引用本文： 王妍妍, 江博, 方強. 通氣比在急性呼吸窘迫綜合征患者中的應用進展. 中國呼吸與危重監護雜志, 2024, 23(5): 365-369. doi: 10.7507/1671-6205.202308042 復制
版權信息： ?四川大學華西醫院華西期刊社《中國呼吸與危重監護雜志》版權所有，未經授權不得轉載、改編
急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是一種由肺部炎癥而非心源性肺水腫引起的急性低氧性呼吸衰竭的臨床綜合征[1]，是危重癥患者呼吸衰竭的常見原因之一，在重癥監護室內的發生率為10%，23%的機械通氣患者被認為可能存在ARDS，其病死率高達30%～40%[2]。ARDS患者的發病原因通常分為兩大類，一是肺本身病變，例如嚴重的肺部感染、誤吸、肺挫傷、有毒物質吸入等；另一類是肺外因素，例如嚴重的全身感染、重癥胰腺炎、休克、大量輸血等。目前對ARDS的治療仍以肺保護性通氣策略為主的支持性方案[3]，沒有明確的特效藥物治療。因此，早期識別ARDS及判斷疾病嚴重程度顯得極為重要。
ARDS經典的病理生理學變化是肺泡上皮和肺血管內皮的損傷，使肺泡-毛細血管膜通透性增加，肺間質和肺泡內水腫，肺容積減少、肺順應性降低以及通氣血流比例失調。ARDS患者的頑固性低氧血癥主要是由通氣/血流（ventilation-perfusio ratio，V/Q）比例失調以及肺內分流引起的。二氧化碳排出受損是導致患者呼吸衰竭的另一主要因素，引起肺死腔分數增加[4]。多項證據提示肺死腔分數增加是ARDS病死率的獨立預測因子之一[5-6]。在新型冠狀病毒感染（coronavirus disease 2019，COVID-19）相關ARDS（C-ARDS）患者中，死腔分數增加可能是由于肺泡毛細血管微血栓形成導致肺泡灌注不足及損害肺循環的間質性水腫[7]。相異于經典ARDS，COVID-19患者的嚴重低氧血癥可能伴隨著肺容量和呼吸順應性相對正常的情況下發現，因此低氧可能無法準確反映疾病的進展，生理死腔分數是比PaO2/FiO2（P/F）更強的預測因子[8]。死腔分數的評估需要專門的設備，且實施流程較繁瑣，難以在臨床上廣泛開展。近年來，通氣比（ventilatory ratio，VR）被認為是一個容易獲得的床旁通氣功能受損指標，通過常規測量的呼吸變量就能計算得出，與生理死腔有良好的相關性，可作為生理死腔的替代指標[9]。
1 VR的提出和計算公式
VR這一概念最早由Sinha等[10]于2009年首次提出，使用PaCO2重新排列的肺泡氣體方程，計算每分鐘通氣量（minute ventilation，VE）和PaCO2的實際測量值和預測值的比率即為VR（式一）。在通氣與灌注不匹配的ARDS中，這種計算方法得出的VR較真實地反映了死腔和分流對CO2消除的綜合效應[11]。其中VE測量是測量的每分鐘通氣量（mL/min）；PaCO2測量是測量的PaCO2（mm Hg）；VE預測是預測的每分鐘通氣量（mL/min），用100×預計體重（predicted body weight，PBW）來估計，肺容積主要由性別和身高決定，而與實際體重無關，因此這兩個因素用于確定預計體重。男性的計算公式為：PBW（kg）=50＋0.91×［身高（cm）–152.4］；女性：PBW（kg）=45.5＋0.91×［身高（cm）–152.4］）[12]。PaCO2預測是如果以預測的每分鐘通氣量通氣，正常肺中預期的PaCO2，理想設定為5 kPa，即37.5 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）。所以VR的計算公式可簡化為式二[9-10]。通過VE和動脈血氣就可以計算得出VR值。VR是無單位比率，正常通氣的肺數值接近1。
