从跨肺压到驱动压：ARDS肺保护通气策略的里程碑

    去年是ARDS 五十大寿，回顾过去机械通气治疗策略，从2006年重症医学会治疗指南，到2016年中华呼吸病学会ARDS的机械通气指南，再从2017年欧美联席指南到2017Critical Care专家共识，肺保护通气策略每个一阶段的改变都是一个里程碑，由此孕育出一个个各种呼吸力学相关的名词。当初我们还没有吃透跨肺压是个啥东西，结果又冒出了一个高大上的应力和应变，现在又有新王登基，大家又开始说驱动压了，甚至又有跨肺驱动压，不知你晕没，反正当初康康童鞋我是看得云里雾里的。好吧，不急不急，待我给大家捋一捋，顺一顺。

   关于呼吸力学，是任何呼吸机”玩家”必修炼的一门绝学，却又往往引无数英雄竞折腰，问题追究到最后，是你关注肺损伤了吗。那何为肺损伤，有人说就是像于吹气球不停地吹气吹气，啪的一声爆了这就是肺损伤，是这样吗，那我们继续用气球说事，如果气球充满气没事，一旦放到高空中，越飞越高，气球的结局也是爆炸，究其缘由不是气球内的压力增加了而是外界的压力小了，气球爆炸的根本是跨壁压力增大了。把肺比作气球，气球内部的压力，就是肺泡膜里面的压力我们把它叫做肺泡内压（Palv），机械通气吸气末时近似为平台压（Pplat），气球所受的大气压就是肺泡膜外面的压力来自胸腔内压（Ppl）。由此得知，引起肺泡扩张形变的压力为跨肺压（Ptp）。它才是直接反应肺泡直接的受力。

Ptp = Palv- Ppl

以前我们讲肺保护性通气策略的时候小潮气量通气是基础，同时限制平台压和选择最佳的PEEP。但平台压并非肺泡最直接的受力，跨肺压才是的。有文献指出跨肺压大于30cmH2O,肺的损伤较大。很多时候我们认为平台压高患者发生气压伤的可能性更大，如果胸腔内压也高其实跨肺压不一定高的。我们看看《Ventiltor-induced Lung Injury》一文中提到的一个有趣比喻，小号手在吹号时，肺泡内压可以达到150cmH2O，为什么肺没有破？原因就在于在吹号时，小号手通过夹紧胸壁，使胸内压增高（约140cmH2O），此时，跨肺压只有约10cmH2O，力相互制衡，肺泡没有过度膨胀！（如下图D所示），相反的如果患者的自主呼吸是紊乱的，自主呼吸很强，胸腔负压很大，可能肺泡压不高的时候其跨肺压也很大（正如图E所示那样，所以重度 ARDS 时，患者自主呼吸强烈，尽管平台压没有明显升高，但肺跨压明显增加，甚至超过安全限值，VILI 加重。因此，为什么要使用肌松药，就在于此）。

 那跨肺压怎么监测呢，我们知道肺内压在呼吸机上面我们是可以通过阻断法测出平均压力的，那胸腔内压怎么办，如果不能用粗暴的方法在胸腔内安装压力感受器，那就用别的器官代替呗—-食道。正常的食道在非进食没有吞咽动作的时候是没有张力的，其跨食道壁压可以忽略不计，并且食道也是闭合的，既然食道壁是近似没有张力的，那么在胸腔的食道内压近似的等于胸腔压，因此现在主流的测胸腔压的方法都是用食道压来代替
跨肺压公式可以改为：
跨肺压PTP=平台压（或者PEEP）-食道压（用食道气囊压来测量）

跨肺压对于ARDS主要作用可以帮助滴定PEEP，在患者没有自主呼吸努力时，分别通过吸气屏气和呼气屏气测量食道内压力，一般设置PEEP使跨肺压维持在25H2Ocm防止肺泡塌陷（一般高端的呼吸机都能自动计算出跨肺压），PEEP的问题解决了，那合适的潮气量怎么抉择呢。

