在过去的 40 年中，人们对机械通气（MV）所致伤害及其预防的认识有了很大进步。机械通气不再被视为唯一的救命工具，现在已成为在重症监护室和手术室进行预防性保护通气的时代。实验和临床研究工作使人们对 MV 有了更深入的了解，并发展出了新的概念。但我们认为，循证医学导致了最重要概念的简化。因此，在证明减少潮气量（Vt）可提高急性肺损伤患者的存活率后，一些作者建议对所有此类患者严格使用 6 ml/kg的潮气量进行通气。我们的目的是按时间顺序回溯导致这种逐步减少 Vt 的概念。其中包括历史悠久的 "婴儿肺 "概念，它提出了肺损伤的动态观点，导致 Vt 与肺顺应性的永久适应。新的概念，如驱动压或机械功，都属于这种 MV 适应性观点的范畴。应避免过大的 Vt，但应根据功能性肺容量和其他生理参数调整 Vt，以实现个性化医疗，而不是一刀切。

      机械通气（MV）是全世界重症监护室（ICU）、手术室（OR）和急诊科常用的一种生命支持疗法。然而，机械通气可能会对肺部结构造成损伤，如上皮细胞、内皮细胞和细胞外基质，这一过程被称为呼吸机诱发的肺损伤（VILI）。为了最大限度地减少这种并发症并在 MV 期间保护肺部，医生们面临着源自 ARDS 网络研究的 "教条"，即潮气量（Vt）为 6 mL/kg，与理想体重（PBW）有关，与平台压（Pplat）无关。虽然科学协会建议急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者使用 4 至 8 ml/kg体重的潮气量，正常肺患者使用 6 至 8 ml/kg体重的潮气量，但许多住院医师或内科医生仍将潮气量严格固定为 6ml/kg，并将其视为肺保护性通气策略的基石。同样，许多通气研究也是基于 6 mL/Kg 的目标 Vt，一些作者还严格推荐使用这一目标 Vt。正如 Ricard 所说，"临床医生是否有理由不采用某些人认为是循证医学的方法？"我们认为，有必要回顾一下与 6ml/kg通气相关的背景（尤其是婴儿肺的概念），并对其进行调整，以保持动态思维，在临床旁采取量身定制的方法。

      20 世纪 60 年代，研究表明，哺乳动物的肺活量、肺容积、死腔和功能储备能力等变量与体重（BW）和体型成正比。因此，Vt 通常以每公斤体重（PBW）或理论理想体重的毫升数来表示。遗憾的是，有人建议使用高 Vt 来防止出现肺不张和随之而来的围手术期低氧血症，因为使用 "正常 "Vt 会导致这些并发症。因此，从 20 世纪 60 年代到 90 年代，患者通气时的通气量为 12 到 15 ml/kg PBW 。

       20 世纪 80 年代，当动物模型显示大通气量或高压通气可导致肺损伤时，人们提出了 VILI 的概念。有趣的是，Vt 是决定肺组织伸展程度的关键因素，而不是压力值。因此，在肺泡压力相同的情况下，高 Vt 能明显增加 VILI。因此，对 MV 的目标进行了修改，以平衡目标气体交换和 VILI 风险。

       早在 1990 年，Hickling 等人就提出，在允许高碳酸血症的情况下将 Vt 降低 5 mL/Kg，可降低严重 ARDS 患者的院内死亡率。因此，随后的随机对照临床试验（RCT）评估了通过降低 Vt 和 Pplat（与呼气末正压（PEEP）水平无关）来减少肺膨胀的策略。

        20 世纪 90 年代末，3 项研究对在不改变 PEEP 的情况下降低 Vt 的效果进行了评估。在这些研究中，标准组的 Vt 约为 10.5 mL/Kg，干预组为 7 mL/Kg PBW，Pplat ≤ 30 cmH2O。没有一项研究显示仅靠降低 Vt 就能降低死亡率。在同一时期，Amato 等人进行了一项 RCT 研究（n=53），采用的通气策略被称为 "开放肺"，该策略在保护性通气组中结合了多种设置。常规通气基于维持可接受氧合的最低 PEEP，Vt 为 12 mL/Kg，动脉二氧化碳水平正常。保护性通气要求呼气末压力高于静压-容积曲线的下拐点，Vt < 6 mL/Kg，驱动压 < 20 cmH2O，以及允许高碳酸血症。在对照组中，当 Vt 介于 12 和 13 mL/Kg 之间、PEEP 约为 9 cmH2O 时，Pplat 接近 40 cmH2O。对照组的死亡率明显更高。2000 年代的另一项研究比较了通气方法（Vt 为 12 mL/Kg（体重），Pplat 为 50 cmH2O）和保护性通气（Vt 为 6 mL/Kg（体重），Pplat ≤ 30 cmH2O）。低 Vt 通气可降低死亡率，增加无呼吸机天数。在两项阳性临床试验和三项阴性试验中，唯一具有区分性的生理变量是平均 Pplat 水平。Pplat > 32 cmH2O 的患者死亡率明显更高。最后，包括 1,629 名患者在内的 9 项研究对比了平均 Vt（6.8±1.2 ml/kg PBW）和 11.4±1.1 ml/kg PBW 。汇总研究分析表明，两组死亡率相似（7 项研究，1481 名患者；风险比，0.87；95% CI，0.70-1.08）。然而，二次分析（包括元回归和敏感性分析）支持低 Vt 在临床上具有显著的益处。

