|
早在1967年就在动物模型中进行了初步观察，1974年的一篇关键论文证明了高吸气压力会导致肺损伤（图1），明确了机械通气本身会损害肺的认识。实验模型也有助于证明周期性肺泡重新打开和闭合会产生剪切应力，肺泡损伤可通过应用呼气末正压（PEEP）加以预防。计算机断层扫描的使用显示了PEEP在肺容积恢复方面的反应，从而产生了急性呼吸窘迫综合征（ARDS）中的“婴儿肺”概念。实验模型也有助于确定造成伤害的不是吸气压力本身，而是过度膨胀，导致了“容积伤”的概念。这些发现引出了“开放肺”概念，认为优先维持肺容量的通气方法可以避免剪切应力引起的肺损伤。此外，“生物伤”的概念在一个实验模型中得到了证明，其中高拉伸通气产生了肺部炎症介质的释放，导致全身炎症和远端器官损伤，尤其是在零PEEP的情况下。两年后，这些发现在ARDS患者中得到了临床验证。
图1. 随时间推移对如何应用保护性通风的知识的贡献在20世纪90年代初，这些实验室研究发现，在忽略并发高碳酸血症的情况下，小潮气量通气似乎可以改善结果。“允许性高碳酸血症”的概念强调了限制机械通气强度的基本原理，并启发了关键ARDS网络ARMA试验的设计。在本试验中，将“肺保护”策略[潮气量（VT）为6 ml/kg，平台压力为25–30 cmH2O]与传统的12 ml/kg VT进行了比较。小潮气量策略将绝对死亡率降低了9%，开创了ARDS的“肺保护性”通气时代。大约又过了15年才证明应用小潮气量也能使无ARDS的患者受益。我们对“保护性通风”的理解不断发展。食道球囊导管的临床应用可以通过量化胸外因素（胸壁、腹部）对通气压力的贡献来估计跨肺压。在ARDS患者的一项小型生理学试验中，使用食道压力设置PEEP与使用PEEP表的标准方法相比，显著改善了氧合和顺应性。随后提出了肺“应力和应变”的概念，因为跨肺压可用于评估机械通气期间施加在肺上的力，即所谓的肺实质应力。肺应变是指肺对施加应力的相关变形，计算为肺体积变化与功能残余容量的比例（ΔV/FRC）。一个关键的观点是，即使在应用标准的“保护性”通气设置期间，也可能出现有害的应力和应变水平。这一概念的床边应用可以通过“压力指数”来完成，该指数通过检查恒定吸气流量期间的压力-时间曲线来评估。此外，还证明了驱动压力（ΔP=平台压力–PEEP）是比吸气压力或VT更可靠的死亡风险决定因素，并且在中介分析中，呼吸机设置优化导致的ΔP降低与生存率增加相关。随着新见解的出现，呼吸机设置的最佳目标将不断完善。“开放肺”概念受到了ARDS实验模型的挑战，在该模型中，低潮气量和低PEEP与相关的低驱动压力和肺泡塌陷相结合，导致压力和肺损伤减少。这种保持塌陷肺闭合的策略也称为“允许性肺不张”。综上所述，这些概念超越了标准的保护性通气设置，朝着个性化机械通气方向发展。到目前为止，静态参数（潮气量、PEEP、平台压力、跨肺驱动压力）和动态参数（呼吸频率、吸气和呼气气流）均与呼吸机相关肺损伤（VILI）的病理生理学有关。这反映在“机械功率”概念中，该概念旨在量化机械通气期间传递的总能量，定义为每个循环的应变程度和暴露时间之和。目前公认的目标是在实现充分气体交换的同时，提供尽可能少的机械功率以降低VILI的风险。肺组织对机械应力和应变的脆弱性也发挥了作用。由于肺表现为粘弹性系统，细胞外基质的成分需要时间来适应每个呼吸机变量，这表明设置调整最好以小增量或小减量进行。值得注意的是，这些见解主要来自对肺损伤患者的研究。因此，正常肺顺应性患者的最佳设置可能不同于ARDS患者。ARDSnet潮气量研究中的观察结果可能与此一致，即在依从性最高的患者中，降低VT没有益处。随着肺损伤的发展，机械通气造成的损伤可能会随着时间而变化，需要不断地重新评估环境。闭环通气模式根据生理信号和患者活动自动调整设置，因此在提供安全通气的同时需要更少的手动干预。由于VILI对机械通气患者的预后有重要影响，即使是那些没有肺损伤的患者，因此治疗危重患者应竭尽所能应用保护性通气设置。这是可行的，不需要先进的监测系统，但要理解这里总结的概念。随着我们在实验室和临床中产生新的见解，保护性通风领域将继续发展。一项有希望的创新是使用危重ARDS患者的计算机模型，这很可能会告诉我们如何进一步优化呼吸机设置。此外，这种改进有可能全天候进行，而不是仅在查房期间进行。此外，功能成像模式可能有助于设置呼吸机。尽管仍然缺乏可靠的有益数据，例如，电阻抗断层成像可以提供肺部区域空气分布的成像。 我们激动人心的旅程还在继续，但我们还没有到达那里！
|
