ARDS肺可复张性的再评估

作者：刘双林，李琦

单位：陆军军医大学第二附属医院（新桥医院）呼吸与危重症医学中心重症医学科

1. 婴儿肺（Baby Lung）是功能性小肺，而非僵硬肺

Gattinoni教授提出“婴儿肺（Baby Lung）”概念——ARDS患者因肺水肿和肺不张形成，导致参与气体交换的正常充气肺组织容积被压缩至仅相当于儿童肺，即呼吸系统顺应性（Crs）降低，缘于功能性肺容积变小（small），而非肺组织变僵硬（stiff）。按照理想体重输送“正常潮气量”，必然导致婴儿肺面临极高的肺应变（strain），驱动VILI发生（核心机制）。肺保护性通气策略旨在从单纯保护现存的婴儿肺，演变为动态管理和优化可通气的肺容积。然而，“婴儿肺”并非解剖学的固定不变实体，而是动态变化的生理状态：运用肺复张（RMs）和PEEP，使塌陷的肺组织重新开放并维持开放，实现安全扩大功能性的婴儿肺，在不增加/降低肺应变的前提下改善气体交换，这一过程的可行性与效果，即“肺可复张性”，其本质取决于ARDS的异质性特征。

2. 重力、压迫与炎症导致肺泡塌陷与实变

ARDS患者由于肺内/肺外因素触发失控性炎症级联反应，破坏肺泡上皮和血管内皮的屏障完整性，大量炎症细胞和富含蛋白液体渗/漏进入肺间质和肺泡腔，形成非心源性肺水肿。在重力压迫下，肺湿/干重均显著增加，形成肺内垂直压力梯度，背侧和基底的重力依赖区肺泡塌陷或液体填充而实变，而前侧的非重力依赖区则相对保持充气状态；机械通气直接导致非重力依赖区肺过度膨胀风险。

根据肺组织病理学的基本特征，肺不张可分为两种：①压迫性（松散型）肺不张：以外压和小气道关闭为主，肺泡内气体不完全吸收，可能通过外源性中等度气道压力（10～20 cmH2O）即可重新开放，表现为高可复张性。②吸收性（黏滞型）肺不张：气道持续闭塞，肺泡内气体完全吸收，肺不张重新开放需要克服更大的表面张力和黏附阻力，通常需要极高的跨肺压（>30～35 cmH2O）才能开放，表现为低可复张性。

3. ARDS临床表型的异质性与可复张性

ARDS的异质性进一步体现在影像、生理及生物学表型上, 不同表型的肺可复张性及治疗反应存在显著差异, 这也是个体化策略的核心依据。

3.1  影像学表型：局灶性 vs 非局灶性

基于胸部CT特征，ARDS可分为：①局灶性：肺实变局限于背侧-基底段重力依赖区，前侧非重力依赖区肺组织保持相对正常/增加的通气。②非局灶性：肺部病变呈弥漫性分布，广泛磨玻璃样改变，密度普遍增加。

临床和生理学意义：非局灶性ARDS患者呼吸系统顺应性和氧合更差，且死亡率更高，但肺可复张性却更好，预判可能对RMs和PEEP潜在的反应较好。

3.2  生理学表型：L型 vs H型

基于呼吸力学与血流动力学特征，ARDS可分为：①L型：低弹性（高顺应性）、低肺重量、低右向左分流，低氧血症主要源于通气/血流比（V/Q）失调（血管舒缩障碍），而非大量肺泡萎陷；可复张性低，高PEEP不仅无法改善氧合，还可能导致肺过度膨胀和血流动力学抑制而加重恶化。②H型：高弹性（低顺应性）、高肺重量、高右向左分流，病理特征与经典重度ARDS一致；可复张性高，可能高PEEP和肺复张策略效果好。

临床和生理学意义：L型可能随着疾病进展或自主呼吸驱动过强，引发患者自发性肺损伤（patient-self inflicted lung injury，P-SILI），逐渐演变为H型。临床上对于生理学表型需要进行持续的监测和再评估。

3.3  生物学表型：低炎症 vs 高炎症

基于炎症标志物，可将ARDS分为：①低炎症表型：炎症反应轻微，休克发生率低；②高炎症表型：炎症标志物（IL-6、IL-8、sTNF-R）显著升高，常合并严重休克、代谢性酸中毒，死亡率更高。

生理学和临床意义：对多种治疗反应截然不同（PEEP、液体管理和药物治疗如辛伐他汀），高PEEP可能降低高炎症亚型患者死亡率，但对低炎症亚型可能有害。

肺可复张性的评估是个体化策略的前提，现有技术可分为“解剖学评估”（如定量CT）与“功能性评估”（如压力-容积曲线、电阻抗断层成像），各有优劣，临床需根据可行性与患者情况选择。

