石學(xué)銀 張成密

術(shù)后肺部并發(fā)癥（postoperative pulmonary complications，PPCs）嚴(yán)重影響患者的預(yù)后，機(jī)械通氣肺損傷（ventilator-induced lung injury，VILI）是術(shù)后肺部并發(fā)癥發(fā)生的重要因素之一。肺保護(hù)性通氣策略是減輕VILI的核心舉措，本文從潮氣量、呼氣末正壓（positive end expiratory pressure，PEEP）和肺復(fù)張的三大傳統(tǒng)核心要素出發(fā)，進(jìn)一步闡述新近研究發(fā)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)壓（driving pressure，ΔP）、跨肺壓、呼吸做功和允許性肺不張?jiān)跍p輕VILI中的作用，旨在為減輕VILI和降低PPCs發(fā)生率方面提供新思路，以加速患者術(shù)后康復(fù)。

1 肺保護(hù)性通氣的研究意義

PPCs是導(dǎo)致患者術(shù)后住院時(shí)間延長(zhǎng)、醫(yī)療費(fèi)用增加和病死率上升的重要原因之一，占麻醉、外科圍術(shù)期風(fēng)險(xiǎn)的較大比例，嚴(yán)重影響患者的預(yù)后［1］。PPCs患者的30 d病死率高達(dá)40%。PPCs主要包括肺不張、低氧血癥、氣胸、肺部感染、呼吸衰竭、胸膜滲出、肺水腫、急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）、肺栓塞等，VILI是導(dǎo)致PPCs高發(fā)的重要因素之一［1］。

肺保護(hù)性機(jī)械通氣策略被認(rèn)為是減輕VILI、降低PPCs發(fā)生率的強(qiáng)有力舉措。近5年肺保護(hù)性通氣策略研究成為圍術(shù)期醫(yī)學(xué)關(guān)注的重點(diǎn)問題之一，表現(xiàn)為被SCI收錄的論文超過2 000篇，中文期刊刊載論文超過600篇，且每年以約10%的速度遞增。隨著研究的進(jìn)展，一系列保護(hù)性措施的不斷實(shí)施，在降低VILI發(fā)生率方面具有一定的成效，但PPCs發(fā)生率仍居高不下，推測(cè)其可能與患者自身的肺部情況差異、PPCs評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)不一致、肺保護(hù)性通氣策略的關(guān)注側(cè)重點(diǎn)不同等多因素有關(guān)。因此，探尋有效降低VILI的策略對(duì)加速患者術(shù)后康復(fù)、節(jié)約醫(yī)療資源和改善患者預(yù)后意義重大，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值。

2 VILI的主要機(jī)制

VILI的主要機(jī)制包括過大潮氣量致肺容積傷、過高氣道壓力致肺氣壓傷、肺不張導(dǎo)致肺萎陷傷和后期炎性反應(yīng)性的肺生物性損傷4個(gè)方面，其中全身麻醉后肺不張，以及機(jī)械通氣產(chǎn)生的張力和壓力作用于不均一性的肺組織致其結(jié)構(gòu)性破壞，是導(dǎo)致VILI的重要病理學(xué)基礎(chǔ)［2-3］。從力學(xué)方面講，機(jī)械通氣引起塌陷肺泡再通氣，導(dǎo)致肺泡承受較大的機(jī)械牽張、壓力和肺泡反復(fù)開放產(chǎn)生的剪切力等，這可能是導(dǎo)致VILI的重要力學(xué)機(jī)制［2-3］。

