优化调节驱动压在肺保护性通气策略中的研究进展

陈吉祥 卢静

1滨州医学院第二临床医学院，烟台 264000；2临沂市人民医院麻醉科，临沂 276000

随着全球外科手术量的逐年增加，接受机械通气的患者数量呈上升趋势，围手术期术后肺部并发症（postoperative pulmonary complications，PPCs）发生率5%～40%，这导致患者住院时间延长、费用增加、并发症和病死率居高不下［1］。因此，减少PPCs对改善患者的预后起到了至关重要的作用。为了减少呼吸机相关肺损伤（ventilator induced lung injury，VILI）、降低PPCs发生率，临床上提出了肺保护性通气策略。传统的肺保护性通气策略包括小潮气量（VT）+适当呼气末正压通气（positive end expiratory pressure，PEEP）+间断肺复张，相关研究证明，传统肺保护性通气策略可以有效减少PPCs的发生率［2-3］。但最近有研究发现，即使采用肺保护性通气策略，仍不能避免VILI的发生［4-5］。一项关于急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）的临床研究发现，驱动压是影响患者预后最密切的因素，当驱动压低于15 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）时，死亡风险明显下降［6］。因此，驱动压受到越来越多的关注。通过驱动压指导个体化肺保护性通气策略，对降低PPCs发生率、促进患者快速康复具有重要的临床意义。

驱动压

驱动压是呼吸系统克服弹性阻力完成吸气过程的压力，是驱动整个呼吸系统做扩张运动的直接动力。对于机械通气患者，驱动压可以由平台压（Pplat）减去PEEP计算得出［7］。由于呼吸系统顺应性反映了单位压力导致的肺容积改变，即呼吸系统顺应性=VT/（Pplat-PEEP）=VT/驱动压，所以驱动压=VT/呼吸系统顺应性［8］。当呼吸机给予机械通气患者固定VT时，驱动压越小则呼吸系统顺应性越大。根据理想体质量给予的VT因患者个体差异也会产生不同程度的肺应变和肺应力，造成肺损伤［9］，而呼吸系统顺应性与可通气肺容积比值较为固定，因此，根据驱动压评估患者的可通气肺容积比根据理想体质量计算的肺容积更合理。呼吸系统弹性阻力由肺组织弹性阻力和胸廓弹性阻力构成，即驱动压是克服肺组织弹性阻力和胸廓弹性阻力的压力之和。其中，克服肺组织弹性阻力的压力是跨肺驱动压（lung driving pressure，ΔPL），克服胸廓弹性阻力的压力是食管驱动压（esophageal driving pressure，DPeso），即ΔPL=驱动压-DPeso。由于胸廓弹性阻力的影响，ΔPL实际上更能准确地反映肺顺应性。但相对于有一定测量难度的ΔPL，驱动压则更容易测量［10］。当前一些研究证实了驱动压在减少机械通气患者肺损伤和改善患者预后方面存在优势。一项纳入了2 000例ARDS患者的研究发现，驱动压≤14 cmH2O的ARDS患者生存率较高［11］。Amato等［6］研究发现，VT、Pplat、PEEP与ARDS患者的病死率无相关性，而与病死率相关的是驱动压力，以驱动压为导向的通气策略可以有效改善患者预后。Chiumello等［12］在一项纳入了150例ARDS患者的回顾性研究中，记录了机械通气时5 cmH2O PEEP和15 cmH2O PEEP时患者的肺应力、驱动压，对患者驱动压和肺应力的相关性进行了研究。结果发现，在两种PEEP水平下，驱动压与肺应力显著相关，高驱动压会导致患者高肺应力。上述几项研究结果表明，驱动压指导的肺通气策略可以在机械通气过程中维持较低的驱动压，减轻肺应力和肺应变，从而减轻VILI的严重程度，达到降低PPCs发生率和改善预后的目的。

驱动压指导个体化肺保护性通气

驱动压可能是比VT、PEEP、Pplat与机械通气患者预后更紧密的相关因素。从生理学和呼吸动力学层面出发，调整呼吸机相关参数来降低驱动压是具有一定的合理性的。与此同时，通过简单计算便可得出的驱动压，可以作为一种有效的评估工具，评估当前呼吸机参数的安全性和有效性，并提示医务人员及时做出相应的调整［13］。

