驱动压力引导的肺保护通气策略对ARDS患者机械功率的影响

背景

在调整机械通气急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 患者的潮气量时，以驱动压 (ΔP) 为目标是否可以降低呼吸机引起的肺损伤的风险仍然是研究热点。在本研究中，我们评估了ΔP引导的通气对机械功率的影响。

方法

我们前瞻性地纳入了中度至重度 ARDS 的成年患者。呼气末正压由主治医师设定并在研究期间保持恒定。潮气量首先调整为目标体重的 6 ml/kg（PBW 引导通气），随后在 4 至 10 ml/kg PBW 的范围内调整，以将 ΔP调整为 12 至 14 cmH2O。然后在 12 到 40 次呼吸/分钟的范围内重新调整呼吸频率，直到 EtCO2恢复到其基线值（ΔP引导的通气），每一步计算机械功率。

结果

2019 年 12 月至 2021 年 5 月期间纳入了 51 名患者。除一名患者外，ΔP引导的通气在所有患者中都是可行的。5 名 (10%) 患者在 PBW 引导通气期间的 ΔP已经在 ΔP引导通气的目标范围内，高于 9 名 (18%) 和低于 36 名 (72%)。因此，从 PBW 引导到 ΔP引导通气的变化伴随着潮气量的总体增加，从 6.1 mL/kg PBW [5.9-6.2] 增加到 7.7 ml/kg PBW [6.2-8.7]，而呼吸频率从29 次呼吸/分钟 [26-32] 到 21 次呼吸/分钟 [16-28] （所有比较的P < 0.001）。ΔP引导的通气伴随着机械功率从 31.5 J/min [28–35.7] 显著降低到 28.8 J/min [24.6–32.6] ( P < 0.001)，表示相对下降 7% [0-16]。使用 ΔP引导的通气，PaO2/FiO2比值增加，通气比值降低。

结论

与传统的 PBW 引导通气相比，ΔP引导的通气策略需要 12 到 14 cmH2O之间的 ΔP来改变 90% 的患者的潮气量。这种 ΔP引导的通气显著降低了机械功率。应在临床试验中评估这种生理观察是否与临床益处相关。

背景

急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 中肺保护性通气的主要目标是通过最大限度地减少机械通气对肺施加的应变和压力来减少呼吸机/通气引起的肺损伤 (VILI) 。由于 ARDS 患者的特点是充气肺容量显著减少，因此20 多年前已显示将潮气量( VT) 降低至 6 ml/kg的预测体重 (PBW) 以提高他们的生存率 并已成为肺保护性通气的基石。在此类患者中，呼吸系统顺应性下降（CRS) 与可用于通气的肺容量减少相关。驱动压力 (ΔP) 定义为平台压与呼气末正压 (PEEP) 之间的差值，表示VT与CRS之间的比率。因此，ΔP将VT标准化为充气肺的替代指标，而不是当VT与 PBW 相关时的理论肺大小。在对九项随机对照试验的事后分析中，Amato 等人发现高 ΔP比高 ΔP更能预测死亡率VT，当ΔP超过14 cmH2O时，死亡风险增加。这些发现已在随后的荟萃分析中得到证实，并得到大规模观察数据。最近，研究表明降低ARDS中VT对死亡率的益处因CRS而异：CRS较低的患者可能具有更大的死亡率益处，而CRS较高的患者可能具有较高的死亡率。降低死亡率。所有这些数据都支持以 ΔP为目标，而不是在ARDS中以PBW为目标。在本研究中，我们假设与 PBW 引导的潮汐通气策略 ( PBW -Vent）在 ARDS 患者中。这种 ∆P-vent 方法可以防止C RS较低的患者出现驱动压力过大，同时允许C RS较高的患者使用较高的驱动压力，从而降低呼吸频率。有趣的是，最近的数据表明，驱动压力和呼吸频率都是 ARDS 死亡率的预测因素。它们的综合效果可能取决于CRS在CRS较高的患者中增加潮气量同时降低呼吸频率的潜在价值。机械功率代表呼吸机施加到呼吸系统的能量，被认为是 VILI 风险的替代指标。它与 ARDS 受控机械通气期间的死亡率相关并且具有考虑到与驱动压力相关的弹性分量和呼吸频率的可能影响的优点。因此，我们研究的目的是ARDS 患者比较 ΔP-Vent 产生机械功率与 PBW-Vent 产生机械功率差异。

