優(yōu)化調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)壓在肺保護(hù)性通氣策略中的研究進(jìn)展

陳吉祥 盧靜

1濱州醫(yī)學(xué)院第二臨床醫(yī)學(xué)院，煙臺(tái) 264000；2臨沂市人民醫(yī)院麻醉科，臨沂 276000

隨著全球外科手術(shù)量的逐年增加，接受機(jī)械通氣的患者數(shù)量呈上升趨勢(shì)，圍手術(shù)期術(shù)后肺部并發(fā)癥（postoperative pulmonary complications，PPCs）發(fā)生率5%～40%，這導(dǎo)致患者住院時(shí)間延長、費(fèi)用增加、并發(fā)癥和病死率居高不下［1］。因此，減少PPCs對(duì)改善患者的預(yù)后起到了至關(guān)重要的作用。為了減少呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷（ventilator induced lung injury，VILI）、降低PPCs發(fā)生率，臨床上提出了肺保護(hù)性通氣策略。傳統(tǒng)的肺保護(hù)性通氣策略包括小潮氣量（VT）+適當(dāng)呼氣末正壓通氣（positive end expiratory pressure，PEEP）+間斷肺復(fù)張，相關(guān)研究證明，傳統(tǒng)肺保護(hù)性通氣策略可以有效減少PPCs的發(fā)生率［2-3］。但最近有研究發(fā)現(xiàn)，即使采用肺保護(hù)性通氣策略，仍不能避免VILI的發(fā)生［4-5］。一項(xiàng)關(guān)于急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）的臨床研究發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)壓是影響患者預(yù)后最密切的因素，當(dāng)驅(qū)動(dòng)壓低于15 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）時(shí)，死亡風(fēng)險(xiǎn)明顯下降［6］。因此，驅(qū)動(dòng)壓受到越來越多的關(guān)注。通過驅(qū)動(dòng)壓指導(dǎo)個(gè)體化肺保護(hù)性通氣策略，對(duì)降低PPCs發(fā)生率、促進(jìn)患者快速康復(fù)具有重要的臨床意義。

驅(qū)動(dòng)壓

驅(qū)動(dòng)壓是呼吸系統(tǒng)克服彈性阻力完成吸氣過程的壓力，是驅(qū)動(dòng)整個(gè)呼吸系統(tǒng)做擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)的直接動(dòng)力。對(duì)于機(jī)械通氣患者，驅(qū)動(dòng)壓可以由平臺(tái)壓（Pplat）減去PEEP計(jì)算得出［7］。由于呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性反映了單位壓力導(dǎo)致的肺容積改變，即呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性=VT/（Pplat-PEEP）=VT/驅(qū)動(dòng)壓，所以驅(qū)動(dòng)壓=VT/呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性［8］。當(dāng)呼吸機(jī)給予機(jī)械通氣患者固定VT時(shí)，驅(qū)動(dòng)壓越小則呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性越大。根據(jù)理想體質(zhì)量給予的VT因患者個(gè)體差異也會(huì)產(chǎn)生不同程度的肺應(yīng)變和肺應(yīng)力，造成肺損傷［9］，而呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性與可通氣肺容積比值較為固定，因此，根據(jù)驅(qū)動(dòng)壓評(píng)估患者的可通氣肺容積比根據(jù)理想體質(zhì)量計(jì)算的肺容積更合理。呼吸系統(tǒng)彈性阻力由肺組織彈性阻力和胸廓彈性阻力構(gòu)成，即驅(qū)動(dòng)壓是克服肺組織彈性阻力和胸廓彈性阻力的壓力之和。其中，克服肺組織彈性阻力的壓力是跨肺驅(qū)動(dòng)壓（lung driving pressure，ΔPL），克服胸廓彈性阻力的壓力是食管驅(qū)動(dòng)壓（esophageal driving pressure，DPeso），即ΔPL=驅(qū)動(dòng)壓-DPeso。由于胸廓彈性阻力的影響，ΔPL實(shí)際上更能準(zhǔn)確地反映肺順應(yīng)性。但相對(duì)于有一定測(cè)量難度的ΔPL，驅(qū)動(dòng)壓則更容易測(cè)量［10］。當(dāng)前一些研究證實(shí)了驅(qū)動(dòng)壓在減少機(jī)械通氣患者肺損傷和改善患者預(yù)后方面存在優(yōu)勢(shì)。一項(xiàng)納入了2 000例ARDS患者的研究發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)壓≤14 cmH2O的ARDS患者生存率較高［11］。Amato等［6］研究發(fā)現(xiàn)，VT、Pplat、PEEP與ARDS患者的病死率無相關(guān)性，而與病死率相關(guān)的是驅(qū)動(dòng)壓力，以驅(qū)動(dòng)壓為導(dǎo)向的通氣策略可以有效改善患者預(yù)后。Chiumello等［12］在一項(xiàng)納入了150例ARDS患者的回顧性研究中，記錄了機(jī)械通氣時(shí)5 cmH2O PEEP和15 cmH2O PEEP時(shí)患者的肺應(yīng)力、驅(qū)動(dòng)壓，對(duì)患者驅(qū)動(dòng)壓和肺應(yīng)力的相關(guān)性進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在兩種PEEP水平下，驅(qū)動(dòng)壓與肺應(yīng)力顯著相關(guān)，高驅(qū)動(dòng)壓會(huì)導(dǎo)致患者高肺應(yīng)力。上述幾項(xiàng)研究結(jié)果表明，驅(qū)動(dòng)壓指導(dǎo)的肺通氣策略可以在機(jī)械通氣過程中維持較低的驅(qū)動(dòng)壓，減輕肺應(yīng)力和肺應(yīng)變，從而減輕VILI的嚴(yán)重程度，達(dá)到降低PPCs發(fā)生率和改善預(yù)后的目的。

