介紹

      呼氣末正壓（PEEP）是指在控制或輔助機械通氣中呼氣時施加的正壓：它確保在呼氣結(jié)束時肺泡內(nèi)的壓力高于大氣壓，主要目的是防止肺泡塌陷。

       在本章中,，我們指的是 '外源性PEEP',，即呼吸機上設(shè)置的PEEP水平。這不應(yīng)與內(nèi)源性或自動PEEP相混淆,，后者是由于氣流阻塞或流量限制而導(dǎo)致的不完全呼氣結(jié)束時的肺泡壓力,。

      PEEP被認為是管理危重病人ARDS的關(guān)鍵通氣療法。Ashbaugh及其同事在1967年首次正式描述了PEEP對扭轉(zhuǎn)急性呼吸窘迫綜合癥（ARDS）低氧血癥的有益作用,。

       總的來說,，PEEP增加了胸腔內(nèi)的壓力，這種壓力根據(jù)它們各自的順應(yīng)性不同地分布到肺部和胸壁,。

      在這一章中,，我們將首先描述在ARDS中應(yīng)用PEEP的病理生理學(xué)效果。隨后,，我們將描述如何根據(jù)不同的目標(biāo)選擇PEEP,，以及用不同方法獲得的主要臨床結(jié)果。

病理生理學(xué)：PEEP的有益作用

       在ARDS中,，PEEP可以通過抵消表面活性劑損傷引起的表面張力升高,、肺部重量增加引起的疊加壓力和胸壁反沖力來防止部分肺泡塌陷。

      這些作用可以避免呼氣時肺泡過度放氣,，然后減少肺內(nèi)分流,。從技術(shù)上講，PEEP的作用是防止肺泡過度復(fù)張,，而復(fù)張是一種 '吸氣現(xiàn)象',。同時，由于PEEP的增加通常與吸氣壓力的增加有關(guān),，這兩種現(xiàn)象（復(fù)張和避免去復(fù)張）往往是相互關(guān)聯(lián)的,。另外，在打開肺泡所需的壓力高于避免去復(fù)張的壓力（滯后）的前提下,，可將復(fù)張動作（RM）與PEEP的滴定結(jié)合起來使用。

       當(dāng)應(yīng)用PEEP時,，一些肺泡對氣體交換的參與得到恢復(fù),，呼氣末肺容積（EELV）增加。這通常會導(dǎo)致肺部應(yīng)變的減少和呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性的改善,。反過來,，在相同潮氣量的情況下，驅(qū)動壓也會降低：這是可取的,，因為較低的DP和較高的存活率之間存在著強有力的聯(lián)系,。

      此外，PEEP可以通過減少肺萎陷傷（即在潮汐通氣過程中周期性的肺泡打開和關(guān)閉）和減少肺部異質(zhì)性和應(yīng)力,，從而導(dǎo)致更均勻的通氣,，并減少應(yīng)力集中作用,，即與具有不同彈性界面的肺單位相鄰的區(qū)域。

病理生理學(xué)：PEEP的有害影響

      如果PEEP設(shè)置不當(dāng),，會對呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)產(chǎn)生有害影響,。

      高水平的PEEP可以顯著增加右心房壓力。這可以決定靜脈回流的壓力梯度下降,。因此,，這導(dǎo)致了右心前負荷的減少，然后左心前負荷的減少,，最后是心輸出量的減少,。

      與其他壓力一樣，PEEP傾向于影響具有較高順應(yīng)性的肺部區(qū)域,。通常情況下,，在ARDS中，無論PEEP設(shè)置多高,，實變的區(qū)域都很難重新開放,，而非依賴性區(qū)域--開放和通氣良好的區(qū)域容易過度擴張，這可能會促進肺泡炎癥和損傷,。此外,，根據(jù)復(fù)張和擴張之間的平衡，PEEP可能會增加肺血管阻力,，從而增加右后負荷,，有發(fā)生肺心病的風(fēng)險。最后,，如果肺泡壓力高于毛細血管壓力,，可能會因為毛細血管的閉塞而增加肺泡死腔，導(dǎo)致二氧化碳的清除障礙,。

