来源：说麻醉
新冠疫情让孤陋寡闻的我认识到原来我国还有呼吸治疗师这个专科职业。
对麻醉医生而言，我们日常接触的麻醉机也是呼吸机，但一般的麻醉机与呼吸内科或ICU的呼吸机相比，在可选用的呼吸支持模式或可调节的呼吸力学参数上都要逊色一些。
这当然与临床麻醉的工作特点有关。
一般而言，能安排择期手术的患者的呼吸功能都不会太差（非绝对），麻醉机更多的应用场景是给予患者呼吸支持，而不是呼吸治疗，自然对上述功能的需求会有所降低。
而对于呼吸内科或ICU患者而言，当他们真的需要上呼吸机时，可能已经存在不同程度的呼吸衰竭，需要的是确确实实的呼吸治疗，更全面的呼吸力学监测和多纬度的呼吸参数设置可以为不同情况的患者提供更合适的个体化治疗（图1）。
图1 专业呼吸机具有更详细的呼吸力学参数
01那么，呼吸治疗是不是对于麻醉医生就不重要呢？或者说，我们为什么需要学习呼吸力学知识？
私以为，我们术中通气最起码的目标是在维持足够的氧合下，尽量避免肺部的损伤。通俗点说，我们即便不奢求在呼吸治疗上做贡献，但也应该尽量别搞破坏。
有关机械通气相关的肺损伤的研究在麻醉学界并不少见。提起保护性通气策略，熟悉的朋友可能都能说出其中的几项：低潮气量通气、呼气末正压通气、手法肺复张等等（图2）。
图2 保护性通气策略
然而，根据我一直以来的文献跟踪学习，术中保护性通气策略还有很多细节问题并没有得到很好的回答。
比如，为什么呼气末正压通气（PEEP）的最佳压力范围不能一概而论？驱动压力是否就比潮气量具有更高的肺保护意义？低潮气量的高频通气究竟是减轻还是增加肺部的损伤？
我也曾经带着问题去查阅相关的文献，结果并不理想，感觉各有道理，不成体系。
而在近期，我发现有关呼吸力学的文章似乎多了起来（也有可能是由于以前没有特别的关注），看过之后，感觉对加深围术期肺保护通气策略的理解还是挺有帮助的（图3）。
图3 静态或动态的呼吸力学参数均可影响VILI
02呼吸力学相关的指标可以分为静态和动态两类，其下也有不同的指标以反映呼吸系统内不同的属性，
但我觉得最需要首先理解的是两个相对抽象的概念：应力（stress）和应变（strain）。
应力和应变并不能直接测量，但临床上监测的其他呼吸参数最终是落在它们身上来起效的。
应力是指物体为维持原来状态而产生的内部抵抗力，
而应变是指物体在外力作用下的形变与初始状态的比值。
如果我们把机械通气类比成吹气球，那么这一个气球的壁越厚，我们把它吹起来所要花费的力气就越大，即所需的应力越大，而应变即气球在应力下变大的过程。
从上面的例子我们很容易发现，应力和应变之间为正比关系，即应力=弹性系数*应变。
那么在什么情况下，气球会被我们吹爆呢？第一种情况是，气球很小而且壁很薄，其可弹性形变的范围很小，即弹性系数很低，我们可以很轻松地（低潮气量）把它吹爆。
第二种情况是，气球的大小和壁无特殊，即弹性系数正常，但我们用很大的力气（大潮气量）去吹它，导致形变超过气球壁可耐受的范围，也可以将气球吹爆。
第三种情况是，气球的壁厚薄不均，即不同位置的弹性系数不一致。在相同的应力下，壁较薄的位置将发生更大的应变，气球同样可能在正常的力气下（正常潮气量）下被吹爆。
类比上述三种情况，我们可以得出，当应力导致肺部产生过度的应变时，就有可能发生肺损伤。
03在临床中，第一种情况可以对应肺气肿，第二种情况可以对应大潮气量机械通气，这都是比较好理解的。
至于第三种情况，或许要比我们想象中常见。
因为机械通气中的潮气量在肺内的传送往往是不均衡的，就好比同一个气球的不同区域所发生的应变不一致。
讨论这种情况，可以从急性呼吸衰竭（ARDS）患者说起。
众所周知，我们把ARDS的肺部比作“婴儿肺”，即可以参与正常呼吸的肺单位大量减少。健康肺组织与塌陷或实变的肺组织的顺应性并不相同，就好比厚薄不一的气球壁。
在机械通气时，健康的肺组织由于顺应性更高，弹性阻力更低，通气中的大部分气体将通往此部分肺单位，因而健康的肺组织将承受更大的应力，发生更大的应变，最终引起肺损伤。
从这一角度来看，我们可以理解ARDS为什么那么棘手，因为即便是小潮气量通气也不一定能保证ARDS患者的安全。
那么对于我们平常面对的全麻患者又是如何呢？首先，已有不少研究证实接受机械通气的全麻患者在术后可存在不同程度的肺不张(图4)，我们可以把这种情况视为有效肺通气单位的减少。其次，由于各种因素导致的跨肺压力不均衡，也有可能导致通气时气体在肺部传递不均衡。
图4 术中肺不张
由此看来，全麻机械通气中的患者还是跟ARDS有几分相像的。研究亦显示，对于需要接受长时间头低位腹腔镜手术或侧卧位胸科手术的患者，术后发生肺损伤的风险其实并不低。
在另一方面，从应力和应变的角度也可以合理地解释为何目前更推荐小潮气量联合PEEP作为术中保护性通气策略。
首先，传统的通气策略由于采用较大的潮气量容易犯第二种情况的错误，但单纯的小潮气通气策略则容易引起部分肺泡反复的张合，同样会引起肺损伤，而联合PEEP可以有效地避免此类情况，并使机械通气中的气体在肺内传递地更为均匀，进而避免第三种情况的发生（图5）。
图5 PEEP下的容量压力曲线
04这期的内容可能并不是很新的知识，在2000年以前的文献也可以搜到相关的概念，但对我来说算是知识更新了。
它让我从另外一个角度去理解肺保护，一个合适的肺保护性通气策略应该有助于把通气中的应力尽量均匀地分布在肺内，进而使肺部应变控制在可耐受范围内。
应力和应变或许不能帮助我们定义最佳的呼吸参数阈值，但它们可以帮助我们更好地理解具体的呼吸力学参数在通气策略中的作用。
在下一期，我们将继续介绍具体的呼吸力学参数，也欢迎大家在号内直接留言，提出您的见解！
主要参考文献：
1. Marini, J. J. & Gattinoni, L.Energetics and the Root Mechanical Cause for Ventilator-induced Lung Injury.Anesthesiology 128, 1062–1064 (2018).