驅(qū)動(dòng)壓指導(dǎo)個(gè)體化肺保護(hù)性通氣

驅(qū)動(dòng)壓可能是比VT、PEEP、Pplat與機(jī)械通氣患者預(yù)后更緊密的相關(guān)因素。從生理學(xué)和呼吸動(dòng)力學(xué)層面出發(fā)，調(diào)整呼吸機(jī)相關(guān)參數(shù)來降低驅(qū)動(dòng)壓是具有一定的合理性的。與此同時(shí)，通過簡(jiǎn)單計(jì)算便可得出的驅(qū)動(dòng)壓，可以作為一種有效的評(píng)估工具，評(píng)估當(dāng)前呼吸機(jī)參數(shù)的安全性和有效性，并提示醫(yī)務(wù)人員及時(shí)做出相應(yīng)的調(diào)整［13］。

1.驅(qū)動(dòng)壓指導(dǎo)VT

當(dāng)前肺保護(hù)性通氣策略提倡小VT通氣，其目的是防止大VT和高氣道壓造成容量傷、氣壓傷，避免肺泡因過度膨脹而發(fā)生VILI。為了減少VILI的發(fā)生率，圍手術(shù)期患者一般推薦使用的VT為6～8 ml/kg（理想體質(zhì)量）［14］。然而對(duì)于功能殘氣量（functional residual capacity，F(xiàn)RC）明顯降低的患者，比如ARDS患者，根據(jù)理想體質(zhì)量估算的肺容積可能高于真實(shí)肺容積，此時(shí)若依舊經(jīng)驗(yàn)性地使用VT可能引起肺泡過度膨脹，造成VILI［15］。當(dāng)前對(duì)于個(gè)體化VT的設(shè)置仍處于探索之中。對(duì)于大部分肺功能正常的患者，僅使用小VT通氣而不施加足夠的PEEP可能會(huì)增加肺不張的發(fā)生。PEEP的重要性在于能夠減少驅(qū)動(dòng)壓，同時(shí)能夠有效減少肺的動(dòng)態(tài)應(yīng)變。當(dāng)小VT聯(lián)合一定水平的PEEP后，只有驅(qū)動(dòng)壓降低，VILI的發(fā)生率才會(huì)真正下降。Blank等［16］回顧性分析了1 019例胸外科單肺通氣（one-lung ventilation，OLV）患者的圍手術(shù)期數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，發(fā)生PPCs的患者組和未發(fā)生PPCs的患者組之間平均PEEP值（4.2 cmH2O）相同，而在該相同PEEP條件下，VT每增加1 ml/kg，PPCs的發(fā)生率下降16%，這可能是因?yàn)檫m當(dāng)增加VT減少了肺動(dòng)態(tài)應(yīng)變和肺不張的發(fā)生。在沒有設(shè)定VT參數(shù)時(shí)，驅(qū)動(dòng)壓可能與OLV胸外科手術(shù)PPCs正相關(guān)，驅(qū)動(dòng)壓力增加1 cmH2O PPCs發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加3.4%。PPCs發(fā)生率隨著術(shù)中驅(qū)動(dòng)壓升高而升高，而該研究中驅(qū)動(dòng)壓的變化可能與VT的變化有關(guān)。有研究顯示，在設(shè)定PEEP為5 cmH2O，驅(qū)動(dòng)壓相等的情況下，小VT（6 ml/kg）組與大VT（12 ml/kg）組患者在上腹部手術(shù)術(shù)后的肺功能無明顯差異［17］。Bugedo等［18］收集整理了多項(xiàng)關(guān)于ARDS通氣策略的相關(guān)研究數(shù)據(jù)，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)小VT組的驅(qū)動(dòng)壓明顯低于大VT組。根據(jù)呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性=VT/驅(qū)動(dòng)壓，當(dāng)呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性不變時(shí)，VT下降，驅(qū)動(dòng)壓降低。通過調(diào)節(jié)呼吸機(jī)VT，降低肺應(yīng)變，將驅(qū)動(dòng)壓降低至安全范圍值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)患者的個(gè)體化VT設(shè)置，有助于減少VILI，降低PPCs發(fā)生率，實(shí)現(xiàn)患者快速康復(fù)。

