呼吸机气道压力释放通气（APRV）的十个误区和误解:超越干扰，知其本质

作者：张文杰南方医科大学南方医院重症医学科

呼吸机气道压力释放通气（APRV）的十个误区和误解:超越干扰，知其本质

在追求科学的过程中，竞争思想和辩论是获得知识和暴露无知的必要手段。引用默里·盖尔曼(Murray Gell-Mann, 1969年诺贝尔物理学奖得主)的话:“科学正统观念会扼杀真理”。在机械通气方面，目标是提供最好的方法持呼吸衰竭患者，直到潜在疾病消退，同时最大限度地减少医源性损害。这种妥协体现了“肺保护”通气背后的理念。不幸的是，中度和重度急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者的高死亡率反映了当前概念模型的不足之处——它只关注低潮气量的标准值，促进“婴儿肺”的萎陷。这些数据要求探索和调查通过科学过程进行全面评估的竞争性模型。气道压力释放通气(Airway Pressure Release Ventilation, APRV)是一种研究最多但争议最大的机械通气模式之一，在实验和临床数据中显示出良好的前景。在过去的30年里，APRV已经从一种抢救策略演变为一种先发制人的肺损伤预防方法，具有稳定肺泡和恢复肺泡均匀性的潜力。然而，到目前为止，一些障碍阻碍了APRV在大型随机试验中临床疗效的评估。例如，APRV的设定尚无普遍接受的标准化方法，因此无法确定其对临床结果的影响是由呼吸机模式本身还是所采用的方法引起的。此外，阻碍对APRV进行科学评估的一个显著问题是文献中反复出现的误区和误解无处不在。在这篇综述中，我们讨论了这些误导性的概念，并提供了数据，以推进当前文献中关于APRV使用和滥用的科学论述。

关键词:误区；气道压力释放通气(APRV)；时间控制自适应通气（TCAV）

简介

“谎言四散飞起，真理紧随其后…”——Jonathan Swift。同样，在科学有机会走出实验室之前，关于气APRV的误区可能会被发表、延续并被认为是事实。在将APRV与当前 “肺保护性通气”的概念模型进行心理比较时，一些APRV的误区源于直觉上似乎合理的东西。不幸的是，这仍然只围绕着“低”潮气量(LVT)的正常值和任意值的简单设置以及促进“婴儿肺”进一步萎陷的压力水平。越来越多的数据表明，该模型不仅不正确，而且可能导致中度和重度ARDS患者不可接受的的高死亡率。由于将不同的呼吸机模式和方法混淆在APRV的总称下，以及呼吸机制造商在以多种方法实现这种通气模式，因此产生了更多的误区和误解。

为了科学地研究任何一种呼吸机模式，一致的方法来设置和调整模式是必不可少的。这在使用容积辅助-控制(VAC)模式的ARDSNet的小潮气量通气研究(ARMA)试验中可以清楚地看到，该试验比较了较低与较高的潮气量(VT)和平台压(Pplat)的设置。即使使用相同的模式，仅改变这两个参数也会导致死亡率的显著降低。同样令人感兴趣的是，在随后对ARMA研究中符合标准但因技术原因未入组的2587例患者的分析中，结果表明，高或LVT将增加或降低死亡率，这取决于个体患者的呼吸系统顺应性(CRS)，如图1所示。

这些初步数据得到了近期更多研究的进一步支持并明确指出，保护性通气策略只能在呼吸力学的背景下进行解释。毫无疑问，即使是模式设置的微小变化也会对结果产生重大影响，这取决于肺部病理生理的程度和患者异质性，这表明需要个体化的肺保护策略。

尽管自1987年，APRV已可用于商用呼吸机，但在医学文献和临床实践中，应用该模式的方法差异很大(图2)。

目前，APRV是一个定义不明确的首字母缩略词，它识别了一种模式，没有一致的应用方法。事实上，APRV经常被用作双相气道正压通气(BIPAP)模式的同义词，以至于在文献中经常被指出为无意义的BIPAP/APRV。随后，使用不同方法设置APRV的基础科学和临床研究的结果导致了对APRV的各个组成部分相对效果的进一步混淆，特别是吸气时间(THigh)和呼气时间(TLow)设置的价值。APRV最初被描述为具有释放期的持续气道正压(CPAP)。APRV除FiO2外还有四种基本控制设置1)PHigh(吸气压力类似于Pplat;2)THigh(吸气持续时间)-与PHigh联合使用时控制吸气末肺容积，称为CPAP期;3)PLow(呼气压类似于PEEP);4)TLow(呼气时间)-与PLow结合时控制呼气末肺容积(EELV)，称为释放期(图3)。

时间控制自适应通气（TCAV™）是设置和调节APRV最常用的方法，已经在临床上使用了30多年，并在转化动物模型中进行了持续研究，其结果超过美国胸科学会动物模型指南。

TCAVTM方法强调高压、低压的时间控制和适应性方法，在整个肺部疾病演变或解决过程中，根据每个患者的呼吸力学提供个体化的肺保护策略。TCAV™设置APRV的独特方法是使用被动呼气，而不需要设置PEEP，并分析呼气流速-时间曲线的坡度(SLOPEEF)，以根据CRS个体化设置VT，这已在实验和临床上得到验证。TLow与呼吸系统的弹性回缩力(ERS)相协调，以阻止肺泡塌陷，帮助远端气腔保持稳定，当与PHigh和THigh相结合时，CPAP阶段在数小时至数天内逐渐使肺容积正常化。这使得每个患者的肺可以决定恢复其正常肺容积的时间过程，而不是临床医生强迫它开放，如肺复张操作(RMs)。

我们使用OvidSP和国家医学图书馆的MEDLINE数据库检索了当前相关文献（通过PubMed）找到了使用APRV的已发表论文，并确定了文献中常见的的误区和误解。这篇综述讨论了关于APRV的10个误区和误解，这些误解主要是基于观点或方法上的不一致，缺乏证据来支持这些不准确的说法。此外，我们发现许多APRV误区起源于综述文章、社论或论文的讨论部分。换句话说，它们反映了推论、推断、个人信仰，包括夸张的说法，但缺乏可信的科学证据。然后，这些观点成为一个回音室，在文献中回响，成为不言而喻的真理。

误区#1–APRV太难使用

几篇论文包括这样的陈述:“APRV演变成一个高度复杂的、生理驱动的、具有精确设置的动态机械呼吸曲线图，这可能会导致工作人员产生知识偏差”和“APRV比看起来更复杂，使用它需要比文献中描述的多得多的知识和技能”。这些和其他陈述导致读者认为APRV对普通临床医生来说太难使用。此外，有人认为模拟器是理解APRV的唯一实用方法，因为要获得在真实患者身上实践的同等经验可能需要数年时间，并可能使许多人置于风险中。这暗示使用任何其他呼吸机模式都没有风险，也不需要技能，并且对目前管理ARDS的方法的死亡率不屑一顾，其死亡率仍然在35%至49%之间。此外，机械通气培训总体上缺乏结构，无标准化，导致培训和机械通气知识掌握不佳，经常让学员不满意。再者，任何新的医疗设备、程序、技术或呼吸机模式(包括APRV)都存在学习曲线。事实上，就像任何其他模式一样，在对“常规治疗”失败的危重和不稳定的严重ARDS患者首次使用APRV，在没有对其基本原理和设置一般理解的情况下，应用时可能不如有经验并每天使用它作为主要机械通气策略的医务人员成功。实际上，30多年来，APRV已经成功应用于成千上万的患者，并继续成为许多医院日常治疗的一部分，积累了大量的经验数据。可以理解的是，从未实际使用过APRV或不熟悉这种机械通气思维方式的使用者可能会认为它太难了。然而，在医学和临床实践中，有许多事情看起来要困难得多，但通过适当的教育和培训就可以使用，例如高频振荡通气(HFOV)和ECMO。事实上，在ARMA试验之后，对最初10个ARDSNet站点的临床医生进行了ARDSNet方案使用和经验的调查。调查显示，经验丰富的床旁医生认为实施肺保护性通气存在重大障碍。显然，这些限制可以通过教育、培训和经验来克服，而不仅仅是APRV。

尽管过度强调，APRV的设置问题在文献中仍然是一个广泛关注点。与此同时，对于机械通气的传统参数设置，例如潮气量(Vt)、呼吸频率(RR)和PEEP，尽管经过了数十年的研究和讨论，依然存在争议。此外，RR、吸气时间和流量、呼气时间和流量等机械通气的重要参数通常未被报告或忽略，而它们是输送到肺部总能量的重要组成部分，这些参数的结合可促进肺部愈合或损伤。