關(guān)于ARDS中PEEP設(shè)置的建議

      目前的指南沒有建議ARDS中PEEP的具體水平或閾值,。然而，在中度或重度ARDS中,，有條件地建議采用較高而非較低的PEEP水平,，這來自于Briel等人的個體患者數(shù)據(jù)薈萃分析。在這項研究中,，較高和較低PEEP組的PEEP平均水平分別為15.3（±3.4）和9.0（±3.1）cmH2O,。盡管有這些建議，在ARDS中常規(guī)設(shè)置的PEEP水平還是低得令人擔(dān)憂,。在LUNG SAFE中,，中度和重度ARDS的PEEP中值水平為8.3和10.1 cmH2O。同樣，在最近發(fā)表的SAGE研究中,，作者證實,，在美國，PaO2/FiO2≤150 mmHg的ARDS患者中,，PEEP的平均水平較低,。

     不幸的是，關(guān)于如何設(shè)置PEEP的方法的建議是缺乏的,，一種技術(shù)是否優(yōu)于另一種技術(shù)是未知的,。這仍然是一個有很大爭議的話題，我們將在本章的其余部分重點討論,。

旨在在床邊調(diào)整PEEP的策略

 NIH PEEP/FiO2組合表

       美國國立衛(wèi)生研究院ARDS網(wǎng)絡(luò)為潮氣量試驗提出了一種根據(jù)ARDS的嚴重程度來滴定PEEP的方法,。在不連續(xù)的步驟中增加PEEP（達18-24 cmH2O）與在0.3-1.0范圍內(nèi)增加FiO2（也是不連續(xù)的步驟）有關(guān)，目標(biāo)是正常氧血癥,。

      隨后,，這些研究人員提出了一個較高的PEEP/FiO2表--與第一個標(biāo)為 '較低 '的表相反。為了測試PEEP對VILI的貢獻者可能起到的積極保護作用（即萎陷傷,、容積傷,、氣壓傷和生物傷），在兩個隨機對照試驗中對這兩個表進行了比較,。與低PEEP組相比,，接受較高水平PEEP治療的病人顯示出動脈氧合的改善，這表明較高水平PEEP的肺部負責(zé)更多,，但沒有觀察到死亡率的差異,。

      支持使用PEEP/FiO2表的一個假設(shè)是改善氧合和肺部復(fù)張之間的關(guān)系，這種關(guān)系相當(dāng)薄弱,。一方面,，如果PEEP的增加導(dǎo)致EELV的增加，一些肺部灌注被引導(dǎo)到現(xiàn)在重新獲得通氣的區(qū)域,。這就決定了右向左分流的減少,，從而使動脈氧合得到改善。另一方面,，由于PVR的增加和過度膨脹,，PEEP可能會減少氧合。這有可能使血流分流到塌陷的肺單位,，然后增加右向左的分流。事實上,，并不是所有的病人在增加PEEP后都能顯示出氧合的增加,。然而，使用PEEP/FiO2表，就必須在增加FiO2的同時增加PEEP,，而忽略了病人的個體反應(yīng)（包括氧合和呼吸力學(xué)方面）,。同時，表格減少了與PEEP脫鉤的FiO2不適當(dāng)增加的風(fēng)險,。

      兩個大型臨床試驗的二次分析表明,，改善氧合--增加PEEP的結(jié)果--與改善生存率有關(guān)，這一點得到了支持,。

       在評估氣體交換時,，不應(yīng)忘記PaCO2和死腔，因為它們對通氣灌注不匹配的敏感性,。Suter等人在1975年提出,，死腔部分的減少與氧運輸?shù)脑黾雍挽o態(tài)順應(yīng)性的增加有關(guān)。事實上,，在恒定分鐘通氣量的情況下,，PaCO2隨PEEP增加，表明死腔增加,，這可能是由于肺泡灌注減少和過度滯留造成的,。

