急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory ditress syndrome，ARDS)是一种急性弥漫性炎症性肺损伤。机械通气作为治疗ARDS的基石，目标是在维持有效氧合的基础上将呼吸机相关肺损伤降低到最小。驱动压的水平影响着ARDS患者机械通气过程中的容积伤、压力伤、生物伤、剪切伤，以驱动压为导向的呼吸机参数设置可以降低患者死亡风险，改善预后。本文就ARDS患者以驱动压为导向的机械通气策略进行综述。
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急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)在50年前首次被提出，是一种急性弥漫性炎症性肺损伤，与肺血管通透性增加、肺重量增加和肺组织通气减少有关[1,2]。目前诊断ARDS最常用的柏林标准为：1周内起病的已知恶化或新发的呼吸系统症状，且在呼气末正压(positive end-expiratory pressure，PEEP)不低于5 cmH2O(1 cmH2O＝0.098 kPa)情况下氧合指数≤300 mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa)[1]。ICU入院患者中ARDS占10.4%，ICU患者病死率随ARDS严重程度的加重而上升，ARDS患者在身体和心理健康方面的不良预后可持续到出院后5年之久[3]。机械通气作为ARDS治疗基石，即便应用保护性通气，ARDS患者病死率仍达到了40%[4]。我国指南推荐ARDS患者机械通气时采用的肺保护性通气策略为：潮气量(tidal volume，Vt)≤7 ml/kg和平台压(plat pressure，Pplat)≤30 cmH2O[5]。然而，近年来一些研究结果表明，肺保护性通气策略下仍有呼吸机相关肺损伤(ventilator induced lung injury，VILI)发生，这让人们对现有的肺保护性通气策略产生质疑[6,7]。由于ARDS患者肺有效通气比例明显降低，呈现"婴儿肺"的状态，所以即便是同一预测体重，不同ARDS患者功能肺容积不尽相同[8,9]。另外，肺部病变的不均一性使得同一潮气量下肺组织所受应力水平悬殊，这也促使了肺损伤的发生[7,10]。肺应力作为VILI的力学机制能被驱动压所反映，研究表明较低的驱动压是机械通气的保护性因素[3,9]。近些年驱动压成为了呼吸机参数研究热点，本文着重论述了驱动压在机械通气ARDS患者治疗中的重要作用。
气道驱动压(driving pressure，△p)是整个呼吸系统扩张的直接动力，△p＝Pplat-PEEP(仅适用无自主呼吸时)，与呼吸系统弹性阻力(respiratory system elastic resistance，ERS)大小相等，方向相反，ERS由胸壁弹性阻力(Ecw)和肺弹性阻力(EL)组成，气道驱动压中仅对抗肺的弹性阻力扩张肺组织的驱动压称为跨肺驱动压(lung drving pressure，△pl)，△pl＝△p×EL/ERS，跨肺驱动压＝吸气末跨肺压-呼气末跨肺压，跨肺压＝肺内压-胸腔压，胸腔压常用易于测定的食道压(esophageal pressure，Pes)来替代，所以△pl ＝(Pplat -吸气末Pes)-(PEEP-呼气末Pes)[11]。当机械通气患者存在自主呼吸时，驱动压将在呼吸机驱动压的基础上增加呼吸肌带来的驱动压[12]。