作为一种高度复杂的通气模式或被认为太难学习，APRV不需要深入了解独特的设置，如以Hz为单位的频率(每秒周期)和振幅/功率，也不需要使用专用的呼吸机，如HFOV。事实上，几乎所有重症监护病房(ICU)的呼吸机都可以使用APRV作为标准模式或一种选择。与任何呼吸机模式一样，APRV使用相同的参数 :1)压力，2)流量和3)潮气量。关键是参数的个体化设置，以创建稳定的气道压力曲线图(CPAP期)，同时提供一个频率(释放期)。APRV的气道曲线突出并利用了时间依赖性的粘弹性器官(如肺)的时间。标准APRV设置包括:1)气道高压(PHigh)，2)在PHigh持续时间(THigh) [综合这些定义为CPAP期];3) 气道低压(PLow)，4)在PLow持续时间(TLow) [结合二者定义为释放期](图3)。使用TCAV™方法，PHigh被设置为Pplat，就像你在压力模式下设置一样。PLow[在其他通气模式中通常被称为PEEP]被设置为0cmH2O，因为EELV是直接用时间控制的，而不是设置的PEEP。这简化了对最佳PEEP的要求，尽管经过50多年的研究和辩论，这一目标仍然难以捉摸，而且仍然缺乏一种完善的个体化方法。时间的调整也简化了，因为TLow通过保留EELV和防止呼气肺泡塌陷来平衡ERS。设置个体化的TLow，以实现在正常至高ERS时呼气流量(EFT)终止在呼气峰流速(EPF)的75%，在低ERS时终止在EPF的25%，如慢性阻塞性肺疾病(COPD)——可捕获大部分闭合时间常数，从而保持肺泡稳定性和气道通畅。这种TLow的个体化设置简化了VT与CRS的匹配，并使用SLOPEEF提供了实时、床边、无创的评估，这些都与呼吸系统力学的演变或解决变化相一致。由于VT与ARDS患者的预测体重(PBW)没有很好的相关性，VT与CRS的标准化(即驱动压)似乎与更好的结果相关，个体化设置的TLow使得VT与CRS相匹配可能更容易进行实时床边监测，并证明是有益的。一旦肺的弹性回缩力被TLow矫正，THigh就可以通过控制RR来调节通气，这是所有呼吸机模式的共同之处。

误区2#–APRV导致气压伤

关于APRV最常见的误区之一是它会导致气压伤，但没有得到科学文献的支持。我们并不是说APRV不会发生气压伤，但我们说它不会比任何其他通气条件下发生的频率更高，包括接受无创通气或经鼻高流量氧疗的患者。事实上，没有证据表明任何因素(单独或组合)是气压伤的唯一原因。

气压伤是多种因素造成的，包括人群异质性、严重程度和肺部疾病不均匀性，因此很难仅从特定的呼吸机设置或模式来确定因果关系。事实上，一项对5183名患者的研究显示气压伤与通气模式或呼吸机设置之间没有相关性。此外，在30年的大型随机对照试验(RCTs)中，比较了各种呼吸机模式、设置和参数，包括6 ml/kg vs 12 ml/kg VT(ARDSNet, 2000)、低与高的PEEP、低与高的平均气道压(Paw)，这些研究中均没有发现气压伤与特定的呼吸机模式或设置有直接关联。再者，对8项RCTs进行了系统回顾和荟萃分析，比较了2,728名ARDS患者的较高和较低PEEP策略，结果显示气压伤发生率无差异。一个例外是2017年ARDS肺复张试验，其中接受PEEP滴定高达45cmH2O的肺复张组(5.6%)与低PEEP组(1.6%)相比，气压伤发生率有显著差异。

气压伤发生的可能性似乎主要与潜在(急性或慢性)肺部疾病的严重程度有关，而机械通气可能会加重这种疾病。最近，据报道，在与COVID相关的ARDS (CARDS)中，气压伤发生率更高，但并不特定于任何一种呼吸机模式。在一项系统回顾和荟萃分析中，在需要各种形式的有创和无创呼吸支持的COVID-19患者中，观察到气压伤发生率增加与疾病严重程度增加呈线性关联，但在最近对CARDS患者的研究中，使用APRV或ARDSNet低VT(LVT)在气压伤方面并无差异。

迄今为止，在将APRV与其他呼吸机模式进行比较的随机对照试验中，有气胸或纵隔气肿的报道，但气压伤发生率并没有增加。相反，Maxwell等表明，与LVT(3.1%)相比，APRV的气胸发生率(0%)更低;对7项RCTs(405例符合条件的患者)的荟萃分析显示，LVT和APRV在气胸发生率方面没有统计学差异。此外，一项系统综述表明，与ARDS患者的LVT相比，APRV的死亡率似乎更低，没有证据表明APRV的气压伤或其他不良后果的风险增加。最后，在三个临床适用的脓毒症诱导的ARDS猪模型中和猪新生儿ARDS模型中，使用APRV时没有发现气压伤，也避免了肺损伤。

实验中，使用TCAV™方法设置的APRV与LVT的微应变研究表明，与PEEP高达24cmH2O LVT相比，APRV对远端气腔(图4)(肺泡和肺泡管)的应变最小，最大限度减少导管扩张(图5) ，在异质性肺损伤后恢复肺泡均匀性(图6)。这些研究表明，使用TCAV™方法，肺组织应变越低，且有利于降低气压伤发生率。总之，潜在的肺部疾病是气压伤的主要危险因素，很难归咎于任何一种呼吸机模式或设置。

图5.APRV 75%组吸气和呼气时肺泡气体空间占用率(Aa)最大，与对照组相近(P > 0.05)，传导气道的微应变最小。传导气管气体空间占用率(Ca)与肺泡气体空间占用率Aa, I/E处Ca/Aa与未损伤的正常肺远端气道气体分布密切匹配。APRV10% 组(TLow延长)组在I/E 时Aa最小，传导气管微应变最大，提示精确控制时间至关重要。常规机械通气组PEEP由5增加至16 cmH2O导致I/E时Ca升高而非Aa升高，提示PEEP升高主要是扩张传导气道而非复张肺泡，不能恢复正常的肺Ca/Aa。

误区#3–APRV产生高潮气量，导致容积伤

一些观点文章引用研究来表明APRV模式本身会产生高潮气量（VT），从而导致容积伤。然而，是操作者设置的参数而非模式本身导致了高VT，且这些研究并未报告容积伤的证据。例如，在Räsänen等的研究中，并未提及APRV组的VT为9 ml/kg，但它实际上比常规正压通气组的12 ml/kg要低得多。在Varpula等的研究中，APRV被明确指出高潮气量，但未提及的重要一点是，两组（（SIMV-PC/PS）和APRV）的目标VT都为8–10 ml/kg，所以两种模式的潮气量没有差异。有趣的是，虽然这些文章引用了Varpula等（2004）研究中提到的APRV会导致高VT这一观点，却忽略了Varpula在2003年进行的一项研究，该研究将同样的模式进行比较，但APRV组的VT显著低于SIMV-PC/PS。一些作者提出尚未得到验证的说法，即设置TLow为呼气峰流速的40%不仅会比TCAV™ 75%产生更大的VT，而且还会增加远端气道塌陷并诱发肺损伤。最后，Neumann等的一项研究也常被引用，即潮气量大于1L和胸膜腔压力波动过大可能导致跨肺压增高，这可能导致容积伤和呼吸机相关性肺损伤（VILI）。但未被提及的是，当释放时间（TLow）设置为2.5s时，产生了VT较大。相比之下，将TLow减少到0.5s（通常用于APRV的TCAV™方法）时，VT明显减少。

如果操作者选择以高VT为目标，那么使用APRV模式时，不能将这种模式归咎于高潮气量。正如任何通气模式一样，在一些APRV研究中，可能由于不同的方法导致高VT。然而，与2000年的ARDSNet试验不同，没有APRV研究将死亡率增加与VT超过6 ml/kg联系起来。

在任何压控通气模式下，操作者设置一定的压力水平，而潮气量（VT）取决于CRS、气体量、气道阻力（RAW）和肺均一性等因素。顺应性接近健康肺更有可能产生更高的VT，超过“理想”的6ml/kg。例如，在VAC中，设置VT为12ml/kg将产生高VT，而将其设置为6ml/kg将产生低VT。最近对LUNG-SAFE数据的重新分析表明，VT和其他参数设置更多地由力学决定而不是由指南决定。顺应性较高的患者接受的VT较高（平均为8.5ml/kg PBW），而顺应性较低的患者接受的VT较低（平均为7.5ml/kg PBW）。哪些患者的通气更有肺保护性？驱动压（ΔP）显示，那些看似更加保护性肺通气（较低VT）的患者实际上暴露于更高的ΔP，从而承担更高的风险，因为是ΔP而不是VT与更高的死亡风险相关。此外，给CRS和RAW正常的患者设置非常低的VT会导致更多的人机不同步，最终导致更高的死亡风险。