3 肺保護(hù)性通氣策略的研究進(jìn)展

3.1 經(jīng)典肺保護(hù)性通氣策略研究進(jìn)展 潮氣量、PEEP和肺復(fù)張是肺保護(hù)性通氣策略的三大核心要素。傳統(tǒng)機(jī)械通氣設(shè)置潮氣量為10～15 mL／kg，以預(yù)防肺不張發(fā)生，實(shí)際上大量研究發(fā)現(xiàn)該潮氣量雖然在一定程度上預(yù)防了肺不張，但易導(dǎo)致患者正常的肺組織過度充氣、肺泡過度擴(kuò)張和高氣道壓，從而發(fā)生機(jī)械通氣相關(guān)的壓力-容量性肺損傷。近來研究已明確，小潮氣量（6～8 m L／kg）可減輕機(jī)械通氣時(shí)因過大潮氣量帶來的壓力-容量性肺損傷，但如果小潮氣量使用不當(dāng)易加重肺不張和PPCs的發(fā)生，因此推薦使用小潮氣量的同時(shí)復(fù)合PEEP來改善肺不張［4］。

PEEP可增加功能殘氣量和呼氣末的肺容量，維持呼氣末一定水平的氣道壓力，使肺泡在呼氣末不易塌陷，以防止肺泡萎陷。從理論上講，PEEP可以減輕肺不張和VILI，從而降低PPCs發(fā)生率。但實(shí)際研究發(fā)現(xiàn)，PEEP在降低PPCs發(fā)生率中的作用尚存爭(zhēng)議，如有研究發(fā)現(xiàn)低水平PEEP能降低PPCs發(fā)生率，因此推薦低潮氣量復(fù)合低水平PEEP的保護(hù)性通氣模式；然而另有研究發(fā)現(xiàn)，高水平PEEP能降低PPCs發(fā)生率，因?yàn)樗梢蚤_放已經(jīng)塌陷的肺泡，改善肺內(nèi)分流，提高氧合指數(shù)等；還有研究結(jié)果提示，高水平PEEP較低水平PEEP復(fù)合肺復(fù)張策略并不能降低PPCs發(fā)生率，因此減少VILI發(fā)生的最佳PEEP水平尚不清楚。先前有氧飽和度向?qū)EEP、電阻抗斷層成像（electrical impedance tomography，EIT）向?qū)EEP、肺順應(yīng)性向?qū)EEP、二氧化碳容積向?qū)EEP、跨肺壓向?qū)EEP、PEEP／吸入氧分?jǐn)?shù)導(dǎo)向等，但這些選擇PEEP的最佳方法仍尚存爭(zhēng)議，因此目前無最佳PEEP的推薦［5］。

上述提示小潮氣量預(yù)防肺過度膨脹，恰當(dāng)水平的PEEP預(yù)防小潮氣量帶來的肺不張和肺復(fù)張重新開放塌陷肺泡的肺保護(hù)性通氣策略來減輕VILI［1-2］。但目前，對(duì)于高齡、上腹部、長(zhǎng)時(shí)間（＞3 h）手術(shù)等高?；颊?，即便是推薦劑量的小潮氣量、低吸入氧體積分?jǐn)?shù)和上述方法設(shè)定的PEEP，仍可導(dǎo)致VILI，表現(xiàn)為PPCs發(fā)生率居高不下，提示潮氣量、PEEP和順應(yīng)性并非VILI發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，且導(dǎo)致VILI發(fā)生的靶點(diǎn)因素并未明確［2，4］。因此，現(xiàn)有的小潮氣量、PEEP層面的肺保護(hù)性通氣策略仍不能從根本上解決臨床問題，目前仍缺乏個(gè)體化、針對(duì)性的預(yù)防VILI的保護(hù)性通氣策略。

3.2 ΔP為VILI的獨(dú)立危險(xiǎn)因素 新近研究［6-7］提示，ΔP為VILI的重要獨(dú)立危險(xiǎn)因素，且被認(rèn)為是能夠預(yù)測(cè)VILI的重要潛在指標(biāo)。ΔP=潮氣量／呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性，為一新發(fā)現(xiàn)的用以評(píng)估ARDS患者生存率的唯一獨(dú)立呼吸變量［6］。循證醫(yī)學(xué)證據(jù)延伸分析發(fā)現(xiàn)，ΔP與全身麻醉機(jī)械通氣患者PPCs的高發(fā)相關(guān)，且并沒有其他任何機(jī)械通氣變量具有如此強(qiáng)的相關(guān)效應(yīng)，這些數(shù)據(jù)為如何選擇可改善PPCs的術(shù)中潮氣量和PEEP提供了有力的參考依據(jù)［7］。

