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跨肺压指导ARDS机械通气患者PEEP滴定的应用研究进展
2022-04-30
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在呼吸系统医学科领域内，急性呼吸窘迫综合征（ARDS）以死亡率高而引起高度重视，是一种危及生命的呼吸衰竭形式。在全球范围内，ARDS 占重症监护病房入院人数的 10%，每年有 300 多万重度 ARDS 患者［1-2］。尽管诊断和治疗手段经过几十年的发展，ARDS的病死率仍高达30-45%［3］。机械通气是治疗ARDS 的主要手段，如果运用不当，不但会加重肺部病变导致呼吸机相关性肺损伤（VILI），ARDS 发生肺损伤主要包括容积伤、气压伤、萎陷伤，还会增加患病率及病死率。由于ARDS特殊的病理生理特点，不同的ARDS患者及同一患者的不同肺区所需要的潮气量（Vt）、呼吸末正压（PEEP）也是不同的，而临床上对于同一个患者只能设置相同的Vt和PEEP值。肺泡开放的关键是要维持跨肺呼气末压在正压状态［4］，设置合适的PEEP值。如果 PEEP 过高，肺泡在已经复张的情况下无法保持稳定状态，气体交换和通气会受到肺泡过度膨胀的影响产生障碍，带来呼吸机相关性肺损伤，如果 PEEP 的值过低，肺泡会出现塌陷，影响氧合功能。因此，在 ARDS 机械通气中如何设置PEEP显得尤为重要 ，这是肺保护性通气策略所面临的一个主要问题。本文主要探讨跨肺压指导ARDS机械通气患者PEEP滴定的应用研究进展，怎样精准设置呼气末正压（PEEP）达到肺保护通气效果，希望为临床工作者设置PEEP提供一定的指导工作。



作者： 纳洛酮  延安大学咸阳医院呼吸与危重症医学科 
本文为作者授权医脉通发布，未经授权请勿转载。

ARDS相关知识


ARDS概念


ARDS是由肺内外多种因素(如肺炎、脓毒症、严重创伤、吸入)引起的一种复杂的临床疾病。在这些损伤因素的作用下，肺部和全身炎症反应失控，导致肺泡毛细血管内皮细胞和肺泡上皮细胞发生改变、毛细血管通透性增加，从而使大量液体渗出至肺泡和肺泡间质内发生肺泡水肿，导致的急性、进行性低氧性呼吸功能不全或者衰竭。

ARDS发生的生理机制


ARDS 病理生理特征为肺泡上皮和毛细血管功能受损，使膜渗透性增高，肺泡被蛋白质性液体和细胞浸润占据，最终导致肺容积减少、肺顺应性下降、通气/血流比失调，临床表现为呼吸窘迫及进行性低氧血症。

ARDS患者CT表现


Gattinoni 等人［5］对10 例ARDS患者行了肺部计算机断层(CT)扫描，结果显示肺组织正常边界和病变区域拼凑而成，呈现不均一，可分为实变区、低通气区、正常通气区及高通气区。病变区域大量肺泡闭陷，肺通气容积显著下降，仅占 20.30％，肺顺应性降低，肺内分流增加以及肺动脉高压升高等，共同引起呼吸窘迫、低氧血症等临床症状。

ARDS患者的呼吸力学变化指标


中、重症ARDS 患者经常因腹腔高压、肺和胸壁水肿、胸腔积液而升高胸腔内压(PPL)，这些升高的 PPL 可能会高于呼吸末的肺泡内压(PALV),此时呼气末跨肺压为负值引起肺泡塌陷可导致通气减少，氧合、呼吸力学指标恶化［6］。

呼气末正压（PEEP）


PEEP由于 1967 年首先提出，它是呼吸机上的一个设置按钮，是指在呼气末期将气道压力维持在高于大气压的水平。呼吸机在吸气相产生正压力，将气体压入肺内。

PEEP 的生理学作用


（1）应用 PEEP 可以使闭陷的肺泡复张，增加功能残气量，改善氧合，提高呼吸系统顺应性；(2)由于肺泡内压力升高，PEEP 促进肺泡内液体向肺间质移动；(3)改善通气/血流比例失调，有利于氧合改善。

PEEP的副作用


主要与PEEP 的大小和使用的方式有关［7］。(1) 肺气压伤: 由于 PEEP 过高可能会导致肺泡过度扩张最终可能会导致气胸、纵隔气肿或皮下气肿。(2) 减少心输出量: PEEP 使胸内压升高后，降低了全身静脉回流的压力梯度，从而降低右室充盈和右室每搏量，最终导致左心室充盈减少。(3) 增加低氧血症: PEEP的使用对于大多数均匀肺部疾病的患者是有益的，但是对于单侧肺部疾病的患者或进行单侧肺通气的患者可能会导致低氧血症。因为 PEEP 可能会导致血液从通气正常的肺部向病变部位分布，最终导致通气血流比值失调。(4) 颅内压增高: 对于颅内顺应性正常的患者，使用 PEEP 是安全的。在顺应性降低或颅内压升高的患者中，颅内压升高的幅度可能等于或大于应用的 PEEP。