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2 VR與生理性死腔
生理死腔（physiological dead space，VDphys）是參與通氣但未有效氣體交換的一部分肺體積，包括氣道死腔和肺泡死腔。ARDS中的死腔分數表示為死腔與潮氣量的比率（dead space/tidal volume，Vd/Vt），早在2002年Nuckton等[5]的研究就表明肺死腔分數是ARDS患者病死率的獨立預測因子。C-ARDS在Vd/Vt方面與非COVID-19相關ARDS相似。符合ARDS標準的COVID-19患者通常表現為高呼吸驅動和高分鐘通氣量，可能是由于高碳酸血癥和死腔分數增加所致[13]。這意味著死腔分數可以作為評估ARDS疾病嚴重程度的標志物。此外，死腔相關指標可以用于監測V/Q失調，運用于重癥監護室中的多種場景，例如呼氣末正壓（positive end-expiratory pressure，PEEP）滴定、俯臥位反應的預測、體外循環CO2清除（extracorporeal CO2 removal，ECCO2R）候選物的識別、靜脈-靜脈體外膜肺氧合脫機篩查等。死腔分數的臨床應用有助于ARDS的精準分型和個體化治療[14]。
死腔的直接測量依賴于容積二氧化碳描記術（Vcap），床旁較難常規開展[15]，而VR就是生理死腔一個良好的替代指標，它可以通過簡單的床旁數據計算得出結果，方便實際應用。Sinha等[9]的研究表明，VR和死腔都是測量ARDS患者通氣受損的間接指標，與死亡風險增加獨立相關，VR與死腔分數呈正相關。Sinha等[16]2013年的研究也證明了這一點，他使用容量二氧化碳描記術來計算Vd/Vt，使用VE和PaCO2來計算VR，在48例患者168組的數據中，Vd/Vt與VR呈顯著正相關；在機械通氣患者中，VR預測的Vd/Vt與觀察的Vd/Vt的一致性為84.7%，在自主通氣患者中的一致性為80.9%。
3 VR在ARDS患者中的應用進展
3.1 VR用于ARDS病死率預測
多項研究表明VR尤其是VR的變化趨勢可用于預測ARDS患者病死率，且效能優于氧合指數。在Sinha等[9]的大型臨床試驗和ARDS觀察隊列中，校正P/F和PEEP后，VR與死亡風險增加獨立相關［比值比（odds ratio，OR）=1.51，P=0.024］；校正急性生理學和慢性健康狀況評價（acute physiology and chronic health evaluation，APACHE）后，VR仍與死亡風險增加相關（OR=1.59，P=0.04）；當校正VR時，P/F不再是病死率的獨立預測因素。該研究表明用P/F預測ARDS的病死率具有局限性[9]。在Monteiro等[17]的研究中，第1天VR升高與28天病死率升高相關，在APACHEⅢ較低的患者中，VR與病死率的關系更強；但在多器官衰竭的病例中，VR可能是一個不太可靠的預后指標。與單個VR時間點相比，早期VR軌跡可能是更可靠的病死率預測因子，可用于病情較重的患者。
在各項研究中，VR的正常范圍尚無統一定論，過高或過低的VR均可能預示著不良結局正逐漸被業界認同。Yang等[18]的研究納入14 328例入住重癥監護病房（intensive care unit，ICU）的機械通氣患者，分為P/F比值<200 mm Hg（重度低氧血癥組）和P/F比值≥200 mm Hg（非重度低氧血癥組）。在總體機械通氣患者中，當VR≥1.3時，VR與28天病死率呈正相關，在P/F比值<200 mm Hg的重癥低氧血癥人群中也觀察到相同的趨勢；在P/F ≥200 mm Hg的人群中，當VR≥0.9時，死亡風險與VR呈正相關，但當VR<0.9時，死亡風險與VR呈負相關。這提示在沒有嚴重低氧血癥重癥患者，VR值過高或過低均與病死率增加相關。
