急性呼吸窘迫综合征呼吸驱动：评估与控制
急性呼吸窘迫综合征呼吸驱动：评估与控制
急性呼吸窘迫综合征（ARDS）是临床常见的危重症，往往继发于严重感染、休克、创伤及烧伤等疾病。ARDS会导致大量肺泡塌陷、炎症释放及低氧血症等，这些因素会引起患者发生呼吸窘迫，呼吸窘迫在ARDS肺不均一性的基础上会加重肺损伤。因此，在ARDS治疗时，需要密切评价患者的呼吸驱动，并给予积极控制过强的自主呼吸，防止肺损伤的加重。
一、ARDS患者呼吸驱动变化的机制
正常呼吸节律由呼吸中枢的神经元群节律性放电诱发形成，其发出冲动的强度即为呼吸驱动，决定了患者的呼吸努力程度。ARDS存在严重的低氧血症、高碳酸血症、大量肺泡塌陷及炎症反应，高呼吸驱动会导致肺应力和应变增加，继而导致肺损伤的加重。患者自主呼吸过强会使跨血管压力波动，肺毛细血管跨血管静水压升高，加重肺水肿，从而导致肺损伤加重。此外，机械通气患者自主呼吸过强会引起呼吸叠加，导致患者潮气量及跨肺压增大，引起气压伤，因此需要控制患者过强的自主呼吸。
二、呼吸驱动的评估
呼吸驱动过强可以导致肺损伤加重，临床可以通过患者的症状体征及呼吸力学相关指标进行评价。
（一）呼吸窘迫症状
当患者出现呼吸窘迫时，往往会表现呼吸困难、呼吸频速，动用辅助呼吸肌，胸腹矛盾运动等，当患者出现这些症状时，均提示患者呼吸努力增强、呼吸驱动增加。基于前期研究提示，在给予无创通气治疗后，呼吸窘迫仍不改善的患者往往提示预后不良。但由于个体间存在差异、药物使用和呼吸机参数也有所不同，单纯依靠呼吸窘迫症状评价往往比较主观。
（二）呼吸生理相关指标
1. 大潮气量提示呼吸驱动增加：
患者呼吸驱动增加，呼吸努力会使潮气量增加，产生过度的肺应变。在氧合指数<300 mmHg患者中，在给予无创通气后能够发现，患者潮气量>9 ml/kg是导致无创治疗失败的主要因素，并且患者潮气量>9.5 ml/kg提示无创通气失败的灵敏度为82%，特异度为87%。因此，监测ARDS的潮气量可以反映其呼吸努力程度，并且能够预测无创通气治疗的失败。ARDS患者呼吸窘迫时，在机械通气波形上可以由于吸气努力过强而出现双触发从而导致呼吸叠加。可通过对患者的视诊和触诊以及呼吸机的流量、潮气量、气道压波形变化证实存在呼吸叠加，也可通过食道压检测和膈肌电活动获得精确的监测。呼吸叠加本身可以导致患者潮气量明显增加，进而加重肺损伤，临床上可通过增加吸气时间或使用镇痛镇静药物使患者适应呼吸机来降低呼吸叠加的发生。
2. 口腔闭合压（airway occlusion pressure，P0.1）可指导高呼吸驱动的评估：
P0.1是在呼气阻断时患者吸气100 ms时气道压力的变化，是用来反映呼吸中枢兴奋性的常用指标，P0.1若低于1.5 cmH2O提示呼吸驱动不足，若高于3.5 cmH2O则提示呼吸驱动增加。一项前瞻性研究发现，P0.1过低或者过高都与困难脱机有关，提示监测并且调控P0.1有助于指导困难脱机患者的脱机。口腔闭合压在呼吸机上可直接测量，但是，呼吸机管路的顺应性和内源性呼气末正压（intrinsic positive end-expiratory pressure，PEEPi）会导致P0.1被低估，患者体位也会影响P0.1的测定，这在临床监测时需要引起注意。
3. 呼气末气道阻断压可评价呼吸驱动：
呼气末气道阻断压（negative pressure deflection during the end-expiratory occlusion，ΔPocc）可通过呼吸机的呼气保持来实现，代表呼气末气道阻断时呼吸道压力的摆动，与呼吸驱动相关，可靠地反映膈肌和肺损伤的潜在风险因素。Dianti等通过监测机械通气患者ΔPocc的变化，并且与食道压监测的跨肺压进行校正后，提出ΔPocc可以无创性地测量呼吸肌压力（respiratory muscle pressure，Pmus）和动态跨肺压（dynamic transpulmonary driving pressure，ΔPL，dyn），当Pmus>15 cmH2O和ΔPL，dyn>20 cmH2O时提示呼吸努力和动态肺应力过大。因此，ΔPocc可以通过无创的方法间接反应呼吸肌做功和动态跨肺压从而评价患者的呼吸驱动，并且用来预防肺损伤和膈肌功能损伤，但其灵敏度并不高，当胸壁弹性阻力增加时，ΔPocc并不能反映患者实际呼吸驱动的强度，因此在一些情况下不能完全替代呼吸肌做功和跨肺压。
