机械通气中驱动压与肺保护通气策略的关系研究进展

杨唯奕，石梦竹，刘海林，桂波，张志捷

1 南京医科大学附属淮安第一医院麻醉科，江苏 淮安 223000；2 南京医科大学第一附属医院麻醉科

肺保护通气是目前常用于临床的机械通气策略，被广泛应用于减少外科手术后肺部并发症（PPCs）的发生，包括小潮气量（VT）、有限的呼气末正压（PEEP）及吸气平台压（Pplat）和肺复张手法（RM）。近期发表的一篇Meta分析认为，PPCs的发生及预后可能与术中机械通气时的VT和PEEP并不相关，而与高驱动压显著相关，或者说，当VT和PEEP的变化影响驱动压时，两者才与PPCs呈现相关性［1］。驱动压是指克服呼吸系统弹性阻力促使肺泡开放的压力，呼吸系统顺应性（Crs）指单位肺内压引起肺容积的变化，从呼吸力学角度解释，Crs=VT／驱动压，所以驱动压=VT/Crs。临床上在没有自主呼吸的情况下，驱动压可简化计算为Pplat-PEEP［2］。随着肺保护策略研究的进一步深入，凡是能够防止PPCs发生的策略都具有纳入肺保护通气策略的可能。现就近年来驱动压与肺保护通气策略之间的关系做一综述，旨在为临床机械通气策略相关研究提供参考。

1 驱动压与小VT的关系

一项荟萃分析显示，对于已存在急性肺损伤或呼吸衰竭的患者行小VT机械通气可以降低患者病死率及住院期间机械通气时长［3］。SERPA 等［4］及SCHULTZ等［5］的研究也均表明，小VT通气的确对外科手术患者的预后有益。因此，之后的许多临床工作及相关研究均将小 VT（＜6 mL/kg）及 Pplat＜30 mmHg作为肺保护通气策略的参考标准。然而，FERNANDEZ-BUSTAMANTE等［6］在对1 202例机械通气患者的数据进行分析后发现，在推荐的肺保护通气背景下，PPCs在美国麻醉医师协会分级3级的患者中仍十分常见，提示小VT肺保护通气策略对肺损伤的改善是有限的。BUGEDO等［7］将急性呼吸窘迫症（ARDS）患者分为两组行对照通气试验，发现肺保护性通气组（VT 6.0～7.6 mL/kg）的驱动压鲜有超过17 cmH2O，而非肺保护性通气组（VT 10.2～12.0 mL/kg）的驱动压多已超过了20 cmH2O，这提示通过控制VT的大小来限制驱动压是可行的。肺部存在基础病变的患者，其功能残气量多是降低的，若此时仍依照预测体质量（PBW）的潮气量（6～8 mL/kg）行传统小VT通气，则存在肺泡过度扩张可能。此时，应降低VT来获取较低的气道驱动压从而减少肺损伤。如果能通过减少VT，将驱动压限制在一定的安全范围内，以此来个性化调节符合患者的呼吸参数，将会减少呼吸机相关性肺损伤，改善患者的预后。

通常来说，降低VT会降低驱动压（驱动压=VT/Crs），但这仅局限于VT的减少不会导致肺泡塌陷的范围内。在某些情况下，尤其是当PEEP水平不恰当时，VT的增加也能导致驱动力降低［8］，此时可能由于肺不张因VT的增加而减少，肺的顺应性也相应增加。根据肺部三维CT扫描，基于患者PBW的肺部容积计算结果通常与实际肺部大小（功能性肺容积）不一致。PBW高的患者肺容量通常低于PBW较低的患者，患者实际肺容量和PBW之间的相关性较差（r=0.58～0.65），而这种情况在肺顺应性低的患者中表现更为明显［9］。由于PBW通常不能可靠地反映患者的实际肺容积，并且患者肺基础存在一定异质性，即功能性肺容积不同，因此，即使是6～8 mL/kg PBW的正常 VT 也可能不是一个合适的选择。一项针对ARDS患者的Meta分析显示，患者出现气压伤的比例和病死率均在驱动压超过15 cmH2O时急剧增加［10］。另一项纳入778例受试者的回顾性队列分析表明，在驱动压＞19 cmH2O时受试者的死亡风险逐渐增加［11］。

