急性呼吸窘迫综合征（acuterespiratorydistresssyndrome，ARDS）是临床常见的危重症。尽管对于ARDS的认识不断深入，以及相关诊疗技术不断提升，但临床上ARDS患者的病死率仍然高达40%左右[1]。轻中度ARDS患者自主呼吸的保留能够促进重力依赖区肺泡复张并改善氧合[2,3,4]，然而对于重度ARDS患者，自主呼吸往往会加重肺损伤，其主要机制是在ARDS患者肺损伤不均一分布的基础上，局部应力增加、肺内气体摆动和肺水的增多，这些因素进一步导致肺损伤的加重。本文就自主呼吸对重度ARDS患者的影响机制展开综述。

ARDS病理生理特点主要是肺不均一性损伤，其主要临床表现为有效肺容积减少、肺顺应性降低和通气血流比例失调。ARDS患者肺损伤集中在肺重力依赖区（下肺区和背侧区），而非重力依赖区（上肺部和前侧部）的损伤相对较轻，即使是在同一时刻同一位置，患者肺损伤部位也可能处于不同阶段。而不同病因导致的ARDS患者肺部炎症反应程度和病理改变特点也存在差异。和轻中度ARDS患者相比，重度ARDS患者肺不均一表现更加明显[5,6,7]。

自主呼吸虽然能够改善靠近膈肌区域肺泡的复张，但对于重度ARDS会导致肺损伤的加重。传统观点认为，接受机械通气的重症ARDS患者保留适当的自主呼吸可以改善重力依赖区肺泡的塌陷，进而改善患者全身氧合、减少呼吸肌废用等[8,9,10]，然而随着大量临床观察和动物实验研究发现，保留自主呼吸所带来的获益仅表现在轻中度的ARDS患者，重度ARDS患者保留自主呼吸会导致肺损伤加重。

1．增加跨肺压

过强的自主呼吸会导致ARDS患者肺损伤加重。生理状况下，人吸气时，膈肌收缩使得胸腔内压力下降，气道内与胸腔内之间形成的压力差（跨肺压）驱使空气进入肺内参与气体交换，此时，跨肺压=大气压-胸腔内压。重度ARDS患者在呼吸机辅助正压通气的情况下，若合并有过强的自主呼吸，呼吸机通气正压与胸腔内压之间形成的跨肺压将会显著增高，此时，跨肺压=吸气末压力-胸腔内压，增高的跨肺压一方面会导致非重力依赖区的肺泡过度膨胀，另一方面会导致塌陷肺泡和正常通气肺泡间局部应力的明显升高，这很有可能导致患者出现气压伤和生物伤，即使限制了潮气量和呼吸机模式，这种损伤在有自主呼吸的重度ARDS患者中也难以避免[11]。

2．肺内气体摆动

（1）定义：重度ARDS患者吸气初，肺内气体会从非重力依赖区向重力依赖区转移，进而导致重力依赖区肺组织局部出现潮汐性肺泡开放和塌陷。Yoshida等[12,13]通过EIT观察到，ARDS患者在呼吸机辅助通气存在自主呼吸的情况下，尽管总潮气量保持不变，但是在吸气初肺内气体会从非重力依赖区向重力依赖区转移，这个现象被称为肺内气体摆动（Pendelluft）。

（2）产生机制：正常肺组织具有良好的均一性，可以将肺部局部的应力向全肺同等传导，当膈肌收缩时，产生的应力主要作用在肺膈肌区域，并且可以在肺组织均匀地传递[14]。然而，ARDS患者肺往往存在不均一性改变，重度ARDS患者尤为明显，这种情况下应力在肺内传导会出现差异，自主呼吸时膈肌收缩产生的应力作用在肺重力依赖区后不能均匀地传递到肺各个部位，而主要作用于重力依赖区塌陷肺组织，进而使局部肺应力增加，也会导致肺内气体会从应力较小的非重力依赖区向应力较大的重力依赖区转移，此时重力依赖区肺泡出现潮汐性的塌陷开放相交替，增加局部肺组织剪切伤和炎症因子的释放（图1）。肺重力依赖区局部应力的变化（ΔPL(dep)）是造成这种损伤的决定性因素[15]，而自主呼吸是重度ARDS患者局部肺重力依赖区应力增加的最主要原因。

