呼吸力学导向的机械通气策略在ARDS中的应用

原创：周云霞

一、病例分析

1. 基本信息

患者女性，74岁。入院时间：2023年10月30日；出院时间：2023年11月19日。主诉：反复咳嗽、咳痰2年余，加重伴胸闷气促1个月。诊断：ARDS。

2. 现病史

2年前无明显诱因出现咳嗽咳痰，黄色黏痰为主，量少，无咯血、气促、喘息、呼吸困难，无胸闷、胸痛，无下肢水肿等。患者未行具体规范诊治。5个月前患者感染新型冠状病毒，于当地医院抗病毒等对症治疗（具体不详），后症状好转出院。1个月前患者咳嗽咳痰加重，伴活动后胸闷、气促、喘息、呼吸困难。10天前至楚雄州人民医院住院，经治疗及无创呼吸机辅助呼吸后症状未见好转，为求进一步治疗转入我科。

3. 既往史

发现血压升高2年余，血压最高150/90 mmHg，未服用药物，未规律监测血压；2月前因昏迷入院，诊断“2型糖尿病”，出院后使用胰岛素+二甲双胍（餐前服用）降糖，自诉胰岛素已停用2月余，监测餐后2小时血糖控制在7～8 mmol/L。

4. 体格检查

体温36.6℃，脉搏101次/分，呼吸28次/分，血压132/61 mmHg，SpO2 78%。神志清楚，查体欠合作。呼吸急促，口唇及全身皮肤黏膜发绀；面罩吸氧10 L/min，氧饱和度56%。眼睑结膜无充血水肿，颈静脉无显露，胸廓对称无畸形，双下肺呼吸音低，可闻及散在湿啰音。心界不大，心率101次/分，律齐，各瓣膜听诊区未闻及病理性杂音。

5. 实验室检查

• 血常规：白细胞计数17.66× 109/L，中性粒细胞百分比95.10%，血红蛋白174 g/L，嗜酸性粒细胞百分比0.70%，嗜酸性粒细胞0.04×109/L，超敏C反应蛋白10.09 mg/L。
• 生化：丙氨酸氨基转移酶34 U/L，葡萄糖13.08 mmol/L。
• 凝血全套+D-二聚体：D-二聚体7.41 mg/L。
• 2023年10月30日胸片示：双肺弥漫多发渗出、实变（图1）。

图1 患者入院后胸片（2023-10-30）

6. 入院后呼吸支持策略

10月30日无创正压通气, IPAP 10 cmH2O, EPAP 8 cmH2O, FiO2 100%。监测SpO2 56%～87%。血气分析: pH 7.43, PaCO2 37 mmHg, PaO2 56 mmHg, PaO2/FiO2 92 mmHg, BEecf 0.3 mmol/L, HCO3- 24.6 mmol/L。患者氧合差，予气管插管。

11月14日，SBT成功，经咳嗽咳痰能力评估，予拔除气管插管，序贯无创正压通气治疗。

11月17日，患者氧合改善，予面罩吸氧5 L/min。

7. 呼吸力学参数设置

有创呼吸支持的初始参数设置：△PS 12 cmH2O，PEEP 8 cmH2O，Ti 0.8 s，FiO2 100%。

在镇静镇痛情况下，监测基础呼吸力学：VCV模式下，患者气道峰压为26.4 cmH2O，平台压17 cmH2O，内源性PEEP 4 cmH2O，计算得出肺顺应性（Crs）为18.8 L/cmH2O，阻力（R）为11.7 cmH2O/(L·S)，驱动压（△P）为9.2 cmH2O。

在升高PEEP时，发现患者的血流动力学不稳定，血压下降明显，因此未行肺可复张性评估及肺复张。调整参数设置：△PS 14 cmH2O，PEEP 10 cmH2O，Ti 1.2 s，FiO2100%。