呼吸力學(xué)：呼吸系統(tǒng)的順應(yīng)性和驅(qū)動壓 (Cpl,rs)

      自1975年以來，呼吸系統(tǒng)的順應(yīng)性被建議作為PEEP滴定的目標(biāo),，當(dāng)時Suter和Falke在兩項單獨的研究中報告,，PEEP的增加與FRC、Cpl,rs和氧合的增加有關(guān),。然而,，使用Cpl,rs作為優(yōu)化PEEP設(shè)置的目標(biāo)是基于這樣的假設(shè)：Cpl,rs的增加反映了由于肺泡復(fù)張而增加的肺容量，而過度拉伸則導(dǎo)致順應(yīng)性的損失,。這主要取決于肺部可復(fù)張容積的多少以及充氣不良和不充氣的肺部區(qū)域的開放壓力,。此外，這假定胸壁和腹部力學(xué)不受PEEP應(yīng)用的影響,。此外,，另一個可能具有誤導(dǎo)性的因素是呼吸周期內(nèi)的肺泡開放和關(guān)閉，這可能會高估PEEP對增加Cpl,，rs的貢獻,。

      最近，有人提出了一種基于驅(qū)動壓（DP）的PEEP優(yōu)化,，它等于潮氣量和Cpl,rs之間的比率,。Cpl,rs與EELV成正比，因此與 '嬰兒肺 '大小成正比,?？傊?，DP是在通氣肺上輸送的潮氣量的代表，它與死亡率獨立相關(guān),。此外,，在最近對ALVEOLI和ExPress試驗的重新分析中，Yehya和同事們比較了死亡率與協(xié)議呼吸機改變后PaO2/FiO2和DP的變化之間的關(guān)系,。研究者觀察到,，與氧飽合度的變化相比，DP的變化與死亡率的關(guān)系更為密切,，這表明DP與死亡率的主要關(guān)聯(lián)作用,。

      最近，通過ART試驗的結(jié)果,，尋找較低DP（或更高的順應(yīng)性）作為設(shè)定PEEP的目標(biāo)的概念受到了挑戰(zhàn),。這個試驗報告表明，針對Cpl,rs進行RM隨后進行降低PEEP試驗會增加死亡率,。我們認為,，這項研究不能夠排除使用更高的PEEP或者針對更低的DP作為目標(biāo)。在ART試驗中可能有其他因素導(dǎo)致了較高的死亡率,，比如使用60 cmH2O的強力RM（之后降低到2O）,，總體時長長達數(shù)分鐘，需要使用神經(jīng)肌肉阻滯劑,、重要的液體擴張以及在PEEP滴定后采用的額外RM,。此外，PEEP被設(shè)置在與最低DP（或最佳Cpl,rs）相關(guān)的值上方2 cmH2O,，這可能導(dǎo)致非依賴性肺區(qū)域過度膨脹,。

壓力-容積（PV）曲線和肺容積測量

      一些作者提出使用壓力-容積曲線的下拐點作為閾值，PEEP應(yīng)設(shè)置在其以上,。這應(yīng)該將萎陷傷降到最低,。這種策略的主要局限性是需要深度鎮(zhèn)靜和（可能的）神經(jīng)肌肉阻滯，在一些病人中識別拐點的不確定性,，以及開放壓力位于PV曲線的整個吸氣支上的事實,。由于肺泡關(guān)閉壓力低于開放壓力，PV環(huán)路顯示出相關(guān)的滯后性,，并為在增加PEEP前應(yīng)用復(fù)張手法提供了依據(jù),。其他研究者提出使用呼氣支來滴定PEEP。與使用吸氣支相比,，這似乎更符合生理學(xué)原理,。然而，ARDS的肺在重力梯度（即從依賴性肺區(qū)到非依賴性肺區(qū)）之后,，在高壓水平開始塌陷,。