2.驅(qū)動(dòng)壓指導(dǎo)PEEP

PEEP對(duì)于機(jī)械通氣患者的重要性在于能夠減少通氣過程中的驅(qū)動(dòng)壓和動(dòng)態(tài)肺應(yīng)變。相關(guān)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)充分證實(shí)，合適的PEEP不僅可以穩(wěn)定肺泡，而且可以減少動(dòng)態(tài)肺應(yīng)變?cè)斐傻姆螕p傷［19-21］。然而，由于手術(shù)方式和個(gè)人因素的差異，能夠滿足患者機(jī)械通氣所需的PEEP值也是不同的。PEEP設(shè)置過高會(huì)導(dǎo)致氣道壓增高，引起肺泡過度膨脹，產(chǎn)生容積傷；PEEP設(shè)置過低則無法維持肺泡開放狀態(tài)，引起肺泡萎陷、肺不張，萎陷肺組織順應(yīng)性下降，進(jìn)而造成肺功能區(qū)域減少［22-23］。Walkey等［24］在一項(xiàng)關(guān)于ARDS患者的meta分析中發(fā)現(xiàn)，高PEEP患者［（15.1±3.6）cmH2O］與低PEEP患者［（9.1±2.7）cmH2O］相比，病死率未見明顯差異。與低PEEP患者相比，高PEEP患者也沒有明顯減少氣壓創(chuàng)傷、新器官衰竭發(fā)生率和呼吸機(jī)使用天數(shù)。這進(jìn)一步證明了過高或過低的PEEP在臨床方面并無益處，甚至存在加重肺部損傷的情況。如何設(shè)置達(dá)到最佳氣體交換和最小循環(huán)影響的最佳PEEP仍存在爭(zhēng)議，而個(gè)體化PEEP的方法或許有益。當(dāng)前設(shè)定個(gè)體化PEEP的常用方法有：最佳氧合法、P-V曲線法、最佳順應(yīng)性法、電阻抗成像法、臨床經(jīng)驗(yàn)判斷法、肺牽張指數(shù)法等［23］。在一項(xiàng)納入292例胸外科手術(shù)患者的前瞻性研究中，研究人員比較了通過驅(qū)動(dòng)壓調(diào)節(jié)個(gè)體化PEEP與傳統(tǒng)固定PEEP通氣策略的安全性與可行性。在相同的小VT（6 ml/kg）+肺復(fù)張通氣策略條件下，試驗(yàn)組使用驅(qū)動(dòng)壓來指導(dǎo)PEEP的滴定，將PEEP從2 cmH2O逐次增加到10 cmH2O，每個(gè)PEEP水平分別維持10個(gè)呼吸循環(huán)并記錄驅(qū)動(dòng)壓，最后選擇產(chǎn)生最小驅(qū)動(dòng)壓的PEEP維持整個(gè)機(jī)械通氣期間，而對(duì)照組則采用固定PEEP（5 cmH2O）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)壓組個(gè)體化PEEP的中位數(shù)為3 cmH2O，PPCs的發(fā)生率為5.5%，而對(duì)照組PPCs的發(fā)生率為12.2%，兩組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義［25］。Pereira等［26］對(duì)比了機(jī)械通氣過程中個(gè)體化PEEP和固定PEEP（4 cmH2O）在腹部手術(shù)患者術(shù)后肺不張發(fā)生率的差異。結(jié)果顯示，個(gè)體化PEEP組和固定PEEP組患者的術(shù)中驅(qū)動(dòng)壓分別為（11.6±3.8）cmH2O和（8.0±1.7）cmH2O（P＜0.001）。與固定PEEP組患者對(duì)比，個(gè)體化PEEP組患者的驅(qū)動(dòng)壓明顯降低，氧合改善，且術(shù)后肺不張發(fā)生率明顯降低。以上研究結(jié)果表明，最佳PEEP可以有效降低驅(qū)動(dòng)壓，通過驅(qū)動(dòng)壓指導(dǎo)的個(gè)體化PEEP在減少PPCs方面優(yōu)于傳統(tǒng)肺保護(hù)性通氣下的固定PEEP。近年來，隨著更多對(duì)個(gè)體化PEEP研究的開展，通過驅(qū)動(dòng)壓指導(dǎo)PEEP設(shè)置已經(jīng)引起越來越多的關(guān)注。

