驅動壓在保護呼吸窘迫綜合征肺的重要性解析

張 穎 朱光發

機械通氣(mechanical ventilation，MV)是挽救成人呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrom，ARDS)患者生命的最重要治療之一，但呼吸機使用不當可引起醫源性肺損傷(呼吸機所致肺損傷， ventilator-induced lung injury,VILl)，加重患者肺臟的病理和功能損害，甚至導致死亡,一直受到臨床高度關注[1-4]。從病理學角度上說ARDS肺臟由正常、不張和實變三種肺組織組成的不均勻性肺損傷，ARDS 患者多出現非均勻性的、彌漫性的肺泡損傷的病理變化，患者多存在下肺及背側肺區的病變重，而上肺及前側肺區的病變則比較輕微，患者的肺前部至背部可以區分為比較正常、陷閉及實變區[5]。其中，中到重度ARDS時，由于廣泛性的肺不張、肺水腫和肺實變，正常肺組織僅剩20%～30%，因而是小肺或嬰兒肺(baby lung)。機械通氣特別是小潮氣量的保護性通氣方法是臨床治療ARDS 患者的主要方式，治療ARDS時MV傳統策略是用一定的VT(通常為10～12 mL/kg)以維持正常水平動脈血二氧化碳分壓并加用呼氣末正壓(PEEP)以最大限度地提高動脈血氧分壓(PaO2≥60mmHg，1mmHg=0.133kPa)，又不至于明顯影響體循環。盡管上述傳統MV策略能夠有效地改善肺內氣體交換、減少呼吸功，但相當一部分患者的肺功能還是進行性惡化并出現VILl、多臟器功能綜合征(multipleorgan dysfunction syndrome，MODS)，最終死于多臟器功能衰竭 (mul-tiple organ failure,MOF)。VILI的發生取決于呼吸機和肺的相互作用，即呼吸機施加于肺的壓力、容量、流速和頻率以及肺實質對此的反應性，將機械通氣使肺擴張時肺組織內所產生的壓力稱為應力，以跨肺壓來評估。非生理性的應力、應變可導致VILI,將其作為機械通氣的避免VILI的潛在目標，得到越來越多的關注。如果呼吸機應用10～12mL/kg(理想體質量，理想體質量計算方法：男性：理想體質量(kg)=50+0.91×[身高(cm)-152.4]；女性：理想體質量(kg)=45.5+0.91×[身高(cm)-152.4])的潮氣量進行通氣，不使用PEEP，正常的肺泡會因為過度膨脹造成損傷。同時，局部擴張的肺泡與萎陷肺泡之間產生剪切力進而加重肺損傷。這兩種機制導致了VIL[6]。Nieman等[7]研究也證實這種潮汐式的肺容積變化所致的肺萎縮傷是VILI的根源之一。此外，在肺機械性損傷的基礎上肺內炎性細胞聚集和炎癥介質釋放進一步促進了VILI的發生和發展(生物傷)。血漿可溶性尿激酶纖維蛋白溶酶原激活劑受體(suPAR)作為免疫炎癥的一個生物指標，可以從側面反映VILI的程度。過度通氣引起肺組織過度拉伸導致大量例子通道開放，釋放促炎因子[8]，MV還能促進肺內炎性細胞和炎性介質通過受損的肺泡-毛細血管屏障進入血液，從而引發或加重SIRS，并進一步發展成為MODS/MOF。

1998年Amato等9]首先提出提出肺保護性通氣策略，將將53例早期ARDS分成2組，一組以常規MV(VT12 mL/kg，保證最低氧合的PEEP和正常PaCO2)，另一組以保護性MV(PEEP在P-V曲線LIP之上2.0 cmH2O(1cmH2O=0.098kPa)，VT≤6 mL/kg，優先使用壓力限制型通氣模式且驅動壓<20 cmH2O,允許出現高碳酸血癥)，結果發現保護性MV組與常規MV組相比，盡管所用的PEEP較高(最高達20 cmH2O)，VILI發生率明顯降低(7%vs. 42%)，28天生存率提高(71%vs. 38%)，患者脫機率也提高(66%vs.29%)。繼后有包括ARDS net在內的5項研究[ 10-14]比較了肺保護性機械通氣對于ARDS的影響，由于患者的基礎疾病、VT、PEEP、Pplat、合并癥(肺炎、膿毒癥)的不同，結果不一。2007年和2013年Petrucci等[ 15-16]分別對上述6項研究進行了薈萃分析，得出低VT(≤6mL/kg)和低Pplat(≤31cmH2O)顯著降低ARDS患者住院并發癥和病死率。