2015年Amato等[9]在ARDS患者机械通气领域的研究成果再次引起重大轰动，该研究显示一系列呼吸参数设置对患者生存率影响的核心是驱动压的改变，只有伴随驱动压降低的小潮气量和PEEP的增加才能起到肺保护作用，只有伴随驱动压增高的平台压增高才会导致肺损伤，尽管该项回顾性研究的目的并不是着重于探索驱动压的意义，但是从此掀起了全球范围对驱动压尤其是跨肺驱动压的研究热潮，甚至有研究者认为驱动压本身就是机械通气的目标，驱动压自此成为了肺保护性通气的延伸[13]。驱动压还是ARDS患者右心功能的重要影响因素之一，较低的驱动压能起到保护右心功能、维持循环稳定的作用[14]。ARDS患者EL与Ecw之比介于0.2～0.8，因此即便设置同一驱动压，用于肺扩张部分的驱动压个体差异也会比较大，可能导致氧合障碍或者应力过大[15]。顺应性是弹性阻力的倒数，呼吸系统顺应性(respiratory system compliance，CRS)由胸壁顺应性和肺顺应性两部分组成，CRS＝Vt/△p，△p＝Vt/CRS，气道驱动压与跨肺驱动压的差异由胸壁顺应性引起，当胸壁顺应性降低时，气道驱动压会升高，以至于估计出的肺功能存在偏差，而跨肺驱动压不受胸壁顺应性影响，因此用跨肺驱动压评估肺功能更真实[11,16,17]。目前认为机械牵张所致肺泡承受较大应力，从而导致肺泡过度变形是VILI发生的力学机制[18]，气道驱动压尤其是不受胸部顺应性影响的跨肺驱动压更能反映肺应力和肺应变[10,19,20]，这一研究成果为ARDS患者以驱动压为导向设置机械通气参数奠定了理论基础。
有研究认为平台压是气压伤的独立危险因素，但也有研究提出只有伴随驱动压增高的平台压增高才能引起气压伤[9,21]。García-Fernández等[22]在健康的兔子身上进行的随机对照实验发现，气压伤与PEEP以及平均气道压的水平无明显相关，而是与驱动压显著相关，较低的驱动压联合相对高水平PEEP可增大跨肺压的安全范围。Amato等[9]多层次数据统计分析纳入的9个随机对照试验，包括3 562例ARDS机械通气患者，其中313例出现需要引流的气胸，这313例患者的驱动压与其他未发生气胸的患者相比具有显著差异，而每公斤体重潮气量差异无统计学意义，这提示我们限制驱动压可以作为气压伤的保护性因素，然而，Boussarsar等[23]对116例ARDS患者进行机械通气的前瞻性研究，其中15例(12.3%)出现了气压伤，这15例患者的驱动压、平台压、呼气末气道压、潮气量、呼吸系统顺应性与其他未发生气压伤的通气患者相比无显著差异，可能与样本量太少有关。驱动压与气压伤的具体关系可能还需要更多的前瞻性研究去验证。
容积伤及其他VILI的实质都是肺组织的过度应变，即肺组织在应力作用下的过度变形[15]。尽管低潮气量肺保护性通气得到广泛认可，然而ARDS患者并非一定能受益于低潮气量通气。有研究发现潮气量低于10 ml/kg、平台压达到35 cmH2O者比潮气量低于7 ml/kg、平台压达到25 cmH2O的患者生存率高[24]，这可能是由于潮气量过低以至通气不足甚至肺不张，除非补偿性提高平均气道压，低潮气量通气避免容积伤的本质是减少肺应变，容积伤的发生不仅仅是受潮气量影响，更重要的是过度的肺应变[25]。肺应变等于潮气量与功能残气量(functional residual capacity，FRC)之比，应力＝应变×K(K为常数)，应力在呼吸运动生理学上等同于跨肺压，两者大小相等，方向相反，跨肺压＝K×Vt/FRC，肺组织结构特异性决定了肺应力、肺应变与VILI的关系，当应力、应变达到某个阈值，超出生理应变范围，肺应力和肺应变失去原有的线性关系，从而导致VILI。
Protti等[26]在健康猪的研究发现，应变达到一个临界值会引起肺水肿，应力应变失去线性关系，该值介于1.5～2.0。Güldner等[27]对猪的随机对照实验发现，容积伤引起的肺部炎症较同等低Vt和低△p的肺不张伤更严重，表明静态应力应变是VILI的决定因素。临床难以直接获取应变值，由于CRS反映FRC，那么从理论上可推测出气道驱动压(Vt/CRS)能间接反映肺应变(Vt/FRC)[8]，跨肺驱动压及潮气量决定了单位肺组织所受应力大小，决定了潜在VILI的可能[28]。一项纳入150例ARDS机械通气患者的研究验证了驱动压与肺应力之间具有良好相关性，临床研究常用气道驱动压来估计肺应力，然而胸壁顺应性个体差异大，当胸腔压增大时扩张肺组织的跨肺压就会降低，因此跨肺驱动压估计肺应力和应变更准确，监测跨肺驱动压指导通气减少容积伤更有价值[19,20]。