4. 流速指数可评估压力支持通气时呼吸驱动的强度：
流速指数是一种量化吸气流速时间波形曲线凹度的新的定量、连续、非侵入的评价指标，与压力支持通气期间患者呼吸功相关。在压力支持通气模式下，当患者吸气努力增加时，呼吸机在吸气时给予补充流速，因此通过监测吸气流速下降支曲线与时间进行数学相关分析发现，当流速指数>1时，提示患者呼吸驱动增加，并且流速指数与患者的呼吸做功相关（图1）。因此，流速指数能够用来评估压力支持通气患者的呼吸驱动，但由于流速指数是基于单次呼吸测量的，有可能会低估呼吸中枢发出的呼吸驱动强度。
5. 食道压的摆动可为评估呼吸驱动提供依据：
食道测压主要通过食道压的摆动（esophageal pressure swing，ΔPES）估测呼吸肌产生的压力变化，评估呼吸努力的存在和强度。ΔPES大提示呼吸驱动高。ΔPES为食道压吸气末和呼气末的差值，正常范围是3~15 cmH2O，>15 cmH2O提示呼吸努力增强。此外，测量患者食道压力-时间积分也可以用于评价患者的呼吸努力，正常的范围为50~100 cmH2O·s-1·min-1，这一指标可以用来反映患者的呼吸驱动的变化。食道压相关的指标可以反映胸腔内压力的变化，可以比较精准地反映ARDS的呼吸驱动，往往可以用来指导临床治疗，但食道测压技术是有创性的，且需要技术及设备支持，因此在临床应用中具有一定的局限性。
6. 膈肌电位（electrical activity of the diaphragm，EAdi）可评价呼吸驱动的强度：
EAdi活动反映的是膈肌兴奋时的电位变化，是评估呼吸驱动最精确的指标，EAdi的峰值和基础值反映患者呼吸肌电活动的强弱，主要反映中枢神经驱动对膈肌的兴奋。EAdi幅度与呼吸驱动强度成正相关，呼吸中枢驱动越强，膈肌电活动强度和潮气量越大。刘玲教授的研究发现，使用EAdi延伸出的神经通气效能指数和神经机械效能指数可以用来评价患者的呼吸驱动，并且能够指导患者的脱机。因此，膈肌电活动能够用来评价患者的呼吸驱动，但无具体参考值，可用于连续性的监测。
三、高呼吸驱动的干预
1. 经鼻高流量氧疗及无创正压通气可改善患者呼吸驱动：
经鼻高流量氧疗能够提供呼吸末正压（PEEP）并且湿化气道，可降低患者吸气努力及呼吸频率，改善患者氧合及呼吸驱动，相较无创正压通气有更好的舒适度及耐受性。一项前瞻性随机交叉研究纳入17例氧合指数≤300 mmHg接受经鼻高流量氧疗患者，研究结果显示增加经鼻高流量氧疗流速可逐渐降低患者吸气努力并改善肺通气、动态顺应性及氧合，从而降低患者呼吸驱动，因此，在低氧性呼吸衰竭患者中应用高流量氧疗能够改善患者氧合及呼吸驱动。
无创通气能够改善轻中度ARDS患者的呼吸驱动。一项前瞻性多中心队列研究纳入147例接受无创正压通气的ARDS患者，研究结果显示约54%的患者经无创通气治疗后呼吸窘迫症状缓解，气体交换得到改善，并降低气管插管率及病死率。因此，无创正压通气可通过维持患者PEEP，纠正氧合及降低吸气努力，从而改善患者呼吸驱动。当轻度ARDS患者血流动力学稳定，神志清时，在严密监测生命体征并随时可行气管插管的情况下可行经鼻高流量湿化氧疗及无创正压通气治疗，但需要警惕延迟插管的风险。
2. 镇痛镇静及肌肉松弛治疗可降低呼吸驱动：