VR和C-ARDS患者的病死率也密切相關。研究提示COVID-19患者VR在病程的第1周顯著增加，反映了C-ARDS在病理生理學上的獨特性[19]。因為死腔受影響于肺泡的進行性滲出損傷和肺循環中微栓塞的形成，這兩種是已知的COVID-19臨床嚴重程度的組織病理學因素[20]，所以死腔可用于評估C-ARDS患者的疾病進展，而VR是死腔已知的替代指標，用VR預測C-ARDS患者病死率存在一定的理論依據[21]。Torres等[8]研究發現，在入住ICU的第1天實施氣管插管并機械通氣3天的C-ARDS患者中，初始較高的VR絕對及其后持續3天的絕對值增加趨勢可能與這些患者的病死率增加相關，而P/F比值及其在第3天的絕對值惡化或改善與預后無關。但是有研究得出相反結論。Morales-Quintero等[22]對927例持續機械通氣患者的數據分析表明，無論是初始還是隨后幾天，使用死腔估計值（死腔分數、VR等）來量化肺通氣損害與28天病死率均無顯著相關性。這可能與此研究選取的ARDS患者疾病嚴重程度較低，且不包括VR的變化趨勢相關。目前VR用于預測ARDS患者病死率的限制條件比較模糊，有待更多的臨床研究補充證實。
3.2 VR用于ARDS分型
盡管彌漫性肺泡損傷被認為是ARDS患者肺部的形態學標志，但實際上在具有ARDS臨床標準的患者中只有不到一半的患者發現了這種典型表現[23]。2023年6月發布的最新歐洲重癥醫學會急性呼吸窘迫綜合征指南[24]提出，對ARDS亞表型的思考，比如根據炎癥表達水平可分為高炎癥型和低炎癥型，兩者對PEEP反應和液體治療反應不同；根據影像學特征可分為局灶性和彌漫性；還有高可復張性和低可復張性。歐洲重癥醫學會并沒有給出一個標準的定義，針對亞表型仍有幾個問題需要解決，例如在不同人群中的可重復性，快速分型的準確性，各亞表型的病理生理變化等，但也給我們指出了今后ARDS分型治療的一種可探索趨勢。
VR可用于ARDS局灶性和彌漫性之間的快速分型。局灶性ARDS一般見于各種肺炎等肺內源性ARDS患者，彌漫性ARDS一般見于膿毒癥，胰腺炎等肺外源性ARDS。兩者的影像學表現并不一致，治療方法也相異。局灶性ARDS的病變主要分布肺的后基底部。研究表明俯臥位促進局灶性ARDS肺泡復張，改善氧合，可使這類患者受益。而彌漫性ARDS需要給予較高的PEEP促進肺復張氧合改善[25]。顯然，早期識別ARDS分型有助于ARDS患者的早期規范化通氣管理。See等[26]的研究使用P/F比值，無法區分局灶性ARDS和彌漫性ARDS。與彌漫性ARDS患者相比，局灶性ARDS患者具有較低的生理死腔分數，這提示VR有希望用于局灶性ARDS和彌漫性ARDS的識別。See等[27]的研究也支持這一結論，該研究納入152例患者，使用樣條分析闡明閾值效應，發現VR<1.2與局灶性ARDS相關（OR=3.41，95%置信區間1.05～11.1，P=0.041）。提示VR>1.2的患者考慮為局灶性ARDS的可能性小，這一發現有助于ARDS患者的分型以及個性化管理。
3.3 VR用于ARDS呼吸管理
