急性呼吸窘迫综合征（ARDS）严重程度的机制标志物与通过电阻抗断层成像扫描（EIT）在床旁测量的通气/灌注（V/Q）不匹配之间是否存在相关性？本观察性队列研究招募了接受控制通气的ARDS患者，并测量了以下严重程度标志物：循环细胞因子、气体交换、呼吸力学和胸部影像学；以及基于EIT的V/Q失调。V/Q失调与肺内皮、上皮和缺氧组织功能障碍的循环生物标志物、平台压较高、氧合较差以及肺水肿相关。通过EIT测量的V/Q失调可能是ARDS严重程度的综合准确标志物，从而解释了它与结果的相关性。
V/Q不匹配一直被描述为ARDS严重程度的标志及其病理生理学和临床相关性被最近的COVID-19大流行进一步强调。用于评估V/Q失调的经典方法在床旁不可行（例如：多重惰性气体消除技术），一种床旁无辐射肺成像方法—EIT已被引入以量化ARDS。EIT测量不匹配的V/Q（即非通气/灌注肺单位加上通气/非灌注单位）的区域分数，包括分流室和死腔室，受代偿机制的影响较小。临床研究表明，不匹配的V/Q是ARDS预后和指导个体化治疗的潜在的新型床旁标志物。本研究旨在验证不匹配的V/Q单位百分比是否也可以被视为ARDS严重程度的病理生理决定因素。研究假设是不匹配的V/Q单位百分比可以包含ARDS的多个病理生理过程，从而支持相关预后和机制亚表型的鉴定。
我们进行了一项前瞻性、观察性和横断面研究，包括符合ARDS柏林定义的深度镇静和插管成人患者。患者接受完全被动控制机械通气，无呼吸肌活动，排除严重血流动力学不稳定、使用EIT禁忌证（例如起搏器）和接受体外膜肺氧合（ECMO）的患者。患者保持仰卧半卧位，临床通气设置保持不变。EIT连续记录区域通气并离线分析。使用电导率造影剂法通过EIT评估肺灌注：在吸气末屏气期间，通过中心静脉导管快速推注10 ml 5%氯化钠溶液。这些测量仅在患者入组时与其他生理测量一起进行一次。肺单位根据以前的方法分为通气、非灌注（仅通气）、非通气灌注（仅灌注）或通气和灌注。然后，如前所述量化仅灌注、仅通气和总不匹配V/Q单位的百分比（即仅通气的百分比加上仅灌注单位的百分比）。在EIT测量的同时，从用于临床目的的动脉导管中提取动脉血样，测量以下具有ARDS预后和机制意义的生物标志物：碳酸酐酶9（CA9）；
缺氧诱导因子1（HIF1）；
晚期糖基化终末产物受体（RAGE）；
血管生成素2（ANG2）；
白细胞介素-6（IL-6）；
如前所述，使用其他基于EIT的通气数据来计算呼吸摆动和区域通气延迟（RVD）的幅度，呼吸摆动是区域肺泡通气异质性的指标，RVD是周期性肺泡开合风险（即远端损伤）的另一个指标，这是公认的呼吸机诱导肺损伤（VILI）机制。呼吸力学通过短暂的气流阻断计算。功能性分流分数根据Berggren方程。因临床原因进行的胸部CT扫描进行定量分析。根据Shapiro-Wilk检验评估的数据分布，数据表示为SD±平均值或中位数（第一—第三个四分位数）。分类数据以数字（百分比）表示。为了研究不匹配的V/Q是否是机械血浆生物标志物的独立决定因素，研究拟合了一个多元线性回归模型，其中包括直接增加VILI风险的变量，这些变量（Pplat、DP、RVD和呼吸摆动）是根据生理学原理先验选择的，并证明了病理生理学和临床相关性。该模型根据年龄、临床严重程度（SAPSⅡ）和胸片受影响的象限数量进行调整。双侧P＜0.05被认为具有统计学意义。25例入组患者符合ARDS队列中常见的特征。ARDS诊断和纳入之间的延迟为2天（1～4天）（早期ARDS）。![]()
图1. 不匹配的通气/灌注（V/Q）单位与血浆中肺损伤的机制生物标志物之间的相关性。ANG2=血管生成素2，CA9=碳酸酐酶9，HIF1=缺氧诱导因子1，RAGE 晚期糖基化终末产物受体在调整年龄、 SAPSⅡ评分和胸片涉及的象限后，多元线性回归模型显示不匹配的V/Q单位百分比是血浆CA9和HIF1浓度增加的唯一独立决定因素。![]()
