摘要

機(jī)械通氣是目前世界上最常用的短期生命支持技術(shù),，每天被應(yīng)用于各種適應(yīng)癥,，從擇期安排的外科手術(shù)到急性器官衰竭。這一最新的綜述介紹了呼吸力學(xué)的基礎(chǔ)生理學(xué)，工作原理,，主要呼吸機(jī)參數(shù)的設(shè)置,，以及機(jī)械通氣潛在并發(fā)癥的更新內(nèi)容。特殊情況如急性呼吸窘迫綜合征和慢性阻塞性肺疾病的呼吸機(jī)應(yīng)用,，也將與正常肺的保護(hù)性通氣一并詳細(xì)說明,。我們也分析了最近關(guān)于患者呼吸機(jī)不同步,、經(jīng)鼻高流量氧療,、體外生命支持和脫機(jī)階段的數(shù)據(jù)。最后,，我們討論了機(jī)械通氣的未來,，并提出了改進(jìn)方法。

在16世紀(jì),，Andreas Vesalius提出了將一根蘆葦管插入動物的氣管,，并向其肺部吹氣以維持動物生存。這被認(rèn)為是關(guān)于氣管內(nèi)插管和人工通氣的最早描述之一,。四個世紀(jì)后,，鐵肺成為第一個成功應(yīng)用于臨床的負(fù)壓呼吸機(jī)。然而,，由于患者的身體被完全封閉在一個金屬容器中,，所以對鐵肺患者的護(hù)理非常困難。因此,，與Vesalius使用的技術(shù)非常相似的技術(shù)被用于機(jī)械通氣(MV)的黃金時代,。該時代是在20世紀(jì)50年代早期脊髓灰質(zhì)炎流行期間開始的。在丹麥哥本哈根的Blegdams醫(yī)院,，在馬薩諸塞州波士頓接受過培訓(xùn)的麻醉師Bj?rn Ibsen建議應(yīng)用氣管造口術(shù)和正壓通氣治療麻痹性脊髓灰質(zhì)炎患者,。幾乎一夜之間，這些病人的死亡率就從87%下降到40%,。大約有1500名醫(yī)生通過擠壓連接氣管內(nèi)導(dǎo)管的橡膠袋進(jìn)行人工通氣,，耗時約16.5萬小時。由于轉(zhuǎn)運(yùn)方面的原因,，這些患者都在同一個病房接受治療,，基本上構(gòu)成了第一個重癥監(jiān)護(hù)病房(ICU)。

手動人工通氣的困難凸顯了對機(jī)械設(shè)備的需求,。丹麥醫(yī)生Claus Bang和瑞典麻醉學(xué)家Carl-Gunnar Engstr?m發(fā)明了第一個高效的機(jī)械呼吸機(jī),。此后不久，第一臺動脈血?dú)夥治鰞x誕生,。MV發(fā)展的下一個重大步驟就是呼氣末正壓（PEEP）的應(yīng)用,。這主要來自于Ashbaugh等人，對成人(急性)呼吸窘迫綜合征(ARDS)認(rèn)知的鼓舞 。1972年發(fā)布的Servo 900A (Siemens-Eléma)是第一個提供PEEP的機(jī)械呼吸機(jī),。這個系統(tǒng)引進(jìn)了新的通氣模式,，如壓力控制通氣和壓力支持通氣(PSV)。與人工通氣相比,，呼吸機(jī)逐漸變得更加緊湊,、易操作以及電動化，包括很多通氣模式和先進(jìn)的監(jiān)測功能,。

最近的一項(xiàng)流行病學(xué)研究顯示,，在美國，每10萬成年人中約有310人因非手術(shù)適應(yīng)癥而接受有創(chuàng)通氣,。盡管MV被廣泛使用,，但對于急性呼吸衰竭何時應(yīng)用MV并沒有明確的建議。主要適應(yīng)癥是：(1)意識水平下降(如頭部外傷,、卒中,、藥物過量、麻醉)患者的氣道保護(hù),；(2)由氣道,、胸壁或呼吸肌疾病引起的高碳酸血癥性呼吸衰竭；(3)低氧性呼吸衰竭;(4)循環(huán)衰竭（鎮(zhèn)靜和MV可降低呼吸氧耗）,。

在這篇綜述中,，我們提供了關(guān)于成人危重患者M(jìn)V管理的最新建議。本文綜述了MV的生理學(xué)基礎(chǔ),、與患者生理的相互作用,、主要不良反應(yīng)及并發(fā)癥。還介紹了特定患者組的通氣,，如患有ARDS和慢性阻塞性肺疾病(COPD)的患者,，然后概述了脫機(jī)階段內(nèi)容。最后,，簡要介紹了MV的發(fā)展前景,。

基礎(chǔ)生理學(xué)

理解呼吸力學(xué)的基礎(chǔ)生理學(xué)對于更好的應(yīng)用MV是很有必要的。我們在理解和管理急性呼吸系統(tǒng)疾病方面的許多進(jìn)展都來自于這種理解,。機(jī)械通氣患者的生理學(xué)測量主要是詳細(xì)的肺功能監(jiān)測,，并能在呼吸進(jìn)行時監(jiān)測。