1.驱动压指导VT

当前肺保护性通气策略提倡小VT通气，其目的是防止大VT和高气道压造成容量伤、气压伤，避免肺泡因过度膨胀而发生VILI。为了减少VILI的发生率，围手术期患者一般推荐使用的VT为6～8 ml/kg（理想体质量）［14］。然而对于功能残气量（functional residual capacity，FRC）明显降低的患者，比如ARDS患者，根据理想体质量估算的肺容积可能高于真实肺容积，此时若依旧经验性地使用VT可能引起肺泡过度膨胀，造成VILI［15］。当前对于个体化VT的设置仍处于探索之中。对于大部分肺功能正常的患者，仅使用小VT通气而不施加足够的PEEP可能会增加肺不张的发生。PEEP的重要性在于能够减少驱动压，同时能够有效减少肺的动态应变。当小VT联合一定水平的PEEP后，只有驱动压降低，VILI的发生率才会真正下降。Blank等［16］回顾性分析了1 019例胸外科单肺通气（one-lung ventilation，OLV）患者的围手术期数据后发现，发生PPCs的患者组和未发生PPCs的患者组之间平均PEEP值（4.2 cmH2O）相同，而在该相同PEEP条件下，VT每增加1 ml/kg，PPCs的发生率下降16%，这可能是因为适当增加VT减少了肺动态应变和肺不张的发生。在没有设定VT参数时，驱动压可能与OLV胸外科手术PPCs正相关，驱动压力增加1 cmH2O PPCs发病风险增加3.4%。PPCs发生率随着术中驱动压升高而升高，而该研究中驱动压的变化可能与VT的变化有关。有研究显示，在设定PEEP为5 cmH2O，驱动压相等的情况下，小VT（6 ml/kg）组与大VT（12 ml/kg）组患者在上腹部手术术后的肺功能无明显差异［17］。Bugedo等［18］收集整理了多项关于ARDS通气策略的相关研究数据，通过对比发现小VT组的驱动压明显低于大VT组。根据呼吸系统顺应性=VT/驱动压，当呼吸系统顺应性不变时，VT下降，驱动压降低。通过调节呼吸机VT，降低肺应变，将驱动压降低至安全范围值，从而实现对患者的个体化VT设置，有助于减少VILI，降低PPCs发生率，实现患者快速康复。

2.驱动压指导PEEP

PEEP对于机械通气患者的重要性在于能够减少通气过程中的驱动压和动态肺应变。相关的动物实验和临床试验充分证实，合适的PEEP不仅可以稳定肺泡，而且可以减少动态肺应变造成的肺损伤［19-21］。然而，由于手术方式和个人因素的差异，能够满足患者机械通气所需的PEEP值也是不同的。PEEP设置过高会导致气道压增高，引起肺泡过度膨胀，产生容积伤；PEEP设置过低则无法维持肺泡开放状态，引起肺泡萎陷、肺不张，萎陷肺组织顺应性下降，进而造成肺功能区域减少［22-23］。Walkey等［24］在一项关于ARDS患者的meta分析中发现，高PEEP患者［（15.1±3.6）cmH2O］与低PEEP患者［（9.1±2.7）cmH2O］相比，病死率未见明显差异。与低PEEP患者相比，高PEEP患者也没有明显减少气压创伤、新器官衰竭发生率和呼吸机使用天数。这进一步证明了过高或过低的PEEP在临床方面并无益处，甚至存在加重肺部损伤的情况。如何设置达到最佳气体交换和最小循环影响的最佳PEEP仍存在争议，而个体化PEEP的方法或许有益。当前设定个体化PEEP的常用方法有：最佳氧合法、P-V曲线法、最佳顺应性法、电阻抗成像法、临床经验判断法、肺牵张指数法等［23］。在一项纳入292例胸外科手术患者的前瞻性研究中，研究人员比较了通过驱动压调节个体化PEEP与传统固定PEEP通气策略的安全性与可行性。在相同的小VT（6 ml/kg）+肺复张通气策略条件下，试验组使用驱动压来指导PEEP的滴定，将PEEP从2 cmH2O逐次增加到10 cmH2O，每个PEEP水平分别维持10个呼吸循环并记录驱动压，最后选择产生最小驱动压的PEEP维持整个机械通气期间，而对照组则采用固定PEEP（5 cmH2O）。结果发现，驱动压组个体化PEEP的中位数为3 cmH2O，PPCs的发生率为5.5%，而对照组PPCs的发生率为12.2%，两组之间差异有统计学意义［25］。Pereira等［26］对比了机械通气过程中个体化PEEP和固定PEEP（4 cmH2O）在腹部手术患者术后肺不张发生率的差异。结果显示，个体化PEEP组和固定PEEP组患者的术中驱动压分别为（11.6±3.8）cmH2O和（8.0±1.7）cmH2O（P＜0.001）。与固定PEEP组患者对比，个体化PEEP组患者的驱动压明显降低，氧合改善，且术后肺不张发生率明显降低。以上研究结果表明，最佳PEEP可以有效降低驱动压，通过驱动压指导的个体化PEEP在减少PPCs方面优于传统肺保护性通气下的固定PEEP。近年来，随着更多对个体化PEEP研究的开展，通过驱动压指导PEEP设置已经引起越来越多的关注。