方法

关于 ARDS 患者呼吸机设置和呼吸力学评估的前瞻性单中心观察研究的辅助报告，该研究在法国克雷泰伊的亨利蒙多大学医院医疗 ICU 进行。该研究得到了伦理委员会“CPPSud Ouestet Outre Mer III”（2018-A00867-48）的批准。

患者

纳入标准如下：根据柏林定义的中度至重度 ARDS，自 ARDS 发作后不到 5 天，以及被动通气，即临床上未检测到自主呼吸努力。非纳入标准为：年龄<18岁、妊娠、体外膜肺氧合、需要严格控制PaCO2（如严重神经功能障碍）和受法律保护的患者。排除标准是不可能达到 ΔP-Vent（见下文）。

呼吸机设置

呼气末正压 (PEEP) 和吸入氧浓度 (FiO2) 由主治医师设定并在研究期间保持恒定。根据我们的临床常规（见下文），临床医生设置的 PEEP等于或高于气道开放压力，同时确保平台压低于 30 cmH2O。潮气量常规设置为 6 mL/kg PBW , 调整呼吸频率以将 PH 值保持在 7.20 和 7.45 之间，这对应于 PBW-Vent。在 PBW-Vent 期间评估呼吸力学，包括 ΔP（见下文）。ΔP-Vent 的原理是针对 12 到 14 cmH2O之间的 ΔPO. 因此，如果在 PBW-Vent 期间测量的 ΔP低于 12 或高于 14 cmH2O，则将潮气量重新调整在 4 至 10 ml/kg PBW 的范围内，以将 ΔP设定在 12 至 14 cmH2O之间,超过 30 cmH2O的平台压力。然后在 12 到 40 次呼吸/分钟的范围内修改呼吸频率，直到呼气末 CO2 (EtCO2 ) 恢复到 PBW-Vent 期间观察到的基线值，定义 ΔP-Vent。

测量方法

在 PBW-Vent 期间的基线，通过测量低流量 (< 6 L/min) 送气期间的气道打开压力来检测潜在的气道关闭现象，如前所述肺复张的潜力是使用肺复张与充气比（R/I 比）评估的，该比值是通过单次呼吸操作中 PEEP的下降获得的，如先前详述的。默认情况下，R/I 比率在 15 到 5 cmH2O之间进行评估PEEP。然而，在气道关闭的情况下，低 PEEP设置在气道打开压力之上。在 PBW-Vent 期间和 ΔP-Vent 应用至少 30 分钟后收集呼吸机的设置和呼吸力学。为此，进行了 0.3 秒的吸气末暂停和 1 到 2 秒的呼气末闭塞操作，以记录平台压和总 PEEP。根据这些数据，机械功率（以焦耳/分钟为单位）计算为弹性功率和电阻功率的代数和：如果存在动脉管线，则在 PBW-Vent 下和 30 分钟 ΔP-Vent 后查血气分析。

在 PBW-Vent 和 ΔP-Vent 下对纳入研究最后 24 名患者进行经胸超声心动图检查，以评估 ΔP-Vent 对心输出量和右心室功能的潜在影响。这些超声心动图测试是使用 S7 或 E9 超声系统（GEMS，Buc，France）进行的。在主动脉瓣获得脉冲波多普勒，以评估用于计算心输出量的主动脉速度-时间积分。在长轴 M 型视图上使用下腔静脉的最大直径评估右心室预负荷。右心室收缩功能评估依赖于三尖瓣环平面收缩偏移 (TAPSE) 和三尖瓣外侧环的组织多普勒峰值收缩波（三尖瓣 S' 波）。使用舒张末期右心室/左心室面积比在心尖四腔切面上评估右心室和左心室的相对大小。使用连续波多普勒三尖瓣关闭不全的峰值速度评估收缩期肺动脉压。