图2. 不匹配的通气/灌注（V/Q）单位与呼吸力学之间的相关性在气体交换方面观察到仅灌注单位百分比与由Berggren方程计算的分流分数直接相关（r=0.42；P=0.038）。与依赖区域（即肺泡塌陷通常导致分流的区域）相比，达到非依赖的肺灌注比例较大，与不匹配的V/Q的较低百分比相关（rho=–0.53；P=0.005），动脉乳酸与不匹配的V/Q百分比之间的相关性（r=0.47；P=0.020），加强了该指标对ARDS结局的预后影响（图3）。![]()
图3. 不匹配的通气/灌注（V/Q）单位百分比与仅具有血气分析估计参数的灌注单位之间的相关性。在左下角，灌注比的值已使用对数函数进行转换。DEP：依赖，Qs/Qt：功能性分流分数。就肺水肿程度的床旁测量而言，不匹配的V/Q单位与胸片上出现炎症浸润的肺象限数量（rho=0.73；P<0.001）以及肺损伤评分（r=0.42；P=0.037）呈正相关（图4）。![]()
图4. 基于电阻抗断层成像扫描的通气/灌注（V/Q）参数与肺损伤评分、胸片和CT扫描的相关性![]()
图5. 来自2例代表性研究患者的主要生理变量。胸片、CT 扫描以及V/Q参数的说明性研究数据和图像，这些参数来自具有低（A）和高不匹配V/Q单位（B）的代表性患者的电阻抗断层成像扫描。HIF1: 缺氧诱导因子1，RAGE: 晚期糖基化终末产物受体。不匹配的V/Q亚型与ARDS严重程度的病理生理标志物之间的相关性。我们对不匹配的V/Q亚型进行了单独分析，结果显示与血浆生物标志物的相关性更强，而死腔（仅通气单元）和分流（仅灌注单元）的力学更差，氧合更差，肺水肿更严重。这些结果进一步强化了基于EIT的V/Q失调的良好病理生理学背景。本研究将不匹配的V/Q单位百分比描述为量化ARDS病理生理严重程度的可能床边标志物，这可能会克服“基于生理学”和“基于生物学”方法之间的二分法，并可能有助于理解ARDS异质性。研究数据表明，不匹配的V/Q单位百分比可以很好地代表功能和解剖特征的综合情况，因为它们与灌注的区域分布和非依赖区和依赖区水肿量的关系证实了这一点。同样，不匹配的V/Q单位百分比与Pplat和DP之间存在相关性，但与Vt无关，这可能表明与肺应激和VILI风险存在特定关联。事实上，在我们的分析中，不匹配的V/Q单位百分比优于VILI风险的其他指标。关于与生物途径的联系，实验研究表明，肺内仅通气或仅灌注（即存在不匹配的V/Q单位）是多种损伤机制的驱动因素。在目前的ARDS患者队列中，描述了不匹配的V/Q单位百分比与上皮损伤生物标志物（HIF1和RAGE） 和内皮功能障碍（CA9和ANG2） 之间的相关性。内皮细胞和上皮细胞损伤是ARDS病理生理学的根源，本研究数据证实了V/Q失调与肺损伤的几个关键途径激活之间的关联。另一方面，本研究找不到不匹配的V/Q单位百分比与先天免疫非特异性细胞因子（TNF-α和 IL-6）之间有任何显著相关性，这表明不匹配的V/Q单位百分比可能反映了肺特异性损伤机制，而不是炎症的通用激活。
在 ARDS 患者中，EIT测量的不匹配的V/Q单位百分比与机制生物标志物和肺损伤严重程度的广泛生理测量值相关。这些数据表明，不匹配的V/Q单位百分比可能是ARDS严重程度和个性化治疗有效性的新型病理生理学和生物学床旁综合标志物。本公众号转载的文章仅用于学术信息传播和学习，版权归原作者和原出处所有，如有侵权请联系删除。
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