个体化呼气末正压的术中滴定策略

南京医科大学附属南京医院（南京市第一医院）麻醉科 210006

【综述】

术中早期应用肺保护策略已逐渐被人们重视，早期施行肺保护不仅可以预防术中肺不张，还可减少术后并发症的发生，但肺保护策略尤其是如何滴定适宜的呼气末正压（positive end expiratory pressure, PEEP）一直是临床医师棘手的问题。现临床上用于滴定PEEP的方法有很多，但多用于ICU；由于手术时间和空间的限制，许多PEEP滴定法都无法在术中应用。目前可用于术中滴定PEEP的方法有：食管测压法、动态肺顺应性（dynamic lung complication, Cdyn）法、电阻抗断层显像技术（electrical impedance tomography, EIT）、经胸超声法，近年来又提出了一种通过阶梯性设置PEEP值计算跨肺压大小，并以跨肺压为导向滴定适宜PEEP的方法。本文将对上述5种PEEP滴定法进行综述。

保护性肺通气策略已被认为是ICU内机械通气患者的基本治疗方法。近年来，研究者将保护性肺通气策略拓展应用于手术室内，并发现术中早期应用肺保护策略不仅可以预防术中肺不张、肺水肿的发生，改善氧合，还可降低术后肺部感染、急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome, ARDS）等并发症的发生率 。现临床常用的保护性通气策略是：小潮气量（4~8 ml/kg）、平台压<28 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）、驱动压（平台压－PEEP）<15 cmH2O，以及适宜的PEEP 。

机械通气对肺的损伤主要有两个方面：一是潮气量过大导致的容积伤，二是肺泡的周期性开放/闭合产生的剪切伤。小潮气量通气可减轻容积伤的程度，而预防剪切伤需保证呼气末肺泡处于开放状态，可由PEEP进行调节。

适宜PEEP是指能够打开大部分肺泡的最小PEEP值。手术过程中手术操作、麻醉管理、机械通气等因素均可导致术中及术后肺不张的发生，因此术中设置PEEP值十分重要。而不同患者对于PEEP的需求与耐受不尽相同，同一PEEP值，胸腔内压力低者存在过度通气，胸腔内压力高者又不足以维持呼气末的肺泡开放 ，因此设定个体化PEEP就显得尤为重要。多项研究已证明，与仅设定固定PEEP值相比，个体化PEEP能够更好地改善术中氧合，并对术后预后产生积极影响 。

现已知的个体化PEEP滴定法均来源于ICU，常用的有CT法、氧合法、压力/容积（pressure/volume, P/V）曲线法、食管测压法、Cdyn法、经胸超声法、EIT、阶梯PEEP法（peep step method, PSM）等。依据CT扫描的结果设定PEEP值是滴定个体化PEEP的金标准，它能够直观地显示塌陷肺泡的复张情况，但由于CT仪器体积大，操作繁琐，扫描时需人员撤离，影响手术进程，因而不适合在手术中应用。氧合法利用动脉血氧合指数的变化滴定适宜的PEEP，但由于此法需反复抽取动脉血进行血气分析，价格昂贵且操作复杂、滴定时间长，所以不适用于术中滴定PEEP。P/V曲线法进行PEEP滴定时要求患者在较长一段时间内低通气，在操作时发生低氧血症的风险很大，且有研究显示 ，与Cdyn法相比，使用P/V曲线法对ARDS患者进行PEEP滴定后，患者血流动力学波动的发生率及患者的病死率均升高，因此现在已逐渐被临床淘汰。而食管测压法、Cdyn法、经胸超声法、EIT及PSM限制条件少，操作较为简单，所需仪器也小巧轻便或可直接在麻醉机上实施，适合术中PEEP滴定，因此本文将对这5种方法逐一进行阐述。

