机械通气中机械功率（MP）与肺损伤的因果关系探秘：个性化通气管理新突破

《Intensive Care Medicine Experimental》：Elucidating the causal relationship of mechanical power and lung injury: a dynamic approach to ventilator management

在机械通气中，机械功率（MP）对预测呼吸机相关性肺损伤（VILI）至关重要，但在不同疾病和阶段应用存在差异。研究人员通过对阿姆斯特丹大学医学中心数据库数据进行回顾性分析，发现 MP 对患者 28 天无呼吸机天数（VFD28）有显著因果影响，且无通用 MP 阈值，为个性化治疗提供依据。

　　在重症监护领域，机械通气是救治重症患者的重要手段，但呼吸机相关性肺损伤（VILI）一直是困扰临床医生的难题。机械功率（MP）作为评估 VILI 的关键指标，逐渐受到关注。以往研究表明，MP 比单纯的压力或能量指标能更全面地评估通气时的应力变化，对预测 VILI 有重要意义 。然而，MP 在不同疾病及疾病阶段的具体作用仍不明确。不同肺部疾病患者，如急性呼吸窘迫综合征（ARDS）和慢性阻塞性肺疾病（COPD），其 MP 值存在差异；即使是同一疾病，随着病情进展，MP 需求也会改变。同时，确定 MP 与患者临床结局之间的因果关系也困难重重。传统随机对照试验（RCTs）在重症患者中难以开展，且结果受地域、研究地点和临床阈值变化等因素影响，难以推广；机器学习模型虽能基于现有数据进行预测，但易受未观察变量和数据漂移的影响，结果同样难以广泛应用。因此，深入探究 MP 与患者临床结局的关系，找到精准的个性化 MP 管理策略迫在眉睫。

为了解决这些问题，来自美国克利夫兰诊所、意大利米兰 Fondazione IRCCS Ca’ Granda Ospedale Maggiore Policlinico 等多家机构的研究人员展开了研究。他们的研究成果发表在《Intensive Care Medicine Experimental》上。研究表明，MP 与患者的 PaO₂/FiO₂比值（P/F）和 28 天无呼吸机天数（VFD28）存在因果关系，且不同患者群体对 MP 的反应不同，不存在适用于所有患者的 MP 阈值。这一结论为个性化机械通气治疗提供了重要依据，有助于优化临床治疗策略，改善重症患者的预后。

研究人员采用了多种关键技术方法开展研究。首先，他们使用阿姆斯特丹大学医学中心数据库（AmsterdamUMCdb），该数据库包含患者的人口统计学信息、呼吸机设置、生命体征、实验室检查和药物使用等数据，以及临床结局数据。然后，运用因果推断分析方法，结合后门线性回归和双机器学习，并以有向无环图（DAG）为指导，来估计平均治疗效果（ATE）和个体队列中的条件平均治疗效果（CATE）。此外，还进行了模拟分析，以增强模型的可解释性并确定 MP 阈值。

研究结果主要包括以下几个方面：

• 人口特征描述：研究纳入了 11,110 例接受有创机械通气（IMV）的患者，其中 58.3% 为手术患者。内科患者队列的 MP、呼吸频率、呼气末正压（PEEP）和驱动压均值均高于外科患者队列，且内科患者插管时间更长12。
• 因果效应分析：
  • 对 P/F 比值的影响：以 P/F 比值作为中间结果评估患者临床变异性，分析发现中位 MP 对 P/F 比值的平均治疗效果（ATE）为 - 1.36（95% 置信区间：-30.62 至 27.89），不同亚组中未观察到有统计学意义的 CATE34。
  • 对 VFD28 的影响：中位 MP 对 VFD28 影响最大，估计的 ATE 为 - 0.135（95% 置信区间：-0.15 至 - 0.121）。亚组分析显示，内科亚组中 MP 对 VFD28 的 CATE 比外科亚组更显著；不同入院诊断的患者中，心脏、呼吸和感染诊断亚组的 CATE 受 MP 影响最大56。
  
  
• 模拟分析结果：通过模拟发现，驱动压力影响 MP 对 P/F 比值的治疗效果，较高的呼吸频率（RR）和吸气压力（P_insp）会增加肺损伤风险。不同患者队列的 MP 阈值 CATE 模式不同，开发的在线交互工具显示，内科患者降低 MP 可能改善氧合，外科患者的最佳 MP 阈值则更复杂78。

研究结论和讨论部分指出，该研究明确了 MP 对 P/F 比值和 VFD28 的因果影响，疾病状态与 MP 对临床结局的影响密切相关，且中位 MP 的影响最为显著 。研究克服了传统统计方法的局限性，提供了可调整参数的模拟工具，有助于监测患者个体 MP 变化并进行个性化治疗 。然而，研究也存在一定局限性，如回顾性研究可能存在偏倚，受数据可用性限制，部分影响 MP 的混杂因素无法纳入分析 。尽管如此，该研究仍具有重要意义，为理解 MP 与临床结局的关系奠定了基础，后续还需更多不同人群和大样本的前瞻性验证研究，以进一步优化重症患者的护理和治疗策略。