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【编辑推荐】为解决先天性膈疝（CDH）婴儿缺乏个体化通气评估指标、通气不均（VI）易致肺损伤的问题，研究人员利用婴儿混合呼吸模拟器开展仿真研究，发现时间常数比（T?/T?）和胸壁 - 肺顺应性比（Cw/CL）可评估 VI 程度，且与病情严重程度相关，为优化通气参数提供新方向。
先天性膈疝（congenital diaphragmatic hernia, CDH）是一种罕见但危及生命的新生儿疾病，每 10,000 例出生中约有 26 例，死亡率高达 38%，尤其在出生后第一周最为凶险。CDH 患儿因膈肌发育缺陷导致腹腔脏器疝入胸腔，常伴随严重的肺发育不全和通气不均（ventilation inhomogeneity, VI），这使得机械通气成为治疗核心，但也面临巨大挑战 —— 传统通气策略缺乏个体化评估指标，难以精准调整参数，极易引发通气相关性肺损伤（ventilator-induced lung injury, VILI）。目前临床常用的 severity measures 如疝缺损大小、肝脏位置、肺头比（LHR）等，虽能预测生存概率和远期并发症，但无法直接指导呼吸机参数设置，导致治疗陷入 “一刀切” 的困境。
为打破这一僵局，波兰科学院生物网络与生物医学工程研究所（Nalecz Institute of Biocybernetics and Biomedical Engineering, Polish Academy of Sciences）联合华沙医科大学的研究团队，针对单侧 CDH 婴儿的通气难题展开深入探索。他们希望开发一种无创、床旁可用的个体化通气支持方法，通过量化 VI 程度，实现峰值吸气压力（peak inspiratory pressure, PIP）和平均气道压力（mean airway pressure, MAP）等参数的精准调节。这项研究成果发表在《BMC Pediatrics》，为 CDH 治疗提供了全新的视角和潜在解决方案。
关键技术方法
研究团队采用婴儿混合呼吸模拟器（Infant Hybrid Respiratory Simulator, IHRS）结合呼吸机进行实验，通过构建 “数值 - 物理” 混合模型模拟 CDH 患儿的呼吸系统。实验设计了 250 次常规通气仿真，收集呼吸力学参数（如总气道阻力 Rrs、总顺应性 Crs）、呼吸机设置（呼吸频率 RR、呼气末正压 PEEP）及通气输出参数（PIP、MAP 等）。利用多元线性回归（multiple regression, MR）和非线性回归（non-linear regression, NLR）模型，分析通气参数与两项新提出的 CDH 严重程度指标 —— 对侧与患侧肺时间常数比（T?/T?）和胸壁 - 肺顺应性比（CW/CL）的相关性。此外，研究还纳入 3 例临床 CDH 病例（P?、P?、P?）的床边数据，验证模型的临床适用性。
研究结果
1. 回归模型的建立与验证
通过仿真数据构建的 MR 和 NLR 模型显示，T?/T?和 CW/CL与通气参数（PIP、MAP 等）具有显著相关性，决定系数 R2 范围为 0.78-0.98（P<0.001）。其中，NLR 模型对 PIP 和 MAP 的变异性解释率达 92%，对呼吸系统阻抗 Z 的解释率高达 98%，表明模型能有效描述 CDH 患儿呼吸系统的力学特性。
2. 临床病例的参数估算
利用建立的回归模型，研究团队估算了 3 例 CDH 患儿的 T?/T?和 CW/CL值：P?为 9 和 6.52，P?为 3.5 和 4.96，P?为 4 和 5.02。这些参数与疝缺损大小（gamma 系数 = 1, P<0.05）、机械通气时长及住院时间（Spearman 系数 0.99, P<0.01）呈显著正相关，而估算的 PIP、MAP 与临床实测值无统计学差异，验证了模型的可靠性。
3. 与传统严重程度指标的相关性
T?/T?和 CW/CL与疝缺损大小（A-D 分级）、机械通气时长、住院时间均呈强相关，但与产前预测指标如肝脏位置、预期肺头比（o/e LHR）的相关性未达显著水平，可能与样本量较小有关。此外，驱动压力（PIP-PEEP）与 T?/T?、CW/CL呈正相关（Rs=0.949, P<0.001），提示 VI 程度越高，所需驱动压力越大，VILI 风险也随之增加。
结论与讨论
本研究首次提出 T?/T?和 CW/CL作为 CDH 患儿 VI 程度的量化指标，通过回归模型实现了床旁无创评估，为个体化通气策略提供了关键参数。研究发现，这两项指标不仅能反映肺发育不全的严重程度，还与临床预后密切相关，有望成为预测 CDH 患儿机械通气时长、住院结局的新型生物标志物。
值得注意的是，研究结果与急性呼吸窘迫综合征（ARDS）动物模型的发现具有一致性：VI 程度（如不均匀性范围 IE）与 CW/CL呈对数相关，提示不同病因导致的肺不均匀性可能共享相似的力学机制。这为跨疾病领域的通气策略优化提供了新思路。
尽管研究基于小样本仿真和临床数据，但其创新性在于将呼吸力学建模与临床需求结合，开辟了 CDH 个体化治疗的新方向。未来需扩大样本量，纳入更多临床变量（如吸呼比 I:E、潮气量 VT），进一步验证模型的普适性。若能在临床推广，该方法有望减少 VILI 发生率，缩短住院时间，改善 CDH 患儿的长期预后，为这一难治性疾病的治疗带来革命性突破。