图1不同研究对象肺内气体摆动。图a为正常人，图b为ARDS患者，1cmH2O=0.kPa

3．加重肺水肿

过强的自主呼吸会导致重度ARDS患者肺水肿的加重。肺血管内液体的转移取决于血管内外的压力差。胸腔负压升高时，一方面会提高肺血流量，另一方面会导致跨血管的静水压增加，加之ARDS患者本身肺毛细血管通透性增强，这种情况往往导致患者肺水肿加重，通气血流比例失调更加明显，导致氧合进一步恶化。

4．人机不同步

重度ARDS患者在机械通气时保留自主呼吸会导致人机不同步的发生，进而加重肺损伤。自主呼吸过强是导致人机不同步的主要原因。双触发（doubletriggering）是指患者一次吸气努力时呼吸机出现2次连续送气，患者实际的潮气量往往显著高于呼吸机设置的潮气量[16]；此外，呼吸机辅助送气的过程中膈肌的异常触发也会导致潮气量的增加。无论是哪种情况下引起的潮气量增加，最终都会导致容积伤的发生，引起肺损伤加重[17]。Blanch等[18]在临床中观察到，人机不同步指数（asynchronyindex，AI）与重度ARDS患者呼吸机辅助通气时间和病死率显著相关，当AI值大于10时，患者重症医学科（intensivecareunit，ICU）病死率和院内病死率均明显升高。

1．减轻肺部炎症反应

控制自主呼吸能够降低患者的肺部炎症反应。过强的自主呼吸会导致患者跨肺压和肺内局部应力增加，进而引起气压伤和局部炎症因子的释放。Yoshida等[11]在肺泡灌洗联合损伤性肺通气建立的ARDS动物模型中发现，对于P/FmmHg（1mmHg=0.kPa）的新西兰白兔ARDS模型，采用7~9ml/kg的潮气量，相较于保留自主呼吸的对照组，抑制自主呼吸的白兔肺泡中可见更少的白细胞浸润和更少的肺泡内出血，同时透明膜形成的范围也显著低于保留自主呼吸的对照组；Forel等[19]通过临床试验也发现，抑制重度ARDS患者的自主呼吸可以抑制全身和局部的炎症反应，与对照组相比，抑制自主呼吸的受试患者48h后，肺泡灌洗液中的白介素（interleukin，IL）-1β、IL-6和IL-8水平明显低于对照组；而实验组患者血清中的IL-1β、IL-6在使用肌松剂抑制自主呼吸48h后也明显低于对照组。

2．改善氧合

控制重度ARDS患者的自主呼吸能够改善氧合。控制自主呼吸能够降低跨肺压，改善肺内气体分布的不均一性，更好地实现肺保护性通气。Forel等[19]发现，采用保护性通气（小潮气量、限制平台压）的前提下，在入院48h内应用了神经肌肉阻滞剂抑制自主呼吸的重度ARDS患者，入院后24h全身氧合情况显著改善，氧合指数较对照组明显提升；h内，在达到相同氧合目标的前提下，抑制自主呼吸组的患者无论是总PEEP值、吸氧浓度、气道峰压还是平台压，下降均更加明显。这提示，重度ARDS患者在小潮气量通气的基础上，控制过强的自主呼吸能够更好地实现肺保护性通气的效果；Gainnier等[20]也发现，对于P/FmmHg的患者，早期使用肌松剂抑制患者自主呼吸，24、48、72、96、h后患者氧合指数均显著改善于对照组，且维持最佳氧合所需的PEEP值在72、96、h后也呈显著下降的趋势。

3．降低病死率

控制自主呼吸能够减轻重度ARDS患者炎症反应并且改善氧合，因此对重度ARDS患者临床预后有积极影响。在年一项纳入20个ICU、例重度ARDS患者（P/FmmHg，PEEP5cmH2O，1cmH2O=0.kPa）的多中心、随机双盲、前瞻性试验中发现，入院后48h连续使用肌松剂以控制自主呼吸的例重度ARDS患者90d生存率显著高于对照组使用安慰剂的例患者，与对照组相比，在采用相同的辅助治疗和达到预设氧合目标的前提下，实验组患者28d内和90d内的机械通气时间更短，ICU住院时间更短，合并器官功能障碍的比例更低；此外，在入组的早期，患者平台压没有发生显著升高的情况下，限制自主呼吸发生气胸的比例也显著低于对照组[21]。

综上所述，对于重度ARDS患者，过强的自主呼吸会导致跨肺压升高、肺内气体摆动、肺水肿和人机不同步的发生，进而导致肺损伤的加重，增加患者的病死率。对于入院即诊断为重度ARDS的患者，充分镇痛镇静的同时及早使用肌松剂是很有必要的。