俯臥位能促進部分萎縮的肺泡復張，已成為目前中、重度ARDS患者最推薦的標準治療方法之一[28-29]。但不是所有接受俯臥位通氣的ARDS患者都能從中受益，俯臥位帶來的相關風險例如血流動力學改變、導管移位、壓力性皮膚損傷等甚至會加重疾病負擔。所以評估俯臥位通氣的有效性就變得極其重要。以往的研究大多根據俯臥后P/F比值的改善來評價患者是否存在俯臥位反應性，但研究結果的重復性和可靠性較低，這表明用氧合來評價俯臥位反應性有一定的局限性[30]。Wang等[11]研究發現，從第1次俯臥位前到俯臥位后4 h內VR的變化可預測入住ICU28天內機械通氣成功撤機。在控制了其他預后變量后，患者俯臥位后4 h內的VR變化與28天機械通氣的成功撤機仍然獨立相關。研究提示初始俯臥位后早期的VR改善程度越高，成功撤機的概率越高。而P/F值在第1次俯臥位開始后12 h出現差異，表明VR的改善早于P/F值[11]。早期改變的VR值有利于臨床醫師早期判斷俯臥位通氣的有效性。除此之外，還有研究表明VR可幫助評估通氣患者的自主呼吸能力，較低的VR數值與較高的成功撤機的幾率有關[31]。VR作為床旁通氣指標，也可用于監測危重患者的通氣受損情況，建立基于氧合異常和呼吸力學的模型，以跟蹤呼吸變化，防止呼吸機相關肺損傷或避免疾病進一步惡化。VR未來可能有助于創建新的肺損傷評分模型來幫助臨床決策和風險分層[32]。
4 VR的局限性
VR是肺通氣中死腔分數的一個估測指標，不能完全代表死腔分數，在某些情況下兩者存在一些差異。首先，Maj等[33]的研究數據顯示，在死腔分數不變的情況下，VR的絕對值可能受到靜脈混合液（Qva/Q）和每分鐘二氧化碳呼出量（VCO2）的影響。這表明如果氧合或VCO2變化，則VR的變化原因可能無法完全解釋于死腔分數的變化。在病情較重的患者中，較大的Qva/Q可能會干擾VR的變化，以VR作為死腔分數的預測模型會擴大死腔的范圍和預后效果。其次，在某些特殊情況例如體外循壞期間，很大一部分CO2可能被膜肺清除，死腔分數能完全反映肺部情況，而VR可能正常或偏低[33]。
再者，在低碳酸血癥患者中使用VR估算生理死腔分數時也應該謹慎得出結論。Madotto等[34]研究表明低碳酸血癥在機械通氣的ARDS患者中很常見（12.7%），與正常碳酸血癥相比，在前48 h PaCO2<35 mm Hg的輕中度ARDS患者的ICU病死率更高。按照之前的結論，較低的VR代表肺清除CO2的能力越好，可能意味著較低的病死率。看似沖突，反而并不矛盾。無低氧血癥患者低CO2歸因于呼吸驅動的代償性增加或機械通氣支持下的過度通氣以獲得正常氧合[18]，導致呼吸肌疲勞，病死率增加，目前呼吸驅動的作用也被認為是危重癥患者肺損傷的獨立預測因子[35]。因此，這種情況下，相對正常的VR反而難以準確反映急性呼吸衰竭真實的臨床狀態。另外，Bhalla等[36]研究表明VR與急性兒童呼吸衰竭插管后的病死率或拔管率無關。這可能是由于難以估計兒童的預測每分鐘通氣量，在成人的VR計算公式中，預測的VE基于體重計算，但兒童在解剖死腔和生理耗氧量方面存在隨年齡增長而變化的趨勢，不能簡單通過體重預測。對于兒童來說，潮氣末肺泡死腔分數（AVDSf）是比VR更有價值的預后指標[36]。以上研究結果都表明，用VR代替生理死腔存在一些局限性，臨床醫生需把握好VR的適用范圍，參考多個通氣指標，以免做出錯誤的判斷。
5 總結和展望
生理死腔反映了肺通氣損傷的嚴重程度，是ARDS患者預后的強有力的預測指標。生理死腔的測量方法復雜，而VR作為一個肺生理死腔的替代指標，可以通過呼吸機數據和床旁動脈血氣數據快速獲得，且與死腔分數呈正相關。VR可以作為輔助指標，結合氧合、呼吸力學參數、影像學特征等用于預測ARDS患者病死率、識別ARDS分型、判斷俯臥位通氣有效性和監測疾病進展等等，進而有助于臨床決策和精準醫療。VR與其他死腔替代指標相比，其在簡易性具有絕對優勢的同時具有一定的有效性。VR的計算不需要復雜的測量儀器，可快速多次從ICU患者床旁獲取。然而，目前對C-ARDS的病理學改變研究還很不充分，有關于ARDS亞表型的定義尚未被廣泛接受，VR在ARDS患者中的應用仍在起步階段，缺乏更廣泛的臨床證據證明VR的可靠性，并且存在一定局限性，不能單純依靠VR做出臨床判斷，有待更多可靠的研究來豐富我們對VR在ARDS患者中價值的認識。
