吸气保持期间气道峰压向平台压变化的方向和大小可确定机械通气患者的自主呼吸努力程度和弹性呼吸功

2021-03-02 古麻今醉

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机械通气期间患者的自主呼吸能预防呼吸机相关膈肌功能障碍。但是如果呼吸努力过强，则会加重患者自身诱导的肺损伤（patient self-inflicted lung injury，P-SILI）。因此，识别过强的呼吸努力和高驱动压至关重要。虽然食管压力（esophagel pressure, Pes）可用于评估呼吸努力程度和驱动压，但Pes的监测并非常规且受技术限制。

呼吸机或患者产生的气道压是由气道阻力与弹性阻力组成。因此，气道阻力增加或呼吸系统顺应性受损，则患者需要更大的吸气努力或设置较高的呼吸机支持压力。用力吸气可能会损伤膈肌功能，但对患者自身诱导的肺损伤（P-SILI）或呼吸机导致的肺损伤（VILI）影响不大。驱动压是随潮气量变化的压力（弹性作功），可通过吸气保持来测量。近来有研究提示，压力支持通气（PSV）的患者在吸气保持期间保持被动通气，则可通过平台压来估算驱动压。如果用力自主呼吸，平台压则高于峰压，两者间的差异反映了患者的弹性呼吸功(Pmusc, index [PMI])。使用这种方法估算的驱动压与PSV成年患者的死亡率相关。

吸气保持期间测量气道压来评估驱动压通常仅限于没有呼吸努力的患者，而对呼吸机辅助通气（例如有自主呼吸的压力控制或容量控制通气）及儿童患者研究较少。因此，美国洛杉矶儿童医院Kyogoku等观察了儿童ARDS患者机械通气期间吸气保持时气道压变化的方向和程度，与Pes的改变进行比较，旨在评估患儿的吸气努力和驱动压。这种无创方法可以帮助临床医师识别出发生P-SILI的高危人群，该研究结果发表在2021年3月的Critical Care Medicine上。

目的

该研究对象为洛杉矶儿童医院ICU的患儿，年龄1月-18岁。所有患儿均患有ARDS需要机械通气，予以压力控制通气或有明确的自主呼吸的压力支持通气。通气模式采用SIMV PC/PS和PS/CPAP通气模式，在急性期和准备脱机阶段每天记录Pes、流量和气道压力的生理波形。

在每个吸气保持期间计算PMI，并将PMI分成三组：①PMI<-1（平台压低于峰压），为“负值”；②-1≤PMI≤1（平台压与峰压相似），为“中立值”；③PMI＞1（平台压＞峰压），为“正值”（图1，表1）。首先研究吸气保持期间PMI（Pplat-Ppeak）的变化方向是否与Pes的变化程度有关。然后比较三组Pes的变化，包括食管压力差的最大负值和吸气保持期间的食管压力差。采用ROC曲线探究是否有特定的食管压力差的最大负值能预测PMI为正值。

图1 吸气保持期间Pes、流量和气道压力的生理波形

表1 本研究所涉及的各种变量的定义及生理概念

结果

本研究最终纳入30名患者，包含118个吸气保持，所有吸气保持时间持续1.5-3秒。患儿平均年龄36.8月（16.1-70.3月），平均身高94cm（77.5-109cm），平均体重14.7kg（10.2-24.5kg），其中17名为女性。

吸气保持期间，PMI为“负值”有29例，为“中立值”的有17例，为“正值”的有72例，其平均值分别为-2.3cmH2O（-3.2至1.6cmH2O）、-0.3cmH2O（-0.5至0.7cmH2O）和4.2cmH2O（3.1至6.0cmH2O）。随着PMI由负值向正值的变化，动态驱动压、食管压力差的最大负值的变化趋势与PMI相反，驱动压无明显变化，而吸气保持期间食管压力差的变化趋势与PMI相同（表2）。 ROC曲线表明当食管压力差的最大负值为-6.1时，预测PMI为正值的灵敏度（90.3%）和特异度（63.0%）最高，曲线下面积为0.83（95%CI 0.75–0.91）。

表2 吸气保持期间PMI与各种参数的关系

PMI和吸气保持期间的食管压力差相关性最高（r=0.84, p<0.0001），和食管压力差的最大负值之间也存在良好的相关性（r=-0.52, p<0.0001）。PMI与食管压力差的最大负值之间的剂量反应关系表明，当PMI≥7cmH2O时，Pes的变化大于10。通气模式对相关性的研究没有影响（图2，图3）。