在任何時間點(diǎn)通氣的驅(qū)動力都可以用呼吸系統(tǒng)的運(yùn)動方程來描述,。吸氣和呼氣時的壓力,、容積和流速變化可以用呼吸系統(tǒng)的簡化運(yùn)動方程來描述(圖1)：Paw = P0+ (R× ?ow) +(Vt×ERS)，Paw氣道壓力（氣道開口處）,，P0肺泡初始壓力,，R氣流阻力,，Vt 潮氣量，ERS呼吸系統(tǒng)彈性,。這個方程式的每一項(xiàng)都會影響氣道壓力,。

P0是吸氣開始時的肺泡壓力，可以是大氣壓力(稱為零)或大于大氣壓(稱為正壓),。在氣道梗阻的病人中(如COPD),，呼氣時間可能太短，不能使呼吸系統(tǒng)回到正常的呼氣末容積,。這種氣道阻塞可以導(dǎo)致內(nèi)源性PEEP或自發(fā)性PEEP,，也就是呼氣末的肺泡壓力高于設(shè)定的PEEP。通過呼氣末暫停測量的氣道壓力(被動患者),，稱為總PEEP,。

    ERS反映了呼吸系統(tǒng)的彈性特性,，是呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性(CRS)的倒數(shù)：ERS=1/CRS,。在吸氣末暫停測得的氣道壓力被稱為平臺壓力(Pplat)，是肺泡壓力的一種測量方法,，因?yàn)闅獾雷枇υ斐傻膲毫禐榱?。根?jù)流量為0(吸氣暫停)時的運(yùn)動方程，CRS=Vt/(Pplat - P0),。

    阻力(R)表示產(chǎn)生給定流量所需的壓差,。阻力可以在吸氣流量不變(方波)的情況下計(jì)算為吸氣壓力峰值與Pplat之間的壓力差，除以流量(R=[Ppeak -Pplat]/?ow),。吸氣阻力主要是受氣管內(nèi)導(dǎo)管阻力的影響,。

兩種簡單方法(吸氣末和呼氣末暫停)可以測定呼吸系統(tǒng)的主要生理學(xué)異常指標(biāo)，COPD（或哮喘）患者以高阻力(R)和高總PEEP為特征,，ARDS患者以高ERS高(低CRS)為特征(圖2),。

MV模式的工作原理

呼吸周期的時相變量

MV模式通常由決定呼吸時相的4個元素來定義(表1)。由觸發(fā)階段開始一次呼吸,。當(dāng)完全控制通氣時,，觸發(fā)變量是時間，即在固定的間隔內(nèi)啟動呼吸,。當(dāng)呼吸機(jī)通過與病人吸氣努力相關(guān)的信號同步呼吸時,，若呼吸機(jī)監(jiān)測到給定的流量或壓力下降，就開始吸氣,。目標(biāo)(或控制)階段是壓力或流量,，將維持至吸氣結(jié)束。循環(huán)階段在吸氣末結(jié)束,。壓力,、流量,、或者一個預(yù)設(shè)的時間可以循環(huán)呼吸。當(dāng)變量達(dá)到預(yù)設(shè)值時,，被動呼氣期開始,。呼氣控制變量通常是一個壓力(PEEP)。任何給定的呼吸都包括病人的呼吸努力和由呼吸機(jī)提供的目標(biāo)壓力/流量,。因此,，(1)呼吸可以完全被控制——觸發(fā)和循環(huán)由時間控制，被動達(dá)到目標(biāo)變量,，病人不主動呼吸,；(2)呼吸可以被部分支持或輔助——呼吸機(jī)輔助和患者努力的結(jié)合存在于同一周期；(3)呼吸可以不受輔助——吸氣流量完全由患者的呼吸肌產(chǎn)生 (表1),。

對呼吸肌活動的影響以及人機(jī)同步的重要性

在MV期間,，通常無法測量患者的努力程度。需要復(fù)雜的測量來確定患者的呼吸做功或壓力時間情況,，兩者都需要食管內(nèi)導(dǎo)管,；呼吸的耗氧量需要測量耗氧量。在呼吸窘迫時,，患者的呼吸功可增加到6倍,，MV的主要目標(biāo)就是減少呼吸功?；颊叩暮粑?qū)動通過化學(xué)受體,、鎮(zhèn)靜作用、PaO2,、PH和PaCO2來調(diào)節(jié),。觸發(fā)靈敏度和吸氣峰流速對呼吸驅(qū)動和呼吸功也有重要影響。

     一個基本但尚未解決的問題是應(yīng)用特定機(jī)械通氣策略可以在多大程度上減少患者的呼吸做功,。重要的是緩解呼吸困難,，減少呼吸肌耗氧量，避免損傷這些肌肉,。然而,，越來越多的證據(jù)表明，過度減輕負(fù)荷可導(dǎo)致肌肉功能障礙和萎縮,，隨后出現(xiàn)脫機(jī)困難,。在病人病情的急性期，需要減少或抑制病人的努力,。在康復(fù)期間,，確定患者的努力和呼吸機(jī)輔助之間的最佳平衡對臨床醫(yī)生來說是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。部分原因是缺乏足夠的監(jiān)測,，也缺乏關(guān)于努力與輔助的最佳比例的數(shù)據(jù),。

