驱动压在保护呼吸窘迫综合征肺的重要性解析

张 颖 朱光发

机械通气(mechanical ventilation，MV)是挽救成人呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrom，ARDS)患者生命的最重要治疗之一，但呼吸机使用不当可引起医源性肺损伤(呼吸机所致肺损伤， ventilator-induced lung injury,VILl)，加重患者肺脏的病理和功能损害，甚至导致死亡,一直受到临床高度关注[1-4]。从病理学角度上说ARDS肺脏由正常、不张和实变三种肺组织组成的不均匀性肺损伤，ARDS 患者多出现非均匀性的、弥漫性的肺泡损伤的病理变化，患者多存在下肺及背侧肺区的病变重，而上肺及前侧肺区的病变则比较轻微，患者的肺前部至背部可以区分为比较正常、陷闭及实变区[5]。其中，中到重度ARDS时，由于广泛性的肺不张、肺水肿和肺实变，正常肺组织仅剩20%～30%，因而是小肺或婴儿肺(baby lung)。机械通气特别是小潮气量的保护性通气方法是临床治疗ARDS 患者的主要方式，治疗ARDS时MV传统策略是用一定的VT(通常为10～12 mL/kg)以维持正常水平动脉血二氧化碳分压并加用呼气末正压(PEEP)以最大限度地提高动脉血氧分压(PaO2≥60mmHg，1mmHg=0.133kPa)，又不至于明显影响体循环。尽管上述传统MV策略能够有效地改善肺内气体交换、减少呼吸功，但相当一部分患者的肺功能还是进行性恶化并出现VILl、多脏器功能综合征(multipleorgan dysfunction syndrome，MODS)，最终死于多脏器功能衰竭 (mul-tiple organ failure,MOF)。VILI的发生取决于呼吸机和肺的相互作用，即呼吸机施加于肺的压力、容量、流速和频率以及肺实质对此的反应性，将机械通气使肺扩张时肺组织内所产生的压力称为应力，以跨肺压来评估。非生理性的应力、应变可导致VILI,将其作为机械通气的避免VILI的潜在目标，得到越来越多的关注。如果呼吸机应用10～12mL/kg(理想体质量，理想体质量计算方法：男性：理想体质量(kg)=50+0.91×[身高(cm)-152.4]；女性：理想体质量(kg)=45.5+0.91×[身高(cm)-152.4])的潮气量进行通气，不使用PEEP，正常的肺泡会因为过度膨胀造成损伤。同时，局部扩张的肺泡与萎陷肺泡之间产生剪切力进而加重肺损伤。这两种机制导致了VIL[6]。Nieman等[7]研究也证实这种潮汐式的肺容积变化所致的肺萎缩伤是VILI的根源之一。此外，在肺机械性损伤的基础上肺内炎性细胞聚集和炎症介质释放进一步促进了VILI的发生和发展(生物伤)。血浆可溶性尿激酶纤维蛋白溶酶原激活剂受体(suPAR)作为免疫炎症的一个生物指标，可以从侧面反映VILI的程度。过度通气引起肺组织过度拉伸导致大量例子通道开放，释放促炎因子[8]，MV还能促进肺内炎性细胞和炎性介质通过受损的肺泡-毛细血管屏障进入血液，从而引发或加重SIRS，并进一步发展成为MODS/MOF。

1998年Amato等9]首先提出提出肺保护性通气策略，将将53例早期ARDS分成2组，一组以常规MV(VT12 mL/kg，保证最低氧合的PEEP和正常PaCO2)，另一组以保护性MV(PEEP在P-V曲线LIP之上2.0 cmH2O(1cmH2O=0.098kPa)，VT≤6 mL/kg，优先使用压力限制型通气模式且驱动压<20 cmH2O,允许出现高碳酸血症)，结果发现保护性MV组与常规MV组相比，尽管所用的PEEP较高(最高达20 cmH2O)，VILI发生率明显降低(7%vs. 42%)，28天生存率提高(71%vs. 38%)，患者脱机率也提高(66%vs.29%)。继后有包括ARDS net在内的5项研究[ 10-14]比较了肺保护性机械通气对于ARDS的影响，由于患者的基础疾病、VT、PEEP、Pplat、合并症(肺炎、脓毒症)的不同，结果不一。2007年和2013年Petrucci等[ 15-16]分别对上述6项研究进行了荟萃分析，得出低VT(≤6mL/kg)和低Pplat(≤31cmH2O)显著降低ARDS患者住院并发症和病死率。

