作者：方浩

机械通气性肺损伤之流行病学背景

    呼吸系统感染、肺不张、胸腔积液、呼吸衰竭、气胸、支气管痉挛、吸入性肺炎都是常见的肺部并发症（Eur J Anaesthesiol，2015）。这是各研究组发表的数据对比展示：分别在术后30天死亡率（14%~30%对0.2%~3%）、术后70天死亡率（22.4%对1.2%）、术后1年死亡率（45.9%对8.7%）、术后5年死亡率（71.4%对41.1%）方面，相比术后没有肺部并发症的患者，有肺部并发症患者的死亡率都明显增加；此外，术后肺部并发症使得患者住院时间延长13~17天；肺炎患者医疗费用增加41%，呼吸衰竭患者的医疗费用增加47%。

机械通气普遍应用于术中全麻和重症监护病房（ICU）患者保持通气和氧合，但是机械通气治疗是一把双刃剑。2016年、2018年发表在JAMA，以及2012年发表在J Clin Invest的研究均推荐机械通气用于急性肺损伤（ALI）患者的治疗，在ICU中也有24%的患者使用机械通气，但是不恰当的机械通气本身也可能引起ALI。在常见肺损伤病因中，机械通气性肺损伤排名首位，其余病因还包括由肺部感染引起的炎性肺损伤、吸入性肺损伤、坠积性肺炎和放射性肺损伤等。机械通气性肺损伤临床表现为肺不张、肺顺应性降低、肺水肿、氧合功能障碍、纵膈气肿、皮下气肿和气胸，这与常见的肺部并发症一致，其中全麻机械通气90%患者术后可表现出不同程度的肺不张。

围术期机械通气性肺损伤发生率在2%~5%，其中心脏手术发生率最高（5%），肺叶切除手术发生率在2%~4%，麻醉期间采取措施减轻或避免机械性肺损伤，可以改善患者预后，提高生存率。

机械通气性肺损伤之病理生理机制

在机械通气性肺损伤的病理生理机制中，应力和应变是两个非常重要的概念。物体由于外因（受力、湿度、温度场变化等）而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，单位面积上的内力称为应力，即作用于肺泡、气道组织的力。应变是指物体形状或体积在外力作用或内在缺陷等情况下所发生的相对变化，了解应力和应变帮助更好地理解机械通气引起的容量伤、气压伤、萎陷伤和生物伤。

机械通气性肺损伤之危险因素

患者因素

患者本身肺和胸壁结构发育不全；肺表面活性物质缺乏；炎性细胞大量浸润释放各种有害介质和毒性产物，降低患者的防御能力，增加急性肺损伤的易感性；如果患者本身有ALI或急性呼吸窘迫综合征（ARDS）等基础疾病，易发生机械通气性肺损伤。

呼吸机因素

呼吸机因素包括：吸气气道峰压＞40cmH₂O；潮气量过大，导致肺泡过度扩张；潮气量过小，导致肺萎陷；高流量、高通气频率、吸气时间短诱发微血管损伤。

机械通气性肺损伤防治策略之保护性机械通气策略

    全麻机械通气后部分肺泡表现为过度膨胀，部分表现为通气正常，部分表现为扩张不全、完全萎陷，基于患者术中肺部通气情况，生成对应的通气策略，诸如小潮气量、低平台压、合适的呼气末正压（PEEP）、肺复张手法等。

2019年，British Journal of Anaesthesia刊登了由6个国家、12个单位中精研机械通气的学者组成的多学科团队制定的首个保护性通气策略国际专家共识，从麻醉前评估、麻醉诱导、术中呼吸机设置三方面内容进行推荐。

麻醉前评估

术后肺部并发症风险因素包括年龄＞50岁、体重指数（BMI）＞40kg/m²、美国麻醉医师协会（ASA）＞Ⅱ级、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征、术前贫血状态、术前低氧血症、急诊手术、通气时间＞2小时，其中贫血状态和低氧血症可在术前进行优化调整。