人機(jī)不同步,，定義為患者本身存在的與呼吸機(jī)發(fā)起的吸氣和呼氣時間的不匹配，這是MV期間經(jīng)常出現(xiàn)的一個問題,，約三分之一的患者會發(fā)生,。在有創(chuàng)通氣和無創(chuàng)通氣中有許多不同類型的人機(jī)不同步，如表2所示,。圖3是一個呼吸機(jī)監(jiān)測器的例子,，顯示了雙循環(huán)的反向觸發(fā)。通常,，這些不同步表現(xiàn)為患者的通氣需求和呼吸機(jī)輸送通氣量之間的不匹配,。盡管相關(guān)性并不意味著因果關(guān)系，但不同步的患者中有很多預(yù)后較差,，包括更長的通氣時間,、更長的ICU住院時間和更高的死亡率。在某些情況下,，這種更差的結(jié)局可能是由于潮氣量增加,，呼吸疊加，內(nèi)源性PEEP或局部通氣,，但不同步也可能是肺的病理生理學(xué)嚴(yán)重程度的標(biāo)志,。雖然改善人機(jī)同步具有直觀的意義,，但我們?nèi)狈γ鞔_的數(shù)據(jù)證明它能改善患者的預(yù)后,。

MV并發(fā)癥

機(jī)械通氣通常可以挽救生命,，但也會伴隨嚴(yán)重的并發(fā)癥,。有一部分原因是應(yīng)用于肺或心臟受損風(fēng)險較高的患者。這些并發(fā)癥可能與呼吸機(jī)產(chǎn)生的胸腔內(nèi)壓力的直接機(jī)械作用,、肺泡和全身炎癥或神經(jīng)刺激有關(guān),。有證據(jù)顯示，肺與腦之間,、肺與腎之間有明顯的交換作用,，均受MV影響。許多MV的并發(fā)癥是可以避免或減少的,。從臨床角度來看,，這很重要，也是當(dāng)前研究的一個主要領(lǐng)域,。

MV啟動

對存在呼吸和/或循環(huán)衰竭風(fēng)險的患者,，氣管插管是很重要的一步。插管前,，應(yīng)評估患者插管困難可能的因素,，ICU有專門的評分系統(tǒng),。預(yù)氧合是很必要的，已經(jīng)有不同的方法,，如無創(chuàng)通氣(NIV)或經(jīng)鼻高流量吸氧被提出應(yīng)用于危重患者,。為了避免誤吸，通常推薦在使用鎮(zhèn)靜藥物和神經(jīng)肌肉阻斷劑后快速序貫插管,。也已經(jīng)提出了針對困難插管患者的建議和方法,。

血流動力學(xué)影響

長期以來，正壓通氣被認(rèn)為是通過心肺相互作用而產(chǎn)生血流動力學(xué)影響,。在過去的幾十年里,，隨著人們對以下機(jī)制理解的加深，人們對這些血流動力學(xué)影響有了更好的認(rèn)識,，并更好的加以管理和預(yù)防,。首先，高胸腔內(nèi)壓,，特別是高平臺壓,，會對右心室后負(fù)荷和功能產(chǎn)生負(fù)面影響。我們對內(nèi)源性PEEP的認(rèn)識和保護(hù)性肺通氣的應(yīng)用,，通過使用更低的容量和壓力,，顯著降低了血流動力學(xué)并發(fā)癥的發(fā)生率。對ARDS患者的超聲心動圖研究顯示,，急性肺心病的患病率約為22%,，雖然還很高，但卻明顯低于以前的報(bào)道,。第二,，鎮(zhèn)靜藥物的降壓作用，可通過負(fù)性肌力,、血管舒張或中樞機(jī)制發(fā)揮作用,，是需要適當(dāng)使用血管活性藥物或液體來管理的。第三,，使用呼吸機(jī)輔助,，可以降低胸腔內(nèi)壓，最小化鎮(zhèn)靜需求,，提高血液動力學(xué)對MV的耐受性,。最后，肺動脈高壓和呼氣末正壓(PEEP),，特別是在ARDS患者,，可導(dǎo)致經(jīng)未閉合卵圓孔的右至左反流，使20%的ARDS患者低氧血癥加重,。

鎮(zhèn)靜并發(fā)癥

在MV的早期階段,，通常需要伴有或不伴有無力的鎮(zhèn)靜劑,，特別是休克或ARDS或人機(jī)對抗的患者。鎮(zhèn)靜藥物的緩慢代謝可能會過度延長MV的持續(xù)時間,，并導(dǎo)致有害的短期和長期結(jié)果,。每種鎮(zhèn)靜藥物都有特定的作用，適當(dāng)選擇鎮(zhèn)靜藥物的類型和劑量可能影響療效,。數(shù)據(jù)表明,，苯二氮卓類藥物與較差的長期預(yù)后尤其相關(guān)。異丙酚由于半衰期相對較短而經(jīng)常使用,，但也存在與延長輸注有關(guān)的問題,。右美托咪定被認(rèn)為是一種很有前途的鎮(zhèn)靜劑，因?yàn)樗梢越档妥d妄的發(fā)生率,，但臨床試驗(yàn)的結(jié)果并不一致,。如果不能避免鎮(zhèn)靜，必須嚴(yán)密監(jiān)測患者鎮(zhèn)靜的深度,，制定鎮(zhèn)靜方案,，包括每天中斷鎮(zhèn)靜以避免深度鎮(zhèn)靜狀態(tài)。