利益沖突：本文不涉及任何利益沖突。
急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是一種由肺部炎癥而非心源性肺水腫引起的急性低氧性呼吸衰竭的臨床綜合征[1]，是危重癥患者呼吸衰竭的常見原因之一，在重癥監護室內的發生率為10%，23%的機械通氣患者被認為可能存在ARDS，其病死率高達30%～40%[2]。ARDS患者的發病原因通常分為兩大類，一是肺本身病變，例如嚴重的肺部感染、誤吸、肺挫傷、有毒物質吸入等；另一類是肺外因素，例如嚴重的全身感染、重癥胰腺炎、休克、大量輸血等。目前對ARDS的治療仍以肺保護性通氣策略為主的支持性方案[3]，沒有明確的特效藥物治療。因此，早期識別ARDS及判斷疾病嚴重程度顯得極為重要。
ARDS經典的病理生理學變化是肺泡上皮和肺血管內皮的損傷，使肺泡-毛細血管膜通透性增加，肺間質和肺泡內水腫，肺容積減少、肺順應性降低以及通氣血流比例失調。ARDS患者的頑固性低氧血癥主要是由通氣/血流（ventilation-perfusio ratio，V/Q）比例失調以及肺內分流引起的。二氧化碳排出受損是導致患者呼吸衰竭的另一主要因素，引起肺死腔分數增加[4]。多項證據提示肺死腔分數增加是ARDS病死率的獨立預測因子之一[5-6]。在新型冠狀病毒感染（coronavirus disease 2019，COVID-19）相關ARDS（C-ARDS）患者中，死腔分數增加可能是由于肺泡毛細血管微血栓形成導致肺泡灌注不足及損害肺循環的間質性水腫[7]。相異于經典ARDS，COVID-19患者的嚴重低氧血癥可能伴隨著肺容量和呼吸順應性相對正常的情況下發現，因此低氧可能無法準確反映疾病的進展，生理死腔分數是比PaO2/FiO2（P/F）更強的預測因子[8]。死腔分數的評估需要專門的設備，且實施流程較繁瑣，難以在臨床上廣泛開展。近年來，通氣比（ventilatory ratio，VR）被認為是一個容易獲得的床旁通氣功能受損指標，通過常規測量的呼吸變量就能計算得出，與生理死腔有良好的相關性，可作為生理死腔的替代指標[9]。
1 VR的提出和計算公式
VR這一概念最早由Sinha等[10]于2009年首次提出，使用PaCO2重新排列的肺泡氣體方程，計算每分鐘通氣量（minute ventilation，VE）和PaCO2的實際測量值和預測值的比率即為VR（式一）。在通氣與灌注不匹配的ARDS中，這種計算方法得出的VR較真實地反映了死腔和分流對CO2消除的綜合效應[11]。其中VE測量是測量的每分鐘通氣量（mL/min）；PaCO2測量是測量的PaCO2（mm Hg）；VE預測是預測的每分鐘通氣量（mL/min），用100×預計體重（predicted body weight，PBW）來估計，肺容積主要由性別和身高決定，而與實際體重無關，因此這兩個因素用于確定預計體重。男性的計算公式為：PBW（kg）=50＋0.91×［身高（cm）–152.4］；女性：PBW（kg）=45.5＋0.91×［身高（cm）–152.4］）[12]。PaCO2預測是如果以預測的每分鐘通氣量通氣，正常肺中預期的PaCO2，理想設定為5 kPa，即37.5 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）。所以VR的計算公式可簡化為式二[9-10]。通過VE和動脈血氣就可以計算得出VR值。VR是無單位比率，正常通氣的肺數值接近1。
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2 VR與生理性死腔
