肺保护性通气策略演变史

早在 1967 年在动物模型中进行初步观察之后，1974 年的一篇关键论文证明了高吸气压力导致肺损伤（图 1），明确机械通气本身会损害肺的认识。实验模型表明周期性肺复张伴随肺泡损伤的剪切应力，这可以通过应用呼气末正压 (PEEP) 来预防。计算机断层扫描的使用显示了 PEEP 在肺容量复张方面的作用，从而产生了急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) “婴儿肺”的概念。实验模型确定不是吸气压力本身，而是过度肺膨胀导致“容积损伤”。这些发现产生“开放肺”的概念，该概念认为优先维持肺容量的通气方法将避免由剪切应力引起的肺损伤。此外，“生物创伤”的概念在实验模型中得到证实，即高拉伸通气会导致肺部释放炎症介质，导致全身炎症和远端器官损伤，尤其是在 PEEP 为零的情况下。两年后，这些发现在 ARDS 患者中得到临床验证。在 1990 年代初期，这些实验室随后观察到低潮气量通气同时忽略并发的高碳酸血症，似乎改善了结果。“允许性高碳酸血症”的概念强调了限制机械通气强度的基本原理，并启发了关键的 ARDS net- ARMA 试验设计。在该试验中，将“肺保护”策略 [潮气量 (VT) 为 6 ml/kg，平台压为 25-30 cmH2O] 与传统的 VT 12 ml/kg 进行比较。低 VT 策略将绝对死亡率降低9%，开启了 ARDS “肺保护性”通气时代。大约又过了 15 年，才证明低 VT 的应用也有利于没有 ARDS 患者。我们对什么是“保护性通气”的理解不断发展。食管球囊导管的临床使用允许通过量化胸外因素（胸壁、腹部）对通气压力的贡献来估计跨肺压。在 ARDS 患者一项小型生理试验中，与使用 PEEP 表的标准方法相比，使用食道压力设置 PEEP 显著改善了氧合和顺应性。随后出现了肺“压力和应变”的概念，因为跨肺压可用于评估机械通气期间施加于肺的力——即所谓的肺实质压力。肺应变是指肺对吸气压力而发生的相关改变，计算为肺容积的变化与功能残气量的比例（ΔV/FRC）。关键的策略是，即使在应用标准的“保护性”通气设置期间，也可能出现有害的压力和应变。概念床边机械通气应用通过“压力指数”来完成，该指数是通过检查恒定吸气流量期间的压力-时间曲线来评估的。此外，研究表明，驱动压力（ΔP=平台压- PEEP）是比吸气压力或 VT 更强有力的死亡风险决定因素，并且在分析后，由于优化呼吸机设置而导致的 ΔP 降低与生存率增加有关.随着新观点的出现，呼吸机设置的最佳目标将继续完善。使用 ARDS 的实验模型对“开放肺”概念提出了挑战，其中低潮气量和低 PEEP 与相关的低驱动压和肺泡塌陷相结合，可使得压力和肺损伤减少。塌陷肺的肺保持闭合策略也被称为“允许性肺不张”。总之，这些概念超越了标准的保护性通气设置，转向了个性化的机械通气。到目前为止，静态参数（潮气量、PEEP、平台压、跨肺驱动压）和动态参数（呼吸频率、吸气和呼气流速）都与呼吸机引起的肺损伤 (VILI) 的病理生理学有关。这反映在“机械功率”的概念中，该概念旨在量化机械通气期间传递的能量总量，定义为每个周期的应变程度和暴露持续时间的总和。现在公认的目标是提供尽可能少的机械动力来降低 VILI风险，同时实现充分的气体交换。肺组织对机械应力和应变的脆弱性也起作用。由于肺表现为粘弹性系统，因此细胞外基质的成分需要时间来适应每个呼吸机变量，这表明设置调整最好以小的增量或减量进行操作。值得注意的是，这些见解主要来自对肺部受损患者的研究。因此，肺顺应性正常者的最佳设置可能与 ARDS 患者不同。或许与此一致的是，ARDS-net 潮气量研究中的观察结果表明，在顺应性最高的患者中，较低VT 没有任何益处。随着肺损伤的发展，机械通气造成的损伤会随着时间而改变，需要不断地重新评估设置。闭环通气模式会根据生理信号和患者活动自动调整设置，因此在提供安全通气的同时需要更少的人工干预。对临床实践的意义由于 VILI对机械通气患者的预后有重要影响，即使是那些没有肺损伤的患者，因此可以得出以下结论：危重缓和应尽其所能采用保护性通气设置。这是可行的，不需要先进的监控系统，但理解这一概念需要时间。随着实验室产生新的观点，保护性通气领域将继续发展。一项有前途的创新是使用危重 ARDS 患者的计算机模型，这很可能会告诉我们如何进一步改进呼吸机设置。此外，这种改进可能会24小时动态监测，而不仅仅是在查房期间。此外，功能成像模式可能有助于设置呼吸机。尽管仍然缺乏可靠的有益数据，但例如电阻抗断层扫描可以提供肺部区域空气分布的成像。我们激动人心的旅程仍在继续，但我们还没有到达彼岸。

---Intensive Care Med 2022.Aug.8.https://doi.org/10.1007/s00134-022-06820-z