8. 监测呼吸力学变化

继续监测患者呼吸力学变化（表1），期间对部分参数进行了微调。平台压维持在相对稳定的范围，肺顺应性也在逐渐改善。

表1 监测患者呼吸力学参数变化

由于患者肺顺应性差，氧合指数不高，遂予俯卧位通气，俯卧位后氧合有所改善（表2）。11月4日患者俯卧位后出现球结膜水肿，停止俯卧位通气。

表2 俯卧位后患者氧合等变化情况

在整个有创呼吸支持过程中，逐渐PEEP下调，呼吸支持力度逐渐降低，患者氧合得以改善（表3）。

表3 监测呼吸支持P-A/C模式下氧合变化

9. 气管镜

10月31日行床旁气管镜检查，观察气管通畅，黏膜光滑、充血明显，左、右主支气管通畅，双肺各叶、段、亚段支气管黏膜充血水肿，反复刺激后出血，腔内未见肿物生长。左、右主支气管管腔壁内见少量白色黏痰，予吸痰及生理盐水灌洗，留取肺泡灌洗液送检。

11月8日再次行床旁气管镜检查，观察气管通畅，黏膜光滑但充血；左、右主支气管通畅，双肺各叶段、亚段支气管黏膜充血水肿，腔内未见肿物生长；左、右主支气管管腔壁内见少量白色黏痰，予吸痰及生理盐水灌洗，留取肺泡灌洗液送检。

10. 疗效评价

经过抗感染治疗，患者感染指标（白细胞、中性粒细胞、超敏C反应蛋白）以及D-二聚体均明显下降。从患者入院到准备拔管的胸片对比可以发现，经过抗感染治疗及呼吸支持，大部分感染已经吸收（图2）。11月7日复查胸部CT可见病灶有所吸收。

图2 患者入院后胸片变化情况

11月14日对患者进行全面评估：①呼吸机参数，PS 10 cmH2O，PEEP 5 cmH2O，FiO2 45%；②自主呼吸试验（SBT）通过；③气囊漏气试验＞110 ml；④痰液量＞10 ml，痰液黏稠度为2度；⑤白卡试验阳性；⑥咳嗽能力3级；⑦握力：有力。予以拔管。

通过该病例也可以发现，肺保护性通气策略对于ARDS患者是有效的。

二、ARDS肺保护性通气策略

1. ARDS的病理生理

急性呼吸窘迫综合征（ARDS）是指心源性以外各种肺内或肺外原因（肺炎、脓毒症、严重创伤、吸入等）导致的急性弥漫性肺损伤和进行性急性低氧性呼吸衰竭。

ARDS的病理生理改变是广泛的损伤和微循环障碍导致肺泡毛细血管内皮损伤、通透性增加以及Ⅱ型肺泡上皮细胞损伤、表面活性物质缺失，从而使大量的液体渗出至肺泡和肺泡间质，导致肺泡水肿/萎缩，从而导致一系列病理生理变化，例如透明膜的形成、氧弥散障碍，通气血流比例失调，肺不张，肺顺应性降低，功能残气量减少，最终导致急性进行性低氧/难治性低氧血症。

ARDS的病理生理特点是大量肺泡塌陷, 肺容积减少, 顺应性下降, 病变不均一。因此也容易导致肺损伤。肺过度充气可以导致肺容积伤, 而肺组织周期性扩张和陷闭可导致肺萎陷伤。

2. ARDS肺保护性通气策略

了解ARDS患者的呼吸力学特征，对于把握呼吸机治疗原理，制定恰当的肺保护通气策略，减少不恰当的机械通气，减少呼吸机所致肺损伤，都具有举足轻重的作用。随着正压机械通气的发展，相关机械通气压力性损伤也随之发生，这也推动了人们对肺保护的研究，其中潮气量(VT)和呼气末正压(PEEP)的设置一直是临床研究的重点，也是临床实践过程中比较棘手问题。

机械通气下物理/生物损伤相关研究发现，驱动压和跨肺压越来越多地用于量化机械通气期间肺部的呼吸力学指征并指导临床应用。早在2000年，《新英格兰医学杂志》发表的文章就报道了小潮气量通气可以降低ARDS患者的病死率。2010年Briel等发表在JAMA杂志的研究也发现，高水平PEEP或低水平PEEP对改善院内生存率无差别，但对于亚组ARDS患者，高水平PEEP有助于改善其生存率。