盡管如此，肺保護性MV關鍵參數，如低VT、低Pplat和高PEEP，均通過各自發揮效應，減輕肺臟過度牽拉和剪切力，減輕VILI。鑒于VILI是由多種因素如潮氣量、驅動壓、流速、PEEP及呼吸頻率等綜合作用的結果，因此臨床研究各家參數設定標準不一，側重點也不一樣，而且臨床醫生設定參數也可能會遇到困境。如需要增加PEEP，VT不變的情況下，Pplat必然要增加，Pplat增加后是否增加VILI？再者，為了減少VILI，小VT是按照患者標準體質量計算出來的。實際上，如前所述，ARDS肺臟由于廣泛充血、水腫、實變，可參加氣體交換的肺臟顯著減少(嬰兒肺)，可參加集體交換肺組織多少可以通過呼吸系統順應性(CRS)反映出來。如果采用CRS對VT進行校正，可能較單用VT更好，降低VILI。VT/CRS比值就是所說的驅動壓(ΔP=Pplat-PEEP)。肺應力能直接反映作用于肺組織的壓力，但臨床檢測比較繁瑣，在患者胸壁彈性阻力無明顯升高的前提下，驅動壓的檢測能夠間接評估肺應力的變化。Amato等[ 17]對于先前的9項ARDS機械通氣RCT研究，結果證實低ΔP與患者存活率具有顯著相關性，單獨調節VT或PEEP不能降低病死率，只有與降低ΔP平行的調節才能與生存率增加有關。驅動壓在數值上等于平臺壓減去PEEP,當驅動壓過大時，可能對對跨肺血管壓力的變化大，容易產生血流動力學的不穩定從而增加患者的病死率。Bellani等[18]研究進一步證實，ARDS患者的病死率與驅動壓的變化相關，并且驅動壓控制在15cmH2O以內能夠改善患者的臨床預后。ARDS患者VT調應該是基于CRS進行校正，而不是標準體質量。至此，ARDS的機械通氣治療向前邁進了一步。

應用Amato等[ 17]的研究結果于臨床還有許多問題。首先，ΔP沒有上限，設定MV參數時，VT、Pplat和PEEP等需依患者具體情況，實行個體化通氣。其次，跨肺壓(Pplat-Ppl)是肺擴張的直接動力[1,19-20]，在Pplat和PEEP均相同的情況下，對于一個有較強自主呼吸內能的患者，由于胸腔產生負壓，靜態跨肺壓也會提高，后者可導致嚴重肺水腫和損傷。對于中重度ARDS患者，過強的自主呼吸導致過大的潮氣量會增加費應變加重肺損傷，所以Papazian等[21]研究提示，對于重度ARDS患者，早期肌松治療能夠改善患者的預后。對中重度ARDS患者，早期短時(48h)應用肌松劑可降低住院病死率、ICU病死率、28d病死率和氣壓傷發生率，且不增加ICU獲得性肌無力發生率。再次，驅動壓也會受到胸壁彈性阻力的影響，此時驅動壓并不能真實的反應肺應力的變化。當胸壁彈性正常時，Pplat與跨肺壓接近，但當胸壁順應性顯著降低時，如肥胖、大量胸腔積液、胸壁損傷、大量腹水、腹腔高壓、嚴重水腫等，Pplat的一部分消耗在擴張胸壁上，其作用于擴張肺的部分壓力(Ptp)隨之而降低，吸氣末Ptp過低，不能打開肺泡，肺泡募集減少，通氣效率減低，呼氣末Ptp為負值，肺泡陷閉，加重肺剪切損傷[22-23]。研究證明，ARDS患者胸壁彈性(Ecw)的影響占整個呼吸系統彈性的7%～67%[20]。這時測得的ΔP增加就是一種假象，不能真實地反映肺擴張的壓力。臨床應根據實際需要開展跨肺壓檢測，由于胸腔內壓直接測定為有創性，臨床上無法實施，臨床常通過監測食管壓的變化來間接反映胸腔內壓的變化。最后，ΔP與患者預后研究是薈萃9項研究結果得出的結論，限定ΔP能否最終改善ARDS的預后還需采用多中心RCT研究加以論證。