生理死腔（physiological dead space，VDphys）是參與通氣但未有效氣體交換的一部分肺體積，包括氣道死腔和肺泡死腔。ARDS中的死腔分數表示為死腔與潮氣量的比率（dead space/tidal volume，Vd/Vt），早在2002年Nuckton等[5]的研究就表明肺死腔分數是ARDS患者病死率的獨立預測因子。C-ARDS在Vd/Vt方面與非COVID-19相關ARDS相似。符合ARDS標準的COVID-19患者通常表現為高呼吸驅動和高分鐘通氣量，可能是由于高碳酸血癥和死腔分數增加所致[13]。這意味著死腔分數可以作為評估ARDS疾病嚴重程度的標志物。此外，死腔相關指標可以用于監測V/Q失調，運用于重癥監護室中的多種場景，例如呼氣末正壓（positive end-expiratory pressure，PEEP）滴定、俯臥位反應的預測、體外循環CO2清除（extracorporeal CO2 removal，ECCO2R）候選物的識別、靜脈-靜脈體外膜肺氧合脫機篩查等。死腔分數的臨床應用有助于ARDS的精準分型和個體化治療[14]。
死腔的直接測量依賴于容積二氧化碳描記術（Vcap），床旁較難常規開展[15]，而VR就是生理死腔一個良好的替代指標，它可以通過簡單的床旁數據計算得出結果，方便實際應用。Sinha等[9]的研究表明，VR和死腔都是測量ARDS患者通氣受損的間接指標，與死亡風險增加獨立相關，VR與死腔分數呈正相關。Sinha等[16]2013年的研究也證明了這一點，他使用容量二氧化碳描記術來計算Vd/Vt，使用VE和PaCO2來計算VR，在48例患者168組的數據中，Vd/Vt與VR呈顯著正相關；在機械通氣患者中，VR預測的Vd/Vt與觀察的Vd/Vt的一致性為84.7%，在自主通氣患者中的一致性為80.9%。
3 VR在ARDS患者中的應用進展
3.1 VR用于ARDS病死率預測
多項研究表明VR尤其是VR的變化趨勢可用于預測ARDS患者病死率，且效能優于氧合指數。在Sinha等[9]的大型臨床試驗和ARDS觀察隊列中，校正P/F和PEEP后，VR與死亡風險增加獨立相關［比值比（odds ratio，OR）=1.51，P=0.024］；校正急性生理學和慢性健康狀況評價（acute physiology and chronic health evaluation，APACHE）后，VR仍與死亡風險增加相關（OR=1.59，P=0.04）；當校正VR時，P/F不再是病死率的獨立預測因素。該研究表明用P/F預測ARDS的病死率具有局限性[9]。在Monteiro等[17]的研究中，第1天VR升高與28天病死率升高相關，在APACHEⅢ較低的患者中，VR與病死率的關系更強；但在多器官衰竭的病例中，VR可能是一個不太可靠的預后指標。與單個VR時間點相比，早期VR軌跡可能是更可靠的病死率預測因子，可用于病情較重的患者。
在各項研究中，VR的正常范圍尚無統一定論，過高或過低的VR均可能預示著不良結局正逐漸被業界認同。Yang等[18]的研究納入14 328例入住重癥監護病房（intensive care unit，ICU）的機械通氣患者，分為P/F比值<200 mm Hg（重度低氧血癥組）和P/F比值≥200 mm Hg（非重度低氧血癥組）。在總體機械通氣患者中，當VR≥1.3時，VR與28天病死率呈正相關，在P/F比值<200 mm Hg的重癥低氧血癥人群中也觀察到相同的趨勢；在P/F ≥200 mm Hg的人群中，當VR≥0.9時，死亡風險與VR呈正相關，但當VR<0.9時，死亡風險與VR呈負相關。這提示在沒有嚴重低氧血癥重癥患者，VR值過高或過低均與病死率增加相關。