針對(duì)ARDS機(jī)械通氣患者的研究［6］發(fā)現(xiàn)，ΔP增加7 cm H2O（1 cm H2O=0.098 k Pa）時(shí)患者的病死率顯著升高，盡管患者接受小潮氣量（≤7 m L／kg）的機(jī)械通氣和限制性的平臺(tái)壓（≤30 cm H2O），且發(fā)現(xiàn)ΔP在超過15 cm H2O時(shí)與患者病死率升高顯著相關(guān)［6］。隨后的研究發(fā)現(xiàn)，ΔP致VILI的機(jī)制可能與高ΔP增加了ARDS患者肺壓力性損傷有關(guān)。隨著對(duì)ΔP致VILI的研究進(jìn)展，目前認(rèn)為傳統(tǒng)的觀點(diǎn)限制氣道壓≤30 cm H2O已經(jīng)不能滿足降低VILI發(fā)生率的要求，而要求機(jī)械通氣過程中最小化的ΔP可能為更有效的靶向目標(biāo)，且目前推薦的機(jī)械通氣時(shí)ΔP的安全上限范圍為14～18 cm H2O，這為臨床減輕VILI提供了重要的參考依據(jù)和指導(dǎo)方向［6-8］。

3.3 跨肺壓為評(píng)估VILI的直接觀察指標(biāo) 跨肺壓是指肺泡壓與胸膜腔壓之差，為靜態(tài)條件下作用于胸膜腔表面對(duì)抗肺組織回縮的力量，是真正作用于肺的ΔP，肺膨脹、縮小的程度與跨肺壓大小密切相關(guān)，因此跨肺壓大小為評(píng)價(jià)機(jī)械通氣時(shí)肺膨脹壓力的直接證據(jù)［9］。從理論上講，跨肺壓的大小在一定程度上可以直接評(píng)價(jià)VILI的程度，但在臨床實(shí)踐中，由于測(cè)量技術(shù)原因，跨肺壓難以直接測(cè)量，經(jīng)常采用吸氣或呼氣末屏氣時(shí)氣道內(nèi)壓與食管壓差值的間接測(cè)量法來代替。

在臨床實(shí)踐中，跨肺壓經(jīng)常用于導(dǎo)向ARDS、健康和肥胖等患者機(jī)械通氣時(shí)選擇最佳PEEP值，目的是改善氧合、提高呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性、降低VILI發(fā)生率和患者病死率等［9］。研究［9］發(fā)現(xiàn)，機(jī)械通氣誘發(fā)正常肺肺損傷的跨肺壓閾值約為26 cm H2O，因此目前研究推薦健康患者機(jī)械通氣時(shí)跨肺壓維持在15～20 cm H2O，ARDS患者機(jī)械通氣時(shí)跨肺壓維持在10～12 cm H2O，這樣更有利于降低VILI發(fā)生率及其嚴(yán)重程度。

3.4 減少呼吸功為降低VILI發(fā)生率的又一新思路 除ΔP外，呼吸做功近來也成為探討VILI發(fā)生機(jī)制的新思路，因?yàn)橥鈺r(shí)段的呼吸做功為一囊括肺容積、壓力、呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性和呼吸頻率等的綜合指標(biāo)［3］。每一次呼吸做功都需要克服胸廓和肺的彈性回縮阻力，如肺順應(yīng)性下降的ARDS患者，即便接受小潮氣量仍可能產(chǎn)生較高的氣道壓，導(dǎo)致呼吸做功的增加。動(dòng)物研究［3］發(fā)現(xiàn)，呼吸做功的增加與VILI的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，呼吸功增加到一定程度時(shí)甚至可致實(shí)驗(yàn)動(dòng)物死亡。單位分鐘內(nèi)的呼吸做功為容積、壓力和頻率的乘積，因此在呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性改變的條件下，如何平衡三者之間的關(guān)系使呼吸做功最小化，成為減輕VILI的重要環(huán)節(jié)。

