機械通氣中驅動壓與肺保護通氣策略的關系研究進展

楊唯奕，石夢竹，劉海林，桂波，張志捷

1 南京醫科大學附屬淮安第一醫院麻醉科，江蘇 淮安 223000；2 南京醫科大學第一附屬醫院麻醉科

肺保護通氣是目前常用于臨床的機械通氣策略，被廣泛應用于減少外科手術后肺部并發癥（PPCs）的發生，包括小潮氣量（VT）、有限的呼氣末正壓（PEEP）及吸氣平臺壓（Pplat）和肺復張手法（RM）。近期發表的一篇Meta分析認為，PPCs的發生及預后可能與術中機械通氣時的VT和PEEP并不相關，而與高驅動壓顯著相關，或者說，當VT和PEEP的變化影響驅動壓時，兩者才與PPCs呈現相關性［1］。驅動壓是指克服呼吸系統彈性阻力促使肺泡開放的壓力，呼吸系統順應性（Crs）指單位肺內壓引起肺容積的變化，從呼吸力學角度解釋，Crs=VT／驅動壓，所以驅動壓=VT/Crs。臨床上在沒有自主呼吸的情況下，驅動壓可簡化計算為Pplat-PEEP［2］。隨著肺保護策略研究的進一步深入，凡是能夠防止PPCs發生的策略都具有納入肺保護通氣策略的可能?，F就近年來驅動壓與肺保護通氣策略之間的關系做一綜述，旨在為臨床機械通氣策略相關研究提供參考。

1 驅動壓與小VT的關系

一項薈萃分析顯示，對于已存在急性肺損傷或呼吸衰竭的患者行小VT機械通氣可以降低患者病死率及住院期間機械通氣時長［3］。SERPA 等［4］及SCHULTZ等［5］的研究也均表明，小VT通氣的確對外科手術患者的預后有益。因此，之后的許多臨床工作及相關研究均將小 VT（＜6 mL/kg）及 Pplat＜30 mmHg作為肺保護通氣策略的參考標準。然而，FERNANDEZ-BUSTAMANTE等［6］在對1 202例機械通氣患者的數據進行分析后發現，在推薦的肺保護通氣背景下，PPCs在美國麻醉醫師協會分級3級的患者中仍十分常見，提示小VT肺保護通氣策略對肺損傷的改善是有限的。BUGEDO等［7］將急性呼吸窘迫癥（ARDS）患者分為兩組行對照通氣試驗，發現肺保護性通氣組（VT 6.0～7.6 mL/kg）的驅動壓鮮有超過17 cmH2O，而非肺保護性通氣組（VT 10.2～12.0 mL/kg）的驅動壓多已超過了20 cmH2O，這提示通過控制VT的大小來限制驅動壓是可行的。肺部存在基礎病變的患者，其功能殘氣量多是降低的，若此時仍依照預測體質量（PBW）的潮氣量（6～8 mL/kg）行傳統小VT通氣，則存在肺泡過度擴張可能。此時，應降低VT來獲取較低的氣道驅動壓從而減少肺損傷。如果能通過減少VT，將驅動壓限制在一定的安全范圍內，以此來個性化調節符合患者的呼吸參數，將會減少呼吸機相關性肺損傷，改善患者的預后。

通常來說，降低VT會降低驅動壓（驅動壓=VT/Crs），但這僅局限于VT的減少不會導致肺泡塌陷的范圍內。在某些情況下，尤其是當PEEP水平不恰當時，VT的增加也能導致驅動力降低［8］，此時可能由于肺不張因VT的增加而減少，肺的順應性也相應增加。根據肺部三維CT掃描，基于患者PBW的肺部容積計算結果通常與實際肺部大小（功能性肺容積）不一致。PBW高的患者肺容量通常低于PBW較低的患者，患者實際肺容量和PBW之間的相關性較差（r=0.58～0.65），而這種情況在肺順應性低的患者中表現更為明顯［9］。由于PBW通常不能可靠地反映患者的實際肺容積，并且患者肺基礎存在一定異質性，即功能性肺容積不同，因此，即使是6～8 mL/kg PBW的正常 VT 也可能不是一個合適的選擇。一項針對ARDS患者的Meta分析顯示，患者出現氣壓傷的比例和病死率均在驅動壓超過15 cmH2O時急劇增加［10］。另一項納入778例受試者的回顧性隊列分析表明，在驅動壓＞19 cmH2O時受試者的死亡風險逐漸增加［11］。