那说到这里就可以简单说说应力和应变了，应力是扩张肺组织的直接作用力，其值与跨肺压相等，即气道压与胸膜腔内压差值。所以我们说应力实际上就是在说跨肺压。应变是在应力作患者用下肺组织发生的线性形变，即呼吸过程中肺容积的改变量与参照肺容积的比值。归根到底，其实也是在说跨肺压的事，只是说法更加高大上了。
我们知道ARDS 的肺由于重力依赖分布的不均一性，而我们真正面对ARDS的是生理上的小肺，而不是像以前所想的那样是僵硬的肺，设置呼气终末正压（PEEP)一方面可促进肺复张而增加呼气末的肺容积，另一方面对于”婴儿肺”又可能导致肺泡过度膨胀。据此，应变有两种计算方法，如果把 PEEP 产生的容积（PEEP volume) 作为过度膨胀肺容积的一部分，则
应变 =(潮气量 + PEEP volume)/ 功能残气量（FRC)；
如果把 PEEP volume 作为复张肺容积的一部分，则
应变 = 潮气量 /(功能残气量 +PEEP volume)。
那说到这里可能有点复杂话了，当然我也没具体去测过，所以不必太多纸上谈兵，但我们由简单的公式看出，若应变的增加，可能是Vt，功能残气量不变的情况下，PEEP volume 参与了过度膨胀肺容积的一部分，既第一个公式，带来的结果是肺过度膨胀，肺损伤来了。肺应变值的大小在肺损伤发生发展过程有重要意义，有研究认为应变值在1.5以下是无肺损伤的发生，而应变值在1.5-2.0时肺损伤明显增加。

      因此，肺损伤的主要机制由于过高的肺应力作用下产生了不可逆转的肺应变，导致肺泡过度膨胀，而不是传统意义上的气压伤！
     我们再回到潮气量的问题上，以往的经验，我们们往往潮气量选择来源于公斤体重，有考虑肺的感受吗。6ml /kg 曾当做one  size  fit All，是真的合适吗？

由最早08年国外研究的这张图我们看到当PEEP 15cmH2O，以应变2为界限时（应变2已经很高了），有三分之一的患者都超出了此范围，如果以应变1为界限（同样是很高的应变），几乎80%的患者都超出了范围，所以6ml/kg并不是合适的。 

我们进一步算算不同患者的肺功能残气量，对于同是 80 kg 理想体重的患者由于发病原因及病变范围不同，轻度，中度，重度ARDS 其 FRC 可能 为 200、500、800 ml，即使采用相同潮气量通气产生的肺应变不同。  对于重度 ARDS，6 ml/kg 潮气量通气肺应变已达到2.4可能已造成肺损VILI
      所以，6ml潮气量带来的结果都一样吗，由于肺容积不一样，是肺保护还是损伤，结果也不一样，小潮气量肺保护的本质原理是降低肺应变（Vt/FRC）。有研究发现，通过限制潮气量将吸气末肺应力限制在 22 – 23 cmH2O 以下，应变限制在 1.5 – 2 以下可减轻 VILI。 因此临床上，由于每个患者FRC均不同，且与体重不存在比例关系，在选择潮气量时若能结合对应的肺应变，根据公式计算潮气量制定更符合个体化需求的肺保护通气方案。理想是美好的，但问题来了，在临床上我们又往往又难于测定肺容积（虽然床边可测，但比较困难，且应变的安全阈值尚不能确定，难于推广），怎么办呢？在最早研究中肺容积与肺的顺应性是有很好相关性的，基于此，关于肺保护巴西教授Amato在15年就提出，既然二者有相关性，不以肺容积那就以肺的顺应性CRS来选择潮气量呗，即应变VT/FRC——–>VT/CRS的转变，驱动压(DP): 即使得肺泡扩张的压力；便应运而生了。

