肺部微小爆炸：機械通氣的隱藏風險

機械通氣器雖然拯救了無數生命，但也可能帶來隱藏的傷害。一項突破性的研究揭示，肺部微小氣囊（肺泡）的反覆塌陷和重新開啟，會產生極強的微觀應力——類似於微小的爆炸——這可能導致危及生命的呼吸器誘發性肺損傷。這項由杜蘭大學主導的研究指出，肺泡的反覆塌陷和重新開啟，可能在機械通氣過程中造成微觀組織損傷，這種損傷在每年數千例死亡中扮演了重要角色。

這篇研究於今日（3月3日）發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上，深入探討了呼吸器誘發性肺損傷，這是一種在COVID-19疫情期間因呼吸器使用激增而更廣泛被認識到的嚴重併發症。機械通氣器透過將富含氧氣的空氣推入肺部，幫助無法有效自主呼吸的患者維持生命。

研究人員發現，肺泡的重新開啟和塌陷過程（稱為肺泡招募和去招募）僅佔通氣過程中總能量消耗的2-5%。然而，在急性呼吸窘迫症候群（ARDS）的模型中，這種微小的能量消耗直接與肺損傷相關。研究主要作者、杜蘭大學生物醫學工程教授Donald P. Gaver形容，這就像在脆弱的肺部表面發生了一場微小爆炸，雖然規模小，但其產生的能量強度約為每平方米100瓦，相當於陽光照射的強度。

ARDS是一種嚴重的肺部疾病，影響約10%的重症監護病房患者，即使使用現代通氣技術，其死亡率仍高達30-40%。研究團隊使用豬的ARDS模型，探討了呼吸器能量如何在肺部轉移和消散。結果顯示，減少這種能量消耗能促使快速恢復，而當5-10%的肺泡經歷反覆的招募和去招募時，患者的病情會持續惡化。

研究建議，最小化這些反覆的塌陷和重新開啟迴圈，可以顯著減少呼吸器誘發的肺損傷。研究人員指出，調整通氣策略以防止此類事件發生，可能改善重症患者的治療結果。此外，這項研究的發現也有助於開發新的通氣協議，旨在減少肺損傷並提升全球重症監護病房的護理品質。

Gaver表示，接下來的步驟應包括開發即時監測裝置，以量化重新開啟事件，並將這些資料整合到治療策略中，以最佳化通氣並改善患者結果。這項研究是與佛蒙特大學、紐約州立大學上州醫科大學（SUNY Upstate）和馬裡蘭大學休克創傷中心合作完成的。