在Roy S.等于2013年使用不受控制的脓毒症诱发ARDS的猪模型的一项研究中，比较了使用TCAV™方法的APRV与ARDSNet低潮气量（LVT）的效果。在该预防ARDS的模型中，实验开始时肺是正常且未受损的。在APRV组中，即使暴露在48h的不受控制的脓毒症中， CRS保持正常， VT维持在12ml/kg，成功预防了ARDS和肺过度膨胀；而LVT组的潮气量为6ml/kg，却发展成严重的ARDS。这进一步支持了VT应根据CRS进行标准化。研究指出，当使用TCAV™方法时，如果CRS改善，VT通常会增加，这时可以降低PHigh并延长THigh。此外，在一项急性肺损伤的机制研究中，使用TCAV™的APRV虽然在呼吸机上显示较大的气道潮气量（宏观通气），但其肺泡潮气量（微观通气）却低于6ml/kg的传统通气方法。在这项研究中，肺泡潮气量（VT）被定义为吸气和呼气之间的肺泡面积变化（图7）。在使用气道正压通气（APRV）的方法中，当TLow设置为75% EFT/EFP时，面积变化小于5%；而在LVT组中，即使采用最常用的PEEP水平（10 cmH2O）(图8)，面积变化也达到了50%，这表明这种常用的PEEP水平与显著的肺泡萎陷伤有关。此外，对胸膜下肺泡的体内显微镜观察显示，当TLow调整到与CRS相匹配（即75% EFT/EFP）时，可以在一个呼吸周期内稳定肺泡，阻止因反复的肺泡塌陷和扩张（RACE）导致的肺损伤。通过TCAV™方法，TLow的被动呼气生成的SLOPEFT可以用于根据CRS个性化调整VT。TLow的SLOPEFT特性描述了包括胸壁的弹性回缩力（ERS），并适应不断变化的呼吸力学，从而优化肺泡的稳定性，并指导TLow的个性化调整，使EELV和VT与CRS相匹配，而不应设定为固定时长或低于75% EFT/EFP以达到所需的VT。

图7.(A)吸气和呼气时的体内显微照片（从左到右）：1) 呼气末正压（PEEP）5 cmH2O；2) APRV终止时，呼气峰流速（EFT）与呼气峰流速（EFP）的比为10%；3) PEEP 16 cm H2O；4) APRV EFT/EFP 75%（原始放大倍数×10）。图中肺泡（黄色）和非肺泡组织（红色）。

(B)肺泡空间占有率以显微照片中充气肺泡的百分比表示（A中黄色部分）。吸气和呼气时的数据均表示为平均值；误差线代表平均值的标准误。A) P<.0——PEEP 5 cmH2O vs EFT/EFP 10%；B) P<.05——PEEP 16 cmH2O vs EFT/EFP 75。在吸气/呼气时，肺泡占据率显示，APRV 75%在吸气时开放气道空间最多，几乎是PEEP 16 cmH2O的两倍，并且在呼气时开放气道空间损失最少，从而导致I/E之间的肺泡体积变化小于5%。这导致APRV 75%的微应变最小。

图8.(A,C) 当 TLow 调整到呼气峰流速（EFT）的75%时，尽管气管量为11 mL/kg，但肺泡潮气量（VT）仍然减少。(B,D) 在低 VT 策略下，尽管气管 VT 为6 ml/kg，但肺泡 VT 更高。在 PEEP 为10 cmH2O时，尽管气管 VT 为11 ml/kg，但肺泡VT和气管VT 为6 ml/kg时比APRV 75%的肺泡VT 高出3倍以上。

最后，能够在APRV模式下使用压力支持的呼吸机会有一个触发窗，旨在同步吸呼比（I：E）。这可能导致TLow不稳定，超出设置值，从而产生非常高的潮气量（VT），因为实际的TLow在图形波形上显示的持续时间比设定的TLow更长。在图9的例子显示，即使TLow设置为0.5s（图9A），但被延长到了大约1.0s（图9B），从而导致VT增高。视频中也展示了在不更改TLow设置的情况下，TLow持续的自发变化，表明这种同步导致VT不稳定（补充视频 S1）。此外，在APRV的一些变体中（例如，在Covidien呼吸机上的BiLevel模式），如果用户设置了THigh没有设置TLow，随后的RR变化会在不知不觉中增加TLow的持续时间，导致潮气量（VT）增大。可以通过固定TLow来避免这种后果，这样就可以解除TLow与RR的关联，使TLow维持预设值，避免无意中产生更大的潮气量。

图9.呼吸机设定在双水平（APRV）模式。（A）TLow（低压时间）设定为0.5s，释放时间也是0.5s，呼出潮气量为539毫升。（B）TLow（释放时间）尽管设定为0.5s，但却延长到了1.0s，导致呼出潮气量急剧增加到1024ml。这种情况发生在允许在PHigh基础上增加压力支持（内在触发和触发窗口）的呼吸机中。

补充视频 S1：

误区#4–APRV增加右心室后负荷和应变

一些论文提出了关于使用气道正压释放通气（APRV）的担忧，认为它可能增加右心室（RV）后负荷，加重肺动脉高压和RV功能不全，并减少静脉回流（VR），可能导致全身性低血压。甚至有观点认为APRV可能增加肺心病的风险。事实上，施加气道正压可能导致VR和心输出量（CO）的减少，但没有科学证据表明这种情况在APRV中比其他模式发生得更频繁。尽管肺心病与死亡率增加有关，但目前没有研究表明使用APRV相比于LVT会导致死亡率的进一步增加。实际上，荟萃分析显示，使用APRV的患者存活率更高。这些观点看起来不太可能且缺乏可信度，因此需要对生理学基础进行回顾，以帮助澄清这些误解。我们需要了解，呼吸机设置和肺-胸壁相互作用在影响心脏方面起着关键作用，这些相互作用可能并不直观。尽管正压在一些方面是有益的，比如持续气道正压通气（CPAP）降低左心室后负荷，APRV相比较其他通气模式更容易被误认为与系统性低血压相关。

由于右心室（RV）的肌肉质量有限，无法产生显著压力，因此依赖于通过高度可扩张的肺血管床的大幅压力下降来限制流动阻力。压力下降发生在数量众多的肺毛细血管中，这些血管在肺动脉和肺静脉循环之间均匀分布，而肺动脉在循环中具有最高的阻力。右心负荷与肺容积、肺血管阻力（PVR）和胸膜压力变化有关。因为肺循环阻碍了RV输出，所以任何影响肺的因素都有可能影响右心的性能。

首先，PVR和右心室负荷在肺容积的两个极端——1）残气量（肺容积）；2）总肺活量（TLC）（如图10所示）。当肺在功能残气量（FRC）时，PVR 和右心室后负荷最低。许多需要机械通气的患者会丧失 FRC（即肺不张），并且通过使用气道正压来恢复 FRC通常会导致 PVR 下降，通过肺动脉波反射和超声心动图显示能够改善右心室功能。其次，肺与胸壁的相互作用也影响血流动力学和EELV。同样，这个概念可能也不直观，即右心室负荷仅仅是应用的气道压力或PEEP的功能。例如，胸壁在呼气末会弹回到较高的容积，而肺部则同时回缩到较低的容积，同时腹腔作为胸壁的一个边界（膈肌），其作用更像一个流体腔，而不是一个弹性结构。由于胸壁的弹簧效应，即使在高 PEEP 水平下，呼气末也会出现负的胸膜压，这在功能上导致肺部在呼气末没有来自胸壁的压缩力。增加 PEEP 会导致肺部充气，并将胸壁和膈肌移位到一个新的压力-容积平衡状态，随着后续的呼吸，胸膜压会逐渐降低。由于右心房压力和VR可能受到胸膜压的影响，因此对胸壁的缓慢适应性增加，使得 EELV增加而不增加胸腔压力。事实上，如果是逐步增加压力而不是突然增加，即使是会导致高气道压力的肺复张（RMs）也能更好地适应血流动力学变化。这也许可以解释为何有肺高可复张性的患者在气道压增加时相比那些低可复张性的患者会有更少的血流动力学损害。然而，数据显示，跨肺压（ΔP）（而非仅仅是呼气末正压通气）与肺心病的风险增加相关，并且PEEP的血流动力学效应取决于肺的复张能力。

VR与正压通气之间的相互作用常常被误解。因为VR是由平均系统压（MSP）-右心房（RA）压力梯度控制的，理论上，应用PEEP及其对RA压力的影响会降低MSP-RA压力梯度并减少VR。但许多研究表明，PEEP对VR的影响原因并不是压力梯度减少，因为施加在胸腔的压力同时传递到腹腔。因此，压力同样增加MSP，维持了VR的梯度。Fessler等利用MRI显示，随着PEEP和肺容积增加，会达到等压点，该点压缩了从腹部进入胸腔的腔静脉，起到Starling电阻作用，减少VR并阻碍右心室充盈。最后，肺容积是胸膜腔压力变化的主要影响因素，并会影响VR、右心房压力和右心室后负荷。

这些心-肺相互作用的概念适用于所有通气模式。特别是，应避免肺容积的极端情况，保持肺容积在功能残气量（FRC）水平对心肺状态效果最佳（图10）。如果肺容积明显低于FRC，增加EELV所需的气道压力不会增加心脏负荷；反之，如果肺容积高于FRC（即TLC），增加的气道压力将会增加心脏负荷。事实上，随着肺容积的增加，右心室的容积会减小。Duggan等（2003）表明，大鼠150分钟的肺不张导致了右心室明显扩张，室间隔位置异常，左心室充盈不足。一旦通过增加气道压力进行肺复张，右心室超负荷减少，左心室充盈和乳酸清除得到改善。许多研究表明，通过肺复张操作或适当提高PEEP水平来增加肺容积可以改善右心室功能和肺动脉压力（。总体来说，在LVT期间，低PEEP水平的患者较易出现肺源性心脏病。一项对200名接受不同通气模式患者的前瞻性研究显示，与VAC或PCV相比， APRV的ΔP最低。