       这些结果证实，降低 Vt 可以减少 VILI 并改善患者预后。因此，6 ml/Kg PBW 与 12 ml/Kg PBW 相比，被保留为目标 Vt。然而，其他 Vt 水平（例如 8 至 11）与 7 mL/Kg PBW 相比并没有显示出任何差异。因此，专家们现在建议使用 4 至 8 ml/kg PBW 的 Vt。

      最初，目标 Vt 被定义为取决于理想 BW。然而，什么是理想体重，如何计算？虽然有几种计算公式，但这取决于文化规范。事实上，理论上的理想 BW 并没有统一的定义。例如，可能使用最多的洛伦茨公式并没有考虑患者的年龄或形态。在上文引用的五项研究中，使用了不同的公式来计算 Vt。在 Brochard 等人的研究中，用于计算 Vt 的体重是测量的体重减去因水和盐潴留而增加的估计体重。Amato 等人使用的是测量的体重。另外两项研究使用了理想体重，但未对其进行定义。ARDS 网络和美国胸腔协会使用的理想体重计算方法是：男性等于 50 + 0.91[身高（cm）- 152.4] kg，女性等于 45.5 + 0.91[身高（cm）- 152.4] kg。有几项研究发现，所使用的方法不同，计算出的理想体重也有很大差异，这会影响计算出的 Vt。

      动态呼吸系统顺应性（Crs）是指从呼气末到吸气末 Vt 产生的压力（Pplat）[Crs=Vt/（Pplat-PEEP），单位 mL/cmH2O]。在哺乳动物中，Vt 和肺活量与体重成正比，而单位生命容量的顺应性是恒定的。换句话说，不同哺乳动物的 Vt 因体重不同而不同，但特定体积（或单个 Vt）产生的压力是相同的，因此相对顺应性是相同的。最后，顺应性可能因 "充气 "体积的不同而不同。因此，成人（体重较大）的 Crs 要高于婴儿，但相对顺应性保持不变。

        肺顺应性取决于体重和肺损伤的严重程度（图 1）。20 世纪 80 年代，Gattinoni 等人提出了 "婴儿肺 "的概念。在 ARDS 期间，由于肺泡塌陷或炎症渗出，部分肺实质失去功能，导致功能性肺容积减少。这些变化是由于疾病的严重程度造成的，由此产生的肺活量不再与体重成正比。由于 Crs 与疾病期间保持功能的通气肺容积（功能肺大小）密切相关，因此根据体重调整的 Vt 会被高估，并产生较高的 Pplat 水平。此外，在 ARDS 中，区域 Crs 也会发生变化。事实上，当剩余的 "健康 "肺的顺应性大致正常时，整体顺应性会下降。ARDS 患者的肺并非 "僵硬"，而是缩小了。因此，Vt 必须减小才能与婴儿肺的严重程度相关联。此外，ARDS 期间功能性肺的大小最好用 Crs 而不是 PBW 来评估。

图 1. 肺顺应性是体重和肺损伤严重程度的函数。箭头 A、B 和 C：不同肺泡损伤程度（1）或体重变化（2）下肺容积变化引起的气道压力变化。

       应变是指从原始位置（功能残气量：FRC）测量的肺部变形。它通过 Vt /FRC 比率来评估。随着应变的增加，肺部炎症也会增加，从而诱发 VILI。因此，降低 Vt 的主要目的是限制应变，从而减少 VILI。事实上，当 Pplat 值降低时，Vt 值的降低与患者预后的改善相关。Pplat 指的是 Vt 在 EEP 水平之上产生的压力。但比 Pplat 更重要的是，与肺损伤相关的是跨肺压，而且应该注意的是，呼吸机提供的气道压力测量值并不能显示跨肺压，而跨肺压可以通过同时测量食道压力来近似显示。目前还不清楚这种测量方法的临床用途。