调节驱动压在围手术期的应用效应

自从Amato等［6］发现驱动压是与患者预后最相关的因素之后，关于驱动压在需要进行机械通气的外科手术患者和ARDS患者中可行性的研究便逐渐开展了起来。

机械通气是治疗ARDS的一种有效手段，但在治疗过程中常常因为呼吸机参数与患者肺不匹配而导致患者出现VILI。Bellani等［11］在纳入了2 377例患者的多中心回顾性研究中发现，与驱动压＞14 cmH2O的患者相比，驱动压≤14 cmH2O的患者在28 d内的生存率高10%。在2022年的一项关于驱动压与ARDS的meta分析中，对比了驱动压≤15 cmH2O与驱动压＞15 cmH2O患者的病死率和呼吸系统顺应性。结果显示，驱动压≤15 cmH2O组患者的病死率更低，呼吸系统顺应性更高，提示通过限制ARDS患者的驱动压对患者预后是有益的［27］。在一项纳入了101例ARDS儿童患者的回顾性研究中，Rauf等［28］发现驱动压＜15 cmH2O可以有效降低ARDS的发病率和改善患者预后。该研究显示，低驱动压（＜15 cmH2O）组和高驱动压（≥15 cmH2O）组的通气时间分别为5（4，6）d和8（6，11）d，ICU入住时间为6（5，8）d和12（8，15）d，28 d内呼吸机停用时间23（20，24）d和17（0，22）d，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。该研究提示，限制驱动压对ARDS机械通气患儿的治疗是有益的。以上研究表明，在ARDS患者的机械通气治疗过程中，通过控制驱动压可以有效减少VILI，降低患者病死率，改善预后。

随着全身麻醉手术量的持续增多，如何减少VILI的发生，进而降低PPCs的发生率，一直是临床研究的重点。有相关研究发现，驱动压指导的肺保护性通气策略会减少围手术期患者VILI发生，降低PPCs发生率。Park等［25］在胸外科手术中分别采用驱动压指导的肺保护性通气策略和传统肺保护性通气策略（6 ml/kg VT + 5 cmH2O PEEP + 肺复张），通过对比发现，驱动压指导的个体化通气策略患者组驱动压更小，PPCs发生率更低。Blank等［16］在其纳入了1 019例胸外科单肺患者的研究中发现，驱动压每增加1 cmH2O，患者PPCs发生风险增加3.4%。一项关于在机器人辅助前列腺癌根治术中老年患者通气策略的研究发现，采用了驱动压指导肺保护性通气策略的患者组与传统肺保护性通气患者组相比，Trendelenburg体位后2 h、气管拔管后1 min和术后2 h时的血清肺Clara细胞分泌蛋白（CC16）、肺泡表面活性物质-D（SP-D）、晚期糖基化终产物可溶性受体（sRAGE）及可溶性细胞间黏附分子（sICAM）-1的浓度更低，提示驱动压与术中肺损伤有关［29］。这项发现进一步证明了，在机械通气期间，更高的驱动压往往导致VILI的发生，产生较差的预后。以上研究均显示，在围手术期机械通气过程中，驱动压指导的肺保护性通气策略与传统的肺保护性通气策略相比，可以很好地将驱动压控制在较低水平，较好地改善机械通气条件，减少VILI，从而降低PPCs发生率。

然而，驱动压的安全范围仍存在争议。当前普遍认为驱动压＜15 cmH2O可以有效减少患者并发症。Amato等［6］研究发现，当驱动压小于15 cmH2O时，ARDS患者的病死率明显降低。Bellani等［30］在一项关于ARDS患者的研究中发现，机械通气第1天驱动压超过14 cmH2O的患者病死率更高，预后较差。但最近的一项meta分析得出了不同观点：驱动压＞15 cmH2O并不能预测中、重度ARDS患者的预后［31］。因此，15 cmH2O可能并不是驱动压的安全临界值。Rauf等［28］在回顾性研究中也发现，当以15 cmH2O驱动压为界限进行对比时，病死率的差异并无统计学意义，只有当驱动压＞19 cmH2O时，病死率才出现明显增加，这提示不同患者的驱动压安全临界值可能存在差异。驱动压的安全范围尚未确定，15 cmH2O是驱动压安全阈值的观点受到了越来越多的质疑，这需要更多研究对其进行探索。

总结和展望

随着机械通气患者数量的增加和加速康复外科（ERAS）理念的普及，如何减少机械通气引发的肺损伤备受关注。驱动压指导肺保护通气策略在改善预后方面具有独特的优势，相关研究已经证实，驱动压与机械通气患者生存率、病死率密切相关，通过降低驱动压可以减少机械通气时VILI的发生。随着对驱动压的研究深入，通过安全范围内的驱动压滴定个体化PEEP是今后探索肺保护性通气策略的新方向。但值得一提的是，对驱动压指导肺保护性通气策略尚缺乏大规模临床研究［32］，主动控制驱动压的最佳方式尚无明确定论，驱动压安全范围也存在争议，因此，需要更多大样本量、前瞻性研究来探索其在临床上的安全性、可行性以及安全范围。