氧中毒

機(jī)械通氣允許患者吸入的氧氣濃度(FIO2)可以達(dá)到100%,，這對于嚴(yán)重低氧血癥患者可能是必要的,。然而，高濃度氧氣是有毒性作用的,，這在MV應(yīng)用早期就是個問題,。在低通氣血流比的肺單元中，高FIO2可導(dǎo)致重吸收性肺不張,，可以通過高水平PEEP將其最小化,。氧氣也有肺外作用，可以通過降低副交感神經(jīng)張力和增加血管阻力來減少心輸出量,，它對大腦和冠狀動脈灌注有血管收縮作用。一些研究表明,，高氧血癥與某些患者(如心搏驟?；蜃渲谢颊?的醫(yī)院死亡率之間存在獨(dú)立相關(guān)性。然而,，臨床醫(yī)生對低氧血癥比高氧血癥更加敏感,。最近數(shù)據(jù)表明，以PaO2為70至100 mmHg或脈搏氧飽和度(SpO2)為94%至98%的保守性氧療,，與具有更高PaO2和SpO2目標(biāo)的傳統(tǒng)氧療相比,，可降低ICU的死亡率。

對呼吸肌和呼吸道感染的影響

機(jī)械通氣與呼吸肌功能障礙和脫機(jī)困難有關(guān),。膈肌廢用性萎縮似乎是這些有害影響的關(guān)鍵機(jī)制,，因此需要更好地監(jiān)測呼吸肌活動,。部分通氣方式并不能防止這種萎縮。一些對膈肌活檢的研究發(fā)現(xiàn),，其結(jié)構(gòu)改變發(fā)生在插管早期,。超過50%的患者出現(xiàn)與過度通氣(控制或輔助)或通氣不足相關(guān)的功能障礙。肢體無力(稱為ICU獲得性無力)與膈肌功能障礙僅有很小部分的重疊,。當(dāng)脫離MV時,，呼吸肌功能障礙的發(fā)生率至少是肢體肌無力的兩倍，對脫機(jī)有很大的影響,。

經(jīng)氣管插管和機(jī)械通氣的患者,，存在呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎的風(fēng)險，是因?yàn)榭谘什康奈⒘课?，以及因咳嗽效率降低和粘液纖毛清除受損而導(dǎo)致宿主防御減弱,。最新指南建議限制鎮(zhèn)靜和縮短MV持續(xù)時間，以盡量減少呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎的風(fēng)險,。 

呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷

機(jī)械通氣可誘發(fā)或加重肺損傷,，稱為呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷(VILI)。這是目前MV的主要問題,，也很大程度改變了MV的臨床目標(biāo),。呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷可能影響很多患者，尤其是那些有ARDS或有ARDS風(fēng)險的患者,。其預(yù)防在急性呼吸窘迫綜合征部分有詳細(xì)介紹,。

長期影響

至少持續(xù)1周的機(jī)械通氣，和ICU幸存者長期的身體,、認(rèn)知和心理健康的重大改變,，兩者是相關(guān)的。這種情況,，有時稱為ICU后綜合征,，到底是MV特有，或者是一種危重疾病的表現(xiàn),，目前尚不清楚,。例如，認(rèn)知障礙是ICU幸存者的一個很嚴(yán)重的并發(fā)癥,，26%的患者在ICU住院1年后,，有著與輕度阿爾茨海默病患者相似的認(rèn)知評分。這種損害很可能是多方面的因素,，包括患者入ICU前基礎(chǔ)情況,、病情嚴(yán)重程度、鎮(zhèn)靜、精神錯亂和MV相關(guān)的睡眠中斷,。

經(jīng)歷MV延長(2周以上)的ICU幸存者住院死亡率為30%,，1年死亡率高達(dá)60%。有趣的是,，大多數(shù)ARDS幸存者在幾個月內(nèi)幾乎恢復(fù)正常的肺功能,。他們的主要功能障礙往往是ICU獲得性無力和臥床并發(fā)癥。最近的一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn),，長時間機(jī)械通氣患者的護(hù)理人員在患者ICU出院后1年的抑郁癥狀增加,。

主要呼吸機(jī)參數(shù)設(shè)置

以容量或壓力為目標(biāo)的控制通氣和PSV是目前世界上主要采用的三種通氣方式。這些模式需要臨床醫(yī)生設(shè)置FIO2,、PEEP和目標(biāo)變量(壓力或容量),。然而，還有各種各樣的壓力控制模式,，包括氣道壓力釋放通氣或雙模式,，會在其他部分介紹。

氧合

雖然FIO2可以設(shè)定在0.21到1.0之間,，但它應(yīng)該設(shè)定在達(dá)到氧合目標(biāo)所需的最低值,。這個目標(biāo)因人而異，但SpO2為92%-96%是一個合理的范圍,。值得注意的是,，在分流較大的患者中，增加FIO2對動脈氧合的影響很小,。

肺萎陷患者(如ARDS患者)可通過調(diào)整PEEP來改善氧合,，主要通過增加功能殘余量。在可復(fù)張肺中,，PEEP可維持病變肺區(qū)域的開放,，從而減少重復(fù)肺泡打開和關(guān)閉。PEEP可導(dǎo)致順應(yīng)性較好肺區(qū)域的過度擴(kuò)張,，也可以減少心輸出量和氧氣輸送,，即使是在PaO2增加時。