尽管如此，肺保护性MV关键参数，如低VT、低Pplat和高PEEP，均通过各自发挥效应，减轻肺脏过度牵拉和剪切力，减轻VILI。鉴于VILI是由多种因素如潮气量、驱动压、流速、PEEP及呼吸频率等综合作用的结果，因此临床研究各家参数设定标准不一，侧重点也不一样，而且临床医生设定参数也可能会遇到困境。如需要增加PEEP，VT不变的情况下，Pplat必然要增加，Pplat增加后是否增加VILI？再者，为了减少VILI，小VT是按照患者标准体质量计算出来的。实际上，如前所述，ARDS肺脏由于广泛充血、水肿、实变，可参加气体交换的肺脏显著减少(婴儿肺)，可参加集体交换肺组织多少可以通过呼吸系统顺应性(CRS)反映出来。如果采用CRS对VT进行校正，可能较单用VT更好，降低VILI。VT/CRS比值就是所说的驱动压(ΔP=Pplat-PEEP)。肺应力能直接反映作用于肺组织的压力，但临床检测比较繁琐，在患者胸壁弹性阻力无明显升高的前提下，驱动压的检测能够间接评估肺应力的变化。Amato等[ 17]对于先前的9项ARDS机械通气RCT研究，结果证实低ΔP与患者存活率具有显著相关性，单独调节VT或PEEP不能降低病死率，只有与降低ΔP平行的调节才能与生存率增加有关。驱动压在数值上等于平台压减去PEEP,当驱动压过大时，可能对对跨肺血管压力的变化大，容易产生血流动力学的不稳定从而增加患者的病死率。Bellani等[18]研究进一步证实，ARDS患者的病死率与驱动压的变化相关，并且驱动压控制在15cmH2O以内能够改善患者的临床预后。ARDS患者VT调应该是基于CRS进行校正，而不是标准体质量。至此，ARDS的机械通气治疗向前迈进了一步。

应用Amato等[ 17]的研究结果于临床还有许多问题。首先，ΔP没有上限，设定MV参数时，VT、Pplat和PEEP等需依患者具体情况，实行个体化通气。其次，跨肺压(Pplat-Ppl)是肺扩张的直接动力[1,19-20]，在Pplat和PEEP均相同的情况下，对于一个有较强自主呼吸内能的患者，由于胸腔产生负压，静态跨肺压也会提高，后者可导致严重肺水肿和损伤。对于中重度ARDS患者，过强的自主呼吸导致过大的潮气量会增加费应变加重肺损伤，所以Papazian等[21]研究提示，对于重度ARDS患者，早期肌松治疗能够改善患者的预后。对中重度ARDS患者，早期短时(48h)应用肌松剂可降低住院病死率、ICU病死率、28d病死率和气压伤发生率，且不增加ICU获得性肌无力发生率。再次，驱动压也会受到胸壁弹性阻力的影响，此时驱动压并不能真实的反应肺应力的变化。当胸壁弹性正常时，Pplat与跨肺压接近，但当胸壁顺应性显著降低时，如肥胖、大量胸腔积液、胸壁损伤、大量腹水、腹腔高压、严重水肿等，Pplat的一部分消耗在扩张胸壁上，其作用于扩张肺的部分压力(Ptp)随之而降低，吸气末Ptp过低，不能打开肺泡，肺泡募集减少，通气效率减低，呼气末Ptp为负值，肺泡陷闭，加重肺剪切损伤[22-23]。研究证明，ARDS患者胸壁弹性(Ecw)的影响占整个呼吸系统弹性的7%～67%[20]。这时测得的ΔP增加就是一种假象，不能真实地反映肺扩张的压力。临床应根据实际需要开展跨肺压检测，由于胸腔内压直接测定为有创性，临床上无法实施，临床常通过监测食管压的变化来间接反映胸腔内压的变化。最后，ΔP与患者预后研究是荟萃9项研究结果得出的结论，限定ΔP能否最终改善ARDS的预后还需采用多中心RCT研究加以论证。