所有的ARDS患者都适合小潮气量吗？低PEEP和高PEEP，哪个更好？

肺组织非均一性病变的主要危害是开放与陷闭的肺组织交界处产生的应力集中现象形成的危害力。PEEP之所以可以改善ARDS患者的病情，原因之一就在于PEEP使肺未充气/充气不良的区域重新开放，降低了应力集中作用。过大的潮气量使肺组织吸气末受到过度牵拉，肺应力集中出现的现象随之加剧。因此，ARDS肺非均一性的病变病理特征决定了必须根据患者肺本身的病变特征来选择合适的PEEP及潮气量，以满足个体化肺保护性通气的需要。然而，当前的肺保护性通气策略恰恰忽略了个体化的需要。

当前广为接受的肺保护性通气策略是以控制基于理想体重的潮气量和吸气平台压为手段来减少肺损伤。在选择潮气量时，之所以以患者的理想体重为参考依据，主要源于正常人肺容积及肺通气的各项数据和理想体重成正比。而ARDS患者由于不同的发病原因、病变范围及、严重程度以及残气量等肺容积参数与理想体重之间不存在正比关系，一律按照理想体重予以6～8 ml/kg的潮气量并不科学，忽视了患者个体间残气量的差异。残气量是呼气末、吸气初的基础肺容积，在设置潮气量时，应考虑患者实际的残气量，而不仅仅是理想体重。研究表明，依据理想体重选择潮气量不能反映肺应变值的大小，而后决定了肺损伤发生及其严重性的程度。所以，将正常的肺潮气量选择标准用于婴儿肺，显然忽略了个性化的需求。

2016年我国发表的《急性呼吸窘迫综合征患者机械通气指南(试行)》也对上述疑问进行了解答。①成人ARDS患者机械通气时是否应该实施肺保护性通气策略（限制潮气量和平台压）？指南推荐意见：推荐ARDS患者机械通气时应采用肺保护性通气策略（限制VT≤7 ml/kg和平台压≤30 cmH2O）（强推荐，中级证据质量）。②高水平PEEP和低水平PEEP如何选择？指南推荐意见：建议对于中重度ARDS患者早期可采用较高PEEP（＞12 cmH2O）治疗（弱推荐，中级证据质量）。③成人ARDS患者机械通气时是否应该常规实施肺复张？指南推荐意见：建议对中重度ARDS患者实施肺复张（弱推荐，低级证据质量）。因此，ARDS患者潮气量的选择和PEEP的滴定应强调个体化。

三、制定与实施个体化ARDS肺保护性通气策略

1. 潮气量的设置与调整

（1）计算理想体重，设置初始潮气量6 ml/kg。

（2）监测平台压≤30 cmH2O，驱动压<15 cmH2O。

（3）调整潮气量。

潮气量的选择是基于理想体重，但基于理想体重的小潮气量也许只能达到肺保护的第一道防线。限制平台压≤30 cmH2O，基于理想体重计算的小潮气量很重要，有充足的循证医学证据显示其降低了病死率。

理想的小潮气量一定能达到肺保护作用吗？答案是不一定。

在6 ml/kg理想体重的小潮气量作用下，即使平台压≤30 cmH2O，应力依然会很大，足以导致肺损伤。因此，驱动压作为潮气量设置最主要的一个决定因素就显得尤为重要。可以将驱动压看作肺保护的第二道防线。回顾性研究显示，驱动压＜15 cmH2O，可以明显降低ARDS患者病死率。只有平台压≤30 cmH2O，驱动压＜15 cmH2O，肺保护才是充分的。所以，平台压≤30 cmH2O，驱动压＜15 cmH2O这两道防线都做到，肺保护性通气策略才能更加完善。

2. PEEP的设置

PEEP设置的前提是对肺可复张性进行评估。将PEEP从5 cmH2O升至15 cmH2O，维持30 min降低PEEP至5 cmH2O，记录降低PEEP前后呼出潮气量，两者差为可复张肺容积。指南推荐，如果可复张性差，推荐PEEP设置＜10 cmH2O；如果可复张性好，推荐PEEP设置＞15 cmH2O。在PEEP设置之前，如果评估患者可以进行肺复张，可以采用以下三种方法：控制性肺膨胀，PEEP递增法，压力控制法。