調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)壓在圍手術(shù)期的應(yīng)用效應(yīng)

自從Amato等［6］發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)壓是與患者預(yù)后最相關(guān)的因素之后，關(guān)于驅(qū)動(dòng)壓在需要進(jìn)行機(jī)械通氣的外科手術(shù)患者和ARDS患者中可行性的研究便逐漸開展了起來。

機(jī)械通氣是治療ARDS的一種有效手段，但在治療過程中常常因?yàn)楹粑鼨C(jī)參數(shù)與患者肺不匹配而導(dǎo)致患者出現(xiàn)VILI。Bellani等［11］在納入了2 377例患者的多中心回顧性研究中發(fā)現(xiàn)，與驅(qū)動(dòng)壓＞14 cmH2O的患者相比，驅(qū)動(dòng)壓≤14 cmH2O的患者在28 d內(nèi)的生存率高10%。在2022年的一項(xiàng)關(guān)于驅(qū)動(dòng)壓與ARDS的meta分析中，對(duì)比了驅(qū)動(dòng)壓≤15 cmH2O與驅(qū)動(dòng)壓＞15 cmH2O患者的病死率和呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性。結(jié)果顯示，驅(qū)動(dòng)壓≤15 cmH2O組患者的病死率更低，呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性更高，提示通過限制ARDS患者的驅(qū)動(dòng)壓對(duì)患者預(yù)后是有益的［27］。在一項(xiàng)納入了101例ARDS兒童患者的回顧性研究中，Rauf等［28］發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)壓＜15 cmH2O可以有效降低ARDS的發(fā)病率和改善患者預(yù)后。該研究顯示，低驅(qū)動(dòng)壓（＜15 cmH2O）組和高驅(qū)動(dòng)壓（≥15 cmH2O）組的通氣時(shí)間分別為5（4，6）d和8（6，11）d，ICU入住時(shí)間為6（5，8）d和12（8，15）d，28 d內(nèi)呼吸機(jī)停用時(shí)間23（20，24）d和17（0，22）d，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。該研究提示，限制驅(qū)動(dòng)壓對(duì)ARDS機(jī)械通氣患兒的治療是有益的。以上研究表明，在ARDS患者的機(jī)械通氣治療過程中，通過控制驅(qū)動(dòng)壓可以有效減少VILI，降低患者病死率，改善預(yù)后。