图10.肺血管阻力（PVR）在功能残气量（FRC）时最低。在从残气量（RV）到肺总容量（TLC）的肺容量时，PVR增加，从而增加右心室后负荷。

目前，没有研究表明与其他通气模式相比，APRV会增加低血压或血管活性药物的使用。而几项研究表明与其他模式相比，APRV在血液动力学方面没有差异或改善。例如，在患有心功能障碍的ARDS患者中，APRV被证明可以减少血管活性药物的需求，同时改善心脏指数、尿量和乳酸清除。此外，一项包括405名患者的七项RCT的荟萃分析表明，第3天时，APRV显著提高了平均动脉压。还有一项随机试验比较APRV与PCV在心脏搭桥术后的RCT研究，结果显示APRV显著提高了每搏输出量、心输出量和氧合指数（PaO2/FiO2）。更近期的数据表明，接受APRV治疗的CARDS患者血管活性药物支持减少。此外，儿科数据包括一项病例系列，该系列显示APRV可以安全应用于儿科ARDS患者，且没有导致血流动力学恶化，在比较APRV与LVT时，儿童患者的血液动力学不稳定性没有差异。Walsh等（2011）表明，在进行心脏手术的儿童中，与PCV相比，APRV显著改善了肺血流、氧输送和心输出量（在法洛氏四联症组中）。最后，实验研究表明，与包括LVT在内的传统模式相比，使用TCAV™方法的APRV在血流动力学上没有差异或有所改善，使用的血管活性药物更少，平均动脉压（MAP）更高。

误区#5–使用APRV难以控制PaCO2

关于无法控制PaCO2的误解，一些临床医生认为是通气模式控制了参数设置，而非操作者。例如，有人说“在APRV中，出现一定程度的二氧化碳潴留并不少见”、“在APRV中，控制频率设置得比传统模式更低（即，每分钟10次）”（，以及“APRV的呼吸频率通常为每分钟8-12次”。这些说法并不准确，因为APRV与其他通气模式一样，可以同样有效地控制PaCO2，并可以设定更高的呼吸频率。事实上，研究表明APRV在清除PaCO2方面更为高效。对过去25年间关于APRV清除PaCO2的文献进行的回顾分析表面，在MVe相等的情况下，APRV与较低的PaCO2相关，或者即使在较低的MVe下也可维持相似的PaCO2水平。换句话说，APRV每升呼出的VT所排出的VCO2比传统通气模式更多。此外，PaCO2 受两个因素影响：1) 生理无效腔本身，2) 当混合静脉血与PaCO2之间存在较大梯度时，尤其是在高分流比例的情况下，PaCO2的增加更为明显。延长吸气时间可以为CO2的扩散交换提供更多时间，当肺泡二氧化碳（PACO2）接近与混合静脉血平衡时开始呼气。相反，吸气时间较短时，呼气开始时PACO2最低。生理数据表明，优化扩散和对流气体交换（即有效地将呼出气体排入环境中）可以提高通气效率，从而降低达到相同PaCO2清除所需的MVe。肺泡扩张和塌陷具有时间依赖性这一概念常常被忽视。尽管ARDS患者中肺可复张性存在差异，但时间仍然是远端气道开放和关闭的关键因素。

除了控制RR，THigh 还能促进整个肺部逐渐进行时间依赖性的肺泡复张，从而减少分流，并基于菲克扩散定律增加用于交换二氧化碳（PaCO2）肺泡表面积。但这并非是说所有患者特别是那些有严重肺功能障碍的患者（如 ARDS），都应以 8-12 次/分钟的频率（即 THigh 4-6 s）启动 APRV。相反，应根据患者的肺功能障碍程度调整 THigh，以提供足够的通气和 PaCO2。随着肺泡表面积增加和肺泡稳定性改善，扩散性气体交换增加，对流性气体交换（即 RR）的需求减少。随着时间（12-36 h）的推移，通气变得更加高效，从而允许THigh适当增加。通过 TLow 调整来纠正高碳酸血症以产生更大的VT可能会暂时改善 PaCO2，但如果肺容积减少导致扩散表面积减少，最终会牺牲肺泡稳定性，因此该模式被错误的认为会导致高潮气量和高碳酸血症。

在质疑APRV无法控制PaCO2的研究中，通过增加TLow（EFT/EFP <75%）来调整高碳酸血症，这导致呼出潮气量增加，进而被证明会引起肺泡塌陷，加剧肺泡不稳定性和不均一性，增加肺部微应变和应力增加。因此，当TLow调整到EFT/EFP <75%时，肺泡塌陷和不稳定会加重，最终导致更严重的高碳酸血症。此外，这些研究没有通过调整THigh来增加呼吸频率（RR），而是相比传统模式在APRV组中使用了更低的RR。相反的是，在一项涉及411名烧伤病房患者的大型研究中，使用APRV维持了pH值和PaCO2在正常范围内，并改善了P/F。而Maxwell等（2010）的研究中报告了一个有趣的发现， LVT 组的 PaCO2 高于 APRV 组，尽管 MVe 明显更高。

如果接受APRV的肺功能障碍患者被按照稳定的机械通气患者的常规方式处理（即RR为8-12次/分钟，THigh为4-6s），则预计会出现高碳酸血症。这一点在最近对CARDS相关的研究中得到了证实，在该研究中，APRV组有更多的患者出现短时间（≤24h）严重高碳酸血症（42%对15%；p=0.009），但这与血液动力学变化无关。然而，APRV组使用的THigh为4–6s，相当于约10-12次/分钟的RR，与LVT组相比，RR明显更低（p < 0.001）。值得注意的是，这些患者患有中度到重度的ARDS，其动脉血氧分压与吸入氧浓度之比（P/F比率）符合柏林标准（ARDS Definition Task Force, 2012），这是由COVID引起的一种肺部病理变化，其特点是死腔分数较高。

误区#6–APRV与反比压力控制通气（IR-PCV）相同

一些文献指出，在没有自主呼吸的情况下，APRV在功能上与IR-PCV相同且无法区分。虽然这两种模式在控制压力和时间的设置上确实有相似之处，但有一些关键差异经常被忽略。第一个关键区别是APRV中吸气和呼气时间是直接、独立和精确控制的，而IR-PCV中使用吸呼气时间比，呼气相是由设置的吸气时间和RR间接产生的“副产品”。与IR-PCV中的RR设置相似，APRV使用THigh控制RR，其中相悖的是，减少THigh会增加RR，而增加THigh会减少RR。此外，就像IR-PCV中的吸气时间一样，THigh调节PHigh的持续时间，形成了一个CPAP的过程，以促进塌陷的肺泡逐渐复张。然而，由于TLow时间过短，在同样RR的情况下，在大多数ICU呼吸机上ARRV通常比IR-PCV有更高的I：E比（图11），随着设置的RR增加，IR-PCV中的I:E比值限制越来越多。图11显示了传统VAC（11A）设置RR为16，I:E比为1:3.2，转换为具有相同RR的APRV（Covidien的BiLevel）（11B），TLow设置为0.32s，实现75% EFT/EFP，I：E比为11：1。随后，VT从408ml减少到308ml

第二个关键区别是，与IR-PCV不同，APRV通常不设置PEEP，因为EELV是用时间（TLow）而不是压力（PLow）控制的。尽管研究表明APRV中的PLow可以设置在任何水平，但通常当TLow用作EELV的控制器时，PLow设置为0 cmH2O。实际上，我们的研究表明，在急性限制性肺疾病（即ERS增加）中将（TLow）个性化调整至EFT/ EFP的75%，能够通过阻止肺泡塌陷、EELV的减少以及由RACE诱导的肺不张，快速稳定肺泡。此外，当PLow设置为0 cmH2O时，通过SLOPEFT分析呼气时的弹性回缩力，从而根据患者的呼吸力学个性化调整TLow。这允许临床医生根据SLOPEFT调整TLow以适应EELV和CRS的变化。IR-PCV没有办法对这种呼吸力学进行实时的床边监测，因为PEEP阀减弱了回弹力，导致SLOPEFT失真，使其不再反映被动呼气的ERS。

最后，不同品牌的呼吸机上APRV模式的名称和用户可以配置的内容各不相同。例如，APRV经常与APRV的变体（即BiPAP，Bilevel）混淆，因为制造商对APRV模式有自己的品牌命名，如Servo/Maquet的Bi-Vent/APRV，Puritan Bennett/Covidien的BiLevel/PC，Avea/CareFusion的APRV/BiPhasic，以及Dräger的APRV/PC-APRV等。选择APRV模式时，关键是能够独立且精确地设置和调整THigh和TLow。

图11.（A）常规容量辅助控制（VAC）模式，设定呼吸频率（RR）为 16，吸呼比（I：E）比为 1：3.2。（B）同样的病人转换到BiLevel（APRV）模式，以相同的频率和TLow设置为0.32s，以达到呼气峰流速（EFT/EFP）的75%，I:E比为11：1。结果，在EFT/EFP 75%时，潮气量从408ml减少到308ml，以匹配当前的肺顺应性（CRS）。