      测试降低 Vt 影响的 5 项研究对 Pplat 未超过上限时降低 Vt 的影响提出了质疑。为了验证这一假设，我们对 2000 年 ARDS 网络研究的数据进行了分析。逻辑回归分析表明，降低 Vt 和低 Pplat 都与死亡率降低有关。低 Vt 和低 Pplat 之间没有交互作用，这表明 Pplat 的降低本身与死亡率的降低有关。事实上，Pplat 是反映肺泡过度潴留和 VILI 可能性的最准确变量。此外，一些学者认为，PEEP 上的压力变化比 Pplat 更能反映肺应变和损伤。

      这就是驱动压 (∆P) 的概念，其计算方法是 Pplat 与总 PEEP 之差。它代表了给定 Vt 对功能肺大小的应变。由于 ∆P 整合了与 Vt 和 Crs 相关的膨胀（∆P=Vt/Crs），因此它本质上与功能性肺大小（而不是健康人的预测肺大小）归一化。因此，ΔP 可提供比 Pplat 更相关的信息，因为 Pplat 无法区分 PEEP 产生的压力和 Vt 产生的压力。1998 年，Amato 等人报告称，ΔP<20 cmH2O 与死亡率降低有关。2015 年的一项研究分析了之前报道的 9 项 RCT 中 3,562 名 ARDS 患者的数据，发现与 Vt 或 PEEP 相比，ΔP 与存活率的关系更为密切。分析表明，随机治疗组分配导致的 Vt 降低或 PEEP 增加只有在与ΔP 降低相关时才是有益的。在手术室和重症监护室为肺部 "正常 "的患者通气时，降低 ΔP 也可减少肺部和肺外并发症。

      为防止 VILI，大多数研究或建议将 Vt 调整为 PBW，以使 Vt 与肺的大小保持正常。该信息甚至被简化为使用 6 mL/Kg PBW 的固定 Vt。然而，在 ARDS 患者中，功能性肺的比例明显下降，Crs 也是如此。因此，目标 Vt 可能会发生变化，不应根据 PBW 调整固定值。例如，对于存在局灶性通气功能丧失（即呼气末肺活量较大）的 ARDS 患者，使用 Vt 为 8 mL/Kg 的呼吸机设置与使用 6 mL/Kg 的策略相比，90 天死亡率从 20% 降至 8%。在一项大型回顾性研究中，Suleiman 等人还发现，在手术室中，只有在高弹性/低顺应性患者中，较高的 Vt 才与手术后呼吸系统并发症的更大风险相关。

      "婴儿肺 "概念的基础是功能容量不同于体重预测值。事实上，功能容量的减少主要取决于肺损伤的严重程度。因此，最好的评估方法是监测 Pplat 或 ΔP。因此，必须根据 ΔP 调整 Vt。此外，功能容量会根据肺部情况不断变化。因此，有必要定期重新评估 Crs，并根据功能性肺容量变化引起的 ΔP 变化调整 Vt。

        一些作者认为，两项主要研究的积极结果可能反映了高 Vt 的有害影响，而不是低 Vt 的益处。更有甚者，过低的 Vt 可能会促进肺部并发症的发生。事实上，在拒绝参加 ARDS 网络试验的患者中（因此由负责的临床医生决定采用标准通气策略，可能采用 10.3 ml/kg Vt），其死亡率明显低于对照组（Vt 为 12 毫升/千克），与采用低 Vt 策略（6 ml/kg）的患者相似。其次，对测试低 Vt 的试验进行的荟萃分析表明，采用极低 Vt 通气的患者死亡风险增加。第三，在 ARMA 试验中，Vt 根据肺顺应性进行调整，调整 Vt 对死亡率的影响与初始肺顺应性显著相关（交互作用 p=0.003）。肺顺应性较差的患者可从较低的潮气量中获益，而肺顺应性较好的患者则表现不佳。这些结果与潮气量参数应根据疾病严重程度评估进行调整的观点一致。

       虽然ΔP 被认为是 ARDS 患者 VILI 的最佳预测指标，但支持这一观点的证据是间接的，来自回顾性研究的统计模型（即中介分析）。一些参数，如 Vt、Pplat 和潮气肺不张与 VILI 的发生有关。然而，吸气流量和呼吸频率等研究较少的因素也可能起一定作用。吸气流量可视为充气时施加在肺部的应变水平。由于肺实质大致表现为粘弹性体，应变水平越高，施加到细胞外基质上的力就越大。同样，如今人们很少关注呼吸频率对肺应变的影响。在健康动物身上进行的实验表明，只有当呼吸频率为每分钟 15 次时，应变才会致死（即动物通气时的 Vt 大于 FRC 的两倍），而当呼吸频率为每分钟 3 至 6 次时，应变则不会致死。因此，我们可以假设，如果给定的 Vt 在给定的速率下是安全的，那么在更高的速率下可能会造成损害。损伤可能主要发生在对肺施加一定数量的应力和应变循环之后。