1. 定量CT（qCT）

定量CT通过图像分析将肺组织分为四个功能区：实变/不充气区（-100~+100 HU）、通气不良区（-500~-101 HU）、正常通气区（-900~-501 HU）、过度充气区（<-900 HU）。肺复张量即上调气道压力（PEEP 5 cmH2O → 15或45 cmH2O）时，实变/不充气容积转为通气/通气不良状态。

临床研究显示，ARDS患者潜在可复张肺比例存在巨大个体差异，平均仅占总肺重的13%（标准差11%），且可复张潜力越高的患者，初始病情越重、病死率更高，提示可复张性可作为ARDS严重程度的标志之一。

2. 压力-容积（P-V）曲线

P-V曲线是床旁评估呼吸力学与肺可复张性的经典方法，核心参数包括低位拐点（lower inflection point，LIP）与滞后环（hysteresis）。

（1）LIP：大量肺泡开始复张的压力点，是设置PEEP的起点。实际上，肺复张贯穿吸气全程，延续至LIP之上，肺泡逐渐开放。此外，LIP的形态和位置会受到胸壁力学的影响，且在部分患者中可能无法识别，使其作为设定PEEP的单一指标并不可靠和具有误导性。

（2）滞后环：P-V曲线上升支与下降支包围的面积，量化反映呼吸周期中肺复张与表面活性物质动态变化消耗的能量。滞后环大提示吸气相肺复张更多，并且已经复张的肺单位在呼气相并未在相同压力下立即重新塌陷。滞后环的大小与肺复张操作中实际复张的容积密切相关，因此可以作为评估肺可复张性的床旁指标。衍生参数标准化最大距离（NMD）与CT测量的复张量相关性好。

3. 复张-膨胀比（R/I）

复张-膨胀比（recruitment-to-inflation ratio，R/I）就是比较“复张肺（高PEEP）”和“已充气的婴儿肺（低PEEP）”对压力的反应性（容积差值）。再通过计算复张肺的顺应性与婴儿肺的顺应性的比值R/I，以预测增加PEEP所额外的送气容积贡献于复张塌陷肺泡或是供给膨胀已充气肺泡。

3.1  计算方法

在稳定通气状态，通过快速降低PEEP（15 cmH2O → 5 cmH2O），记录额外呼出气容积。再由公式计算得到充气肺泡的弹性回缩（即膨胀容积），有多少是来自新塌陷肺泡的容积（即复张容积）。R/I=即复张容积/即膨胀容积。在计算中，必须考虑并测量气道开放压（airway opening pressure，AOP），因为AOP的存在会影响有效复张压力差的计算，是保证结果准确性的关键。

3.2  临床解读

R/I提供直观的PEEP选择阈值：①R/I≥0.5：提示肺可复张性高，增加PEEP可能获益；②R/I<0.5：提示肺可复张性低，增加PEEP可能导致过度膨胀和损伤。R/I低的患者，建议选择较低PEEP（5～8 cmH2O）；R/I高的患者，则建议较高PEEP（≥12～15 cmH2O）。

4. 电阻抗断层成像（EIT）

EIT是无创、无辐射的床旁功能性成像技术，其原理是放置胸壁电极带，施加微弱交变电流，利用空气高电阻特性，测量表面电压变化，实时重建胸腔内电阻抗分布的断层图像，高灵敏度地反映肺内气体分布的动态变化。临床中，EIT应用于评估肺可复张性，即量化肺泡塌陷、肺复张和肺过度膨胀；使得肺保护策略实现可视化和可量化。

递减PEEP滴定试验：固定驱动压，将PEEP从高值（如20 cmH2O）逐步下调至低值（如5 cmH2O），通过软件分析全程像素级潮汐阻抗变化，计算各PEEP水平下“肺塌陷像素百分比”（实变/通气不良区占比）与“过度膨胀像素百分比”（过度充气区占比），绘制两条曲线——最佳PEEP为两条曲线的交点，即同时实现“最小肺塌陷”与“最小过度膨胀”的平衡点。

5. 肺部超声（LUS）

肺部超声因无创、便携、可重复，已成为ICU常规评估手段，通过“12分区法”与通气评分评估肺可复张性。

5.1  评估方法

分区：将双侧肺分为前、侧、后各2个区域，共12个区域。

评分：根据超声征象评分（0～3分）：0分（正常通气，A线）、1分（轻度通气丧失，散在B线）、2分（重度通气丧失，融合B线）、3分（完全通气丧失，肺实变）。

总评分：12个区域评分之和（0～36分），分数越高提示通气丧失越严重。

复张评估：肺复张定义为LUS评分降低或实变区出现B线，通过超声复张评分法量化。

5.2  局限性

量化评估PEEP的肺复张效应尚存争议（可靠性），PEEP引起LUS评分变化量与CT测量的肺复张量缺乏相关性，且对肺过度充气无法探及（根本性缺陷）。

肺可复张性的再评估源于传统开放肺通气策略的临床证据争议, 核心研究(ART研究、PHARLAP研究)及后续Meta分析明确了"激进复张有害"的结论, 推动了通气目标与策略的观念更新。