端点

主要终点是机械功率。次要终点如下：归一化为 PBW (norMP) 的机械功率、ΔP、潮气量、呼吸频率、每分钟通气量、呼吸系统的顺应性和阻力、PaO2/FiO2比率、PaCO2、通气比率、心输出量和右心室功能。

统计数据

使用SPSS Base 20.0统计软件包（SPSS，Chicago，IL）分析数据。样本量计算是使用 R（版本 4.0.1）中的“Pwr”包进行的。为了能够显示具有中等效应大小的VT -Vent 和 ΔP-Vent 之间机械功率的潜在差异——效应大小是均值除以合并标准差的差值；值 0.5 定义了配对比较的中等效应大小—I 型错误为 0.05，统计功效为 90%，需要 44 名患者使用双边测试。因此，我们选择至少包括 50 名患者。连续数据表示为中位数（第 25-75 个百分位数），并使用 Mann-Whitney 检验对自变量进行比较，并使用 Wilcoxon 符号秩检验对相关变量进行比较。以百分比表示分类变量酌情使用卡方或 Fisher 精确检验进行评估。P <0.05显著差异。

结果

患者特征

51名患者在 2019 年 12 月至 2021 年 5 月期间被纳入。一名患者被二次排除，因为 ΔP-Vent 在VT (≥ 4 mL/kg) 和 RR (≤ 40/min)的预定义边界下无法实现。其余 50 名 (98%) 患者使用 ΔP-Vent 是可行的，其主要特征见表1。PBW-Vent 期间的基础 ΔP在 5 名患者（10%）中已经在 ΔP-Vent 的目标范围内，9 名患者（18%）高于 36 名患者（72%）。因此，5 名患者的VT保持不变，9 人减少，36 人增加。在所有增加潮气量的患者中，增加可能在达到平台压局限性之前达到目标 ΔP。36 名患者的机械功率随着 ΔP-Vent 严格降低（从 31.5 J/min [27.8-35.8] 到 26.4 J/min [24.1-32.9]），并且在 14 名患者中保持不变或增加（从 30.7 J/min [28.7–35.4] 至 31.9 J/min [30.4–35.4])。

次要终点

从 PBW-Vent 切换到 ΔP-Vent 需要VT显著增加，呼吸频率显著降低（表2）。与 PBW-Vent 相比，ΔP-Vent 的特点是 ΔP、平台压和 PaO2/FiO2比显著增加，每分钟通气量、自动 PEEP和通气比显著降低，而 PaCO2相似两种通风策略之间（表2）。通气策略的改变并未改变血流动力学参数、心输出量和右心室功能。在 PBW-Vent期间的基线时，机械功率随 ΔP-Vent ( n = 36) 降低的患者具有显著更高的 SAPS II、SOFA 评分和呼吸系统顺应性，以及显著降低的驱动压、平台压、R/I 比和肺泡死空间（表3）。在这些患者中，切换到 ΔP-Vent 伴随着 ΔP和VT的显著增加以及呼吸频率、每分钟通气量和通气比显著降低（图 2）。在机械功率未随 ΔP-Vent 降低的患者（n = 14）中，与 PBW-Vent 相比，应用 ΔP-Vent 与呼吸模式或通气比率的显著变化无关（图 2 ）。

