呼吸力学与可复张性

肺保护性通气

(Lung-protective ventilation)

01

其实肺保护性通气策略的基础是ARDS的三个重要的病理生理学特点。

第一个病理生理学特点，就是有萎陷的肺泡区域，因为有了萎陷的肺泡区域，如果我们再给正常生理的潮气量去做机械通气的话，势必可能造成那部分相对正常肺泡出现过度膨胀，过度膨胀是第二个病理生理学特点。第三个病理生理学特点就是存在一部分有周期性开放闭合的肺泡，我们知道正常情况下，在平静的呼吸末，肺泡不是完全萎陷，那么这部分肺泡表现是在吸气的时候，也就是呼吸机送气的时候，肺泡是开放的，而在呼吸末，肺泡是萎陷的，形成周期性的开放闭合。

正是根据这三个病理生理学特点，也形成了肺保护性通气策略的三大内容，第一个是小潮气量，限制气道平台压，第二个是调整一个合适的呼吸末正压，第三个是用俯卧位通气的方法或者RM的方法去把萎陷的肺泡重新打开。

我们大家都非常熟悉，对于小潮气量和俯卧位通气都获得了循证医学证据的支持。分别在2000年以及2018年在The New England Journal of Medicine发表了两项随机对照临床研究，证明小潮气量和俯卧位通气能够改善机械通气的ARDS。

PEEP设定是当前主要研究难题

小潮气量和俯卧位通气都获得了相关的循证医学证据的支持，对于PEEP的设定，目前还是我们临床以及临床研究的难点问题，也进行了多项随机对照的临床研究，从最早的ALVEOLI，是高PEEP和低PEEP，LOVS、EXPRESS是采用了最大可承受的平台压，去指导PEEP的设定，ART研究中间采用了呼吸系统顺应性作为指标去指导我们的PEEP滴定，到了EPVent2研究，是应用了食道压和跨肺压的方法。所有这些临床研究，都以阴性的研究结果告终，其中有一些研究结果的实验组，它的终点指标通常情况下是死亡率反而有升高的趋势，因此，我们说目前有关肺保护性通气策略的临床研究，PEEP设定仍然是一个热点研究问题。

不同ARDS患者具有不同呼吸力学特点，

且与PEEP反应性相关

Conclusions:

In ARDS, the percentage of potentially recruitable lung is extremely variable and is strongly associated with the response to PEEP.

早些年进行了一项观察性研究，发现不同来源的ARDS患者具有不同的呼吸力学特点，并且和PEEP的反应性是相关的，那么它的研究结论中间对于肺外源性的ARDS，它的可复张的肺泡可能比例是比较高的，对PEEP的反应性也许是比那部分肺源性的ARDS反应性是好的。

肺内/外源性ARDS具有不同的呼吸生理学特征

同样还有另外的一些研究也探讨了肺内和肺外源性的ARDS呼吸生理学的特点。上述右边这张图显示的是不同PEEP水平做的PV曲线，结果发现肺源性的ARDSP不同的PEEP水平时，压力容积曲线几乎是重合的，说明基本上没有明显的肺复张，而对于肺外源性的ARDS，在不同PEEP水平的PV曲线之间是有着明显的距离，说明不同的PEEP水平产生了不同的肺复张效应。

Conclusions: 

Given the same transpulmonary pressures,RMs are more effective at opening collapsed alveoli in ALlexp than in ALlp, thus improving lung mechanics and oxygenation with limited damage to alveolar epithelium.

同样对于RM的方法其实在临床中的应用还是比较多的。不同的可复张性情况下，对RM的反应也不一样，那么这项研究比较了肺内源性的ARDS和肺外源性的ARDS，结果发现在相同的跨肺压条件下，实施RM对于那部分肺外源性的ARDS可能会产生更多的肺泡重新开放。

因此，我们在床旁如果能够测量病人的肺容积，就能估算出来肺的复张容积，也就能够评估患者的肺可复张性。

1

肺容积监测

苦役

CT

土豪

呼吸机吸入洗出法

EIT

非定量

超声

2

床旁可利用指标

氧合（最常用，但不是直接指标）

Crs

基于呼吸力学的复张容积测定（近些年来发表）

慢吐气法

应力指数

应用ΔEELV测量复张容积

上述这张图显示了在5和15厘米的PEEP水平时，分别去做EELV的监测，由于两者之间有10个厘米水柱的压力差值，本身根据呼吸系统的顺应性，就会有一部分容积的扩张，但是富余的这部分容积的扩张就被定义成了复张容积。