麻醉诱导

患者体位　麻醉诱导时采取上半身抬高体位，可以比仰卧位耐受更长的呼吸暂停时间，从而有更多的时间进行插管。

提倡诱导过程中的无创通气　上半身抬高体位+无创正压通气（NIPPV）手控/持续正压通气（CPAP）机控模式可以进一步防止麻醉诱导时功能残气量（FRC）的下降；增加动脉血氧含量、延长呼吸暂停的持续时间。

术中呼吸机设置

术中呼吸机设置包含小潮气量通气、PEEP、驱动压、肺复张手法、吸呼比、术中吸入氧浓度、机械通气模式。

小潮气量通气　6~8ml/kg（标准体重）小潮气量通气可减少容量伤，降低肺应变，而大潮气量通气（＞8ml/kg）的机械通气可显著增加术后肺部并发症的发生率。

Esther K Wolthuis等人发表在Anesthesiology的随机研究纳入46例接受择期外科手术（手术时间≥5小时）的患者，其中A组患者采用小潮气量［6ml/kg（理想体重）］+PEEP=10cmH₂O，B组患者采用大潮气量［12ml/kg（理想体重）］ PEEP=0cmH₂O，机械通气5小时后，B组患者支气管肺泡灌洗液中的炎性因子水平高于A组，炎性因子水平增加容易导致肺部损伤。

PEEP　在呼吸机机械通气中常规设置PEEP，在呼气末期呼吸道保持一定正压，可以避免肺泡早期闭合，使得失去通气功能的肺泡扩张，同时增加FRC，达到提高血氧的目的。

一项于2018年发表在Anesthesiology的随机对照双盲研究纳入24例全麻患者，研究者通过术后CT检查对比肺不张面积，A组患者设置PEEP=7cmH₂O或9cmH₂O，术后肺不张面积为1.8%；B组患者设置PEEP=0cmH₂O，术后肺不张面积为4.6%，由此得出结论，呼气末正压为零（ZEEP）会导致麻醉诱导后呼气末肺容积的显著降低和肺不张面积增加等不良事件。

另一项于2018年发表在BMC Anesthesiol的系统性回顾和荟萃分析探讨了增加PEEP可否改善ARDS患者氧合作用的问题，结果表明，高PEEP（≥10cmH₂O）可以将其院内死亡率、ICU死亡率和28天死亡率，且高PEEP不会增加临床气压伤的风险。

2015年发表在Respir Care的文章指出，应平衡肺泡萎陷与过度扩张的关系，选择恰当的PEEP数值：轻度ARDS患者中设置PEEP=5~10cmH₂O；中度ARDS患者中PEEP=10~15cmH₂O；重度ARDS中PEEP=15~20cmH₂O。

目前对于确切的PEEP水平仍然存在争议，个性化PEEP已证实对肺保护有很多好处，专家建议PEEP初始设置为5cmH₂O，然后再对PEEP水平进行个体化设置。

肺复张手法　肺复张手法通过持续增加肺内压，以达到使尽可能多的萎陷肺单位复张的目的。全麻诱导后就会导致肺不张形成，对机体的呼吸功能产生不利影响，并可能与随后的肺部并发症相关。肺复张手法有助于重新打开塌陷的肺泡，气管插管后进行肺复张手法可以缓解全身麻醉引起的FRC变化。

全麻插管后麻醉维持期间及出现低氧血症时应常规给予肺复张手法并加用PEEP，可使得麻醉科医师在较低吸入氧浓度情况下维持较高的氧饱和度，由此可以减少术后肺部并发症和死亡率（Respir Care，2015）。

目前在临床工作中常用的肺复张手法包括控制性肺膨胀（手法肺复张）、压力控制下PEEP递增法（循证医学证据更为推荐的机控肺复张）、叹气法、高频振荡通气和俯卧位通气法。并不是所有患者都适用肺复张，低血容量、严重肺气肿或慢性阻塞性肺部疾病患者在肺复张期间可能发生低血压，因此，麻醉科医师应谨慎评估后再实施肺复张。