通氣

輔助控制通氣的目標(biāo)變量可以是容量或壓力,。在結(jié)局方面,，并沒有證實(shí)哪種更優(yōu)越。當(dāng)設(shè)置Vt時必須監(jiān)測壓力,，當(dāng)設(shè)置壓力時必須監(jiān)測容量。表1總結(jié)了MV模式的參數(shù)設(shè)置,。

在過去,，MV的主要目標(biāo)是確保患者的動脈血?dú)馑秸?，很少考慮MV帶來的危害,。目前,，首要任務(wù)是確保VILI最小化，同時保持足夠的(但不一定是正常的)氣體交換,。最好的氧合并不總是最有效的,，適度的高碳酸血癥被認(rèn)為是可以接受的。在過去,，建議應(yīng)用高Vt是基于對麻醉病人的研究,。這些研究發(fā)現(xiàn)小Vt會導(dǎo)致肺不張和低氧血癥。肺不張是與高FIO2,、麻醉,、缺乏PEEP等的綜合作用有關(guān)的。經(jīng)過多年的研究,，我們才意識到高Vt,，盡管對氧合有利，但卻對肺有害,，并增加死亡率,。

目前建議的Vt是基于理想體重(PBW)的，并不是實(shí)際體重,，因?yàn)?正常)肺大小與PBW有關(guān),。公式：女性 PBW(kg) = 50.0+0.91 (身高cm-152.4)，男性PBW (kg) =45.5+0.91 (身高cm-152.4) ,。建議范圍為6-8ml/kg PBW,。

部分輔助通氣方式很流行，是基于壓力支持輸送的水平的,。應(yīng)用廣泛,，一般耐受性良好。這些模式有兩個問題,。一是病人很容易被過度輔助,。實(shí)驗(yàn)和臨床數(shù)據(jù)表明，盡管使用了部分支持,，肌肉使用不足可導(dǎo)致肌肉萎縮和功能障礙,。其次，由于Vt無法控制,，高呼吸驅(qū)動的患者可能產(chǎn)生過量的Vt,，這可能導(dǎo)致了一種患者自己造成的肺損傷。

按比例的呼吸機(jī)模式

兩種通氣模式基于不同的原則,，并解決了前面討論的一些問題,。這兩種模式需要相對保留的神經(jīng)通氣驅(qū)動，按病人要求的比例施加壓力，并讓病人調(diào)節(jié)Vt,。一種稱為比例輔助通氣的模式,，需要在自動測量呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性和阻力的基礎(chǔ)上實(shí)時計(jì)算呼吸系統(tǒng)的運(yùn)動方程。第二種模式依賴膈肌電活動,，稱為神經(jīng)調(diào)節(jié)呼吸輔助(NAVA),。臨床醫(yī)生需要的唯一設(shè)置是輔助量：在比例輔助通氣中，它被設(shè)置為輔助的百分比,。而在神經(jīng)調(diào)節(jié)呼吸輔助中,，它被設(shè)置為膈肌電活動和壓力之間的比例。對于這兩種模式,，Vt,、頻率和壓力都不是由臨床醫(yī)生設(shè)置的。這兩種模式在減少不同步和適應(yīng)呼吸需求的變化方面都非常有效,。因此解釋了應(yīng)用這些模式所觀察到的睡眠質(zhì)量的改善,。然而，可獲得的結(jié)果數(shù)據(jù)很少,。一些實(shí)驗(yàn)或人體數(shù)據(jù)表明,，它們可能比常規(guī)肺保護(hù)性通氣更安全地控制通氣,。

急性呼吸窘迫綜合征

ARDS是被研究的最多的ICU綜合征。在過去的25年里，理解了MV對ARDS患者的影響,，使呼吸機(jī)的管理發(fā)生了重大變化,。

在1994年發(fā)布的ARDS的共識定義,，距離ARDS最初的描述超過了25年,。柏林最新定義試圖解決先前定義的一些限制。ARDS目前的定義是新發(fā)或惡化的呼吸系統(tǒng)癥狀伴胸部x線顯示雙側(cè)浸潤,，呼氣末正壓為5cmH2O或更高時PaO2:FIO2小于等于300mmHg,。伴隨的是可能出現(xiàn)心力衰竭，但如果沒有確定的ARDS危險因素,，必須客觀地排除充血性心力衰竭,。

有許多誘發(fā)ARDS的因素，但是ARDS患者的肺共有著幾種常見的生物學(xué),、細(xì)胞學(xué)和機(jī)械學(xué)特征,。伴隨肺水腫，肺組織變重,，對相鄰肺組織施加的重疊壓力增大了,。正常充氣組織大大減少，被描述為“嬰兒肺”,。嬰兒肺的概念解釋了低呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性,，高壓力,，高VILI風(fēng)險,。使VILI風(fēng)險最小化可以提高生存率,。相反，治療ARDS的藥理學(xué)方法卻令人失望,。