镇静镇痛药物通过调节呼吸驱动的传入信号来降低患者的呼吸驱动，消除自主呼吸的不利影响。在充分的镇痛镇静基础上，中重度ARDS仍存在过强呼吸驱动时，可加用肌松药物，消除自主呼吸过强导致的肺损伤以及人机不同步现象。早期ARDS镇痛镇静肌松治疗的研究发现，在充分镇静的基础上加用肌松药物，可改善临床预后，尤其是对于氧合指数<120 mmHg的重度ARDS，肌松药物的使用能够降低其病死率，近期的一项多中心随机对照试验研究结果显示肌松药物并未能改善中重度ARDS患者无呼吸机时间及90 d病死率，两试验研究结果的矛盾性与纳入患者的时间、机械通气设定、病情危重程度及患者呼吸窘迫程度等因素相关，因此，临床镇痛镇静药物及肌松的使用需要客观地结合ARDS自主呼吸驱动的强度进行实施。
3. 高PEEP可调节患者呼吸驱动：
大量肺泡塌陷是导致ARDS呼吸窘迫的主要机制。塌陷的肺泡需要更大的压力维持肺泡开放；另外，肺泡反复开放会导致炎症因子释放增多，加重肺损伤，因此用高PEEP（positive end-expiratory pressure）维持肺泡开放，一方面可以改善氧合，另一方面能够改善由于肺泡塌陷导致的呼吸驱动增加。Morais等对11例ARDS患者在PEEP水平为5和15 cmH2O下进行呼吸驱动的评估分析发现，与低PEEP组相比，高PEEP可降低约50%负向∆PES并调节呼吸驱动，降低吸气努力从而减少潮气量，还可减少肺部炎症以及呼吸努力导致的特别是重度ARDS重力依赖区肺损伤。指南建议高PEEP可考虑用于中重度ARDS患者，以PEEP高于12 cmH2O作为高PEEP的阈值。
然而临床ARDS存在异质性，Gattinoni等根据可复张肺组织重量≥9%或<9%分为高可复张组和低可复张组，高可复张组对于高PEEP能够改善氧合、肺顺应性及死腔，并且能够改善临床预后，而对低可复张组，高PEEP往往会导致顺应性下降、死腔增加，并且导致临床预后的恶化。因此，对于高可复张患者存在呼吸驱动增加时，可能通过高PEEP获益，而高PEEP对低可复张性患者可能会加重肺损伤，临床在选择PEEP的时候需要结合患者的肺可复张性。
4. 俯卧位通气使患者呼吸驱动得到改善：
俯卧位通气可使肺内气体分布更加均一，进而改善ARDS的呼吸驱动。俯卧位能够使背侧区肺泡复张，改善通气血流比（V/Q）比例失调，促进重力依赖区肺复张并且改善ARDS低氧血症和高碳酸血症，从而改善ARDS的呼吸驱动。生理学研究发现，俯卧位通气能够改善ARDS的ΔPES，这一效应提示俯卧位通气能够改善ARDS呼吸驱动。一项前瞻性观察队列研究发现，中度ARDS和血氧饱和度>95%患者早期应用俯卧位通气联合经鼻高流量氧疗，可改善氧合指数，降低气管插管率及病死率。因此，俯卧位通气能够改善ARDS的呼吸驱动，进而改善临床预后。
5. 体外膜肺氧合（ECMO）及体外CO2清除可降低患者呼吸驱动：
ECMO可进行长时间的体外循环，代替或部分代替ARDS患者的心肺功能，从而改善氧合并纠正呼吸性酸中毒，进而降低呼吸驱动。既往的生理学研究提示，在改变ECMO血流量及气体流速时发现，ARDS患者的自主呼吸努力会随着ECMO血流量或气流速的下降而增强，提示ECMO能够通过调整气体交换进而改善ARDS患者的呼吸驱动。体外CO2清除可通过清除CO2改善呼吸性酸中毒，同样具有降低ARDS呼吸驱动的作用。Combes等的研究发现，体外CO2清除可用于最大限度地减少呼吸性酸中毒，改善患者呼吸驱动，但由于伴有相对较高的不良事件，且CO2清除量无法量化，因此其安全性及可行性仍需进一步的临床研究。因此，ECMO和体外CO2清除可作为降低ARDS呼吸驱动的手段。
综上所述，ARDS的呼吸驱动评价和治疗是避免肺损伤的重要措施，呼吸驱动涉及到神经驱动、膈肌功能、炎症反应和呼吸力学等，目前的手段对于呼吸驱动进行评价的影响因素较多，因此深入探究呼吸驱动的评估在ARDS中的作用具有重要的价值及临床意义。
引用: 许千金, 朱鹏, 石钟山, 等. 急性呼吸窘迫综合征呼吸驱动：评估与控制 [J] . 中华医学杂志, 2022, 102(36) : 2839-2843.
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