      在 PEEP 滴定過程中肺容積的變化也可以評估 PEEP 變化后通氣容積的增加,。稀釋氣體技術(shù)（包括氦氣或氮氣的洗入/洗出）已被用于測量EELV。當(dāng)PEEP增加時,，EELV必然會增加（即使沒有任何復(fù)張），與順應(yīng)性成比例,。如果EELV的增加超過了預(yù)測值（順應(yīng)性與PEEP變化的乘積）,，那么額外的體積就被認為是反映了新肺單位的通氣。最近,，Chen和提出了一種基于PEEP從15到5cmH2O突然下降的方法,。如果增加的呼出量高于預(yù)期（基于順應(yīng)性），那么這些量之間的差值將對應(yīng)于 'PEEP復(fù)張的量',。復(fù)張容積的順應(yīng)性和低PEEP時的順應(yīng)性之間的比率被稱為 '復(fù)張與充氣比率',，這是一個可以在床邊描述肺部復(fù)張能力的工具。

應(yīng)力指數(shù)（SI）

       SI 是容量控制通氣（吸氣流量平方）期間壓力-時間曲線斜率的數(shù)學(xué)描述,，由公式 Paw =a * t^b+ c 描述,。SI 是指數(shù) b。這是在某些呼吸機上計算得出的,，或者在其他情況下必須“目視評估”,。低于 1 的 SI 值表示在充氣過程中順應(yīng)性逐漸增加（呼吸周期內(nèi)復(fù)張），而高于 1 的值表示過度膨脹,。因此,，SI 的最佳值被認為是 1。Grasso 等人表明,，與較低的 PEEP/FiO2 表相比,，當(dāng)壓力指數(shù)用作 PEEP 滴定目標(biāo)時，Cpl,rs 較高,，炎癥生物標(biāo)志物水平較低,。

跨肺壓

      使用跨肺壓來調(diào)整PEEP的概念來自于這樣一個概念，即在部分壓力擴張肺部的同時,，它也以可變比例擴張胸壁,。在PV曲線右移（即肥胖）或胸壁順應(yīng)性低的情況下（即腹脹、胸腔積液或燒傷）,，增加的氣道壓力用于擴張胸壁,，因此，擴張肺泡的壓力將減少,。由于這個原因,，食道（作為胸膜的替代）壓力已被用于剖析胸壁和肺部對整體氣道壓力的貢獻。有兩種主要的方法用于估計肺動脈壓力：一種是基于絕對壓力值,，而另一種則是依靠潮汐充氣引起的波動,。

      在EPVent試驗中,，Talmor及其同事證明，根據(jù)食道壓調(diào)整PEEP--旨在實現(xiàn)呼氣末跨肺壓水平在0至10 cmH2O之間,，取決于FiO2--改善氧合和Cpl,rs,，并且與較低的PEEP/FiO2表相比，引起28天死亡率的非顯著降低（17% vs 39%,，p = 0.055）,。鑒于干預(yù)組的PEEP絕對值明顯較高，在隨后的EPVent-2試驗中,，作者將食管壓力引導(dǎo)的PEEP調(diào)整與較高的PEEP/FiO2組合表進行了比較,。在任何結(jié)果終點上，都沒有觀察到組間差異,。有趣的是,，在一項輔助分析中，治療對60天死亡率的影響受到多器官功能障礙基線嚴重程度的影響,，在APACHE-II評分較低的情況下,，食道壓引導(dǎo)組的死亡率較低。

肺部影像

       CT掃描是研究ARDS患者肺部氣體區(qū)域分布的一個重要進展,。不同的小組利用CT掃描的優(yōu)勢,，更好地了解肺部力學(xué)、機械通氣和肺部通氣與塌陷分布之間的關(guān)系,?？紤]到病人轉(zhuǎn)移和放射線暴露的需要，肺部CT分析可用于PEEP設(shè)置,，用于選定的病例和研究目的,，因為它很難適用于日常的臨床工作。