误区#7 - APRV会引起不安全的内源性PEEP

一些人认为APRV会导致无法控制甚至不安全的内源性PEEP（auto-PEEP）。尽管这是个常见的说法，但没有任何数据支持APRV比其他任何通气模式更频繁地导致不受控制的auto-PEEP和动态肺过度膨胀（DHI）。在APRV中，关于auto-PEEP的术语和看法都被认为等于 DHI，它可导致气压伤和血流动力学不稳定，并且根据定义会随着时间增加。然而，保留静态EELV不应该被等同于DHI，事实上，使用 CPAP（即没有释放）保持静态肺容积可以减少COPD中的DHI。这种关于auto-PEEP的观点出现，是因为APRV不符合PEEP设定的传统做法。相反，在TCAV™方法中，TLow防止气道闭合，并通过简短、精确的时间控制维持EELV，这是根据个体呼吸力学特性来个性化调整的。由于EELV是ERS和PEEP-体积的函数，与FRC成正比，并且由TLow的持续时间决定，考虑到TLow是根据呼气流量的固定百分比调整的，这是体积的积分，而不是固定或任意的时间，因此体积位移和EELV因此被直接控制。

正常情况下，呼气末肺容量接近呼吸系统的舒张量。这定义了FRC，其中肺向肺门的回弹力被胸壁的向外的力抵消，有助于维持稳定的气体交换，最大限度地减少呼吸功（WOB）并优化心肺功能。FRC丧失（称为EELV）在接受机械通气的住院患者中是常见的，并且在ARDS中更为突出。静态EELV的作用不仅对心肺有益，而且可能提高肺保护策略的有效性，因为它最小化了肺部应变，尽管采用LVT策略，肺部应变仍可能很高。

虽然设定PEEP的目的是通过产生呼气阻力来维持或增加EELV，但这种关于APRV产生自动PEEP的观点预示着只有在APRV中EELV的增加是不可控的。由于在机械通气中适当的EELV在保护性通气中是必要的，因此一个合理的问题使用设定压力（PEEP）间接维持EELV还是使用流速时间（TLow）指导来直接保留和控制EELV，因为容量是流量的积分。由于PEEP和TLow都可以维持EELV，关键的区别在于静态膨胀（需要的）与DHI（不需要的）之间。对于auto-PEEP，"空气潴留"和APRV中的DHI似乎是对短暂的呼气释放时间（TLow）的反应。然而，即使在COPD中，呼气时间对缓解DHI的影响很小，将呼气时间延长至>7s，也不会显著改变DHI，在哮喘患者中也是如此。同样，在186名有气流限制/阻塞性肺疾病的患者中，Natalini等（2016年）表示“令人惊讶的是，在我们的机械通气受试者样本中，呼吸模式（f，TE，VT和MV）的变量似乎在auto-PEEP中起到的作用很小”以及“似乎即使在有气流受限的患者中，可以通过主要作用于患者的可改变特征来更有效地减少auto-PEEP，而操纵呼吸模式可能对整体auto-PEEP只有微不足道的影响。”

等压点除了弹性回弹产生气流限制并延迟肺排空外，还有助于增加气道阻力，允许在达到静态平衡体积之前进行下一次吸气努力/呼吸，从而导致DHI。此外，在有气流限制的患者中，EELV可能超过预测的FRC。尽管在文献中已有详细描述，但auto-PEEP的发生率仍然未知；然而，大多数DHI病例发生在有气流限制的患者中，即使没有机械通气或通常接受常规通气。而“低水平”auto-PEEP已被描述为LVT。Bergman（1972年）首先使用术语DHI描述了通过将RR增加到66 b/min并增加VT到1 L，在七名麻醉患者中逐渐发生气体潴留的现象。随后，Pepe和Marini（1982）在一系列病例中描述了“autoPEEP效应”，这些病例中三名患者出现了DHI，使用11-12 ml/kg的VT与容量辅助控制(VAC)模式，其中两名患者已知患有慢性阻塞性肺病(COPD)，一名患者有活动性支气管痉挛。因为COPD患者由于RAW增加，在呼气末肺部排空速率降低，DHI风险最大，所以使用设定的PEEP来减少RAW和DHI。这个设定的PEEP导致肺排空速率更快、更均匀，这似乎有助于减少DHI并可能改善通气触发。同样，在ARDS患者中，由于低肺容量下呼气阻力显著增加，呼吸系统放气速率逐渐降低，随着肺容积减少，气道直径也会减小。因此，在 ARDS 中应用 PEEP 会降低类似于 COPD 患者的呼气阻力，并导致相对恒定和快速的肺排空速率，肺超微结构数据显示PEEP通过扩张气道，这可能是减少RawD 一种机制。

由于PEEP可以减少COPD和ARDS中的Raw，增加肺排空可能有助于减少COPD中的DHI，因为此时ERS低（即，低回弹力）；然而，当ERS高（即，ARDS）时，肺可能迅速排气导致肺不张。因此，具有高ERS的患者吸入肺容积较少，并保持高回弹力，并在没有显著气流限制的情况下，减少DHI的可能性。例如，在经盐水灌洗的兔子模型中，使用快速PaO2探头比较短呼气时间（TExp）（0.83s）和低PEEP（3 cmH2O）与延长TExp（2.9s）和高PEEP（14cmH2O）。结果显示，与低PEEP/短TExp组相比，高PEEP/长TExp组经历了更多的周期性复张（P 0.001）。此外，低PEEP/短TExp组没有产生PEEPi。作者总结“在没有PEEPi的情况下，预防呼气末去复张表明了另一种机制，与 PEEPi 不同，它在肺不张的动态行为中发挥作用。”此外，与高PEEP组相比，CO在短TExp中平均增加了13%（P 0.001），混合静脉饱和度也是如此（P 0.001）。在盐水灌洗的ARDS幼猪模型中，Boehme等（2015年）发现延长吸气相导致平均PaO2更高，而短Texp减少了PaO2的气体摆动，表明短Texp减少了周期性复张-塌陷（c-R/D）。使用反比通气（IRV）缩短TExp减少了去复张时的时间，使得肺部整体更好地复张。使用电阻抗断层扫描，随着I:E从1:4增加到4:1时，区域通气发生了变化，通气从非依赖区重新分布到依赖区。Boehme等（2015年）还发现，随着Texp的减少，所有设置中的PEEPi可以忽略不计。作者得出结论“复张和塌陷的时间常数以及区域通气分布，反映了这些发现，并强调了周期性复张和塌陷的时间依赖性”。

虽然EELV传统上通过PEEP管理，但目前仍不清楚在特定时间对特定患者来说，什么水平的PEEP能够防止气道闭合。尽管增加PEEP与氧合呈线性相关，并且通常用作复张的替代指标，但从体内显微镜观察的那样，它仍然是一个评估肺泡稳定性较差的指标。通过递减PEEP研究显示，在每降低PEEP水平时都会减少EELV，使得这个PEEP水平难以控制、肺部的时间依赖性。关于PEEP对肺微结构影响的数据表明，PEEP主要导致导管扩张而不是防止肺泡塌陷，并增加了肺泡异质性（图5）。实际上，PEEP-FIO2量表最近被质疑对CARDS患者是危险的。

或者，通过TCAV™方法设置的TLow，实验数据显示APRV通过增加肺泡稳定性，减少微应变和肺泡异质性，并且与PEEP相比，减少气道扩张，使气道更加正常（图4-7）。通过TCAV™方法，针对正常到高ERS（例如ARDS）的患者，TLow被调整为EFT/EFP 75%，对于低ERS患者（例如COPD，哮喘）则调整为<50%-25%（图12）。最后，通过TCAV™方法分析SLOPEFT，可以随着患者的疾病过程演变实时评估呼吸力学，而不是任意选择PEEP或尝试使用氧合作为肺泡稳定性和低肺应变的替代指标。在APRV中，PLow设置为0 cmH2O时，可以实时观察到气道阻力和EELV的变化，包括ERS或阻力变化，例如COPD的实验模型。图13显示了在急性支气管痉挛（重症哮喘）的患者中TLow的演变，通过实时床边监测气流限制和相应的TLow调整（图13）。当出现可接受水平的自主呼吸时，并且因为APRV-TCAV™中的释放阶段非常短暂，有三个主要的影响：1)自主呼吸主要发生在CPAP阶段，保持神经吸气时间；2)在有气流限制的患者中，CPAP与减少DHI相关，允许患者保护他们的肺容量，不太可能出现不可控的DHI；3)与闭合的呼气阀相比，在吸气阶段使用主动呼气阀，允许患者在设定的释放频率之外呼气，并通过使用腹部呼气肌肉获得吸气帮助。

图12.被动呼气以确定APRV中的呼吸力学 - 时间控制的自适应通气（TCAVTM）方法的气道压力释放通气（APRV）使用被动呼气的呼气流曲线斜率来确定呼吸力学。

（A）（左）是一位具有高ERS的患者，其特征为呼气流速>50升/分钟和急剧的斜率减速角度。斜率减速受吸气肺容量和下游阻力（天然的和人工气道以及PLow>0cmH2O）的影响。ERS的变化（即，单位体积的回弹力）或气道阻力的增加（气流限制）会改变呼气峰流速（EFP）和斜率角度。高ERS时的TLow调整为终止呼气流（EFT）在峰值呼气流量（EFP）的75%。通过精确和个性化的流量-时间调整作为体积的积分来控制终末呼气肺容量（EELV）。由于TLow的个性化调整是基于肺的弹性回弹和ERS，因此不应调整以实现潮气量（VT）或控制PaCO2。75%的EFT/EFP已经过实验校准、临床验证，并已证明可以优化EELV，防止气道闭合，并降低正常至增加ERS的肺部的肺应变.