由上可見，驅動壓代表了施加在肺部的壓力，限制驅動壓可使VT與功能性肺更好地匹配，尤其是在肺部嚴重受損的患者中。盡管尚未進行前瞻性臨床試驗以更好地鞏固驅動壓與病死率之間的關系，但目前的證據支持對驅動壓進行常規監測，以確?；颊卟粫蝌寗訅哼^高而產生不良臨床結果。因此，由驅動壓力引導的VT滴定可能是有益的。

2 驅動壓與PEEP的關系

PEEP被提出并應用于臨床已有40多年的歷史，適當的PEEP水平可防止肺泡塌陷，保持肺泡持續開放，提高患者氧合通氣/血流量比值，減少剪切傷發生。目前，PEEP水平的設定仍存在較大爭異，既往研究認為，高水平的PEEP具有肺保護作用，然而近年來有文章否認了這一觀點［12］。隨之有研究表明，肺功能正常的全身麻醉患者合理PEEP值的異質性很大［13］。在此背景下，提出了“個體化PEEP”的新概念，旨在根據患者的個體特征（如肺動態順應性和驅動壓）找到最佳PEEP。一項納入17個隨機對照試驗的薈萃分析發現，驅動壓與PPCs的發生單獨相關，而與VT和PEEP無關；并且，驅動壓每上升1 cmH2O，PPCs發生率增加1.16倍［1］。在該研究的亞組分析中發現，如果高PEEP增加了驅動壓，則高PEEP與PPCs發生高度相關；如果同樣高的PEEP可以降低驅動壓，則似乎可以減少PPCs發生率［1］。

關于PEEP滴定，近幾年的研究大多規模較小，研究人員比較了兩種設置PEEP的方法：使氧合最大化方法及使肺順應性最大化方法。這兩種方法都改善了臨床表現，但與基于氧合最大化的PEEP相比，使用驅動壓指導設置PEEP可減少肺水腫、降低炎癥細胞因子水平并降低肺損傷評分［14］。在一項關于腹部手術患者的研究中，實驗組即PEEP滴定組取獲得最高肺順應性時的PEEP值，對照組則接受5 cmH2O的固定PEEP。該研究結果顯示，與對照組相比，實驗組驅動壓降低了28%［15］。PEREIRA等［13］在進行腹部手術中的同時，使用電阻抗斷層掃描來監測能夠最大限度減少肺塌陷和過度擴張的PEEP值，該研究結果表明，與4 cmH2O的固定PEEP相比，PEEP滴定更能降低驅動壓。該研究同時使用肺部CT檢測肺不張面積，發現與4 cmH2O固定PEEP組相比，PEEP滴定組顯示出更少的術后肺不張；且與開放手術相比，腹腔鏡手術中PEEP滴定對降低驅動壓及減少肺不張的效果更優，這提示腹腔鏡手術患者可能從個體化PEEP中受益更多。PARK等［16］的研究將胸部手術患者分為兩組，一組行傳統肺保護性通氣，另一組行驅動壓引導通氣。驅動壓引導通氣組對PEEP進行滴定，取最低驅動壓時的PEEP值并應用于整個單肺通氣過程；常規肺保護通氣組則應用5 cmH2O的固定PEEP；結果顯示，常規肺保護通氣組PPCs發生率為12.2%，驅動壓引導通氣組為5.5%，兩者差異存在統計學意義。分析該結果可以發現，驅動壓引導通氣組中較低的PPCs發生率可能得益于個體化PEEP以及更低的驅動壓。由上可見，PEEP滴定可以降低驅動壓，并有可能成為指導通氣的一種方式。

目前還沒有降低驅動壓的成熟技術。驅動壓力的變化取決于PEEP和VT［驅動壓=Pplat-PEEP=VT/Crs］。因此，PEEP和VT的調整都有可能降低驅動壓力。目前有關驅動壓滴定PEEP或VT的研究均較少，有待進一步的研究和探索。