不同的技術(shù)已經(jīng)被用于盡量減少急性低氧性呼吸衰竭患者的氣管插管,，包括NIV。經(jīng)鼻高流量吸氧越來越多被用于急性低氧性呼吸衰竭患者,，相對于傳統(tǒng)氧療,，可以改善舒適度，減輕呼吸困難,，減輕口腔和氣道的干燥感,。最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，與NIV或標(biāo)準(zhǔn)氧療相比,，經(jīng)鼻高流量吸氧組患者的插管率相似,，但死亡率降低。對于PaO2:FIO2比值低于200 mmHg的患者,，插管是減少的,。部分作用機(jī)制可能是通過沖刷作用和增加呼氣末壓力減少了口咽死腔。

ARMA試驗(yàn)是第一個研究肺保護(hù)通氣策略的大型多中心臨床試驗(yàn),，試驗(yàn)采用了低于傳統(tǒng)Vt(<6mL/kg PBW)的潮氣量,，Pplat限制在30cmH2O。從那時起,，越來越多的證據(jù)表明,，低Vt，有或無一定程度的酸中毒(允許性高碳酸血癥),，可以有效減少VILI,。減少機(jī)械死腔(如，濾器)是必要的,，建議增加呼吸頻率至35次/分鐘,，以減少高碳酸血癥。還有一些證據(jù)表明,，進(jìn)一步降低Vt可能會改善預(yù)后,。臨床試驗(yàn)正在通過研究通過體外循環(huán)清除二氧化碳的低Vt的影響。

近50年來,，如何最好地設(shè)置患者的PEEP水平一直是一個爭論的問題,。最初的重點(diǎn)是提高PEEP以改善氧合，但目前認(rèn)為,，應(yīng)用高PEEP使氧合得到改善是因?yàn)榻档土薞ILI,。單個試驗(yàn)未能證明較高PEEP策略可降低死亡率,，但一項(xiàng)關(guān)于單個試驗(yàn)數(shù)據(jù)的meta分析發(fā)現(xiàn)，在中度或重度ARDS (PaO2:FIO2<200mmHg)患者中,，較高的PEEP可降低5%的死亡率,，而在PaO2:FIO2>200mmHg的患者中則無此關(guān)系。高PEEP策略改善了一些次要終點(diǎn),，如低氧血癥,、搶救治療的使用、器官衰竭和MV持續(xù)時間,。

在呼氣末測量食管壓力以估算跨肺壓是一個很好的方法,。與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置相比，基于跨肺壓的PEEP滴定策略可以改善氧合和順應(yīng)性,，應(yīng)用該方法的一項(xiàng)大規(guī)模臨床試驗(yàn)(NCT01681225)正在進(jìn)行中,。

最近，對9項(xiàng)ARDS主要隨機(jī)對照試驗(yàn)(RCT)進(jìn)行再分析,，比較Vt,、PEEP、Pplat和驅(qū)動壓力(?P=Pplat-PEEP)對結(jié)果的影響,。驅(qū)動壓力變化是最能預(yù)測死亡的變量,，可能是因?yàn)樗扔?Vt/CRS)，即通過呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性標(biāo)準(zhǔn)化的Vt,，而肺順應(yīng)性與肺大小有關(guān),。相反，PBW對健康人肺的大小是一個很好的預(yù)測,，但對ARDS患者卻不是,，因其肺容積大大減少了。近期國際多中心研究LUNG SAFE(了解嚴(yán)重急性呼吸衰竭全身影響的大型觀察研究）也發(fā)現(xiàn)了高Pplat和?P與死亡率之間存在關(guān)聯(lián),。這些研究表明,，安全的通氣策略應(yīng)首先使用6mL/kg PBW的Vt，同時限制平臺壓和驅(qū)動壓力,。保持?P低于危險水平(如15cmH2O)可能有幫助,，盡管沒有前瞻性數(shù)據(jù)。高PEEP水平(>10- 15cmH2O)對中度和特別嚴(yán)重的ARDS(PaO2:FIO2< 200mmhg)似乎是有益的,。

中至重度ARDS, PaO2:FIO2<150 mmHg,，前48小時內(nèi)的輔助治療如神經(jīng)肌肉阻滯或俯臥位治療，也能提高生存率,。實(shí)現(xiàn)俯臥位需要臨床團(tuán)隊(duì)進(jìn)行培訓(xùn),，證據(jù)顯示，當(dāng)PaO2:FIO2在保護(hù)性通氣情況下仍低于120mmHg時,，應(yīng)該實(shí)施俯臥位,。

體外膜肺氧合可能對最嚴(yán)重的ARDS患者有益,，目前正在進(jìn)行研究。EOLIA(治療嚴(yán)重急性呼吸窘迫綜合征的體外膜肺氧合)試驗(yàn)(NCT01470703)的結(jié)果將提供有用的信息,。目前,，如果俯臥位無效，應(yīng)用體外膜肺氧合似乎是合理的,。

肺復(fù)張方法各不相同,，可能有不良影響。最近的數(shù)據(jù)顯示持續(xù)膨脹(35-40cmH2O)的大部分效果是在10秒后獲得的,，這表明，可以在不良結(jié)果發(fā)生之前相對早地終止此類操作,。即使肺復(fù)張策略大大改善了氧合,，這種效果也是暫時的，對病人的療效仍有爭議,。