（B）（右）是一位低ERS、低回弹力和高阻力的患者，其呼气流速<20升/分钟和较平缓的斜率减速角度，TLow调整为25%的EFT/EFP，这已经过校准，以减少肺泡异质性、肺炎症、肺水肿，以及与呼吸机引起的肺损伤相关的生物标志物的基因表达，并通过个性化COPD模型，改善右心室功能。

图13.急性支气管痉挛(哮喘状态)患者的TLow设置。活动性支气管痉挛患者实时流量调节及气道压力释放通气(APRV) BI-VENT床边监测气流限制

(A)容量控制模式，呼气流量波形中未见内部动态(Dyn)呼气末正压(PEEP)

(B)模式改为BI-VENT/APRV，呼气峰流速(EFP)测量值为-20 L/min，提示严重气流受限。注意，EFP是在减速开始时测量的，而不是立即损失回路气体压缩导致的假象。对于气流受限的患者，将流量调节至0.95 s，目标是终止流量(EFT)从25%到<50%。

(C)急性支气管痉挛缓解，EFP接近70 L/min，允许TLow减慢至0.8s，同时继续将EFT/EFP的目标定为25%至<50%。

(D)支气管痉挛持续改善，EFP接近80L / min，使TLow减慢至0.7 s，同时继续将EFT/EFP的目标定为25%至<50%。潮气量和分钟通气量的逐渐增加使PHigh逐渐降低(未显示)。注意，该呼吸机不允许PLow设置为0 cmH2O，最低设置为1 cmH2O。

误区#8–将PLow设置为0 cmH20会导致肺损伤和肺泡塌陷

尽管关于哪种程度PEEP水平具有保护性尚无定论，但有观点认为，在APRV中，从PHigh突然过渡到PLow为0 cmH2O是不可控的，可能会造成机械性损伤，而这种损伤本可以通过PEEP得到预防。即使TLow时间很短，PLow为0 cmH2O也可能导致肺泡萎陷。使用TCAV™方法进行APRV时，PLow设置为0 cmH2O是因为是通过时间（而不是压力）来控制EELV。此外，PLow > 0 cmH2O会改变被动呼气的流速-时间曲线，从而减弱了回弹力，使得SLOPEFT不再反映呼吸系统的力学特性。

与PEEP一样，APRV中PLow的设置尚无共识。然而，研究表明，APRV中PLow为0 cmH2O，并且TLow设置为EFT/EFP的75%时，可以维持EELV，防止呼气末气道塌陷，产生对远端气道（肺泡和导管）的最小微应变（图4），最大程度减少导管扩张（图5），并在与PEEP设置高达24 cmH2O的LVT相比后，能够在异质性肺损伤后恢复肺泡的均一性（图6）。研究表明，在急性肺损伤模型中，APRV组肺泡面积在吸气和呼气之间的变化小于5%，这与未受伤肺的面积变化相似；而使用临床上最常用的10 cmH2O PEEP水平的LVT组，即使在吸气和呼气之间，肺泡面积也变化了50%，比RACE诱导的肺泡塌陷要大10倍（图8）。此外，为了确定APRV的有效性，一个比较APRV和LVT的转化模型显示，将TLow设置为75% EFT/EFP且PLow设定为0cmH2O的APRV组，通过P/F比、组织学或炎症标志物的检测显示，均未引起肺损伤，而LVT组的所有动物通过P/F比、组织学和炎症标志物的检测提示都发展成了ARDS。另外，一项关于ARDS预防的观察性研究观察了231例使用TLow 75% EFT/EFP和PLow 0cmH2O的APRV方案的患者，结果未显示出更高的ARDS发生率或死亡率，这表明使用TLow 75% EFT/EFP和PLow为0 cmH2O能够有效限制肺泡塌陷，进而表明其不会加重肺损伤的假设是成立的。

还有人认为，将PLow设置为0 cmH2O并不会增加EFP。然而，这一观点是基于模拟器模型生成的数据，该模型无法量化肺和胸壁的粘弹性情况，人们推测在比较不同PLow设置时，EFP将保持不变，不会有延迟。为了达到他们的目标，每当PLow增加时，PHigh也相应增加，以保持25 cmH2O的压力差。这当然不代表APRV的临床应用，就像每次增加PEEP时增加PCV的吸气压力一样。他们的结果表明，EFP在每次增加PHigh及同时增加PLow时都会上升，这不足为奇，因为在单一隔室模型中预期会出现更大的回弹。然而，这一概念在20名患者中进行了测试，其中只增加了PLow而没有增加PHigh，这反映了在临床实践中使用TLow控制EELV的标准做法，并显示随着PLow逐步增加超过0 cmH2O，EPF逐渐减少。

由于呼气流速对分泌物的清除至关重要，Mahajan等（2019年）在装有气管插管的保存猪肺模型中进一步验证了将PLow设置为0 cmH2O的效果。研究使用了多种吸气峰流速与呼气峰流速的比来比较APRV（TCAV™方法）与LVT（ARDSnet协议）。两组PHigh/Pplat的设置相同。在APRV组中，仅将PLow从0逐步调整到5再到10 cmH2O；而在LVT组中，PEEP从5逐步调整到10再到20 cmH2O。随着PLow的增加，EFP和粘液移动都减少了，这很重要，因为研究表明，EFP有助于清除粘液。与LVT组在任何PEEP水平下都没有粘液移动相比，APRV-TCAV™组产生了最大的近端粘液移动，如图14所示。此外，在比较APRV-TCAV™与VAC在实验性肺炎中的研究中，APRV-TCAV™与较少的肺损伤、较少的菌血症以及与炎症相关的介质的基因表达减少有关。

总结来说，使用TCAV™方法进行APRV时，设置PLow并不是必要的，而且不同的PLow水平就像不同的PEEP水平一样，这将继续是一个未解决的问题，并且在可预见的未来可能仍然是这样。然而，所有实验模型都显示，当使用PLow为0cmH2O和TLow为75% EFT/EFP时，可以减少肺损伤或完全预防肺损伤。在临床上，试验表明，使用PLow为0cmH2O和TLow为75% EFT/EFP的APRV并不逊色于LVT，如果APRV引起肺损伤，这是不太可能的。一个常见的误解是认为呼吸机上显示的宏观通气参数与肺的微观环境之间存在线性关系，而实际上APRV产生的动态应变是最小的。

图14.比较气道压力释放通气（APRV）和低潮气量（LVT）实验组的吸气峰流速（IPF）、呼气峰流速（EPF）和近端粘液移动情况。橙色和蓝色条形图分别表示IPF和EPF（左侧垂直轴）。近端粘液移动由连接数据点的虚线表示（垂直轴）。TCAV协议组1、2和3使用APRV，PLow（标准APRV-TCAVTM，分别为0、 5 cmH2O、10 cmH2O的设置各不相同。ARDSNet LVT组4、5和6 PEEP，分别为0、10和20 cmH2O。

误区#9–不能在APRV中测量驱动压力（△P)

在Zhou等（2017年）的研究中，作者指出：“为了使APRV和LTV的ΔP具有可比性，APRV的ΔP是在与LTV相同的条件下测量的”（原文如此）。作者将 APRV组的模式临时改为VAC，以测量ΔP。认为在APRV中无法测量ΔP的部分原因可能是Kacmarek等使用单腔测试肺模型对设置的PEEP与内源性PEEP（auto-PEEP）进行比较的一项研究，该研究经常被引用，并据此推断APRV可能导致呼气末压力和EELV分布不均，从而使ΔP的测量不准确。遗憾的是，该研究并未提供呼气压力平衡所用的具体时间，更重要的是，由于肺和胸壁组织的粘弹性特性，测试肺无法反应肺和胸壁内组织应力的恢复情况。此后，一些学者基于测试肺模型的数据进一步推断，认为APRV可能导致不均匀通气，从而增加容积伤和肺不张伤的风险。然而，现有的生物数据表明，这些观点是不准确的推测。

在动物模型中使用IRV VT 8-12ml/kg产生内源性PEEP（PEEPi），并对静态（PEEPi stat）和动态（PEEPi Dyn）测量进行了比较。PEEPi stat是通过5s的呼气保持来测量的，而PEEPi Dyn则是通过呼气至无气流状态来测量。结果表明，PEEPi Dyn仅在使用乙酰甲胆碱(MCh)诱导的急性非均质性气道阻塞时低估了PEEPi stat，而在无MCh导致的支气管痉挛的情况下，PEEPi stat与PEEPi Dyn相近。这表明气流限制，如支气管收缩，对PEEPi Dyn[而非PEEPi stat]的测量影响最大，以及估计肺泡压力和测量ΔP的能力。Kollisch-Singule等在APRV的肺损伤模型中发现，肺损伤后肺泡不均一性正常化，与正常未损伤肺泡大小分布相匹配，从而恢复了肺泡均一性；而LVT即使应用5至24cmH2O的外部PEEP也无法实现不均一性肺泡的正常化。总之，与使用外部PEEP的LVT相比，APRV在肺损伤后产生均匀的肺泡大小和分布方面更为优越。在另一项研究中，探讨了肺泡与导管气体分布比率，即传导气道与肺泡在远端气腔的气体空间占据率，APRV将TLow设置为EFT/EFP 75%，恢复了接近损伤前比率的肺泡与导管气体比率。相比之下，LVT和PEEP无法恢复肺泡气体容积，但会逐渐过度扩张肺泡导管容积。最后，在模拟有损伤的依赖肺区和正常的非依赖肺区“婴儿肺”的复杂猪肺损伤模型中，使用40 cmH2O的PHigh模拟APRV过度扩张。使用APRV EFT/EFP75%的情况下，既没有发生肺不张伤也没有过度膨胀，对正常和受损肺区域均产生了最小的损伤。