保护性通气策略国际专家共识重点推荐容量控制循环操作法：潮气量设置在6~8ml/kg，吸呼比设置在1∶1，潮气量增加4ml/kg（每3~6次呼吸）直至平台压=30~40cmH₂O（肥胖患者可达到40~50cmH₂O），再维持3~6次呼吸。

驱动压　近期的几项回顾性研究都表明，潮气量、吸气压力、PEEP与患者预后无关，仅与驱动压有关。驱动压是平台压（吸气末正压）与呼气末正压的差值，是促使肺泡开放的压力。

一项于2016年发表在Lancet Respir Med，纳入17项随机对照研究、2,250例患者的多因素荟萃分析表明，驱动压与术后肺部并发症的发生有关，高驱动压是正压通气过程中肺损伤形成的关键因素。

对ARDS患者存活率的影响进行研究，驱动压可能比潮气量和PEEP对预后的影响更大（The New England Journal of Medicine，2015）。

在胸壁顺应性正常的情况下，驱动压与跨肺压数值相等，驱动压的变化直接反映肺损伤的变化；在胸壁顺应性发生变化时（肥胖患者或者人工气腹），驱动压与跨肺压数值不等，临床医师就需要通过食道球囊压力直接评估跨肺压，从而量化应用到肺部的破坏性压力。最新研究建议基于驱动压导向的潮气量滴定和PEEP滴定。

吸呼比　将吸呼比设置为1∶1可以减少肺损伤，平衡压力与时间，延长吸气时间可增加平均气道压、降低气道峰压、增加血氧分压（PaO₂）、降低肺泡-动脉血氧浓度梯度以及减少炎性介质，但是具体吸呼比数值没有明确的建议。

术中吸入氧浓度　在机械通气过程中增加吸入氧浓度可以预防或纠正低氧血症，但可能导致高氧血症，高氧血症可能增加氧化应激，外周血管和冠状动脉痉挛，降低心输出量，增加肺不张，从而增加术后肺部并发症发生率。专家组建议可以将吸入氧浓度设置为≤0.4，目的是尽可能低的吸入氧浓度达到满意的氧合状态［脉搏血氧饱和度（SpO₂）≥94%］。

机械通气模式　容量控制通气吸气时气道压逐渐增高，气体流速较低，但气道峰压偏高；压力控制通气时气道压迅速升高到平台压，气道峰压低但峰流速高。专家组并没有明确推荐的通气模式，两种通气模式下的氧合无明显差别，且高吸气峰流速和高气道峰压均可导致肺损伤。

术后可能存在肺损伤患者的保护性通气策略　针对术后可能存在肺损伤、进入ICU继续治疗的患者。

机械通气性肺损伤防治策略之针对患者因素

    针对患者因素可给予肺表面活性物质治疗、抗感染治疗、免疫治疗、分子靶点治疗、细胞治疗等。

在分子靶点治疗中比较重要的是生长素释放肽、环氧化酶-2、角化细胞生长因子-2、PI3K通路特异性抑制剂。方浩教授课题组的部分研究表明：生长素释放肽抑制肺部炎症反应，减轻机械通气性肺损伤（Int Immunopharmacol，2017）；环氧化酶-2是参与氧化应激重要的炎症因子，环氧化酶-2抑制剂对ALI患者气道上皮细胞具有保护作用（J Thorac Dis，2017）；对于缺血再灌注诱导的肺损伤，角化细胞生长因子-2局部给药是预防或辅助药物治疗的可行方法（Am J Respir Cell Mol Biol，2014）；PI3K通路在ALI中具有决定性调节作用，PI3K通路特异性抑制剂在ALI中具有保护作用（Am J Respir Cell Mol Biol，2014）。期待依据这些研究研发的分子靶点治疗药物未来可以投入了临床使用，针对患者降低机械通气性肺损伤发生率。