1999年，Slutsky教授描述了原始的四种呼吸机相关性肺损伤（VILI），包括容积伤、气压伤、生物损伤和肺萎陷伤（表1）。气压伤是最早在1973年被描述的。

有些人的观点是，这只看到了对肺造成损害的最终结果，而不是呼吸机造成损害的原因。呼吸机可操控的部分包括压力、容积、流量和呼吸频率。

不同气道压力的定义常常令人困惑，不同的论文也有不同的定义。不同的定义都有很好的论据，我不打算一一论述。我将使用以下定义：

与呼吸机成分相比，观察最初的四种呼吸机相关性肺损伤，它们可以分为以下每一类：

*生物创伤是由于其他 VILIs 造成的损伤以及无氧自由基释放细胞因子所致。由于疾病过程本身产生的细胞因子也会造成损伤，因此可将其视为额外通气。

随着人们开始关注呼吸机的原因，呼吸频率、流量和其他因素也开始受到关注。

2000:

发现呼吸频率对呼吸机相关的肺损伤有影响。在这项研究中，相同压力下增加呼吸频率会导致肺水肿加重和血管周围出血增加。希腊语中时间的词根是 chrono，这种创伤可定义为时间创伤。

2016:

Amato等人发表了一篇关于驱动压力的论文。该论文研究了肺泡扩张所需的压力，即跨胸压。其定义为 Pplat - PEEP。研究发现，驱动压力≤ 15 cmH20 可降低 ARDS 患者的死亡率。导致 VILI 的驱动压力称为能量创伤。能量创伤是指能量在肺泡中的耗散。

此外，2016 年有研究表明，流量与呼吸机相关的肺损伤有关。通过观察肺应变（即潮气量与功能残余量之比），可以计算出应变率。应变率是肺应变除以吸气时间。简化的方法是查看随时间变化的容量，也就是流量。研究发现，高应变率会导致呼吸机相关的肺水肿和损伤。流量的希腊语词根是 rheo-，这种类型的损伤被称为流量创伤。此外，当流量向肺部的气流不足时，身体会通过增加呼吸功来做出反应，这也会导致损伤。

新的呼吸机相关的肺损伤：

时间创伤：患者呼吸频率过快导致的创伤

能量创伤：跨胸压过高造成的创伤

流量创伤：由于输送流量过多或不足造成的创伤

运动方程是将气体/空气输送到肺部所需的压力。

运动方程：

Pmusc + Pvent = 阻力 x 流量 + 容量/顺应性 + PEEP

如下图所示，等式的两个主要部分定义了阻力功和弹性功，但等式如图所示，是以产生的压力来测量的。

当运动方程乘以潮汐容量时(△V） 它等于功，并定义了能量需求或每次呼吸的能量（Ebr）。

△V / C：假设压力-容量曲线是线性的，因此积分是三角形，因此乘以1/2。

然后将每次呼吸的能量（Ebr）乘以呼吸频率，就得到了一段时间内的功，也就是功率。再乘以 0.098，单位就变成了焦耳/分钟，机械功率的方程式就产生了。

流量分解为 △V/Tinsp（吸气时间）

Tinsp 扩大为 1 分钟 = 60/RR - (I:E/(1 + I:E))，其中 I:E = 吸气与呼气比率

简而言之，机械功率是跨气道压力、跨胸腔压力和 PEEP 乘以潮气量和呼吸频率的乘积。

功率 = RR - TV - （跨气道压力 + 跨胸腔压力 + PEEP）

这个等式包含了所有的 VILI。加蒂诺尼将这种包罗万象的 VILI 描述为 Ergotrauma。Ergo 在希腊语中是工作的意思，指的是整个呼吸系统的动力。

这个等式很复杂，可能令人生畏或难以理解。希望将其分解为各个组成部分会有所帮助，并有助于全面了解如何预防呼吸机相关的肺损伤。

*生物创伤

References:

1. Slutsky AS. Lung injury caused by mechanical ventilation. Chest. 1999;116(1 Suppl):9S-15S. doi:10.1378/chest.116.suppl_1.9s-a

2. Wolfe DF, Sorbello JG. Comparison of published pressure gradient symbols and equations in mechanics of breathing. Respir Care. 2006;51(12):1450-1457.

3. Hotchkiss JR Jr, Blanch L, Murias G, et al. Effects of decreased respiratory frequency on ventilator-induced lung injury. Am J Respir Crit Care Med. 2000;161(2 Pt 1):463-468. doi:10.1164/ajrccm.161.2.9811008

4. Amato MB, Meade MO, Slutsky AS, et al. Driving pressure and survival in the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med. 2015;372(8):747-755. doi:10.1056/NEJMsa141063

5. Serpa Neto A, Amato MBP, Schultz MJ: Dissipated energy is a key mediator of VILI: Rationale for using low driving pressures. In Vincent JL (ed), Annual Update in Intensive Care and Emergency Medicine 2016. Cham, Springer, 2016, pp. 311–321.

6. Protti A, Maraffi T, Milesi M, et al. Role of Strain Rate in the Pathogenesis of Ventilator-Induced Lung Edema. Crit Care Med. 2016;44(9):e838-e845. doi:10.1097/CCM.0000000000001718

7. https://byjus.com/physics/work-energy-power/ Accessed 4/22/21

8. Marini JJ. Dissipation of energy during the respiratory cycle: conditional importance of ergotrauma to structural lung damage. Curr Opin Crit Care. 2018;24(1):16-22. doi:10.1097/MCC.0000000000000470