由上可见，驱动压代表了施加在肺部的压力，限制驱动压可使VT与功能性肺更好地匹配，尤其是在肺部严重受损的患者中。尽管尚未进行前瞻性临床试验以更好地巩固驱动压与病死率之间的关系，但目前的证据支持对驱动压进行常规监测，以确保患者不会因驱动压过高而产生不良临床结果。因此，由驱动压力引导的VT滴定可能是有益的。

2 驱动压与PEEP的关系

PEEP被提出并应用于临床已有40多年的历史，适当的PEEP水平可防止肺泡塌陷，保持肺泡持续开放，提高患者氧合通气/血流量比值，减少剪切伤发生。目前，PEEP水平的设定仍存在较大争异，既往研究认为，高水平的PEEP具有肺保护作用，然而近年来有文章否认了这一观点［12］。随之有研究表明，肺功能正常的全身麻醉患者合理PEEP值的异质性很大［13］。在此背景下，提出了“个体化PEEP”的新概念，旨在根据患者的个体特征（如肺动态顺应性和驱动压）找到最佳PEEP。一项纳入17个随机对照试验的荟萃分析发现，驱动压与PPCs的发生单独相关，而与VT和PEEP无关；并且，驱动压每上升1 cmH2O，PPCs发生率增加1.16倍［1］。在该研究的亚组分析中发现，如果高PEEP增加了驱动压，则高PEEP与PPCs发生高度相关；如果同样高的PEEP可以降低驱动压，则似乎可以减少PPCs发生率［1］。

关于PEEP滴定，近几年的研究大多规模较小，研究人员比较了两种设置PEEP的方法：使氧合最大化方法及使肺顺应性最大化方法。这两种方法都改善了临床表现，但与基于氧合最大化的PEEP相比，使用驱动压指导设置PEEP可减少肺水肿、降低炎症细胞因子水平并降低肺损伤评分［14］。在一项关于腹部手术患者的研究中，实验组即PEEP滴定组取获得最高肺顺应性时的PEEP值，对照组则接受5 cmH2O的固定PEEP。该研究结果显示，与对照组相比，实验组驱动压降低了28%［15］。PEREIRA等［13］在进行腹部手术中的同时，使用电阻抗断层扫描来监测能够最大限度减少肺塌陷和过度扩张的PEEP值，该研究结果表明，与4 cmH2O的固定PEEP相比，PEEP滴定更能降低驱动压。该研究同时使用肺部CT检测肺不张面积，发现与4 cmH2O固定PEEP组相比，PEEP滴定组显示出更少的术后肺不张；且与开放手术相比，腹腔镜手术中PEEP滴定对降低驱动压及减少肺不张的效果更优，这提示腹腔镜手术患者可能从个体化PEEP中受益更多。PARK等［16］的研究将胸部手术患者分为两组，一组行传统肺保护性通气，另一组行驱动压引导通气。驱动压引导通气组对PEEP进行滴定，取最低驱动压时的PEEP值并应用于整个单肺通气过程；常规肺保护通气组则应用5 cmH2O的固定PEEP；结果显示，常规肺保护通气组PPCs发生率为12.2%，驱动压引导通气组为5.5%，两者差异存在统计学意义。分析该结果可以发现，驱动压引导通气组中较低的PPCs发生率可能得益于个体化PEEP以及更低的驱动压。由上可见，PEEP滴定可以降低驱动压，并有可能成为指导通气的一种方式。

目前还没有降低驱动压的成熟技术。驱动压力的变化取决于PEEP和VT［驱动压=Pplat-PEEP=VT/Crs］。因此，PEEP和VT的调整都有可能降低驱动压力。目前有关驱动压滴定PEEP或VT的研究均较少，有待进一步的研究和探索。