VR和C-ARDS患者的病死率也密切相關。研究提示COVID-19患者VR在病程的第1周顯著增加，反映了C-ARDS在病理生理學上的獨特性[19]。因為死腔受影響于肺泡的進行性滲出損傷和肺循環中微栓塞的形成，這兩種是已知的COVID-19臨床嚴重程度的組織病理學因素[20]，所以死腔可用于評估C-ARDS患者的疾病進展，而VR是死腔已知的替代指標，用VR預測C-ARDS患者病死率存在一定的理論依據[21]。Torres等[8]研究發現，在入住ICU的第1天實施氣管插管并機械通氣3天的C-ARDS患者中，初始較高的VR絕對及其后持續3天的絕對值增加趨勢可能與這些患者的病死率增加相關，而P/F比值及其在第3天的絕對值惡化或改善與預后無關。但是有研究得出相反結論。Morales-Quintero等[22]對927例持續機械通氣患者的數據分析表明，無論是初始還是隨后幾天，使用死腔估計值（死腔分數、VR等）來量化肺通氣損害與28天病死率均無顯著相關性。這可能與此研究選取的ARDS患者疾病嚴重程度較低，且不包括VR的變化趨勢相關。目前VR用于預測ARDS患者病死率的限制條件比較模糊，有待更多的臨床研究補充證實。
3.2 VR用于ARDS分型
盡管彌漫性肺泡損傷被認為是ARDS患者肺部的形態學標志，但實際上在具有ARDS臨床標準的患者中只有不到一半的患者發現了這種典型表現[23]。2023年6月發布的最新歐洲重癥醫學會急性呼吸窘迫綜合征指南[24]提出，對ARDS亞表型的思考，比如根據炎癥表達水平可分為高炎癥型和低炎癥型，兩者對PEEP反應和液體治療反應不同；根據影像學特征可分為局灶性和彌漫性；還有高可復張性和低可復張性。歐洲重癥醫學會并沒有給出一個標準的定義，針對亞表型仍有幾個問題需要解決，例如在不同人群中的可重復性，快速分型的準確性，各亞表型的病理生理變化等，但也給我們指出了今后ARDS分型治療的一種可探索趨勢。
VR可用于ARDS局灶性和彌漫性之間的快速分型。局灶性ARDS一般見于各種肺炎等肺內源性ARDS患者，彌漫性ARDS一般見于膿毒癥，胰腺炎等肺外源性ARDS。兩者的影像學表現并不一致，治療方法也相異。局灶性ARDS的病變主要分布肺的后基底部。研究表明俯臥位促進局灶性ARDS肺泡復張，改善氧合，可使這類患者受益。而彌漫性ARDS需要給予較高的PEEP促進肺復張氧合改善[25]。顯然，早期識別ARDS分型有助于ARDS患者的早期規范化通氣管理。See等[26]的研究使用P/F比值，無法區分局灶性ARDS和彌漫性ARDS。與彌漫性ARDS患者相比，局灶性ARDS患者具有較低的生理死腔分數，這提示VR有希望用于局灶性ARDS和彌漫性ARDS的識別。See等[27]的研究也支持這一結論，該研究納入152例患者，使用樣條分析闡明閾值效應，發現VR<1.2與局灶性ARDS相關（OR=3.41，95%置信區間1.05～11.1，P=0.041）。提示VR>1.2的患者考慮為局灶性ARDS的可能性小，這一發現有助于ARDS患者的分型以及個性化管理。
3.3 VR用于ARDS呼吸管理
俯臥位能促進部分萎縮的肺泡復張，已成為目前中、重度ARDS患者最推薦的標準治療方法之一[28-29]。但不是所有接受俯臥位通氣的ARDS患者都能從中受益，俯臥位帶來的相關風險例如血流動力學改變、導管移位、壓力性皮膚損傷等甚至會加重疾病負擔。所以評估俯臥位通氣的有效性就變得極其重要。以往的研究大多根據俯臥后P/F比值的改善來評價患者是否存在俯臥位反應性，但研究結果的重復性和可靠性較低，這表明用氧合來評價俯臥位反應性有一定的局限性[30]。Wang等[11]研究發現，從第1次俯臥位前到俯臥位后4 h內VR的變化可預測入住ICU28天內機械通氣成功撤機。