高潮氣量相對(duì)于低呼吸功來講，其對(duì)VILI時(shí)的肺損傷程度可能更為嚴(yán)重，因此機(jī)械通氣時(shí)控制潮氣量比降低呼吸頻率更為重要［10］。另外，盡管是低潮氣量時(shí)，高呼吸做功仍可導(dǎo)致嚴(yán)重的VILI，因此低潮氣量和低呼吸功是推薦的最小化VILI的重要策略［11］。目前對(duì)豬進(jìn)行的研究［3］結(jié)果提示，導(dǎo)致VILI的呼吸功閾值為12 J／min，但尚無臨床研究發(fā)現(xiàn)VILI的具體閾值，因此推薦在臨床實(shí)踐中使用小潮氣量的同時(shí)應(yīng)盡可能復(fù)合低呼吸功的機(jī)械通氣模式，這樣可能更有利于減輕VILI。

3.5 允許性肺不張可能有利于減輕VILI 肺不張為全身麻醉、ARDS和其他原因所致急性肺損傷患者病程中的常見病理現(xiàn)象，是機(jī)械通氣過程中肺損傷的重要原因之一，因?yàn)榉闻菟輰?dǎo)致呼吸力學(xué)改變參與VILI。絕大部分研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)械通氣過程中應(yīng)使用開肺通氣策略以打開塌陷的肺泡，可以改善肺不張帶來的危害。從理論上講，恰當(dāng)?shù)拈_肺通氣策略可以減輕肺不張，改善肺通氣功能，但實(shí)際的臨床研究結(jié)果提示，開肺通氣策略對(duì)減輕VILI的作用仍存爭(zhēng)議，推測(cè)產(chǎn)生爭(zhēng)議的可能原因與開肺通氣策略的參數(shù)設(shè)置、患者自身的肺部情況和需要達(dá)到的肺復(fù)張程度等多個(gè)因素有關(guān)。

實(shí)際上，要開放肺不張區(qū)域通常需要超過正常機(jī)械通氣時(shí)所需的壓力，因此開肺通氣策略在改善肺不張的同時(shí)可能發(fā)生不良反應(yīng)，例如導(dǎo)致正常肺泡過度膨脹產(chǎn)生的容量傷、過高壓力導(dǎo)致的氣壓傷、復(fù)張肺泡的反復(fù)開閉造成的剪切力損傷和過高壓力造成的循環(huán)功能低下狀態(tài)等。因此，實(shí)行開肺通氣策略的同時(shí)應(yīng)盡可能避免其造成的不良反應(yīng)，但在臨床實(shí)踐中經(jīng)常難以避免，于是推薦允許性肺不張策略，其目的為讓允許部分的塌陷肺泡可處于靜息狀態(tài)，避免肺泡反復(fù)開放和塌陷帶來的損傷［12］。理論上認(rèn)為允許性肺不張策略可能有利于減輕VILI，但其實(shí)際效果需要進(jìn)一步的臨床評(píng)價(jià)。

4 總 結(jié)

VILI是影響患者預(yù)后的重要危險(xiǎn)因素之一，肺保護(hù)性通氣策略可一定程度地減輕VILI。目前認(rèn)為，應(yīng)在關(guān)注潮氣量、PEEP和肺復(fù)張的傳統(tǒng)肺保護(hù)性通氣策略的基礎(chǔ)上，再適當(dāng)控制ΔP、跨肺壓和呼吸做功可能更有利于進(jìn)一步減輕VILI，從而降低PPCs發(fā)生率，以達(dá)到降低患者圍術(shù)期并發(fā)癥發(fā)生率和加速患者術(shù)后康復(fù)的目的。