驱动压在急性呼吸窘迫综合征机械通气中的研究进展

赵婷婷 刘虹 寇夕 王雪慧

1运城市中心医院呼吸内科044000；2山西医科大学第一医院重症医学科，太原030001；3山西医科大学第一临床医学院，太原030000

ARDS是临床常见危重症，其主要病理生理特征为大量肺泡塌陷，呼吸系统顺应性下降，临床最显著的表现为难治性低氧血症[1-2]。在过去的几十年中，尽管我们对ARDS的病理生理特点有了更为深入的了解，但保护性机械通气策略仍是ARDS患者最主要的生命支持手段[3]。保护性通气策略即使用小潮气量(tidal volume，VT)、限制吸气平台压(plateau pressure，Pplat)，同时给予相对较高的呼气末正压(positive end-expiratory pressure，PEEP)以改善ARDS患者的存活率。然而，ARDS肺保护性通气相关参数对预后的影响仍不明确，Amato等[4]通过对既往发表的9项关于ARDS的临床研究数据进行分析发现，对于接受机械通气的ARDS患者，驱动压(driving pressure，ΔP)是决定患者预后的最重要的参数，与VT、PEEP和Pplat相比，ΔP能够更好地预测ARDS患者的预后。应用ΔP指导机械通气，ARDS患者可能更好地从中获益。现对ΔP在ARDS中的研究与进展作一综述。

1 ΔP的定义及生理学意义

ΔP指的是VT与呼吸系统顺应性(respiratory system compliance，CRS)的比值，即VT/CRS。在床旁可由气道平台压减去PEEP计算得出[4]。ARDS患者最显著的特征为可通气肺脏容积显著减少，且肺部病变不均一，因而，即使按理想体质量给予相似的VT，也可产生不同程度的肺脏应力及应变[5]。CRS与可通气肺脏的容积比例相对不变，故从CRS的降低程度可大体评估功能残气量的容积。与按照预测体质量对VT进行标准化相比，按CRS对VT进行标准化能够更好地评估VT对残存的正常肺组织产生的影响，故ΔP可替代动态应变指导临床。一项纳入50个国家2 000例ARDS患者的流行病学研究证实了ΔP在呼吸机参数影响中的重要性：在ARDS疾病早期，ΔP≤14 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)的患者生存率较高[6]。在ARDS早期，ΔP可能是最有用的呼吸机参数，其不仅可对患者病情的严重程度进行分层，而且可用于评估呼吸机相关性肺损伤(ventilator induced lung injury，VILI)的风险。

ΔP反映了给予VT后所产生的压力负荷，也即克服呼吸系统弹性回缩力的压力。呼吸系统弹性阻力(respiratory system elastic resistance，Ers)由肺组织弹性阻力(lung elastic resistance，EL)和胸壁弹性阻力(chest wall elastic resistance，Ecw)构成即ΔP是克服肺脏和Ecw的压力的总和。正常情况下，Ecw占Ers的20%，而在一些ARDS患者，Ecw占Ers的比例可高达50%。用于扩张肺脏的ΔP，称为跨肺驱动压(lung driving pressure，ΔPL)，可由下列的公式计算得出：ΔPL=(Pplat-Pes-i)-(Peep-Pes-e)。在这个公式中，Pes-i为吸气末食管压，Pes-e为呼气末食管压。ΔP受Ecw的影响，不同患者之间的Ecw可能差异很大。因此，ΔPL可能较ΔP能更准确地反应肺组织扩张时所受应力大小[7]。但Chiumello等[8]最近报道ΔPL和ΔP密切相关，都与肺应力的改变相关，定义为由PEEP和VT引起的跨肺压的升高。相反，VT或VT/预测体质量(predicted body weight，PBW)并不能预测肺应力，他们研究发现在检测高的肺应力(即＞24 cm H2O)方面，ΔP＞15 cm H2O和ΔPL＞11.7 cm H2O具有等效阈值。在一项纳入69例ARDS患者的队列研究中，发现ΔP和ΔPL在预测生存率方面没有任何差异。

2 ΔP指导ARDS机械通气策略

ΔP可能是比VT、PEEP与预后联系更紧密的相关因素。从生理学角度出发，干预和调整呼吸机相关参数以降低ΔP，具有一定合理性。此外，ΔP被认为是一种简单的床旁评估工具，能够可靠地评估干预措施的有效性。

2.1 ΔP指导避免VILI发生 机械通气主要作用于ARDS患者肺脏的可通气区域，可加重甚至诱发肺损伤，通常称为VILI，其被描述为压力或容量过负荷(即气压伤或容积伤)所引起的一种全身性播散的失调性炎症反应(即生物伤)[9]。目前认为影响VILI的呼吸机参数设置主要包括VT、PEEP和Pplat。当给予的VT使得肺脏的应变大于0.27时，机械通气可使得ARDS患者出现VILI[10]；PEEP的效应与肺脏的病变程度相关，给予合适的PEEP水平，能够避免呼气末肺泡塌陷，减轻肺泡反复开闭引起的VILI[11]；Pplat可以客观反映肺泡内压，是气压伤的正相关性压力，低于30 cm H2O时发生气压伤的概率较低，而高于35 cm H2O时发生气压伤的概率明显增高。高Pplat使肺泡壁处于一种被过度伸位状态，造成肺泡上皮和血管内皮的损伤和通透性增加，出现高通透性肺泡水肿和肺损伤[12]。但在临床实践中，呼吸参数之间的相互影响，也可能会遇到相互矛盾的情况，使得很难确定VILI的决定性因素。