      因此，Gattinoni 等人提议将这 5 个参数合并为一个单一的物理实体，称为机械功，以对 VILI 负责。迄今为止，机械功的临床应用还缺乏直接证据。此外，还必须解决方法问题；在计算机械功时纳入 PEEP，而肺部并没有实际做功，这引起了合理的担忧。机械功在区分输送能量和耗散能量方面面临挑战，其在临床实践中的应用也因低估了某些数学成分而受到批评。机械功还必须与肺功能容积和不均匀程度进行归一化。然而，机械功告诉我们，造成 VILI 的原因是相互依存的。仅对其中一个决定因素赋予一个固定值不足以解决问题。不同机械功成分的确切影响及其在实际环境中的相互作用仍在研究之中。不过，将重症监护室的机械功保持在 18 焦耳/分钟以下和手术室的机械功保持在 11 焦耳/分钟以下似乎是合理的。有鉴于此，考虑在 6 到 8 mL/Kg PBW 的范围内略微增加 Vt，而不是提高呼吸频率，可能会有好处。

      在指南严谨的时代，知识的乐趣已成为一个被遗忘的维度（图 2）。为了优化医疗决策，有人提出主要根据荟萃分析、系统综述和研究性试验（"循证医学"，EBM）提供的证据进行推理，而不是仅仅依靠 "临床判断"。系统研究，主要是研究性试验，成为评估特定干预措施价值的唯一公认方法。研究结果来自于理论（这里指保护性通气）的演绎假设，反过来又可以加强或削弱理论。结果似乎不容置疑，并具有科学真实性。EBM 和 RCT 的问题在于，它们会导致对基本理论的过度简化，并使结果具有权威性。它们禁止生理学思维，而生理学思维可以使理论和医疗行动适应每个病人。（这也是我产生后续想多介绍一些生理、病理生理进展的想法的原因；希望大家不要光关注指南）

图 2. 生理学支持还是反对循证医学？

导致降低 Vt 的生理学概念是，机械通气产生的超生理压力和应变可能会诱发肺损伤。在一项研究中，6 mL/Kg 通气比 12 mL/Kg 理想体重的通气效果更好。因此，还原论将 "保护性通气必须使用 6 mL/Kg Vt "作为唯一简单的关键信息。然而，之前的其他研究在比较不同的 Vt 值（如 7 mL/Kg 与 10 mL/Kg）时并未发现任何差异。不过，这些不同研究的结果都一致认为，应避免使用 12 mL/Kg 的 Vt。因此，循证医学证实了应降低 Vt 的生理假设。现在，临床医生应根据患者的肺部特征来调整为其提供的 VT。

      生理学和 EBM 不能相互排斥。它是两个互补的知识体系，以阴阳方式相互影响。生理学为正在测试的假设提供理论依据，而假设反过来又影响理论。理论是一个不断变化的框架，新的假设可以在这个框架内产生，理论的灵活性使个体化医疗成为可能。而 EBM 则只提供了为理论服务的粗略结果。

      我们的思维受还原论的驱使。因此，固定的 "6 ml/kg "可能会在同一句话中与婴儿肺的概念联系起来。静态概念与动态概念相联系。降低 Vt 是保护性通气策略的一大进步，但应根据功能性肺容量进行调整。由此推论，调整 Vt 时不考虑 PEEP 设置是不可能的，因为 PEEP 本身就会影响肺容量、ΔP、跨肺压以及过度张力的风险。这种错综复杂的关系在本篇 Vt 专论中不再赘述。尽管如此，我们认为未来应该解决这个问题，即如何在个性化医疗策略中设置 PEEP 和 VT。对机械通气生理学的充分了解，再加上患者临床监测工具提供的信息，将为我们提供前进的钥匙。在采用这种个性化方法设置 PEEP/Vt 的同时，我们应牢记美国胸科学会、重症医学会和欧洲重症医学会的建议，即 "应根据 Pplat 将 Vt 设置在 4 至 8 mL/Kg 之间，使其保持 < 30 cmH2O"。因此，我们必须根据肺功能容积长期调整 Vt。个体化医疗应始终采用动态概念，适应患者的病情。在精准医疗时代，"一刀切 "并不适合所有人。

来源：

Tidal volume in mechanically ventilated patients: Searching for Cinderella's shoe rather than 6 mL/kg for all.

DOI:

https://doi.org/10.1016/j.accpm.2024.101356