急性呼吸衰竭患者自主呼吸是否会有呼吸机相关性肺损伤：不确定

医院重症医学科

郭志强翻译

不可否认自主呼吸下存在通气/呼吸机相关性肺损伤（VILI），因为已经有实验证明，至少，有些临床情况下怀疑是。支持或反对事实没有意义。然而，以下观点支持反对的都有，自主呼吸无论是否应用机械通气情况下都要比单单机械通气导致呼吸机相关性肺损伤的发生要少。讨论这一问题前，先精确定义呼吸机相关性肺损伤（VILI）及其发生条件，就方便了。

呼吸机相关性肺损伤（VILI）定义为过多的动力到达肺实质在肺内发生的机械损伤。因而我们将不考虑其他诸如肺炎、血流动力学恶化有关的肺水肿等情况，这可能与机械通气或自主呼吸有关联，但不一定和机械力有关系。当基质或毛细血管壁出现微小断裂在肺间质就会发生机械损伤。实际上，当组成细胞外基质的聚合物（译者注：胶原蛋白、弹性蛋白、蛋白多糖及粘连糖蛋白）受到过度牵张，一些分子键断裂，产生低分子量聚合物，进而其通过toll受体就可能激活级联样炎症反应。微小断裂可看作是应力和应变较高反复作用于金属样物体，几个循环之后出现，但是当发生损伤后就会在整个物体快速扩散。

然而，呼吸机相关性肺损伤（VILI）的发生需要具备两个条件：第一是呼吸机相关以及动力。它构成了潮气量、驱动压和呼吸频率的乘积，还必须要考虑到PEEP所起的作用。第二是呼吸机相关性肺损伤（VILI）的发生是肺相关的而且主要是炎性水肿的程度。水肿程度越重，可通气的肺就越小，肺实质就变得更加不均一。动力、肺的大小和不均一程度在呼吸机相关性肺损伤（VILI）的形成中显然是相互影响的。

本文我们讨论自主呼吸和机械通气的主要区别（以及VILI的后果）。

有关主要区别是：

1.胸内压自主呼吸吸气时胸内压是负值和/或降低的，而机械通气吸气时是正值和/或升高的。

2.膈肌运动自主呼吸用力时，膈肌背侧向骶尾部运动幅度大于腹前侧部分，而肺被动张开则没有这种情况。

3.能源能量在自主呼吸时来自于呼吸肌肉，机械通气时来自于电能。需要注意，呼吸肌做功越多氧耗也越多，需要的分钟通气量也越大。

接下来讨论这些区别是否和怎样会让自主呼吸比机械通气更易导致呼吸机相关性肺损伤（VILI），或者反过来。

胸内压胸内压对血流动力学具有负向或正向调节作用，在自主呼吸有利于静脉回流而机械通气则不利。在离体的肺脏，已有人撰文认为毛细血管充盈状态是呼吸机相关性肺损伤（VILI）可能的因素。然而还缺乏支持这一假说的临床证据。胸腔负压过大意味着间质压力负性增加，利于水肿形成，就像几乎在80年前Barach所描述的，但是按我们前面的定义这一现象不能认为是VILI。因此，胸内压在自主呼吸和机械通气时的形式上的区别难以看作是VILI的主要原因，尽管不能排除其可能导致VILI（注意这里我们指的只是胸内压而不是跨肺压，见下述）。

膈肌运动自主呼吸时，膈肌背侧向骶尾部运动幅度大于腹前侧部分，这可以防止或纠正基底部的肺不张。由于肺和心脏的重量，ARDS肺基底部常有肺不张。相反，机械通气时，通气不均一向非依赖区分布。实际上，膈肌移动在非依赖区更明显，由于非依赖区对应的腹部压力更低。然而，自主呼吸和机械通气时膈肌运动的这种区别在应用PEEP或采用俯卧位时趋向于消失。确实，膈肌运动本身不可能解释自主呼吸或机械通气时VILI发生的不同。

能源肺被动扩张时的动力来自于外在的能量，而自主呼吸来自于呼吸肌肉。实际上导致肺损伤的是施加于肺的动力，动力生成跨肺压（ΔPL，气道与胸腔压力差）。下面的等式说明ΔPL，如，肺扩张的力是个函数，要么呼吸机施加的要么肌肉产生的压力和肺弹性（EL）与呼吸系统弹性（Etot，肺加上胸壁）比值相乘：ΔPL=（ΔPaw+ΔPmusc）·EL/Etot。

因此，如果造成损伤的跨肺压一样，呼吸机相关性肺损伤的程度将会一样，无论跨肺压是肌肉（自主呼吸时ΔPaw=0）还是呼吸机（机械通气时ΔPmusc=0）造成的。导致肺运动或过度扩张的是肌肉还是呼吸机并不重要：呼吸机相关性肺损伤取决于施加的能量水平，而不是何种能量。上面的等式强调了肺弹性与呼吸系统弹性比值（EL/Etot）的重要性。实际上该比值决定呼吸机或呼吸肌肉施加压力的分数，它产生跨肺压。ARDS的EL/Etot比值在0.2到0.8之间变化，其作用见图1。

举个例子，造成损伤的跨肺压一样都是25cmH2O，接近肺总量时所需的压力，完全自主呼吸（就像我们在应用ECMO的ARDS患者观察到的，未发表）、自主呼吸加上机械通气（如无创通气）、或者完全机械通气都能同等达到。

总之，自主呼吸和机械通气发生VILI的可能性一样，只要两种模式产生的动力一样。自主呼吸和机械通气时除了上述还有一些因素（如血流动力学、通气水平、通气控制、防御反射、扩张过程中实际的间质压力、跨肺压的分布）可能导致VILI。然而，在本文借用奥卡姆剃刀原理，那就是“在多个都可能的假说中，假设最少的应被采纳”。

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