PEEP设置的方法：既往认为最佳的PEEP既能改善氧合，又能减少肺损伤。早期研究利用氧合来设置PEEP，认为PEEP主要作用是改善氧合，进而提高肺的顺应性和改善患者的预后。但实际上，在降低肺损伤相关的病死率方面，肺顺应性的改善比氧合改善更重要。目前多数学者认为，能使肺组织塌陷不张容积最小，又能避免肺组织过度膨胀的PEEP是最佳PEEP。与之对应的当前广为接受的设置PEEP的方法有六种，分别是PEEP-FiO2表格法、食道压法、应力指数法、PEEP递减法、P-V曲线法、影像学法。临床最常用的是PEEP-FiO2表格法。

研究表明，肺顺应性的变化比动脉氧合和肺内分流更好地反映肺复张后通气区域与非通气区域的变化，顺应性常选择最佳PEEP。所以有学者提出跨肺压法，用跨肺压指导PEEP的设置。ARDS保护性通气原则是打开可复张的塌陷肺，这需要设置PEEP来维持已经开放的肺不再塌陷，维持其在开放状态，不发生二次塌陷，不出现由于反复开闭导致的剪切伤。

跨肺压=肺泡内压（Palv）-胸腔内压（Ppl）。肺泡内压通过监测平台压获得，而通过监测食道压可以间接反映胸腔内压的变化。在静态条件下，胸膜腔表面对抗肺组织的回缩力量与肺泡扩张的实际压力与肺容积变化及肺损伤直接相关。当跨肺压大于0，提示肺泡处于开放状态，既往我们评估肺扩张压力主要通过平台压估算，保持平台压＜30 cmH2O，对于大部分胸壁弹性正常的患者，这种估算方法是可行的。但对于肥胖、腹部压力高、胸壁顺应性差的患者，即使平台压≥30 cmH2O，其跨肺压也不一定很高，甚至不一定能够达到肺泡开放时的压力；而对于体型过瘦的患者，即使平台压＜30 cmH2O，也有可能导致肺损伤，尤其对于ARDS患者，常合并胸部弹性的改变。因此，在小潮气量肺保护性通气基础上，使用跨肺压监测，可以去除胸壁弹性阻力异常的影响，更好地适应ARDS病理生理的变化。

结合既往文献报道及指南共识，我们设计了跨肺压法滴定最佳PEEP的步骤：①在实施肺复张后，在PEEP递减过程中监测跨肺压；②维持呼气末跨肺压在0～10 cmH2O，维持SpO2在90%以上，潮气量维持在6～8 ml/kg，维持吸气末跨肺压＜25 cmH2O，否则降低潮气量；③以前一PEEP维持呼气末跨肺压＞0且吸气末跨肺压<25 cmH2O时的PEEP作为最佳PEEP。

测跨肺压时存在问题：①体位对食管压的影响；②ARDS肺组织不均一性对食道压的影响；③其他因素对食道压的影响，如胸壁破坏、留置胃管等。所以我们在测量时需要注意这些问题。

国外文献如何使用驱动压和跨肺压来实施肺保护通气策略？①依据保护性原则设定机械通气潮气量6～9 ml/kg理想体重；②监测驱动压；③如果驱动压增加超过基线或＞14～18 cmH2O，就要评估高危因素（例如：肥胖、腹部高压、恶化的低氧血症）；④如果存在高危因素，就要考虑置入食管球囊，并监测跨肺压＜15～20 cmH2O；如果没有高危因素，继续监测平台压，若平台压＞30 cmH2O，也要考虑置入食管球囊，并监测跨肺压＜15～20 cmH2O。⑤如果平台压≤30 cmH2O，就要降低驱动压（和跨肺压）的干预措施（最佳PEEP，肺复张，减少潮气量至5～6 ml/kg理想体重）。

四、小结

目前能明确ARDS患者采取肺保护通气策略，最主要的呼吸力学参数设置是限制潮气量和平台压，选择合适的PEEP。选择符合患者病理生理特点的策略就是个体化方案，根据呼吸力学指标，例如：驱动压、跨肺压、肺应力应变等在指导ARDS患者机械通气治疗中发挥重要作用，但仍需进一步研究。