读书报告丨时间控制自适应通气(TCAV)：一种个性化的肺保护策略

涉及关键词

ARDS: 急性呼吸窘迫综合征；VILI：呼吸机引起的肺损伤 ；

呼吸系统顺应性：Crs；理想体重（IBW）；潮气量（VT）；

肺泡的重复塌陷和扩张（RACE）；低潮气量（LVT）；呼气末肺容量（EELV）；

驱动压（ΔP）；机械功（MP）；高频通气（HFOV）；肺开放法（OLA）；

持续时间（THigh）；高的压力（PHigh）；低的压力（PLow）；短暂时间（TLow）；

呼气末流量（TEF）；呼气峰流量（PEF）；

斜率（EF）；呼气流速曲线（SlopeEF）；

TC-PEEP：TCAV压力释放阶段，通过时间控制的PEEP。

研究背景

概念介绍--ARDS急性呼吸窘迫综合征：定义（柏林）

·急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是一种危及生命的非心源性肺水肿，可由多种肺内因素(肺炎、误吸等)或肺外因素(脓毒症、急性胰腺炎、外伤等)所诱发，导致急性弥漫性肺损伤和进而发展的急性呼吸衰竭。以呼吸窘迫及难治性低氧血症为表现的临床综合征，肺部影像学表现为双肺弥漫滲出性改变，因高病死率而备受关注。

主要病理特征是肺微血管内皮及肺泡上皮受损,肺微血管通透性增高，ARDS的进展，使血气屏障被破坏，使富含蛋白质的液体积聚在肺的远端空腔，导致肺水肿及透明膜形成，使肺表面活性物质失活。这种表面活性物质的功能障碍增加了气液界面的表面张力，对肺泡和腺泡充气产生了重要影响。

影像学变化（双侧斑片状阴影不能完全用积液、实变或肺不张来解释）；水肿的起源（不能完全用心力衰竭或液体超负荷解释）；

ARDS会导致肺容积减少、Crs降低和严重V/Q比例失调、生理死腔增加。

·急性呼吸窘迫综合征（ARDS）仍然是一个重要的临床问题，主要的治疗方法是支持性机械通气。然而，机械通气本身有可能导致呼吸机诱导的肺损伤（VILI），从而显著增加ARDS相关的死亡率。目前的“保护性”通气策略旨在减少VILI；然而，最近的研究表明，目前的肺保护性通气策略并没有降低ARDS相关的死亡率。原因尚不清楚，但由于异质患者群体的“一刀切”方法的临床试验，使得ARDS的机械通气有明显的局限性。例如，使用6 mL/kg的理想体重（IBW）潮气量（VT）可能比平均12 mL/kg更安全，尽管6 mL/kg对任何特定患者来说都不太可能是最佳的。

因此，迫切需要找到替代的、个性化的方法来对受伤的肺进行机械通气，并将特殊患者的病理生理学考虑在内。设计这种个性化的通气方法首先要了解ARDS的潜在病理生理学。

研究目的

·TCAV必须满足两个有益特征：

I.呼气持续时间可以根据特定患者的肺部生理学进行个体化设置，通过阻止肺泡的不断塌陷来保证肺泡稳定，从而使重新开放的肺泡在下一次呼气中再次塌陷的时间最小化。

II.肺泡稳定后，在固定充气压力下延长吸气期，每次呼吸逐渐重新开放少量肺组织。

研究资料

·常规肺保护性通气策略：

1.低潮气量（LVT）和中低水平的呼气末正压（PEEP）：LVT方法试图保护已经开放的肺部组织避免发生过度扩张，同时通过将塌陷组织排除在机械通气循环之外来使塌陷的肺组织得到休息。

ARDS-Net低潮气量（LVT）方法（即6 mL/kg的IBW）是为了保护正常肺避免过度扩张而损伤（容积伤），持续塌陷的肺组织可以通过保持不通气来“休息”。

这种LVT方法还努力将平台气道压（Pplat）保持在30 cmH₂O以下，并在氧合需要的指导下应用呼气末正压（PEEP），以防止呼气末肺容量（EELV）的进行性损失，并最大限度地减少RACE引起的萎陷伤。

目前，LVT方法是ARDS患者的标准监护治疗方法。然而，ARDS相关的死亡率仍然高得令人无法接受，并且LVT几乎没有或根本没有改善。

研究表明，驱动压（ΔP）和机械功（MP）是比VT的大小更合适作为VILI评价指标。为了将ΔP和MP保持在安全范围内，在呼吸机上使用较低的VT和降低峰值（Ppeak）和平台气道压力进行调整。通过简单的“治疗性通气”（改变潮气量和气道压力），医生只能对塌陷的、异质性损伤的肺进行通气。