VCV模式

ΔPEEP = 10-0 = 10

VT=650

ΔP = Pplat - PEEP = 23-10= 13

Crs = VT/ΔP = 650/13 = 50

MPV = ΔPEEP x Crs-low = 10 x 50 = 500

ΔEELV = 1230-650 = 580

Vrec = ΔEELV - MPV = 580- 500 = 80

Vrec/PEEP = 80/10 = 8

我们刚才虽然说肺的静态顺应性和呼吸系统的静态顺应性，不能直接去测量病人的复张容积，但是通常情况下，静态肺顺应性的测量是能够大致反应肺的复张变化。

大家可以理解，在不同的PEEP水平，如果它的静态肺呼吸系统的顺应性有明显的变化，比如像随着PEEP水平的升高，如果潮气量不变的话，那么静态肺顺应性如果明显增加，说明有一部分萎陷的肺泡打开了，那么肺可承受相同潮气量是不是所产生驱动压是会下降的，此时需要强调，我们如果要做标准的静态呼吸系统顺应性的测量，那么建议采用VCV模式，要消除掉病人的自主呼吸，还有就是要去准确的测量平台压，如果要应用了VCV，可以用呼吸机监测的PEEP，也就是平台压去做驱动压的测量，但是如果不是去设定了一个足够长的吸气末暂停，就需要做一个吸气末的阻断，也就是平台压和驱动压，这种标准测量对于测量的准确性是非常重要的。

在我们处理的过程中，日常会诊的过程中，发现许多的年轻医生是不太会做标准的平台压测定以及驱动压的计算。

Pressure-Time Curve Predicts Minimally Injurious Ventilatory Strategy in an Isolated Rat Lung Model

接下来我们再介绍另外一个不是很新的概念——应力指数。

2000年首次介绍出来的一种反应肺泡持续复张以及肺泡过度膨胀的一种计算方法。应用的是压力时间曲线。我们可以看见有三种形态，中间的形态基本上是一个直的直线，左边是向上凸的，右边是向下凹的。左边向上凸的这种类型代表随着潮气量的送气，它的气道压力变化值是逐渐降低的，说明在送气的过程中，有动态的肺复张，说明有肺的萎陷。右边这张图显示是凹的，也就是说随着送气，它的气道压的变化值逐渐升高，说明肺泡出现了过度膨胀，送进去的气体越多，它的这种气道压力升高就越明显，说明过度膨胀。通过把这个数据段采集下来之后，应用上述的公式去做压力和时间的拟合，其中的三个常数ABC中间的B就被定义成了应力指数。

应力指数调整呼吸机的潮气量，调整呼吸机的呼气末正压，使得这个应力指数越接近于1，越说明肺泡的萎陷程度以及过度膨胀的程度越轻。当出现向上凸的这种情况时，可以提高呼气末的正压，当出现下凹的这种形式时，应该减小潮气量。

Stress Index Can Be Accurately and Reliably Assessed by Visually

Inspecting Ventilator Waveforms

大家会说我还没有发现有哪个呼吸机整合了stress index的直接测量，起码不是所有的呼吸机都有，我怎么去获得这部分数据用于临床，而不是用于研究？

这是我们早些年做的一个目测stress index研究。可以用一把尺子去测量，首先找到流速曲线横竖波的中点上推到压力时间曲线，通过这把尺子或者通过眼睛目测，能够明显区分出来到底压力升高曲线是直的，还是向上凸的或是向下凹的。目测和把数据download下来之后去做数学的拟合，两者之间的一致性是非常好的，并且评价者之间的差异也是临床可接受的。

再重复一下，如果stress index是上凸的，那么可以升高PEEP设定，如果发现这个曲线是明显下凹的，那应该考虑降低潮气量。

上述考虑的是被动通气，即没有自主呼吸下肺复张的测量。那患者存在自主呼吸如何测量呢？

目前能够依靠的也就是PSV情况下，我们可以用吸气末阻断的方法去获得平台压和driving pressure，去评估病人在辅助通气过程中的驱动压以及呼吸系统的顺应性来辅助帮助我们去判断病人调整PEEP之后，驱动压和呼吸系统顺应性的变化。

这张图显示了三种测量时的三种情况。最左边的这种情况是做阻断之后，它的Pplat pressure比Ppeak pressure要高；中间这张图显示的有点像被动通气时做的阻断，它的Pplat pressure比Ppeak pressure要低；第三张图显示的是Pplat pressure和Ppeak pressure是平的。我们也做过这方面的尝试，大概其百分之七八十的情况下，在PSV通气的过程中，去做一个吸气末的阻断，大概阻断2S左右的时间，是能够获得一个相对来说比较满意的平台压，来供我们去测量driving pressure和呼吸系统的顺应性。

在这项研究中也是比较了相同病人的研究设计，一方面是PSV，另外一方面是相同潮气量的VCV测出来的呼吸系统顺应性，两者的一致性还是非常好的。

summary

基于肺容积和跨肺压监测的程序化的肺保护性通气策略，有可能还没有相关研究得到确切的证实，我们在对ARDS病人做机械通气的过程中，应该首先测定病人的可复张性，如果病人的可复张性是不好的，那么采用一个低水平的呼吸末正压；如果病人的氧合和整体状况跟不上时，就采用其他方法，比如ECMO。

对于可复张性是比较好的那部分病人，可以按照最大可接受的吸气跨肺压，可以用呼吸系统的顺应性去设定呼吸末正压，对于这方面的研究仍然是目前一个有关ARDS患者机械通气临床研究的热点问题。

参考文献

[1] Molondy ED, et al. Protective ventilation of patients with ARDS. Br J Anaesth 2004; 92: 261-70.

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