      康斯坦丁和他的同事們根據(jù)放射學(xué)成像技術(shù)對ARDS進行了區(qū)分,，即局灶性與彌漫性ARDS,，并對彌漫性疾病的患者設(shè)置了較高的PEEP。這并沒有導(dǎo)致全組人群死亡率的降低,，但這一結(jié)果因被錯誤分類的患者的高死亡率而變得模糊不清,。

       肺部超聲最近被提議用于PEEP的滴定，因為它是評估肺部復(fù)張的可靠技術(shù)--然而,，使用它并不能提供關(guān)于過度膨脹的可靠信息,。

      最近，電阻抗斷層掃描被提出來,，因為它有可能分辨出區(qū)域性的肺部去復(fù)張和過度擴張,。EIT是無輻射的，可以在床邊進行,。此外,，EIT可以提供潮氣通氣的區(qū)域分布的動態(tài)信息,，并可以推斷出PEEP變化后EELV的變化。雖然有一種方法是基于遞減PEEP試驗中順應(yīng)性的區(qū)域變化,，但我們提出了一種基于遞增PEEP試驗的方法,，在每次PEEP增加前使用 '診斷性 'RM（圖17.1）。這樣做的目的是為了在潮汐通氣過程中獲得一個穩(wěn)定的EELI信號,。

圖17.1 該圖像顯示了在呼氣末正壓(PEEP)變化過程中肺容積的行為,，其間穿插著 '診斷性 '復(fù)張動作(RM)，由EIT監(jiān)測,。在第一個RM中，PEEP水平保持不變,，鑒于呼氣末肺容積的增加,，顯示了肺泡復(fù)張的存在。然而,，PEEP水平不足可導(dǎo)致肺泡去復(fù)張,，因為EELV恢復(fù)到基線值。增加2+2cmH2O的PEEP可以在復(fù)張后保持肺泡的穩(wěn)定性,。

      新的數(shù)據(jù)表明有可能對肺部灌注的分布進行成像,，這可能允許考慮到通氣灌注不匹配的PEEP優(yōu)化。

PEEP：ARDS表型的作用

      近年來,，對ARDS生物學(xué)和放射學(xué)表現(xiàn)有了更深入的了解,，使得同一綜合征的不同表型有了特點。

       Calfee等人報告說,，根據(jù)臨床和實驗室數(shù)據(jù),，存在兩種不同的ARDS表型。作者觀察到,，只有高炎癥型通過使用較高的PEEP水平顯示出死亡率的降低,。這些發(fā)現(xiàn)最近在對ARDS的隨機臨床試驗和LUNG SAFE真實生活數(shù)據(jù)集的重新分析中得到了證實。

結(jié)論

      PEEP是ARDS機械通氣期間的一個關(guān)鍵參數(shù),。PEEP可增加通氣的肺容量,，并可避免去復(fù)張。然而,，PEEP可以導(dǎo)致肺泡過度膨脹和血流動力學(xué)不穩(wěn)定,。目前的指南建議對中重度ARDS患者采用更高的PEEP水平。滴定PEEP的不同策略包括NIH PEEP/FiO2組合表,、遞增或遞減PEEP方案,、食道導(dǎo)管或肺部成像的先進技術(shù)，如EIT,。

       滴定PEEP的主要目標(biāo)包括氧合,、呼吸力學(xué),，以及最近的肺部復(fù)張募與去復(fù)張之間的平衡成像。

      對ARDS的生物學(xué)和放射學(xué)認識的進步有助于對ARDS的定義和管理進行更有針對性的描述,，表明哪些ARDS表型可以從較高和較低的PEEP水平中獲益最大,。

來源：

Mechanical Ventilation from Pathophysiology to Clinical Evidence；

Giacomo Bellani 

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