有观点认为APRV可能引起右心衰竭，可能是由于APRV产生的高ΔP，但没有数据支持。相反，对200名被动呼吸的患者，如术后患者（即麻醉或神经肌肉阻滞剂）使用4s呼气保持测量ΔP。收集的数据涵盖了四种通气模式：1）n = 86 VAC；2）n = 28 PCV；3）n = 74 APRV-TCAV™ 作为标准模式（S-APRV）；4）n = 12 APRV-TCAV™ 作为抢救模式（R-APRV），用于患者使用常规呼吸机模式失败时。与 VAC 组（P= 0.0010）和 PCV 组（P= 0.0002）相比，S-APRV 组的ΔP 最低，但与 R-APRV 组（P= 0.3379）相比无统计学差异。最后，尽管Neumann等经常提到APRV时胸膜压力的大幅波动会增加肺容积伤和肺不张伤的风险，但他们的研究表明，当 TLow 从 2.5s降至 0.5s时，无自主呼吸机械通气的ΔP会降低，例如TCAV方法中的EFT/EFP设置为75%。

机械通气的功率定义为从呼吸机传输到肺部的能量，由驱动压（△P）、VT（△ V）、RR、PEEP和吸气流速组成，因此快速吸气和缓慢呼气会增加功率。发现与死亡率增加最相关的两个变量是ΔP和RR。鉴于APRV使用的时间设置（THigh 和 TLow），通气时的RR和ΔP通常较低。TLow和PHigh 取决于CRS和肺复张能力，由于TLow时间较短，因此在给定RR的情况下，THigh的持续时间通常是传统通气时间的1-1.5倍。延长THigh可逐渐恢复肺容积、提高气体交换效率，因此RR逐渐降低，并且当 VT与CRS（即△P）匹配时，这些时间设置会降低关键的机械功率变量。在爆炸性肺损伤的实验模型中，与 LVT(20.7J/min）相比，APRV 的机械功率（11.9 J/min）明显降低。

误区#10–有自主呼吸,APRV才起效/自主呼吸在APRV中有害

关于APRV下自主呼吸的争议，这个误区在赞成和反对的说法中兜了一圈，又回到了原点。一方面，有人认为若无自主呼吸参与，APRV将无法发挥作用，其生理优势也将不复存在。另一方面，也有观点认为APRV对患者的呼吸功（WOB）有显著影响，且在APRV过程中自主呼吸的成本显著增加，可能带来伤害。

首先，我们来探讨关于没有自主呼吸时APRV失去优势的说法。尽管APRV可能有助于自主呼吸，但这并非其发挥作用的先决条件。实验和临床数据表明，即便在缺乏自主呼吸的情况下，APRV仍然能够带来益处。由于采用TCAV™方法的APRV能够预防或阻止VILI的发展，并有助于肺部的稳定，因此即使是明显没有自主呼吸的脑死亡供体也能成功使用。实际上，有研究表明，在采用APRV管理的器官捐献者中，肺的器官利用率（84%）显著高于使用VAC组（18%）（p < 0.001）。此外，器官恢复数据显示，在捐献者管理过程中使用APRV可以增加成功恢复的器官数量。

其次，有关在APRV通气期间自主呼吸可能有害、并导致呼吸功（WOB）增加的说法，并没有得到任何数据的支持，也没有任何证据显示这种情况在APRV中的发生率会高于其他通气模式。Neumann等在2002年的研究经常被误引，错误地将APRV期间的自主呼吸标记为总是有害的。实际上，该研究是一项包含28名患者的观察性研究，其中包括慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者（25%）、急性肺损伤（ALI）患者（32%，根据柏林标准为中度ARDS），以及具有非特异性病理学的患者（43%）。在Neumann的研究中，使用了Dräger Evita 1呼吸机的BIPAP模式，其触发和流速终止固定在25%，这可能会增加COPD患者的呼吸功。PHigh被逐步提高，直至患者停止自主呼吸，然后降低25%的未知 PHigh值以诱导患者自主呼吸，这可能导致肺泡去复张和患者出现呼吸窘迫。实际上，研究者在论文中表达了担忧，担心即使是从PHigh到PLow短暂的压力释放，也可能引起肺塌陷。然而，研究者在数据收集之初，继续采用了一种急剧降低PHigh并延长PLow持续时间的方案，这可能会造成更严重的肺泡塌陷和呼吸窘迫。作者同样指出：“因此，若在危重症患者中应用如此短暂的释放时间，必须确保充分的通气支持。” 此外，他们还指出：“这可以通过提高PHigh以增加机械通气的驱动压力，或增加释放周期（即，在患者开始呼吸困难时迫使其自主呼吸，很可能暴露出过度的呼吸功）来实现。”最后，由于每种通气设置仅应用了大约30min，作者承认：“因此，无法对本研究中使用的通气设置的潜在长期影响（例如，呼吸肌疲劳的发展或氧合的改善）做出结论。”

本文还存在许多方法学和统计学问题，包括样本量不足、统计功效缺失以及标准差大，特别是在分析跨肺数据（用于评估呼吸功）时，以及辛普森悖论导致一系列肺病理学混淆。例如，急性肺损伤（ALI）患者的最佳通气参数不太可能与COPD患者一致。在三组患者中，使用短暂的TLow设置并未对血流动力学、自主呼吸能力或气体交换造成显著不良影响。最为关键的是，作者并未得出APRV增加了呼吸功或有害的结论，研究的最终结论实际上是：“APRV是一种开放系统，无论PHigh和PLow的设定时间如何，患者都能独立掌控呼吸周期的‘时间控制’。”

在机械通气的过程中，患者的 WOB 过高非常重要，但往往未得到足够重视。不幸的是，即使在常规机械通气模式下，呼吸困难和窘迫也很常见。这种呼吸困难往往与焦虑、疼痛以及不适当的通气参数设置相关，并且与患者入院期间及出院后两年内的死亡率增加有关。此外，拔管后呼吸困难与再次发生呼吸衰竭的风险增加有关。在机械通气过程中，患者还可能遭受心理不适和创伤后应激障碍（PTSD）的困扰。然而，尽管自主呼吸可能引起呼吸困难和过度的呼吸努力，但在机械通气过程中缺乏自主呼吸同样具有负面影响。实际上，无论是呼吸过度还是完全没有自主呼吸，都可能延长机械通气的持续时间并影响患者的结局。当思考自主呼吸的问题时，我们必须认识到，它永远不应被简单地视为一个非此即彼的事件——也就是说，它不应仅被描述为“存在”或“不存在”——也不应该完全依赖于呼吸机模式的名称。更为关键的是，它实际上依赖于呼吸机与患者呼吸系统之间的相互作用。

自主呼吸的节律起源于脑干，并受其精密控制。脑干不仅是调节呼吸的动力，还管理着呼吸肌的活动，这一切都依赖于众多化学和机械感受器的反馈信号，只有在满足这些感受器的要求时，才能实现自主呼吸的多种益处并提高其效率。包括气体交换、肺容量、CRS、呼吸肌功能障碍的程度以及膈肌的位置等多个因素，共同影响着患者进行有效且不引起过度呼吸功的自主呼吸能力。包括APRV在内的任何一种机械通气模式，或任何一种通气条件，都不能保证不会诱发过度WOB。相反，临床医生的角色是支持、选择和准备能够进行无害自主呼吸的患者，并消除VILI和呼吸机诱发的膈肌功能障碍等并发症。由于现在过多和缺乏自主呼吸都是对患者预后的不利因素，现在比以往任何时候都更加需要最佳的方法和对呼吸系统的深刻理解。我们不能再固步自封，任由患者在呼吸机上停滞不前，而只是关注通气参数、脉搏血氧饱和度和动脉血气。