1.  关键临床试验：激进复张策略的安全性警示

1.1 ART研究（Alveolar Recruitment for ARDS Trial）

ART研究是一项多中心、随机对照试验，纳入1010例中重度ARDS患者，干预组采用“阶梯式手法复张”，先将PEEP逐步升高至45 cmH2O（Pplat可达60 cmH2O），随后递减PEEP滴定，取获得最佳呼吸系统顺应性的PEEP值作为目标PEEP。对照组则采取低PEEP策略。该研究因明确的伤害信号而提前终止，干预组28天死亡率（55.3% vs 49.3%）和6个月死亡率（65.3% vs 59.9%）均显著升高，并且气压伤和需要引流的气胸发生率更高，血流动力学也更不稳定。

1.2  PHARLAP研究（Permissive Hypercapnia，Alveolar Recruitment and Low Airway Pressure）

PHARLAP研究是一项单中心、随机对照试验，旨在评估“允许性高碳酸血症+最大化肺复张”策略的有效性，但该研究受ART试验结果的影响，因安全顾虑和临床均势丧失而提前终止。尽管研究因样本量不足未明确死亡率差异，但干预组无呼吸机天数未获益，且心血管不良事件发生率更高；仅观察到干预组对ECMO、吸入NO等挽救性治疗的需求减少。

在未加选择的中重度ARDS患者群体中，常规应用激进的、以最大化复张为目标的通气策略有害。由于ARDS高度异质性，不宜采用统一、高强度的干预可能仅少数潜在肺可复张性高的患者获益，而对大多数肺可复张性低的患者形成伤害（过度膨胀/VILI 和血流动力学打击/低血压、ACP）。ART研究并非宣告肺开放策略终结，而是结束“一刀切”、激进的开放肺策略，推动观念更新，应当从盲目策略转向审慎的个体化评估。

2.  Meta分析与观念更新：从“氧合导向”到“结局导向”

ART研究后的一项Meta分析进一步证实：常规使用，尤其高压力阶梯式手法肺复张，不能降低ARDS患者死亡率，反而增加血流动力学不稳定风险；肺复张可短暂改善氧合，但这种改善无法转化为更优的临床结局（病死率、无呼吸机天数、ICU住院时间）；核心教训：不宜将改善氧合作为机械通气治疗的终极目标/替代终点。追求更高的氧合指数如果需要以潜在的肺损伤（过度膨胀）或循环抑制为代价，那么这种“改善”是得不偿失的。临床决策和研究设计都应优先考虑更具临床意义的、以患者为中心的结局。

3.  驱动压：肺保护的核心安全目标

在激进复张策略被否定后，驱动压（平台压与PEEP的差值）成为肺保护的新核心指标，其生理学意义在于根据功能性肺容积校正后的潮气量，直接反映每个呼吸周期中施加于有效通气肺组织的循环应变。在机械通气参数中，驱动压与ARDS病死率的相关性最好，优于潮气量、平台压或PEEP；限制驱动压<15 cmH2O与更好的生存率相关。

驱动压的变化可以反映PEEP的有效性：①有益的PEEP：促进塌陷肺泡开放，提高肺顺应性，在潮气量固定不变的情况下，驱动压将会降低；②有害的PEEP：导致已充气肺泡过度膨胀，降低肺顺应性，驱动压将会升高。

临床建议：PEEP滴定的目标不再是氧合值，而是驱动压最低的PEEP，即最大化肺复张和最小化肺过度膨胀之间取得最佳平衡的PEEP。

4.  肺可复张性分层的临床结局（预后价值）

高可复张性患者: 通常, 非局灶性/H型, 较高PEEP能够实现显著的肺容积复张, 氧合改善和顺应性提高(即肺弹性降低, 高PEEP策略获益)。

低可复张性患者：较高PEEP的肺复张效果甚微，氧合改善不明显，因肺过度膨胀导致顺应性恶化（肺弹性增加，高PEEP策略有害），并更容易发生VILI和血流动力学受损（低血压/ACP）。

2023年ATS/ESICMARDS指南提出了一个“临床决策悖论”：一方面强烈建议“中重度ARDS患者不进行手法肺复张操作的前提下，使用较高PEEP”（低-中等质量证据），另一方面强烈反对“常规使用持续时间较长的肺复张操作”（中等质量证据，基于ART试验的伤害信号）。解决这一悖论的核心在于识别筛选高PEEP可能获益的“高可复张性”患者，避免给“低可复张性”患者予以高PEEP。