3 驱动压与RM的关系

在开始进行PEEP滴定以测量驱动压力之前，RM也是必不可少的。如今，开放肺方法（OLA）因RM技术而使用的更为频繁。常用的RM方法有两种，一种是在固定的吸气峰值压力下保持肺部充气5～30 s，另一种方法是将RM与个体化PEEP相结合［17-18］。通常第二种方法选择较多，因为较高的固定吸气峰值压力更容易导致血流动力学不稳定。

FERRANDO等［18］研究显示，行OLA（RM+PEEP滴定+RM）组较标准术中通气组（5 cmH2O的固定PEEP，无RM）驱动压低。OLA中的PEEP是在RM操作后，达到最佳呼吸系统动态顺应性时获得的，在术中应用时产生了良好的生理效应［19-20］。PEI等［20］的研究分析了两个肺功能指标：静态肺顺应性和驱动压，结果表明，RM在降低驱动压的同时提高了静态肺顺应性，这可能是RM减少PPCs的机制。同样，在ARDS患者中，基于OLA的个体化PEEP会产生更有利的生理反应，且与根据ARDSnet通气策略设置PEEP相比具有更低驱动压［17］。

在一项面向腹部手术患者的研究中，RM与个体化PEEP的结合能够恢复呼气末肺容积，将通气重新分配到与插管前相似的水平，并能在整个手术过程中保持这种水平；且在气腹期间，驱动压仅为固定PEEP组的一半［21］。

一项驱动压引导PEEP滴定的对比研究分为递增式滴定PEEP与递减式滴定PEEP两种模式，两种模式均以获得最小驱动压为目的，在2～16 cmH2O的范围内以2 cmH2O为梯度递增或递减PEEP，并且递减模式在滴定前后均会行RM。该研究结果表明，递减模式中获得的驱动压低于递增模式，且递减模式中获得的氧合指数显著增加。OLA实施期间两种以驱动压为导向的PEEP滴定策略均能产生有益生理效应，但与递增PEEP滴定方法相比，RM后递减式滴定在降低驱动压和改善氧合方面更有效，特别是对于术中驱动压较高（＞14 cmH2O）的患者［22］。一项旨在综合评估基于小VT通气策略的个体化PEEP和RM对腹部手术期间肺功能和血流动力学影响的网络荟萃分析指出，个体化PEEP+RM组在氧合指数和动态肺顺应性方面均优于单纯个体化PEEP组［23］。既往的一个数学模型揭示了在RM后递减试验中，获得最大肺顺应性时的PEEP水平与预设的开放肺PEEP（即最佳PEEP）之间存在一致关系的可能。然而，这种关系在没有RM的递增试验中是不一致的［24］。这一假设在后来的一项与ARDS肥胖患者相关的临床试验中被证实［25］。但这些研究中，由于RM属于OLA中的一部分，故区分PEEP和RM的独立作用是较难实现的，但也不能排除递减模式的优势是来源于RM的实施。尽管任意水平的PEEP对驱动压的影响是不可预测的，但在进行RM后的个体化PEEP显然与驱动压的降低有关。

综上所述，已有多项研究表明驱动压与机械通气患者的生存、病死率密切相关，机械通气期间较高的驱动压往往提示较差的预后，将驱动压控制在相对安全的范围是指导通气策略的新目标。通过滴定PEEP来限制驱动压是目前最主要的方法，在腹部、胸部手术或是肥胖患者的研究中，个体化PEEP的应用改善了氧合、降低了PPCs的发生［25-27］。OLA在多个实验中表现出了更优的呼吸生理状态和预后。虽然目前尚无统一的驱动压引导通气策略设定方法，但无论是基于最小驱动压还是将驱动压控制在一定水平下的方法，都是避免高驱动压引起预后不良的明确途径。令人遗憾的是，众多研究中对主动控制驱动压以减少并发症或改善预后以及如何主动控制驱动压并没有一个明确的结论，因此需要更多的前瞻性高质量研究来评估驱动压力和PEEP滴定对临床结果的独立作用。