跨肺压(Ptp)


跨肺压，又称应力，Ptp可准确反映胸膜腔表面拮抗肺组织回缩力，Ptp 在数值上等于肺组织的弹性回缩力，代表肺实质应力的肺跨壁压（Pcw，L），在数值上等于肺泡压（Palv）减去胸腔内压（Ppl）（Ptm，L=Palv-Ppl）。(Ptp=气道压[Paw] -PpI），跨肺压滴定最佳 PEEP 使 ARDS 患者增加肺功能残气量、改善通气/血流比失调，进而改善氧合［8］。

跨肺压监测的临床意义


吸气末时，监测跨肺压，可有效避免患者机体内肺泡过度膨胀，减少死腔通气，更好地保护患者肺部，避免其再损伤。呼气末时，应用跨肺压导向指导最佳 PEEP 的选择，可有效预防患者机体内肺泡塌陷。跨肺压反映扩张肺组织的压力，当基础状态呼气末时，若跨肺压＜0，患者肺泡塌陷的同时极有可能发生肺不张，而应用其指导最佳 PEEP，可协助患者维持呼气末跨肺压 ＞0，开放患者肺组织，有效复张肺泡，明显提高肺泡通换气功能，保证机体氧的运输，改善细胞缺氧状态，提高呼吸功能，进而显著改善低氧血症、心肺功能等，避免发生不可逆损害，显著降低患者的病死率［9］。

Ptp数值上等于肺泡内压与胸腔内压的差值，即静态条件下与胸膜腔表面对抗肺组织回缩的力量，是肺泡扩张的实际压力，与肺容积变化及肺损伤直接相关。当Ptp＞0cmH2O，提示肺泡处于开放状态。既往我们评估肺扩张压力时，主要通过平台压力估算，保持平台压＜30cmH2O，对于大部分胸壁弹性正常的患者，这种估算方法是可行的，但是对于肥胖、腹部压力高、胸壁顺应性差的患者，即使平台压等于或者超过30cmH2O时，其Ptp不一定很高甚至不一定能够达到使肺泡开放的压力。而对于体型过瘦的患者，即使平台压＜30cmH2O，也有可能导致肺损伤。尤其对于ARDS患者常合并胸部弹性改变，因此在小潮气量肺保护性通气的基础之上使用Ptp监测，可以去除胸壁弹性阻力异常的影响，更好的适应ARDS的病理生理学变化。

跨肺压指导设置 PEEP 的机制


ARDS 保护通气原则是打开可复张的塌陷肺，这需要设置PEEP，来维持已经开放的肺不再塌陷，维持其在开放状态，不发生二次塌陷，不出现由于反复开闭导致的剪切伤。

胸腔内压的测定


食管测压法是一种优化的机械通气管理方式，能更加精准地区分胸壁和肺脏所受压力，通过食管压代替胸腔内压计算Ptp可以为患者制定更加个体化的机械通气方案，应用食管测压法来指导 PEEP 滴定方案目前已成为 ARDS 常用的治疗措施之一［10］。食管作为一个薄壁肌性管道，食管下段可以很好地传递胸腔内压力，在此处测到的食管压力与胸膜腔内压相近，是胸腔内压的可靠代替，用食管内压代替胸腔内压来计算 Ptp指导PEEP 滴定可以实现患者呼吸机参数的个体化设定［11］。

采用成人型食管测压管 7003100 和用鸟牌 AVEA 呼吸机。先将成人型呼吸机食管测压管测量导管与呼吸机相应接口相连，然后进行食道气囊测试，确保无漏气后开始食道置管。要求患者均保持平躺状态，且以 30°为标准抬高头部，把少许石蜡油涂在食管气囊导管前端，插入食管时经患者鼻腔，按照 40 cm 的深度标准置入，打开食管测压按钮，此时呼吸机监视屏可见与呼吸相关的压力波形，将导管缓慢外撤直至出现锯齿样心脏震颤波，表明已经在食管胸腔中下段，或食管的下1/3。此时呼吸机主屏幕持续显示标准的气道压力和食道压曲线波形，当按压吸气暂停键时呼吸机屏幕显示出吸气末跨肺压（PtpPlat）的读数，当按压呼气暂停键时屏幕显示出 PtpPEEP（呼气末跨肺驱动压的读数）。同时可以显示肺顺应性（Cstat）和患者呼吸功（WOBp）。通气目标：呼气末跨肺压 为 0~10 cm H2O，通 过 调 节 PEEP 使 之 保 持 在 0~10 cm H2O，避免出现负值，即用最小 PEEP 保持最佳呼气末跨肺压 0~10 cm H2O［12］。