一个更好的想法是完全重新开放肺，消除异质性损伤肺通气的限制，并通过增加Crs来降低ΔP，因为ΔP=VT/Crs。

LVT和低气道压力策略旨在“休息”“婴儿肺”，然而，这种通气方法造成急性损伤的组织不断塌陷，将其推入VILI漩涡。随着正常组织逐渐萎缩，肺部发病机制从轻度ARDS转变为中度ARDS，如果不加以控制，疾病发展为严重ARDS是不可避免的，此时可能需要体外膜肺氧合（ECMO）等抢救方法。

ARDS导致肺部变得依赖时间和压力。这意味着肺泡在任何给定的气道压力下都需要更多的时间才能打开，而塌陷的时间则更短。因此，肺泡开放可以通过延长吸气时间而加速，肺泡塌陷可以通过缩短呼气时间而减少。短暂的吸气时间不足以打开塌陷的肺泡，而延长的呼气时间也不足以防止ARDS-Net方法（左上角保护肺，呼吸机监测蓝色压力/时间曲线）引起的肺泡塌陷。

这张图，描述呼吸机诱导的肺损伤（VILI）的演变。一种不断缩小的婴儿肺，即VILI漩涡。该图描述了TCAV在ARDS发展后使用的能力或作为抢救性模式的能力，但如果在轻度ARDS早期使用，则可以防止肺部进入VILI漩涡。肺组织大部分开放（粉红色），少量塌陷（红色）的“患者”被定义为轻度ARDS，接受ARDS-Net的LVT通气。

2.肺开放方法（OLA）：OLA试图通过使用更高的PEEP来防止呼气末肺容量（EELV）和RACE的进行性损失，通常在几秒钟到几分钟内对潜在的可再复张的肺进行再充气。

VILI 漩涡会导致婴儿肺区域缩小，从而使正常的肺组织在持续的塌陷中逐渐消失。这导致剩余充气肺的压力增加，可能会增加VILI的风险。

肺开放法（OLA）试图通过应用足够的PEEP来避免这种情况，无论是否进行定期的再复张（RM），从而将渐进性再塌陷和EELV的损失降至最低。研究发现，使用OLA并没有降低与ARDS发病率相关的死亡率，反而增加了相关死亡率。

HFOV可以实现比传统模式更高水平的平均气道压力（Paw），也可以被认为是一种OLA策略，但与传统的肺保护性通气相比，尚未显示出能改善ARDS死亡率。例如，在Oscillate试验中，在40 cmH₂O气道压力的RM持续40 s后，基于氧合将Paw设置为20至38 cmH₂O。缺乏疗效可能是由于HFOV流量可能在整个肺中不均匀分布，导致广泛多变的实质损伤和损伤恶化。

研究方法

一种自适应通气策略是时间控制自适应通气（TCAV）方法，用于设置和调整气道压力释放通气（APRV）模式，该策略可以避免每次呼气时闭合，同时逐步打开密集塌陷的肺不张区域。尽管APRV模式通常被认为是另一种OLA，但在使用TCAV方法时，这不是一个现实的比较，OLA（40 cmH₂O气道压力40 s）试图在几秒钟或几分钟内打开大部分塌陷的肺。

另一方面，TCAV方法的立竿见影的效果是使用短暂的呼气时间来稳定肺部，不允许肺泡有足够的时间发生塌陷，从而有效地建立了时间控制的PEEP（TC-PEEP，TCAV法释放阶段）。随后，塌陷肺的重新开放可能是渐进的，可能需要数小时甚至数天的时间，这对受伤组织的损害小于强制快速开放的方法。

总结

·尽管20多年前就出现了肺保护性通气策略，但与ARDS相关的死亡率仍然很高。原因：1）在塌陷和开放的薄壁组织之间的界面处产生容积伤；2）无法避免RACE。

·TCAV能适应个体患者不断变化的病理生理学和临床要求，将SlopeEF作为一种动态的床边监测工具。TCAV通过其在患者和动物模型中的疗效提供了概念证明，特别是当预先应用于有VILI风险的肺时。因此，也许是时候考虑将ARDS的标准监护治疗改为采用这种个体化设置方法的通气策略了。