1.  床旁个体化决策流程

结合表型分析与可复张性评估，建议采用四步床旁决策流程：

S1：初始表型分析

确诊中重度ARDS后即行初步表型分析。临床综合病因（肺内源性 vs 肺外源性）、呼吸力学参数（顺应性、驱动压）和床旁影像学（胸片、肺部超声）等，判断肺可复张性，区分低可复张性（局灶性病变、高顺应性、L型）或“高可复张性”（非局灶性病变、低顺应性、H型）。

S2：量化可复张性

对表型不明确/中间状态的患者，采用床旁工具定量评估。R/I比值简便易行；EIT则更全面直观反映肺复张与过度膨胀，是进行PEEP滴定的理想工具。

S3：个体化肺复张决策

根据可复张性量化结果制定差异化策略：

（1）肺可复张性高（R/I>0.6，非局灶性，H型）：适合高PEEP策略，采用温和而非激进的肺复张方法，如俯卧位通气或谨慎的PEEP递增法，以安全地打开肺部，为后续的PEEP滴定创造条件。应坚决避免ART试验中的高压阶梯式复张。

（2）肺可复张性低（R/I<0.4，局灶性，L型）：不宜采取高PEEP策略（过度膨胀损伤风险高），宜采用较低PEEP，并以最小化驱动压为核心目标。任何形式的激进肺复张操作均为禁忌。

S4：滴定PEEP至个体化目标

首要目标：最小化驱动压，调整PEEP，持续监测驱动压变化，找到使驱动压最低的PEEP。

EIT指导达标：寻找肺塌陷曲线与过度膨胀曲线的交叉点所对应的PEEP。

R/I指导达标：根据R/I选择初始PEEP（低R/I选5～8 cmH2O，高R/I选≥12～15 cmH2O），并在该PEEP水平下验证驱动压是否处于安全范围，同时密切监测血流动力学变化。

2.  俯卧位通气

俯卧位通气通过改变重力方向, 减轻心脏纵隔压迫左下叶, 肺内通气分布更均匀, 改善V/Q比和氧合、引流气道。多项研究和指南均强烈推荐：中重度ARDS患者尽早实施俯卧位通气，每日维持12～16 h。俯卧位通气是临床首选的生理学肺复张方法，安全性最高，能够降低VILI和心血管不良事件风险。

ARDS肺可复张性再评估标志着ARDS通气策略从“一刀切的激进复张”转向“表型指导的个体化管理”。其核心共识包括：①激进手法复张（尤其高压力阶梯式复张）对未筛选患者有害，需坚决避免；②ARDS异质性（影像、生理、生物学表型）决定肺可复张性差异，是个体化策略的基础；③驱动压（<15 cmH2O）是肺保护的核心安全目标，PEEP滴定应以ΔP最小化为导向；④俯卧位通气是中重度ARDS患者的首选安全复张方法。临床实践中，需结合初始表型分析、量化可复张性评估与动态监测，在“复张获益”与“过度膨胀/循环抑制风险”之间持续权衡，最终实现以患者为中心的肺保护目标。

作者介绍

刘双林

陆军军医大学第二附属医院呼吸与危重症医学中心，重症医学科副主任，主任医师；中华医学会呼吸病学分会胸膜与纵隔疾病学组（筹）委员，中国老年学和老年医学学会老年呼吸与危重症医学分会常委，中国毒理学会呼吸毒理专业委员会委员，重庆健康促进与教育学会复苏与生命支持专委会主任委员，重庆市生理科学会危重病医学专委会副主任委员，重庆市医师协会重症医学医师分会常委，重庆市医学会重症医学分会第五届委员会委员，重庆市外科学会重症医学专业委员会常委，重庆健康促进与教育学会重症医学专业委员会常委，重庆市预防医学会危重病防治专业委员会常委，重庆市劳动能力鉴定医疗卫生专家，《中华肺部疾病杂志（电子版）》第三届编辑委员会委员。

李琦

陆军军医大学第二附属医院呼吸与危重症医学中心重症医学科，教授、主任医师；重庆英才·名医名师，全军呼吸内科专委会副主委、感染学组组长，中华医学会呼吸病学分会委员、呼吸治疗学组副组长，中华医学会细菌感染与耐药防治分会委员，中国医师协会内科医师分会委员，重庆市医学会呼吸病学分会前任主委、重症医学分会副主委、细菌感染与耐药防治分会常委，重庆市医师协会重症医师分会副会长；《中华肺部疾病杂志》副主编；《中华内科杂志》《中华结核和呼吸杂志》《解放军医学杂志》《中国呼吸与危重监护杂志》等期刊编委。