肺复张


2017 年欧美重症协会关于 ARDS 患者机械通气指南［13］推荐在 PEEP值设定前先进行RM。病人镇静给予患者丙泊酚或咪达唑仑或枸橼酸芬太尼持续泵入，镇静深度达到 RASS 镇静评分的-2 至-3 分，镇静后充分吸痰和清除气道分泌物。采用压力递增法，使得闭陷的肺泡充分复张，肺复张后，从 20cmH2O 起，每次递减PEEP 水平 2cmH2O，当达到 RM 完全的评估标准：PaO2/FiO2≥ 400 mmHg 或变化<10%即停止本次 RM 操作。

如何计算跨肺压


通过呼吸机(AEVE)显示屏监测仪记录潮气量(Vt)，通过吸气保持记录屏气 3 秒时的气道平台压(Pplat)，吸气末食道压(Pes-i)，呼气保持记录屏气 3 秒时总的呼气末正压(PEEPtot)，呼气末食道压(Pes-e)，根据公式吸气末跨肺压(Ptp-i)=(Pplat - Pes-i)，呼气末跨肺压(Ptp-e)=(PEEPtot - Pes-e)，分别计算吸气末跨肺压及呼吸末跨肺压。利用公式分别计算呼吸系统驱动压(ΔP)=Pplat - PEEP、跨肺驱动压(ΔPL)=Ptp-i - Ptp-e、呼吸系统顺应性(Cst)=Vt/(Pplat-PEEPtot)、胸壁顺应性(Cw)=Vt/(Pes-i - Pes-e)以及肺组织顺应性(CL)=Vt/(Ptp-i - Ptp-e)［14］。

跨肺压法滴定最佳 PEEP


在实施肺复张后，在 PEEP 递减过程中监测 Ptp，维持呼气末跨肺压(Ptp-e)在 0-10cmH20，维持指脉氧(SpO2)在 90％以上，潮气量(Vt)维持在6-8ml/kg,维持吸气末跨肺压<25cmH20，否则降低 Vt。当 Ptp-e＜0 时，以前一 PEEP 维持呼吸 Ptp-e＞0 且 Ptp-i＜25cmH2O时的 PEEP 作为最佳 PEEP。通过调整PEEP维持一个正向的呼气末跨肺压范围，可以有效防止呼气末可通气肺泡塌陷；同时在吸气末监测跨肺压防止可通气的肺泡过度膨胀，对ARDS肺是具保护作用的。

讨论


当 ARDS 发生时，正常通气的肺组织急剧减少，常被形象的称为“婴儿肺”（Baby lung）患者会出现大量的肺泡塌陷，从而减少肺容积量，增加肺内分流，通气比例失调及顺应性降低等导致顽固性的低氧血症。柏林会议制定的 《ARDS诊断与疗指南》中指出 ARDS的病死率为 27% ～ 45% ，轻中 重 度 ARDS的 病 死 率 分 别 为 27% 、32% 、45% ，认为中重度病死率居高不下的原因是小潮气量的机械通气策略治疗时，存在功能肺泡扩张过度及塌陷肺泡通气不足。有研究报道［15］，选择 6mL /kg 的 VT 及≤30 cmH2O 的限制气道平台压不能显著降低ARDS患者的病死率。因此，选择合适的PEEP显得尤为重要。在机械通气过程中，如果呼吸机参数设置不当，额外的压力和过大的通气容积可能会导致VILI，引起肺组织损伤（过度膨胀）［16］，而在呼气过程中过小的气道压和肺容积会导致其他机械伤。在通气循环过程中肺泡反复的复张和塌陷可能是造成这些损伤的原因，使可通气肺泡在每次呼吸都会扩张和塌陷，成为剪切伤；还会导致可复张和非复张肺之间的肺泡过度膨胀［17］。

小结


ARDS患者PEEP 设置的核心目标是使呼气末跨肺压保持正压 0~10 cm H2O，吸气末跨肺压小于等于25 cm H2O，从而到达肺能打开、维持肺泡开放、控制膨胀程度、稳定循环、最大化改善气体交换和通气、避免容积伤、气压伤的发生目标。利用跨肺压方法最有意义的方面是，可以个性化设置ARDS患者机械通气，减少患者VILI的风险。跨肺压指导ARDS机械通气患者PEEP滴定可以根据每个病人的生理，个性化的设置呼吸机参数改善VILI，食管测压法为估计Ptp提供了可能的技术［18］。在改善氧合、改善肺的顺应性、降低死亡率方面，一些使用Ptp设置通气模式的实验已经显示了令人鼓舞的结果［19］。因此，以跨肺压为导向为ARDS机械通气患者设置合适PEEP值是可行的，可以为临床医务工作者设置PEEP提供一定指导。

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