在控制了其他預后變量后，患者俯臥位后4 h內的VR變化與28天機械通氣的成功撤機仍然獨立相關。研究提示初始俯臥位后早期的VR改善程度越高，成功撤機的概率越高。而P/F值在第1次俯臥位開始后12 h出現差異，表明VR的改善早于P/F值[11]。早期改變的VR值有利于臨床醫師早期判斷俯臥位通氣的有效性。除此之外，還有研究表明VR可幫助評估通氣患者的自主呼吸能力，較低的VR數值與較高的成功撤機的幾率有關[31]。VR作為床旁通氣指標，也可用于監測危重患者的通氣受損情況，建立基于氧合異常和呼吸力學的模型，以跟蹤呼吸變化，防止呼吸機相關肺損傷或避免疾病進一步惡化。VR未來可能有助于創建新的肺損傷評分模型來幫助臨床決策和風險分層[32]。
4 VR的局限性
VR是肺通氣中死腔分數的一個估測指標，不能完全代表死腔分數，在某些情況下兩者存在一些差異。首先，Maj等[33]的研究數據顯示，在死腔分數不變的情況下，VR的絕對值可能受到靜脈混合液（Qva/Q）和每分鐘二氧化碳呼出量（VCO2）的影響。這表明如果氧合或VCO2變化，則VR的變化原因可能無法完全解釋于死腔分數的變化。在病情較重的患者中，較大的Qva/Q可能會干擾VR的變化，以VR作為死腔分數的預測模型會擴大死腔的范圍和預后效果。其次，在某些特殊情況例如體外循壞期間，很大一部分CO2可能被膜肺清除，死腔分數能完全反映肺部情況，而VR可能正常或偏低[33]。
再者，在低碳酸血癥患者中使用VR估算生理死腔分數時也應該謹慎得出結論。Madotto等[34]研究表明低碳酸血癥在機械通氣的ARDS患者中很常見（12.7%），與正常碳酸血癥相比，在前48 h PaCO2<35 mm Hg的輕中度ARDS患者的ICU病死率更高。按照之前的結論，較低的VR代表肺清除CO2的能力越好，可能意味著較低的病死率。看似沖突，反而并不矛盾。無低氧血癥患者低CO2歸因于呼吸驅動的代償性增加或機械通氣支持下的過度通氣以獲得正常氧合[18]，導致呼吸肌疲勞，病死率增加，目前呼吸驅動的作用也被認為是危重癥患者肺損傷的獨立預測因子[35]。因此，這種情況下，相對正常的VR反而難以準確反映急性呼吸衰竭真實的臨床狀態。另外，Bhalla等[36]研究表明VR與急性兒童呼吸衰竭插管后的病死率或拔管率無關。這可能是由于難以估計兒童的預測每分鐘通氣量，在成人的VR計算公式中，預測的VE基于體重計算，但兒童在解剖死腔和生理耗氧量方面存在隨年齡增長而變化的趨勢，不能簡單通過體重預測。對于兒童來說，潮氣末肺泡死腔分數（AVDSf）是比VR更有價值的預后指標[36]。以上研究結果都表明，用VR代替生理死腔存在一些局限性，臨床醫生需把握好VR的適用范圍，參考多個通氣指標，以免做出錯誤的判斷。
5 總結和展望
生理死腔反映了肺通氣損傷的嚴重程度，是ARDS患者預后的強有力的預測指標。生理死腔的測量方法復雜，而VR作為一個肺生理死腔的替代指標，可以通過呼吸機數據和床旁動脈血氣數據快速獲得，且與死腔分數呈正相關。VR可以作為輔助指標，結合氧合、呼吸力學參數、影像學特征等用于預測ARDS患者病死率、識別ARDS分型、判斷俯臥位通氣有效性和監測疾病進展等等，進而有助于臨床決策和精準醫療。VR與其他死腔替代指標相比，其在簡易性具有絕對優勢的同時具有一定的有效性。VR的計算不需要復雜的測量儀器，可快速多次從ICU患者床旁獲取。然而，目前對C-ARDS的病理學改變研究還很不充分，有關于ARDS亞表型的定義尚未被廣泛接受，VR在ARDS患者中的應用仍在起步階段，缺乏更廣泛的臨床證據證明VR的可靠性，并且存在一定局限性，不能單純依靠VR做出臨床判斷，有待更多可靠的研究來豐富我們對VR在ARDS患者中價值的認識。
利益沖突：本文不涉及任何利益沖突。