況，使得很難確定VILI的決定性因素。

ARDS患者功能殘氣量下降，順應性降低，二者呈線性相關。順應性越低，給予相同VT后引起的應變越大，進而引起VILI發生率增高[13]。ARDS患者肺臟病變不一，對于不同的患者，難以準確估計功能殘氣量。ΔP作為VT與CRS的比值，實際上是將VT通過接受它的肺容積標準化，可以替代機械通氣條件下動態應變作為床邊評估參數[14]。而且，與肺應變相比，ΔP監測具有無創性，不需要特殊設備。此外，與VT和PEEP相比，ΔP能夠更好地預測ARDS患者的生存率[4]。

2.2 ΔP指導設置潮氣量 ARDS肺部病變可大體分為三部分，分別為正常通氣區、可復張區和實變區[15]。在重度ARDS患者中，實變可累及70%～80%的肺臟區域，只有不及20%肺臟區域可正常通氣[16]。2000年提出的保護性機械通氣策略按預測體質量6 ml/kg給予潮氣量，結果顯示能夠改善ARDS患者生存率[17]。然而，近來有研究顯示，對于肺臟可通氣區域小的患者，即使VT限制于6 ml/kg，這部分患者仍會發生VILI[18]。根據體質量標化VT與死亡風險無關，根據肺順應性標化VT與死亡風險相關，這提示肺保護性通氣策略應根據ARDS患者可通氣肺臟容積的大小進行調整，調節VT與可通氣肺臟功能區域相適應。目前可通過CT和電阻抗成像技術獲取肺臟圖像判斷肺臟可通氣容積以評估機械通氣VT及PEEP是否合適[19-20]。但CT需外出轉運患者，對重癥患者存在非常大的風險，且會使患者暴露于輻射環境中，因此降低了該方法的可行性。電阻抗成像技術能夠實時地顯示肺容積和VT的改變，但價格昂貴，絕大多數醫院配置的呼吸機不具有該項功能。

對于ARDS患者，CRS與肺臟的可通氣容積相關。因此，VT與CRS的比值——ΔP，對評估機械通氣VT合適與否至關重要。根據ΔP調節VT，使其與可通氣肺容積相適應，不僅具有理論依據，且具有臨床可行性，可在床旁監測，容易獲取[21]。Amato等[4]研究結果也顯示，與臨床結局改善最相關的呼吸參數為較低的ΔP、VT、VT/PBW、Pplat和PEEP這些參數的改變，只有當引起ΔP變化時，才影響臨床結局。ΔP是影響生存率的最重要的呼吸參數，Pplat改變與較低的ΔP相關時，方才會改善生存率；Pplat改變而ΔP不變時，對預后無改善；Pplat改變而ΔP增加時，會增加病死率。在Pplat穩定的情況下，根據呼吸系統順應性調整VT時，使ΔP降低，VT才對患者的預后有影響。

2.3 ΔP指導肺復張 肺復張是一個復雜的過程，其效應不僅取決于肺臟的可復張程度，也與維持肺擴張的PEEP水平相關。肺復張引起的過度擴張一直是臨床醫師的憂慮之一。肺臟的不均一性改變是ARDS的特征，故高PEEP對于ARDS患者可產生相互矛盾的結果，既可能通過降低肺不張程度減輕VILI，也可能使肺臟過度膨脹增加VILI[12]。通過ΔP指導調節肺復張和PEEP水平，逐步擴張肺臟，進而改變肺臟的呼吸力學特點，直至取得最大程度的肺復張，可能會進一步帶來有益效應[4]。肺順應性與能夠正常通氣的肺臟功能區域相關，一次成功的肺復張會改善肺臟順應性，進而增大肺臟功能區域，潛在地進一步降低ΔP，同時不伴有通氣的下降[22]。然而，肺復張的效應不僅取決于肺臟的可復張程度，也與維持肺擴張的PEEP水平相關，故需要確定及維持一個合適的PEEP水平，使其高于新復張肺臟的氣道閉合壓水平，同時使可能的ΔP最低。這不僅會維持更加均一的肺臟，改善呼吸力學特點，同時也會減輕去復張相關性肺損傷。

3 其他降低ΔP的策略

對于ARDS患者，使用不同策略限制ΔP，能夠改善患者的通氣和呼吸力學特點，降低VILI發生風險，可能會進一步增強保護性通氣策略的益處。目前，有多種方法被嘗試用于降低ΔP。Cornejo等[23]的研究顯示，當給予高PEEP水平時，俯臥位能夠降低過度通氣，減少肺泡的反復開閉，同時能夠輕度降低ΔP水平，因而研究者認為，俯臥位可能通過降低ΔP水平，進而改善了ARDS患者的生存率。此外，也有研究顯示較長的吸氣屏氣(0.17～0.7 s)可以減少死腔分數，增加CO2沖刷，最終使得VT和ΔP下調，且保證CO2穩定[24]。Serpa Neto等[25]最近對個體患者數據進行匯總分析，以探求在體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)期間不同的呼吸機參數設置是否會影響患者預后。ECMO的啟動與較低的VT、Pplat，以及CRS改善相關，但在治療期間較低的ΔP是與生存率改善相關的唯一的機械通氣參數。同時對于正在行ECMO治療的患者，CRS、VT和PEEP參數對死亡率的影響，完全由ΔP改變介導，最終提示該參數在這一特殊情形下的可能作用。

總之，ΔP可以早期識別高VILI風險及低生存率的ARDS患者。雖然目前缺少前瞻性對照研究評估ΔP以改善ARDS患者臨床預后，但在保護性肺通氣策略的基礎上，根據ΔP調整潮氣量和PEEP，同時指導肺復張策略，從ARDS的病理生理角度出發，具有其合理性，可能會降低VILI發生率，改善ARDS患者生存率。采用多種策略降低ΔP，ARDS患者可能進一步從保護性通氣策略中獲益。

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