ARDS患者功能残气量下降，顺应性降低，二者呈线性相关。顺应性越低，给予相同VT后引起的应变越大，进而引起VILI发生率增高[13]。ARDS患者肺脏病变不一，对于不同的患者，难以准确估计功能残气量。ΔP作为VT与CRS的比值，实际上是将VT通过接受它的肺容积标准化，可以替代机械通气条件下动态应变作为床边评估参数[14]。而且，与肺应变相比，ΔP监测具有无创性，不需要特殊设备。此外，与VT和PEEP相比，ΔP能够更好地预测ARDS患者的生存率[4]。

2.2 ΔP指导设置潮气量 ARDS肺部病变可大体分为三部分，分别为正常通气区、可复张区和实变区[15]。在重度ARDS患者中，实变可累及70%～80%的肺脏区域，只有不及20%肺脏区域可正常通气[16]。2000年提出的保护性机械通气策略按预测体质量6 ml/kg给予潮气量，结果显示能够改善ARDS患者生存率[17]。然而，近来有研究显示，对于肺脏可通气区域小的患者，即使VT限制于6 ml/kg，这部分患者仍会发生VILI[18]。根据体质量标化VT与死亡风险无关，根据肺顺应性标化VT与死亡风险相关，这提示肺保护性通气策略应根据ARDS患者可通气肺脏容积的大小进行调整，调节VT与可通气肺脏功能区域相适应。目前可通过CT和电阻抗成像技术获取肺脏图像判断肺脏可通气容积以评估机械通气VT及PEEP是否合适[19-20]。但CT需外出转运患者，对重症患者存在非常大的风险，且会使患者暴露于辐射环境中，因此降低了该方法的可行性。电阻抗成像技术能够实时地显示肺容积和VT的改变，但价格昂贵，绝大多数医院配置的呼吸机不具有该项功能。

对于ARDS患者，CRS与肺脏的可通气容积相关。因此，VT与CRS的比值——ΔP，对评估机械通气VT合适与否至关重要。根据ΔP调节VT，使其与可通气肺容积相适应，不仅具有理论依据，且具有临床可行性，可在床旁监测，容易获取[21]。Amato等[4]研究结果也显示，与临床结局改善最相关的呼吸参数为较低的ΔP、VT、VT/PBW、Pplat和PEEP这些参数的改变，只有当引起ΔP变化时，才影响临床结局。ΔP是影响生存率的最重要的呼吸参数，Pplat改变与较低的ΔP相关时，方才会改善生存率；Pplat改变而ΔP不变时，对预后无改善；Pplat改变而ΔP增加时，会增加病死率。在Pplat稳定的情况下，根据呼吸系统顺应性调整VT时，使ΔP降低，VT才对患者的预后有影响。

2.3 ΔP指导肺复张 肺复张是一个复杂的过程，其效应不仅取决于肺脏的可复张程度，也与维持肺扩张的PEEP水平相关。肺复张引起的过度扩张一直是临床医师的忧虑之一。肺脏的不均一性改变是ARDS的特征，故高PEEP对于ARDS患者可产生相互矛盾的结果，既可能通过降低肺不张程度减轻VILI，也可能使肺脏过度膨胀增加VILI[12]。通过ΔP指导调节肺复张和PEEP水平，逐步扩张肺脏，进而改变肺脏的呼吸力学特点，直至取得最大程度的肺复张，可能会进一步带来有益效应[4]。肺顺应性与能够正常通气的肺脏功能区域相关，一次成功的肺复张会改善肺脏顺应性，进而增大肺脏功能区域，潜在地进一步降低ΔP，同时不伴有通气的下降[22]。然而，肺复张的效应不仅取决于肺脏的可复张程度，也与维持肺扩张的PEEP水平相关，故需要确定及维持一个合适的PEEP水平，使其高于新复张肺脏的气道闭合压水平，同时使可能的ΔP最低。这不仅会维持更加均一的肺脏，改善呼吸力学特点，同时也会减轻去复张相关性肺损伤。

3 其他降低ΔP的策略

对于ARDS患者，使用不同策略限制ΔP，能够改善患者的通气和呼吸力学特点，降低VILI发生风险，可能会进一步增强保护性通气策略的益处。目前，有多种方法被尝试用于降低ΔP。Cornejo等[23]的研究显示，当给予高PEEP水平时，俯卧位能够降低过度通气，减少肺泡的反复开闭，同时能够轻度降低ΔP水平，因而研究者认为，俯卧位可能通过降低ΔP水平，进而改善了ARDS患者的生存率。此外，也有研究显示较长的吸气屏气(0.17～0.7 s)可以减少死腔分数，增加CO2冲刷，最终使得VT和ΔP下调，且保证CO2稳定[24]。Serpa Neto等[25]最近对个体患者数据进行汇总分析，以探求在体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)期间不同的呼吸机参数设置是否会影响患者预后。ECMO的启动与较低的VT、Pplat，以及CRS改善相关，但在治疗期间较低的ΔP是与生存率改善相关的唯一的机械通气参数。同时对于正在行ECMO治疗的患者，CRS、VT和PEEP参数对死亡率的影响，完全由ΔP改变介导，最终提示该参数在这一特殊情形下的可能作用。

总之，ΔP可以早期识别高VILI风险及低生存率的ARDS患者。虽然目前缺少前瞻性对照研究评估ΔP以改善ARDS患者临床预后，但在保护性肺通气策略的基础上，根据ΔP调整潮气量和PEEP，同时指导肺复张策略，从ARDS的病理生理角度出发，具有其合理性，可能会降低VILI发生率，改善ARDS患者生存率。采用多种策略降低ΔP，ARDS患者可能进一步从保护性通气策略中获益。

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