兩項(xiàng)使用高頻振蕩的隨機(jī)對照試驗(yàn)并沒有發(fā)現(xiàn)對中,、重度ARDS患者有益，其中一項(xiàng)試驗(yàn)甚至發(fā)現(xiàn)使用高頻振蕩技術(shù)治療的患者死亡率更高,。因此,，高頻振蕩不推薦作為ARDS患者的一線治療方法。然而,，最近的一項(xiàng)meta分析表明,，它可能對非常嚴(yán)重低氧血癥患者有益。吸入NO可導(dǎo)致通氣良好的肺泡血管擴(kuò)張,，隨后氧合得到改善,，但多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，這并不影響死亡率,，可能有不良作用,，如增加腎功能障礙的風(fēng)險。

肺相對正?；颊叩谋Ｗo(hù)性通氣

越來越多的證據(jù)表明肺保護(hù)性通氣對無ARDS患者的有益作用,，包括接受過重大外科手術(shù)的患者、未出現(xiàn)ARDS的患者以及潛在肺供體的腦死亡患者,。

   對于既往肺部健康的手術(shù)患者,，傳統(tǒng)的策略是高Vt(10-15 mL/kg)結(jié)合高FIO2，并使用低或無PEEP,。這個策略的目的是防止肺不張,。近年來，一些研究進(jìn)行了手術(shù)室中肺保護(hù)性通氣策略(低Vt,、PEEP伴或不伴肺復(fù)張操作)方面的研究,。一項(xiàng)研究結(jié)果顯示,，在腹部大型手術(shù)術(shù)后，應(yīng)用此MV策略的患者與常規(guī)通氣患者相比,，其術(shù)后并發(fā)癥減少了3倍,。其他研究表明，行胸腹部手術(shù)的患者,，當(dāng)采用保護(hù)性通氣策略時,，術(shù)后的肺和肺外并發(fā)癥減少，衛(wèi)生保健利用率降低,。保護(hù)性通氣策略并不會增加術(shù)中并發(fā)癥的發(fā)生風(fēng)險,。

    對于入院時未出現(xiàn)ARDS的ICU插管患者，采用低Vt策略與較短的MV持續(xù)時間是有相關(guān)性的,。一項(xiàng)關(guān)于外科手術(shù)患者和ICU患者的meta分析發(fā)現(xiàn),，低Vt對所有重要結(jié)果都是有益的，包括ARDS進(jìn)展,、肺炎,、住院時間和死亡率。

最后,，在潛在肺供體的腦死亡患者中,，肺保護(hù)性通氣策略可以維持足夠的PEEP，避免了肺泡塌陷,，可優(yōu)化肺移植,，與傳統(tǒng)策略相比，肺供體增加了2倍,，成功率相同,，6個月生存率相同。

COPD患者的通氣

COPD的急性加重以呼吸力學(xué)的明顯惡化為特征,，繼發(fā)于氣道阻力的增加,，呼氣流量因小氣道呼氣塌陷而受限，內(nèi)源性PEEP和肺膨脹的產(chǎn)生以及呼吸做功的增加,。內(nèi)源性PEEP的產(chǎn)生有很大的影響,，包括增加呼吸功(吸氣閾負(fù)荷)，呼吸肌效用降低（橫膈膜扁平）,，血流動力學(xué)損害,。病人盡管有強(qiáng)呼吸努力，但仍無法達(dá)到足夠的Vt,，大大增加了呼吸的氧耗成本,。在這些患者中，NIV的生理學(xué)原理顯示了強(qiáng)大的作用,，提高了呼吸效率,，降低了呼吸頻率,，減少了呼吸功，并通過增加Vt增加了肺泡通氣,。這種方法通?？梢愿纳苹颊叩囊庾R水平。許多研究都發(fā)現(xiàn)NIV的使用可以避免插管,，降低死亡率,，通常是在非常嚴(yán)重的情況下。  

如果患者因?yàn)橐庾R水平下降,，或應(yīng)用NIV仍存在嚴(yán)重呼吸性酸中毒,，或者因?yàn)樽畛醪∏樘珖?yán)重不能嘗試NIV時，需要?dú)夤懿骞?。?yīng)該在兩個不同階段考慮MV的目標(biāo),。在第一階段，通常很短,，目的是盡量減少肺過度膨脹，同時得到合理的PH值和氧合值,，而不是正常的PaCO2,。為了達(dá)到這些目標(biāo)，患者通常在壓力或容量控制模式下進(jìn)行通氣,。該策略主要包括盡量減小分鐘通氣量,，增加吸氣流量以延長呼氣的持續(xù)時間，在高呼吸系統(tǒng)時間常數(shù)下允許肺萎陷(圖2),。

    在第二個階段,，主要目的是讓病人脫離呼吸機(jī)，同時減少呼吸做功,。在此期間,，允許患者自發(fā)呼吸，通常使用PSV,。適當(dāng)設(shè)置外源性PEEP(剛好能克服內(nèi)源性PEEP)可以幫助減少在開始吸氣時增加的彈性負(fù)荷,。須注意避免過度的壓力支持(和Vt)，這與吸氣時間的延長和無效的努力密切相關(guān),，與不良結(jié)果密切相關(guān),。當(dāng)患者應(yīng)用PSV時，應(yīng)設(shè)置壓力水平以減少呼吸功,，同時限制Vt,；高Vt可導(dǎo)致肺膨脹和無效努力，并且在這些患者中經(jīng)常觀察到人機(jī)不同步,。潮氣量大約6ml/kg PBW,，以盡量減少無效的努力,。

脫機(jī)