吸气努力的增加可能会对肺部产生有害影响——这是患者自身造成的肺损伤（P-SILI）的概念。由于P-SILI是由跨肺压力变化决定的，这些变化并不依赖于特定的通气模式，即使在没有呼吸机的情况下也可能发生。因此，适当设置的APRV和患者的选择不应使患者面临更高的P-SILI风险。因为高流量需求和空气饥饿是呼吸困难的最严重形式，所以了解哪些通气设置可能缓解或加剧呼吸窘迫是很重要的。通过增加PEEP水平来增加EELV，从而减少空气饥饿。例如，在低PEEP水平下进行的自主呼吸与更大的肺和膈肌损伤有关，而在更高的PEEP水平下进行的自主呼吸则具有保护作用。从生理上讲，随着肺容量的增加，机械感受器向脑干提供反馈，抑制吸气努力，并在需要时发出信号让呼气肌主动呼气。相反，在低肺容量时呼气受到抑制，激活最大的吸气驱动力。在功能残气量(FRC)水平时，肺容量和膈肌收缩的位置对于呼吸的启动是最理想的。从FRC开始引起的肺容积改变使膈肌的弯曲程度发生变化，进而影响其产生力量的能力。随着肺容量的增加，膈肌的弯曲度减小（变得扁平），导致其产生力量的能力降低（即力量-长度关系）。在低肺容量时则相反，膈肌力量的产生达到最大，并且与脑干的高吸气驱动力相协同。实际上，Kallet等的病例报告阐释了这一点，该报告描述了一名从PCV转换为VAC LVT进行ARMA试验的患者，该患者迅速发展为负压性肺水肿，CRS下降，随后在撤除LVT后肺水肿迅速缓解。这导致作者得出结论：“……急性肺水肿的加剧与实施肺保护策略同时发生。肺水肿的迅速出现和消退与低潮气量通气策略的实施和撤除相吻合，使我们怀疑强烈的吸气努力是患者心肺状况突然恶化的原因。” 这些作者所记录的内容在呼吸困难的生理学和脑干对肺容量的控制方面是广为人知的。许多呼吸系统病理，例如气体交换受损、肺损伤以及胸壁和其他感受器的激活，都可能增加呼吸驱动力和呼吸困难的感觉，反射性地刺激进一步增加潮气量。采用低潮气量策略治疗的ARDS患者更有可能经历空气饥饿、呼吸困难，并可能长时间依赖呼吸机，这可能增加了患PTSD症状的风险。然而，低潮气量策略与解决呼吸困难的内在生理机制——增加肺容量相冲突。此外，在低肺容量下，膈肌的位置使其能够产生高力量和压力，以满足高吸气驱动力。相对地，在APRV中使用TCAV™方法进行自主呼吸，目标是在FRC或略高于FRC时开始呼吸。一旦FRC重新建立、满足了适当的肺容量和流量需求，APRV的CPAP阶段就减少了吸气努力和空气饥饿。由于典型的呼吸模式是保护肺容量，呼气肌提供吸气的辅助作用，因此吸气努力通常很小。CPAP阶段（或PHigh）允许对肺容量进行细致调整，使患者能够在主动呼气和最小吸气努力之间自如转换。结合开放的呼吸系统，患者能够无限制地自主呼吸，保留神经控制的吸气时间，从而减少患者的不适感。这些特性在正确设定APRV和恰当患者选择的情况下，改善了患者与呼吸机的相互作用，满足了呼吸需求，控制了通气，并增加了舒适度，这表明 APRV 可以在适当的工作水平下促进自主呼吸。

对 APRV试验的误解

我们相信我们已经提供了足够的证据来揭穿文献中流传的未经证实的10个误区，其他误区依然存在，本综述并未涉及。然而，我们确实希望讨论关于使用APRV的常见反对意见，即负面研究中存在的回忆偏差。虽然到目前为止还没有多中心随机对照试验(RCT)证明APRV比LVT更优越，同样也没有多中心RCT证明LVT比APRV更优越。实际上，最近的荟萃分析倾向于支持APRV——尽管存在较大的异质性。

有三个试验常被强调为APRV的失败案例。需要注意的是，在2000年ARDSNet ARMA试验之前，三项使用各种方法的LVT研究均未能显示出任何益处。随后，耗资4100万美元的ARMA试验比较了在VAC中设置VT的两种方法：LVT方法（6 ml/kg）对比HVT方法（12 ml/kg）（ARDSNet 2000年），结果显示死亡率有所下降。在阅读 APRV 的三项所谓负面试验的 “标题 ”之后，会发现以下几点：

1．Hirshberg等的试验因无效而停止，但并非因为APRV模式本身无效或对患者造成伤害。该试验的目标是将APRV的VT调整至与LVT相似的≤6 ml/kg，但由于未能达到此目标而不得不终止。研究共分为三个组别：1) 使用VAC的LVT，目标VT为6 ml/kg（n=17）；2)APRV，目标VT为6 ml/kg（n=18）；3) APRV，无特定VT目标（n=17）。TLow的调整范围为EFT/EFP的50-75%，这可能解释了为何VT会超过12 ml/kg。耐人寻味的是，即使两个APRV组的VT都超过了12 ml/kg，气压伤或死亡率也未见增加。除了未能实现VT目标外，其他方面，包括血流动力学或血管活性药物需求、气压伤率、镇静或神经肌肉阻滞剂使用、再插管、无呼吸机天数、医院死亡率或ICU住院时间均未表现出显著差异。

2.Ibarra-Estrada等的试验被称为CARDS患者的APRV研究，该研究因死亡率而停止。以下是详细情况：在记录了四起气压伤事件之后，数据安全监测委员会建议停止招募COVID-19患者，尽管这一建议并未得到一致同意。在研究被中止前，两组间在死亡率或气压伤发生率上并无显著差异，这也是建议中止研究的原因。Shrestha等在系统评价和荟萃分析中指出，COVID-19患者中增加的气压伤发生率与病情的严重性增加相关，而与特定通气模式无关。我们之前详细回顾了Ibarra-Estrada等的研究，以及APRV组中高碳酸血症的发生率，其中RR低于LVT组。作者承认，临床医生对于使用低于常规4-6s的THigh感到迟疑，这通常用于病情较轻的患者，因而导致APRV组的设定RR降低。

3.Ganesan等的试验报告显示，与 LVT 相比，APRV在作为儿童ARDS患者的主要通气策略时，死亡率有升高的趋势。然而，APRV组患者的主要肺损伤/ARDS 原因是呼吸道症状持续时间更长、入组时重度ARDS病例更多，这表明该组患者病情更重。此外，APRV组中污染病例的数量也有所增加，污染病例被定义为需要替代通气模式的病例，但其原因尚不完全清楚。相反，APRV组的气压伤发生率、镇静镇痛的使用率以及血流动力学不稳定性均呈下降趋势。作者指出，自主呼吸是APRV的先决条件，而我们之前的研究表明自主呼吸并非必要条件。然而，与Ibarra-Estrada等的研究相似，THigh被设定在4.0s，这显著降低了设定的呼吸频率（RR），并迫使患者承担了大部分的总分钟通气量（MVe）。对于儿童ARDS患者而言，4.0s的THigh是过高的，因为使用的呼吸机（Hamilton Galileo）的TLow值不能设置为<0.2s，这将导致 RR 值达到 [最高] 14 b/min。4.0s的THigh不仅会导致CPAP阶段延长，患者在这期间承担了更大的总分钟通气量和代谢负荷；而且如果未将TLow设定为实现EFT/EFP的75%，那么肺泡的不稳定性以及RACE现象就无法停止，从而阻碍了肺复张的开始。最后，本研究如果无法获得可靠的Pplat，则将PHigh初始设定为15cmH2O，然后逐步调整至 PHigh 28cmH2O，以获得相应的 P/F 比值。但是，如果VT超过 6-7ml/kg理想体重（IBW），PHigh 值就会降低，这可能会导致进一步的去复张、减少通气面积，进而加剧高碳酸血症和过高的呼吸功(WOB)。总之，APRV 组的肺泡不稳定性可能从未停止过，从而导致P/F比值降低，随后死亡率呈上升趋势，这可能是由于以下设置造成的：对于儿童ARDS 患者来说，THigh 很可能过高；TLow可能未达到75%（如果需要＜0.2s）,以及当VT超过6-7 ml/kg IBW时降低了PHigh。其他作者已经解决了这些问题和其他统计分析问题。

总结

科学应建立在证据基础之上。对APRV的负面反应，有时是不经思考的，且在缺乏支持数据的情况下被发表。一些作者甚至宣称“APRV是一种危险的模式”，“没有理由考虑将APRV作为呼吸机支持的方法”，并将其形容为“恶魔的魔杖”，却没有任何科学证据来支持这些断言。事实上，一些对APRV最强烈的反对意见之后，是承认缺乏或根本没有使用该模式的临床经验。如果因为新数据不符合我们之前的想法而忽视或谴责它们，那就是“反科学”。正确的方法应该是仔细地审视并全面考虑所有科学和临床信息，以成为一个有洞察力的批判者。

本综述的目标是强调关于APRV最常见的误区和误解，并评估这些说法是否有科学依据。我们发现的是一些反复出现但缺乏支持的论断，很多都是循环使用的逻辑谬误。尽管APRV远未得到充分的科学研究，TCAV™方法突出了非传统的肺管理概念，值得进一步探索以扩展我们对肺脏及其与呼吸机相互作用的总体认识。我们相信我们已经展示了APRV并不是一个过于复杂、难以理解的模式，它与IR-PCV不同，本身并不会造成气压伤或容积伤，也不会产生高VT，不会导致右心室过度负荷或不安全的auto-PEEP，如果PLow设置为0 cmH2O，也不会导致肺泡塌陷，能够控制PaCO2并设定足够的RR，可以获得ΔP，无论患者是否有自主呼吸都可以使用。科学总是得益于竞争性的观点、辩论和我们对概念的不断完善，而所有这些都是由知识渊博的批判者提出的。不幸的是，错误信息是科学的天敌。

正如爱因斯坦所说：“重要的是永远不要停止质疑”。