3 驱动压是决定急性呼吸窘迫综合征预后的关键因素
急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是临床常见的急性呼吸衰竭,保护性机械通气策略通过减少呼吸机相关性肺损伤(ventilator induced lung injury,VILI)改善ARDS患者的生存率,但目前ARDS的总体病死率仍高达30%~40%。最近有研究表明,机械通气时驱动压的大小可能是决定ARDS预后的关键因素。
一、驱动压的概念
驱动压(driving pressure,ΔP)是指克服肺的弹性阻力和气道阻力,完成吸气和呼气所需要的压力,反映了机械通气过程中跨呼吸系统静态压力的增加程度,与潮气量(tidal volume,TV)呈一定比例,其相关常数为呼吸系统弹性,即顺应性(respiratory system compliance,Crs)的倒数。在呼吸力学运动方程中,其公式表示为TV与Crs的比率(ΔP=TV/CRS)。对于无自主呼吸的患者,ΔP等于吸气平台压(inspiratory plateau pressure,Pplateau)与呼气末正压(positive end-expiratory pressure,PEEP)的差值(ΔP=Pplateau-PEEP)[1]。根据 ARDS的病理生理变化特点来看,ΔP可能是一个更好地预测疾病预后的一个因子。
二、驱动压对ARDS预后的影响
以往为了减少ARDS患者机械通气过程中过度压力和容量造成的肺损伤,往往根据预测体重设置小潮气量(TV)通气,进行保护性机械通气策略,即限制TV及Pplateau,同时给予相对较高的PEEP,以防止膨胀后肺泡的再度塌陷,降低机械通气对肺的应力,从而来减少VILI,改善ARDS患者的预后。但是ARDS病理生理特点是具有通气功能的肺组织减少,其通过顺应性大小可反映出来,因而单纯依靠预设体重设置潮气量是不能反映ARDS真正“功能肺”的状态。同时在ARDS患者进行机械通气时,实变和塌陷区域边缘正常通气肺组织承受的应力明显增加,应力集中使ARDS患者更易发生VILI,而在实施肺保护通气中,相关因素中每一种参数的相对重要性目前仍不明确,机械通气各参数在决定ARDS预后中的相对重要性始终在探讨。
近期发表的回顾性研究发现,在预测无自主呼吸的ARDS患者的生存率方面,患者在机械通气时的ΔP是比TV和PEEP更好的指标。Amato等[1]使用多层中介效应分析(multilevel mediation analysis)的统计工具,对先前报道的九个随机对照试验所纳入的3562例ARDS患者的个人数据进行了分析,并评估了ΔP作为一个独立变量与患者生存率之间的相关性[2-8]。在最小化受试者肺部疾病基线严重程度等混杂因素影响后,对这些研究中的随机呼吸机参数设置背景下的相关数据进行分析,评估TV、PEEP、ΔP和Crs的变化以确定与临床预后最为相关的指标。结果显示,在机械通气的相关变量中,与其他机械通气参数相比,ΔP与病死率之间的相关性更加显著。ΔP每增加一个1标准差(SD)(约7cm水柱),死亡相关风险增加1.41倍(相关风险1.41,95% CI 1.31~1.51,P<0.001),即使是接受“保护性“平台压和TV治疗的患者其死亡风险仍增加1.36倍(相关风险1.36,95% CI 1.17~1.58,P<0.001)。因此,根据已知参数计算得到的ΔP能够预测或影响ARDS病死率,研究强调了ΔP作为ARDS参数调节及预后指标的重要性。
研究发现ΔP是ARDS机械通气患者最好的风险分层变量。ARDS患者TV或PEEP的单独变化与其病死率之间并无相关性,只有当这些变化导致了患者ΔP的减少时才存在相关性,可见根据患者体重设定的潮气量并不是决定ARDS患者预后的关键因素。同样,ARDS时单独增加PEEP可能增加吸气平台压或进一步减少TV,单纯的较高PEEP设置往往对ARDS预后的改善不尽理想。既往研究设计时并未将ΔP作为独立变量,ΔP预测ARDS患者临床结局的能力,其实反映了影响ΔP的各个指标与病死率之间的相关性。
三、驱动压预测ARDS预后存在的问题
Amato研究也存在一定的局限性,如纳入的患者并没有考虑患者自主呼吸带来的驱动力的因素影响,在存在自主呼吸ARDS患者较难确定ΔP的变化,研究的变量范围较窄,呼吸频率大于35次/分,平台压大于40cmH2O,PEEP小于5cmH2O的患者并未纳入,另外也没有估算跨肺压对肺实质的损害,已有研究表明,跨肺压的改变可以引起呼吸机相关肺损伤[9]。尽管限制ΔP的概念令人欣喜,但与调节TV相比,调节ΔP是否有益尚不清楚。尚需设计一个前瞻随机临床试验以评价ΔP对ARDS患者临床预后的独立影响,但此研究可能过于复杂,需要考虑到限制ΔP对TV及分钟通气量(反映为PaCO2水平)的影响;并需考虑到PEEP水平,即使ΔP相同,若选择的PEEP水平不同(如5cmH2O vs.15cmH2O),结果也可能大相径庭[10]。
综上所述,尽管在一定条件(如无自主呼吸、镇静等)下,ΔP能够预测或影响ARDS患者的病死率,但是否应当限制ΔP值得进一步探讨。ΔP导向的呼吸机参数设置的做法是否较当前策略更为优越需要进一步的前瞻性研究来证实。
(尹承芬 徐磊)
参考文献
1.Amato MB,Meade MO,Slutsky AS,et al.Driving pressure and survival in the acute respiratory distress syndrome.N Engl J Med,2015,372(8):747-755.
2.Meade MO,Cook DJ,Guyatt GH,et al.Ventilation strategy using low tidal volumes,recruitment maneuvers,and high positive end-expiratory pressure for acute lung injury and acute respiratory distress syndrome:a randomized controlled trial.JAMA,2008,299(6):637-645.
3.Mercat A,Richard JC,Vielle B,et al.Positive end-expiratory pressure setting in adults with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome:a randomized controlled trial.JAMA,2008,299(6):646-655.
4.Michael A,David S,Taylor Thompson B,et al.Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome.New England Journal of Medicine,2000,342(1):19-20.
5.Amato MB,Barbas CS,Medeiros DM,et al.Effect of a protective-ventilation strategy on mortality in the acute respiratory distress syndrome.N Engl J Med,1998,338(6):347-354.
6.Brower RG,Lanken PN,MacIntyre N,et al.Higher versus lower positive end-expiratory pressures in patients with the acute respiratory distress syndrome.N Engl J Med,2004,351(4):327-336.
7.Brochard L,Roudot-Thoraval F,Roupie E,et al.Tidal volume reduction for prevention of ventilator-induced lung injury in acute respiratory distress syndrome.The Multicenter Trail Group on Tidal Volume reduction in ARDS.Am J Respir Crit Care Med,1998,158(6):1831-1838.
8.Stewart TE,Meade MO,Cook DJ,et al.Evaluation of a ventilation strategy to prevent barotrauma in patients at high risk for acute respiratory distress syndrome.Pressure- and Volume-Limited Ventilation Strategy Group.N Engl J Med,1998,338(6):355-361.
9.Samary CS,Santos RS,Santos CL,et al.Biological impact of transpulmonary driving pressure in experimental acute respiratory distress syndrome.Anesthesiology,2015,123(2):423-433.
10.Loring SH,Malhotra A.Driving pressure and respiratory mechanics in ARDS.N Engl J Med,2015,372(8):776-787.