机械伤与生物伤相互作用加重肺组织损伤。肺组织被机械力过度牵拉激活信号通路使炎症介质、细胞因子大量释放，导致肺水肿等炎性损伤称为生物伤。开放肺泡与塌陷肺泡交界处的生物伤会更严重，交界处存在应力集中，此处应力可达4～5倍施加的压力，产生过度肺应变，破坏肺泡结构促进炎症介质释放[29]。Hennus等[30]在给大鼠机械通气中发现，小潮气量相较大潮气量能减轻生物伤。Santos等[31]发现，ARDS大鼠机械通气功率和潮气量均能影响肺组织炎症反应，最大限度减轻生物伤，需要低潮气量联合低机械功率，机械功率＝ (△pl2/EL)×RR (respiratory rate)，因此，减少跨肺驱动压能有效降低机械功率，抑制生物伤。另一动物实验研究表明，PEEP可以减轻生物伤，不受自主呼吸影响[32]。一项关于进行ECMO治疗的ARDS患者机械通气的研究表明，ECMO治疗前呼气末正压≥15 cmH2O会促进炎症因子产生，而驱动压≥19 cmH2O者IL-8表达显著增强[33]。Samary等[34]对ARDS大鼠行机械通气，联合不同水平潮气量和PEEP研究跨肺驱动压与生物伤的关系，发现低Vt联合低PEEP产生低水平的△pl，尽管会致肺泡塌陷但能减轻肺泡炎症反应。综合以上几项研究说明，低水平潮气量联合相对低的驱动压滴定PEEP或许能有效抑制ARDS患者机械通气生物伤。
ARDS患者机械通气参数的设置标准颇有争议，选择合适水平PEEP对复张塌陷的肺泡、改善肺泡氧合意义重大[36]。但平台压随着PEEP的增加而增加，达到合适的PEEP后平台压也许会增加到一个引起肺损伤的值，这种矛盾的情况使得临床医生难以抉择。以驱动压为导向调整呼吸机参数可以避免这一难题，调整潮气量或者PEEP将驱动压限定在一定范围，从而限制肺应变和肺应力，减少VILI发生几率。对于存在自主呼吸的严重ARDS患者而言，平台压与PEEP的差值与实际驱动压相差甚远，因此在以驱动压为导向设置呼吸机参数时，应当避免自主呼吸的影响，抑制其自主呼吸[12]。Amato等[9]分析在不同驱动压联合不同PEEP水平的ARDS患者中，发现气道驱动压是与预后最密切的因素，当驱动压大于15 cmH2O时死亡风险会明显增加，但是该项回顾性研究的主要目的并非验证驱动压的作用，这也是其局限性所在。但后续一项前瞻性观察性研究表明，ARDS机械通气患者驱动压≤15 cmH2O能显著改善28 d住院病死率以及3年生存率[37]，Bellani等[3]的多中心观察性研究显示，驱动压限制在14 cmH2O以内时ARDS机械通气患者28 d生存率增加10%。此外，De Jong等[38]研究发现，肥胖患者机械通气的90 d病死率与驱动压的大小无明显关系，而非肥胖患者90 d的幸存者与非幸存者驱动压有显著差异，因此胸壁顺应性的不同会影响气道驱动压的选择，胸壁顺应性降低时驱动压安全阈值会更大。目前建议的驱动压安全阈值在14～19 cmH2O[3,21]。Bugedo等[16]纳入2017年以前的11项研究进行统计分析，推荐驱动压<15 cmH2O，但驱动压的安全阈值还有待进一步研究。
自2015年Amato等[9]发现驱动压是几个指标中与机械通气患者预后关系最密切的指标后，近几年多项研究验证了这一结论。Bellani等[3]的多中心观察性研究显示，驱动压越高，患者28 d生存率就越低；还有一项前瞻性研究表明驱动压≥15 cmH2O是中重度ARDS死亡的危险因素之一[39]，也是中重度ARDS患者发展为肺心病的危险因素之一；另有几项研究也发现高驱动压能评估ARDS患者预后[21,40]。然而近期一项Meta分析发现，高驱动压与呼吸机相关死亡风险增加有关，但并不能影响预后[41]。尽管多项回顾性研究表明驱动压在评估ARDS患者预后方面有重要作用，但是目前缺乏足够前瞻性研究的支持。2019年重症监护年鉴发表的ARDS患者管理指南并没有推荐以驱动压为导向调整ARDS患者呼吸机参数[42]，还需要更多高质量RCT去验证以驱动压为导向的ARDS呼吸机参数设置是否有益以及驱动压对预后的影响。
所有作者均声明不存在利益冲突