隨著全身麻醉手術(shù)量的持續(xù)增多，如何減少VILI的發(fā)生，進(jìn)而降低PPCs的發(fā)生率，一直是臨床研究的重點(diǎn)。有相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)壓指導(dǎo)的肺保護(hù)性通氣策略會(huì)減少圍手術(shù)期患者VILI發(fā)生，降低PPCs發(fā)生率。Park等［25］在胸外科手術(shù)中分別采用驅(qū)動(dòng)壓指導(dǎo)的肺保護(hù)性通氣策略和傳統(tǒng)肺保護(hù)性通氣策略（6 ml/kg VT + 5 cmH2O PEEP + 肺復(fù)張），通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)壓指導(dǎo)的個(gè)體化通氣策略患者組驅(qū)動(dòng)壓更小，PPCs發(fā)生率更低。Blank等［16］在其納入了1 019例胸外科單肺患者的研究中發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)壓每增加1 cmH2O，患者PPCs發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加3.4%。一項(xiàng)關(guān)于在機(jī)器人輔助前列腺癌根治術(shù)中老年患者通氣策略的研究發(fā)現(xiàn)，采用了驅(qū)動(dòng)壓指導(dǎo)肺保護(hù)性通氣策略的患者組與傳統(tǒng)肺保護(hù)性通氣患者組相比，Trendelenburg體位后2 h、氣管拔管后1 min和術(shù)后2 h時(shí)的血清肺Clara細(xì)胞分泌蛋白（CC16）、肺泡表面活性物質(zhì)-D（SP-D）、晚期糖基化終產(chǎn)物可溶性受體（sRAGE）及可溶性細(xì)胞間黏附分子（sICAM）-1的濃度更低，提示驅(qū)動(dòng)壓與術(shù)中肺損傷有關(guān)［29］。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步證明了，在機(jī)械通氣期間，更高的驅(qū)動(dòng)壓往往導(dǎo)致VILI的發(fā)生，產(chǎn)生較差的預(yù)后。以上研究均顯示，在圍手術(shù)期機(jī)械通氣過程中，驅(qū)動(dòng)壓指導(dǎo)的肺保護(hù)性通氣策略與傳統(tǒng)的肺保護(hù)性通氣策略相比，可以很好地將驅(qū)動(dòng)壓控制在較低水平，較好地改善機(jī)械通氣條件，減少VILI，從而降低PPCs發(fā)生率。

然而，驅(qū)動(dòng)壓的安全范圍仍存在爭(zhēng)議。當(dāng)前普遍認(rèn)為驅(qū)動(dòng)壓＜15 cmH2O可以有效減少患者并發(fā)癥。Amato等［6］研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)壓小于15 cmH2O時(shí)，ARDS患者的病死率明顯降低。Bellani等［30］在一項(xiàng)關(guān)于ARDS患者的研究中發(fā)現(xiàn)，機(jī)械通氣第1天驅(qū)動(dòng)壓超過14 cmH2O的患者病死率更高，預(yù)后較差。但最近的一項(xiàng)meta分析得出了不同觀點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)壓＞15 cmH2O并不能預(yù)測(cè)中、重度ARDS患者的預(yù)后［31］。因此，15 cmH2O可能并不是驅(qū)動(dòng)壓的安全臨界值。Rauf等［28］在回顧性研究中也發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以15 cmH2O驅(qū)動(dòng)壓為界限進(jìn)行對(duì)比時(shí)，病死率的差異并無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，只有當(dāng)驅(qū)動(dòng)壓＞19 cmH2O時(shí)，病死率才出現(xiàn)明顯增加，這提示不同患者的驅(qū)動(dòng)壓安全臨界值可能存在差異。驅(qū)動(dòng)壓的安全范圍尚未確定，15 cmH2O是驅(qū)動(dòng)壓安全閾值的觀點(diǎn)受到了越來越多的質(zhì)疑，這需要更多研究對(duì)其進(jìn)行探索。

總結(jié)和展望

隨著機(jī)械通氣患者數(shù)量的增加和加速康復(fù)外科（ERAS）理念的普及，如何減少機(jī)械通氣引發(fā)的肺損傷備受關(guān)注。驅(qū)動(dòng)壓指導(dǎo)肺保護(hù)通氣策略在改善預(yù)后方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，相關(guān)研究已經(jīng)證實(shí)，驅(qū)動(dòng)壓與機(jī)械通氣患者生存率、病死率密切相關(guān)，通過降低驅(qū)動(dòng)壓可以減少機(jī)械通氣時(shí)VILI的發(fā)生。隨著對(duì)驅(qū)動(dòng)壓的研究深入，通過安全范圍內(nèi)的驅(qū)動(dòng)壓滴定個(gè)體化PEEP是今后探索肺保護(hù)性通氣策略的新方向。但值得一提的是，對(duì)驅(qū)動(dòng)壓指導(dǎo)肺保護(hù)性通氣策略尚缺乏大規(guī)模臨床研究［32］，主動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)壓的最佳方式尚無明確定論，驅(qū)動(dòng)壓安全范圍也存在爭(zhēng)議，因此，需要更多大樣本量、前瞻性研究來探索其在臨床上的安全性、可行性以及安全范圍。