   那驱动压到底是何方神圣，我们先来复习一个呼吸力学的运动方程式。根据方程式，经过呼吸系统压力（P_RS）为气道压（Paw)与呼吸肌肉做功引起的压力（Pmus)之和。呼吸阻力为气流摩擦力（Pres）、弹性回缩力（Pel,Pel=VT/CRS）和呼气末正压PEEP之和。通气时动力等于阻力，即

Paw+Pmus=Pres+Pel+peep

当患者完全放松控制通气时，Pmus=0，因此 

Paw-Pres=VT/CRS+peep

当吸气屏气时Pres=0，Paw  即平台压P_pl, 

P_pl=VT/CRS+peep

 因此当患者无自主呼吸时，驱动压DP=VT/CRS=P_pl–PEEP

复杂的公式立即简单化了，就是平台压减去呼气末正压，这个概念实际上是将潮气量通过接受它的肺容积标准化，因此，在肺泡水平融入了与肺应变相关的两个重要指标，用驱动压代替应变（驱动压与应变存在很好的相关性）用于临床。

      在Amato等人的研究中已阐述降低驱动压与降低死亡率的关系密切相关，但是，驱动压的安全限制尚未确定，目前建议cutoff值从14到18 cm H2O不等。在临床研究比较高与低Vt通气的ARDS患者，肺保护性通气时驱动压通常低于15-16cm H2O。

有文章指出在没有使用驱动压作为设置呼吸机目标的前瞻性研究时，建议应该用驱动压作为补充而不是替代Vt。因此，应维持6至8 mL /kg IBW的Vt目标，并且根据驱动压控制其安全性。虽然没有足够的证据，建议驱动压的特定cutoff为15cm H2O来作为一个安全限制，而不是一个目标。

所以由上图这个病人为例，我们在选择潮气量时，当我们固定PEEP，潮气量逐渐下调，当潮气量为4ml/kg，驱动压为15，所以应该低于4ml/kg更为合适。

      另外还要说明的是通过呼吸系统顺应性计算出来的驱动压实际上为气道驱动压，它同时受胸壁顺应性及潜在肺功能影响，因此，当胸壁顺应性降低（如腹腔高压时）也会导致气道驱动压增加，因此气道驱动压可能不真实反映肺功能情况，有学者提出用跨肺驱动压可能会更靠谱。跨肺压驱动压也可通过监测食道压计算出来，患者无自主呼吸时，跨肺驱动压=吸气末跨肺压-呼气末跨肺压=（平台压-吸气末食道压）-（PEEP-呼气末食道压）。那似乎又要把问题再次复杂化，本来已经简单计算，又要倒回计算监测食道压，不是又麻烦了吗。有童鞋可能要纠结我们到底该用驱动压还是跨肺驱动压呢。其实有研究已预测，当跨肺压在24-26cmH2O时，气道驱动压大概在15cmH2O,而此时跨肺驱动压在11.7-11.8cmH2O。所以他们之间的相关性如何，我们再来看Chiumello教授的这篇文章

文章里分别在不同PEEP值下，驱动压和跨肺驱动压完相关性完美曲线

另外，不同PEEP下，驱动压和肺应力也存在很好的相光性

       所以，正如邱海波教授在去年9月全国重症年会上所说对于多数ARDS我们不用一定去测量跨肺驱动压，而只用计算整体的气道驱动压，当低于15cm，我们大概就可以估计出跨肺压和跨肺驱动压的范围。

       从跨肺压到驱动压，ARDS的机械通气开辟出了新的导向标，最后再回顾所有指南，我还是倾向于2017Critical Care专家共识方面，毕竟在肺保护通气强调了食道压，驱动压等呼吸力学为导向的个体化治疗策略。

ARDS的机械通气，以呼吸力学为导向，让我们多问问肺的感受，没有呼吸力学的评估，就好像脓毒性休克容量复苏，没有评估容量反应性，这难道不是“耍流氓”吗？。