我们研究的主要发现如下：针对 12 至 14 cmH2O之间的 ΔP的 ΔP引导通气代表了与传统 PBW 引导通气不同的策略，因为它需要90% 的VT变化。患者; 大多数病例（72%）的VT变化方向是增加，同时呼吸频率降低；这种 ΔP引导的通气导致机械功率显著降低，而 PaO2/FiO2和通气比得到改善；机械功率的下降主要是由呼吸系统顺应性较高的患者驱动的，因此VT在 ΔP引导的通气期间增加。已经提出了 ΔP限制性策略（旨在最小化 ΔP）并且似乎是可行的 。然而，以增加呼吸频率为代价降低 ΔP可能会使依从性较高的患者出现不利结果的风险更高。在这项研究中，我们宁愿评估 ΔP-Vent 策略，其目标是 ΔP范围低于确定为与死亡风险增加相关的阈值。如果在 PBW-Vent 期间 ΔP高于阈值，则降低VT以避免过度应变。然而，在我们的系列中，PBW-Vent 期间基线的 ΔP在大多数患者中低于预定目标范围，这与ARDS 患者Vt值设定为 6–8 ml/kg PBW一致。因此VT最常增加以实现 ΔP-Vent。有人可能会假设，在 ΔP-Vent 策略期间允许较高顺应性患者的VT增加可能与有利的生理效应有关，如促进肺泡的肺复张和减少肺泡死腔、改善氧合、撤离呼吸肌，减弱呼吸驱动，缓解呼吸困难，降低发生呼吸堆积的风险并减少对镇静药物的需求。值得注意的是，在我们的研究中，ΔP-Vent 伴随着 PaO2/FiO2比率的增加和通气比率的降低。这种生理效应是否与临床结果的改善有关，值得进一步研究。在我们的研究中，与 PBW-Vent 相比，ΔP-Vent 与机械功率的电阻和弹性分量的显著降低有关。机械功率，代表输送到呼吸系统的能量，可被视为 VILI 预防的目标。克雷索尼等人对仔猪进行了一项实验研究，表明单独的VT和呼吸频率都不能产生 VILI，而是当产生的机械功率高于某个阈值时由它们的组合引起的。因此，关注机械动力可能有助于扩大我们对 VILI 的关注，不仅要考虑VT和 ΔP，还有呼吸频率及其组合。SerPa Neto 等人对来自 MIMIC-III 和 eICU 数据库的 8000 多名重症患者进行分析。检索到高机械功率与高住院死亡率独立相关，即使在低潮气量时也是如此。最近，一项对 6 项保护性通气随机临床试验中 4549 名患者的回顾性分析表明，机械功率是 28 或 60 天死亡率的重要预测因素。在我们的研究中，ΔP-Vent 导致机械功率相对降低 7%。在一项涉及 13,408 名患者的前瞻性队列研究中，Urner 等人据报道在整个机械通气期间，随着机械功率的每日增加，死亡风险会显著增加，这表明如果随着时间的推移保持机械功率的小幅下降也可能是相关的。然而，迄今为止尚未证实机械功率与临床结果之间存在因果关系。高机械功率可能是肺损伤的标志，而不是呼吸机设置不当。事实上，在常规保护性通气期间，机械功率在C RS受损的情况下会增加，而在肺部疾病消退期间会降低。因此，伴随机械功率下降通气策略的临床影响仍不清楚，值得未来临床试验。

我们的研究有一些局限性。首先，这是一项单中心研究，纳入的患者中有很大一部分与 COVID-19 相关的 ARDS。据报道，与其他来源的 ARDS 相比，COVID-19 相关 ARDS 早期呼吸系统顺应性的潜在差异存在相互矛盾的数据。然而，我们人群中 PBW-Vent 期间基线ΔP与 COVID-19 大流行之前的报告一致，表明外部有效性。其次，我们单位的PEEP管理可能影响了机械功率的值。事实上，机械功率与 PEEP呈正线性关系。然而，我们没有修改 PBW-Vent 和 ΔP-Vent 之间的 PEEP。因此，机械功率的差异仅与VT和呼吸频率的变化有关，并且只要 PEEP水平保持在同一数量级，就应该是可重现的。第三，我们的 PEEP管理也可能影响了平台压值。即使在驱动压力有限的情况下，过高的平台压也可能与较高的死亡率相关。然而，在我们的研究中，平台压力保持在 30 cmH2O在所有患者的两种通气策略中。最后，ΔP值受胸壁顺应性的影响，高 ΔP可能与低胸壁顺应性有关，而不是与肺过度劳损有关。我们没有记录食管压力，因此无法测量胸壁顺应性。然而，我们的目标是评估一种可以轻松转化为临床实践的实用方法。由于 ΔP-Vent 是可行的，并且在我们 90% 的患者中与 PBW-Vent不同，因此设计比较两种策略临床试验。

结论

与传统的 PBW 引导通气相比，以12 至 14cmH2O之间 ΔP为导向的肺保护通气策略显著降低了机械功率。

---Haudebourg et al. Critical Care (2022 June 20) 26:185 https://doi.org/10.1186/s13054-022-04054-5

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