文献导读||机械功率：与呼吸机诱导肺损伤相关或是其原因？

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“[在机械通气中]，功率可能是比潮气量、驱动压力或呼吸频率等孤立参数更好的肺损伤标志。”

在2010年德国麻醉学大会（德国纽伦堡）上，作为会议贡献，提出了机械呼吸机向呼吸系统传递弹力和阻力能量的概念，以及调节呼气流量以减少肺部耗散的能量1。大约5年后，证实了应力-时间乘积（机械功率中弹力成分的替代物）可增加大鼠肺部炎症和细胞损伤生物标记物的基因表达2。然而，2016年首次正式描述了机械功率，以及来自猪的数据表明，从呼吸机向呼吸系统传输的能量会产生时间依赖性肺损伤，尤其是水肿3。从那时起，通过阐明多种因素共同诱导肺损伤，机械功率的概念有助于理解呼吸机诱导的肺损伤。过度关注潮气量等单一参数的临床相关性可能不是最佳的。此外，尽管将个体化机械呼吸机设置限制在保护范围内仍可能导致肺损伤，因为数个参数可能会累加产生潜在的有害功率。另一方面，大鼠的实验数据表明，如果单一参数（例如潮气量）超过安全限值，限制机械功率可能不够4。因此，保护性机械通气似乎要求将单个参数设置在安全水平，并且总的机械功率还不得过大。

在本期《Anesthesiology》中，Santer等人对2008年至2018年间在两家学术医院接受全麻非心脏手术的230767名成年患者进行了回顾性分析5。作者发现，麻醉期间较高的机械功率和机械功率的短暂增加都与术后需要插管的呼吸衰竭有关。这些发现促进了我们对呼吸机诱导的肺损伤的理解，并且通常与危重病护理研究一致，这些研究表明机械功率与包括死亡在内的不良后果相关6。

Santer等人5使用了2021为流行病学研究而开发的方程7，其中包括三个基本项。一项表示“静态”成分，即呼气末正压（PEEP）或储存能量的贡献。第二项反映了克服气流阻力所需的能量。第三项描述了扩张肺部所需的能量，因此代表了肺扩张的弹性成分。将这三项相加并除以时间以产生功率，通常以焦耳/分钟为单位。

PEEP是Santer等人使用的机械功率方程中的一个术语，但PEEP不会促进空气的运动，因此不会直接增加机械功率，正如最近一篇理论文章所示。尽管如此，PEEP至少有两种机制可以损伤肺部。首先，它增加了肺中储存的能量，尽管储存的能量对肺损伤的作用仍不明确。其次，PEEP影响潮气量和驱动压力的幅度，这取决于呼吸系统的弹性特性。因此，机械力的“静态成分”的存在是值得怀疑的。

当气道阻碍空气运动时会产生机械功率的阻力成分。阻力对呼吸机诱导的肺损伤的作用也受到了质疑，因为实验室研究结果表明，机械通气期间的肺部炎症与机械功率的弹性成分比阻力成分更相关。尽管如此，考虑到随之而来的高压和高峰值流量，尤其是在呼气相开始时，当肺部僵硬时，流量阻抗可能很大。所以，阻力对肺损伤的贡献可能因潜在的肺病理学而异。

在Santer等人的研究中5，在调整了各种通气变量后，机械功率与呼吸衰竭和插管的相关性仍然存在，这表明功率可能是比潮气量、驱动压力或呼吸频率等孤立参数更好的肺损伤标志。弹性成分是机械功率方程中唯一一个单独与结果显著相关的项，因此作者得出结论，弹性成分是机械功率中信息量最大的成分。然而，各组成部分贡献的分值估计值相似，从1.23到1.35不等，这表明弹性、阻力和静态分量的贡献实际上大致相当。

Santer等人5令人信服地证实了他们的主要假设，即机械功率与肺损伤相关。关联可能很有价值，因为它们有助于临床医生预测不良事件，但也值得考虑的是，最低和最高五分位数之间的主要结果差异为1.1%-0.7%=0.4%，这相当于治疗250名患者所需的数字，即使假设患者可以跨越这么多五分位数，这似乎不太可能，因为功率可能主要由患者个人需求决定。此外，机械功率暴露的范围很窄，大多数患者接受了一组非常合理的呼吸机参数。因此，五分位数没有显著差异。

Santer等人5还报告说，术中机械功率的增加可预测呼吸衰竭，但这一发现是由探索性分析得出的，这些分析未针对多项测试进行调整。在一个病例中，临床医生通常不会增加通气设置，除非这是维持充分通气所必需的。因此，观察到的功率增加似乎不太可能是呼吸衰竭的因果机制。重要的是，再插管组和对照组之间存在显著差异，例如，包括（伊利诺伊州绍姆堡市）ASAIII或ASAII、年龄（9岁以上）、更多的血管手术、更多的低血压和血管升压药的使用，以及三倍和三倍以上的查尔森共病指数。作者对所有这些因素进行了调整，但可能还有其他重要因素仍然是未观察到的混杂因素。因此，虽然术中功率增加与呼吸衰竭之间的关联可能是准确的，但它可能不适于干预，而是代表进行性肺衰竭。

与所有的观察性研究一样，机械功率是否仅仅是肺损伤的一个标志物，还是其原因，仍不得而知。例如，高机械功率可能仅能识别由于与机械通气无关的原因（如阻塞性疾病或各种共病）而已经受伤的肺，或在麻醉期间由于液体过载或炎症而恶化的肺。这种微妙的混淆很难或不可能从临床记录中进行回顾性提取。预测和因果关系之间的区别至关重要，因为只有在因果关系存在的情况下，减少机械功率的干预措施才能改善结果。例如，观察性研究中术中低潮气量、PEEP适中与临床结果改善之间存在关联10,11，但尚未在随机试验中得到证实12–14。

设计机械功率的随机试验将是不平凡的。例如，各种呼吸机设置可以产生相同的机械功率，安全阈值定义不明确。此外，机械功率的局部浓度（强度）可能因肺部状况和结构而异。尽管如此，仍需要进行机械功率试验，以确定观察分析中确定的关联是否是因果关系，因此是否易于干预。