3 驅動壓與RM的關系

在開始進行PEEP滴定以測量驅動壓力之前，RM也是必不可少的。如今，開放肺方法（OLA）因RM技術而使用的更為頻繁。常用的RM方法有兩種，一種是在固定的吸氣峰值壓力下保持肺部充氣5～30 s，另一種方法是將RM與個體化PEEP相結合［17-18］。通常第二種方法選擇較多，因為較高的固定吸氣峰值壓力更容易導致血流動力學不穩定。

FERRANDO等［18］研究顯示，行OLA（RM+PEEP滴定+RM）組較標準術中通氣組（5 cmH2O的固定PEEP，無RM）驅動壓低。OLA中的PEEP是在RM操作后，達到最佳呼吸系統動態順應性時獲得的，在術中應用時產生了良好的生理效應［19-20］。PEI等［20］的研究分析了兩個肺功能指標：靜態肺順應性和驅動壓，結果表明，RM在降低驅動壓的同時提高了靜態肺順應性，這可能是RM減少PPCs的機制。同樣，在ARDS患者中，基于OLA的個體化PEEP會產生更有利的生理反應，且與根據ARDSnet通氣策略設置PEEP相比具有更低驅動壓［17］。

在一項面向腹部手術患者的研究中，RM與個體化PEEP的結合能夠恢復呼氣末肺容積，將通氣重新分配到與插管前相似的水平，并能在整個手術過程中保持這種水平；且在氣腹期間，驅動壓僅為固定PEEP組的一半［21］。

一項驅動壓引導PEEP滴定的對比研究分為遞增式滴定PEEP與遞減式滴定PEEP兩種模式，兩種模式均以獲得最小驅動壓為目的，在2～16 cmH2O的范圍內以2 cmH2O為梯度遞增或遞減PEEP，并且遞減模式在滴定前后均會行RM。該研究結果表明，遞減模式中獲得的驅動壓低于遞增模式，且遞減模式中獲得的氧合指數顯著增加。OLA實施期間兩種以驅動壓為導向的PEEP滴定策略均能產生有益生理效應，但與遞增PEEP滴定方法相比，RM后遞減式滴定在降低驅動壓和改善氧合方面更有效，特別是對于術中驅動壓較高（＞14 cmH2O）的患者［22］。一項旨在綜合評估基于小VT通氣策略的個體化PEEP和RM對腹部手術期間肺功能和血流動力學影響的網絡薈萃分析指出，個體化PEEP+RM組在氧合指數和動態肺順應性方面均優于單純個體化PEEP組［23］。既往的一個數學模型揭示了在RM后遞減試驗中，獲得最大肺順應性時的PEEP水平與預設的開放肺PEEP（即最佳PEEP）之間存在一致關系的可能。然而，這種關系在沒有RM的遞增試驗中是不一致的［24］。這一假設在后來的一項與ARDS肥胖患者相關的臨床試驗中被證實［25］。但這些研究中，由于RM屬于OLA中的一部分，故區分PEEP和RM的獨立作用是較難實現的，但也不能排除遞減模式的優勢是來源于RM的實施。盡管任意水平的PEEP對驅動壓的影響是不可預測的，但在進行RM后的個體化PEEP顯然與驅動壓的降低有關。

綜上所述，已有多項研究表明驅動壓與機械通氣患者的生存、病死率密切相關，機械通氣期間較高的驅動壓往往提示較差的預后，將驅動壓控制在相對安全的范圍是指導通氣策略的新目標。通過滴定PEEP來限制驅動壓是目前最主要的方法，在腹部、胸部手術或是肥胖患者的研究中，個體化PEEP的應用改善了氧合、降低了PPCs的發生［25-27］。OLA在多個實驗中表現出了更優的呼吸生理狀態和預后。雖然目前尚無統一的驅動壓引導通氣策略設定方法，但無論是基于最小驅動壓還是將驅動壓控制在一定水平下的方法，都是避免高驅動壓引起預后不良的明確途徑。令人遺憾的是，眾多研究中對主動控制驅動壓以減少并發癥或改善預后以及如何主動控制驅動壓并沒有一個明確的結論，因此需要更多的前瞻性高質量研究來評估驅動壓力和PEEP滴定對臨床結果的獨立作用。