图2 PMI和吸气保持期间的食管压力的关系

图3 Pmusc、PMI等的剂量反应关系

结论

PMI的大小与吸气努力的程度有关，特别是与为增加潮气量而做的弹性呼吸功有关。这可能有助于识别出呼吸努力过强或驱动压过高的ARDS机械通气的患儿。

麻海新知述评

急性肺损伤是围手术期常见肺部并发症，术后ARDS尽管相对少见，但其可使围手术期病死率增加近5 0倍。针对ARDS的广泛研究结果提倡在现代临床麻醉实践中使用小潮气量、中度PEEP和肺复张策略，来降低高危患者ARDS发生率。近年来，术中机械通气时的高驱动压与围手术期肺部并发症显著相关，潮气量和PEEP仅当它们影响驱动压时才与患者预后相关。因此， 驱动压指导的个体化通气策略可能是更合理的肺保护性通气策略。

驱动压是驱动整个呼吸系统扩张的直接动力。吸气时，驱动压对抗呼吸系统的弹性阻力，驱动肺组织及胸壁扩张，气体进入肺内，完成吸气过程。对无自主呼吸的机械通气患者，吸气保持时驱动压=平台压-PEEP。根据呼吸力学公式可得出驱动压=潮气量（Vt）/呼吸系统顺应性，由此提示最低驱动压下的通气应根据患者有效通气的肺容积进行，相比于根据有效肺容积大小通气，过度扩张或肺内通气不足都是有害的，过度扩张会导致容积伤。

在扩张塌陷的肺脏时用到的驱动压力称为跨肺压（transpulmonary pressure，Ptp），可以由平台压与吸气末食道压的差值减去呼气末正压与呼吸末食道压的差值得出，即Ptp=（Pplat-Pes-i）-（PEEP-Pes-e）。但是使用Ptp作为评估肺压力的相关指标在临床应用上具有局限性，通过食管测压后计算得出Ptp需要额外的设备且具有一定测量难度。同时食管压力受多种因素影响，例如测量时患者的体位、纵隔重量、测量的位置、食管平滑肌顺应性和反应性以及患者配合度。因此，通过食管测压得出的Ptp不一定能准确捕捉肺扩张的区域变化。

既往研究验证了在压力控制通气中，在吸气保持时气道平台压与峰值压差异对评估驱动压的意义。本文主要研究了在有自主呼吸儿童ARDS患者中，压力支持通气模式中气道平台压与峰值压差异在评估驱动压中的作用。本文认为，在吸气保持期间如果平台压高于峰压（PMI为正值），那么这些患儿在吸气期间胸膜内压会自发降低至少6cmH2O。此外，PMI值越大，患儿为增加潮气量所做的弹力呼吸功就越多。因此，如果患者有呼吸努力，那么机械通气期间降低呼吸机施加的吸气压可能不会降低驱动压。此发现与之前在成年人中研究结果相吻合，如果患者自主呼吸时的潮气量与机械控制通气时的潮气量相同，那么两者在吸气保持期间计算的驱动压则类似。

虽然本研究并未设定潮气量，但随着PMI的增加，呼吸机提供的动态驱动压在降低，而平台压和驱动压（ΔP）并无明显改变，这表明当存在自主呼吸时，降低呼吸机的压力支持水平可能不会改变驱动压对肺的作用。在吸气保持期间可评估PMI并计算驱动压，这在考虑到呼吸机相关性肺损伤或患者自身诱导的肺损伤的风险时，具有重要的临床意义。

本研究尚存在一些不足。首先，该研究纳入的患者在吸气保持期间需保持被动通气以产生稳定的平台压，这可能排除了一些呼吸努力更强的患者。第二，虽然该研究表明PMI增高意味着患者做的呼吸功增加，但如果气道阻力增加引起的呼吸功增加，PMI可能不会增高，因为PMI主要反映弹力呼吸功。第三，因为吸气保持开始时并非被动通气，该研究排除了反向触发的患者，但这些患者往往能产生平台压且PMI为正值，这可能需要进一步的研究。第四，呼吸机的设置可能也会对结果有影响。

（沈怡佳编译万小健评述）

原始文献：Kyogoku M, Shimatani T, Hotz JC, et al. Direction and Magnitude of Change in Plateau From Peak Pressure During Inspiratory Holds Can Identify the Degree of Spontaneous Effort and Elastic Workload in Ventilated Patients. Crit Care Med. 2021;49(3):517-526. doi:10.1097/CCM.0000000000004746