    脫機(jī)過程可占MV總持續(xù)時間的40%。但是,，當(dāng)我們試圖描述MV的這一階段時,，存在許多不確定性，因?yàn)楦鱾€方面的定義都很模糊,。例如,，脫機(jī)什么時候開始？患者開始插管的時候,，或鎮(zhèn)靜減低的時候,，或呼吸機(jī)模式切換至允許自主呼吸的時候? 需要一個共同要求，可以用來比較不同組別患者的脫機(jī)持續(xù)時間,?？s短這段時間是很重要的，因?yàn)槊摍C(jī)時間與生存是相關(guān)的,。盡量減少鎮(zhèn)靜藥物和神經(jīng)肌肉阻斷劑,，以防止肌肉無力，盡早切換到允許自主呼吸的通氣模式,，使用脫機(jī)方案,，甚至自動脫機(jī)，都是縮短脫機(jī)時間的合理策略,。

    當(dāng)患者仍接受MV治療時,，確定患者何時可以脫離呼吸機(jī)是很難的。因此,，定義了一般標(biāo)準(zhǔn)來系統(tǒng)地檢查患者是否具有獨(dú)立呼吸的能力,，無論呼吸機(jī)設(shè)置情況。這些標(biāo)準(zhǔn)對“脫機(jī)應(yīng)該是漸進(jìn)的”這一觀念提出了挑戰(zhàn),。如何進(jìn)行試驗(yàn)來決定是否拔管——通常被稱為自主呼吸試驗(yàn)(SBT)——是一個有爭議的問題,，如下所述。最近的一項(xiàng)研究中,，根據(jù)第一次分離嘗試(定義為SBT或任何拔管嘗試)后脫機(jī)成功的時機(jī)對脫機(jī)進(jìn)行了分類,，并報(bào)告了延長脫機(jī)時間使患者的死亡率增加。最近MV脫機(jī)指南中建議使用鎮(zhèn)靜和脫機(jī)方案,，患者早期開始活動,，對PSV患者實(shí)行SBT試驗(yàn)，而不是T管或漏氣測試或無漏氣時應(yīng)用糖皮質(zhì)激素,，對于再插管風(fēng)險較高的患者應(yīng)序貫NIV,。

    選擇合適的SBT方法并不簡單。最近的一項(xiàng)生理學(xué)meta分析發(fā)現(xiàn)，與所有其他SBT方法相比,，T管和無PSV和PEEP的通氣模式最能模擬患者拔管后的情況,。

    拔管后，預(yù)防性使用NIV可能有利于有呼吸衰竭和再插管風(fēng)險的患者,，如老年COPD患者或充血性心力衰竭患者,。無創(chuàng)通氣在脫機(jī)策略中可能降低呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎的發(fā)生率和死亡率。最近的2項(xiàng)RCT顯示,，對于有呼吸衰竭高風(fēng)險的拔管患者,，經(jīng)鼻高流量吸氧并不劣于NIV，甚至降低了低風(fēng)險患者的再插管率,。

改進(jìn)的途徑

    在過去的幾十年里,，我們對急性呼吸系統(tǒng)疾病的病理生理學(xué)、呼吸機(jī)設(shè)置對人機(jī)不同步的影響以及MV并發(fā)癥的認(rèn)識,，都有了明顯的提高,。然而，仍有許多未解之謎,?？紤]到MV輸送不足可能造成的醫(yī)源性后果，人們可能會認(rèn)為,，不惜一切代價避免有創(chuàng)MV對患者是有益的,。然而，最近的數(shù)據(jù)表明,，對于高呼吸驅(qū)動力患者，自主通氣也可導(dǎo)致肺損傷,。不管是否插管,，自主呼吸的患者都可能由于高分鐘通氣和Vt增加而受到自發(fā)肺損傷。因此,，自主呼吸也可能是有害的,，高呼吸驅(qū)動力會使Vt增加，可能是插管時使用強(qiáng)鎮(zhèn)靜或神經(jīng)肌肉阻滯藥物的指征,。識別這種損傷風(fēng)險增加的自主呼吸患者,，是未來研究的一個重要領(lǐng)域。

    減少急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)或慢性阻塞性肺病(COPD)患者M(jìn)V并發(fā)癥的一個很有前景的方法是使用體外生命支持,。這些技術(shù)包括體外二氧化碳去除,，這是侵入性最小的，可以通過一個相對小口徑的套管(雙管13-17Fr直徑),，血流速低于500 mL/min,，還包括完全體外膜肺氧合，需要一個大口徑靜脈導(dǎo)管(最小直徑為23Fr)以允許流速超過4L/min。目前正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)來檢驗(yàn)這些技術(shù)的相對有效性,。

結(jié)論

    數(shù)十年的研究,、發(fā)展和臨床監(jiān)測讓我們更加理解了MV的生理學(xué)。當(dāng)MV的目標(biāo)從血?dú)馑秸Ｗ兂蓪ILI最小化,，同時保證足夠的(雖然達(dá)不到正常所需)氣體交換時,，在概念上就發(fā)生了一場革命。我們現(xiàn)在知道,，急性期的管理對長期結(jié)果和殘疾有很大的影響,，這種對長期結(jié)果的關(guān)注將是未來研究的重點(diǎn)。MV仍在不斷發(fā)展,，但距離終點(diǎn)還很遙遠(yuǎn),。