2.1　食管测压法

跨肺压是驱动肺泡收缩和扩张的直接力量，只有当跨肺压大于0时，肺泡才处于开放状态。监测跨肺压能更好地调整机械通气的各项参数，将各参数维持在一个适宜的水平，既不会过度通气也防止肺泡塌陷的发生。由公式（跨肺压=气道阻力－胸腔内压力）可知，跨肺压无法直接获得，需由胸腔内压力间接计算得出。Buytendi等 证实了食管压代替胸腔内压的可行性，此后利用食管压滴定适宜PEEP的方法开始用于临床。具体方法为：充分实施肺复张后，根据食管压调节PEEP，每2 cmH2O递增，最大不超过20 cmH2O，选择能使呼气末跨肺压保持在0~10 cmH2O的最小PEEP值为最佳PEEP，维持最佳PEEP 10 min后查动脉血气。Rauseo等 将食管测压法用于单肺通气时个体化设定通气参数，通过自身前后对照发现，使用食管压滴定出的PEEP值可在术中明显改善低氧血症，增强肺顺应性，并可在试验过程中始终维持血流动力学的稳定。

测量食管压需将一根带有球囊的长导管置入患者食管下段，并将球囊充气，充气的球囊压迫食管壁，可造成食管壁黏膜缺血坏死，因此时间较长的手术不适用。研究显示，球囊测得的食管压仅能代表球囊周围的胸腔内压力，不能反映整个胸腔的压力 ，但与ARDS患者存在肺通气不均一的情况不同，大部分手术患者的全肺通气程度基本均匀，因此食管测压法在术前无基础肺疾病的患者中应用误差较小。另有研究表明，直立位测得的食管压能够准确反映胸腔内压，而在仰卧位时由于食管受到胸腔内其他组织的压迫会导致胸腔内压被高估 ；但食管下1/3段受周围组织压迫最轻，测得的胸腔内压误差最小，且此误差可在滴定前进行校正，因此食管测压法在术中卧位时也可应用 。综上所述，虽然食管测压法会受到体位和球囊等因素的干扰，但其凭借可直观显示胸腔内压力并快速滴定PEEP的优点，仍适用于术中滴定个体化PEEP。

2.2　Cdyn法

Cdyn可随PEEP值的变化产生相应改变，因此有研究者利用术中Cdyn的变化来滴定适宜的PEEP。具体方法为：充分肺复张后，采用PEEP递减法，从20 cmH2O开始以2 cmH2O逐渐下调PEEP值，每次调整PEEP后进行10次呼吸，观察Cdyn的变化；当Cdyn突然下降时，重新进行肺复张，调至Cdyn下降前的PEEP值即为最佳PEEP。苑昕 研究Cdyn指导的个体PEEP在前列腺电切手术患者中的应用，结果表明该方法不仅可以改善肺的顺应性，还可减少炎性因子的产生，减轻术后肺损伤，且对于患者的血流动力学无明显影响，安全性高。陈志刚等 研究Cdyn法用于单肺通气患者的个体化PEEP滴定，并将其与固定PEEP值（5 cmH2O）相比较，发现使用Cdyn法滴定出的PEEP值能够更好地改善氧合，获得更佳的呼吸指标。综上所述，使用Cdyn法设置的个体化PEEP不仅可以改善患者的呼吸力学和氧合情况，还可在滴定过程中保障患者的生命安全，适合在术中应用。

Cdyn法的优点是安全、无创、简单便捷、利于临床开展。缺点在于：Cdyn法要求麻醉机能够监测Cdyn的变化，可识别Cdyn的骤降点，因而老式麻醉机无法实施此方法；此外，一些肺损伤较小的手术，患者Cdyn值变化不大，也不易识别Cdyn的骤降点，难以实施Cdyn法。

2.3　经胸超声法

近年来，随着超声的兴起，术中应用经胸超声法滴定适宜的个体化PEEP逐渐进入人们视野。有研究表明，使用经胸超声法评价肺再气化的准确性较好 。具体方法为 ：充分肺复张后，采用PEEP递减法，从20 cmH2O开始以2 cmH2O为间隔每5 min下调一次，期间将双侧胸壁分为12个区域，每个区域使用经胸超声观察肺组织，并依据肺超声评分标准计算分值（表1）。当评分突然增加>30%时，此时的PEEP值+2 cmH2O即为最佳PEEP。

有研究者使用经胸超声法滴定单肺通气患者的个体化PEEP，以预防术中低氧血症及健侧肺不张的发生，与最佳氧合法进行比较，结果提示，使用经胸超声法滴定出的PEEP值较氧合法小，更有利于保护健侧肺、减少容积伤的发生，并减轻血流动力学的波动 。

使用经胸超声法滴定个体化PEEP的优点是无创、便捷，可在手术室内进行。但缺点在于：由于经胸超声法要将超声探头置于胸壁，影响手术消毒范围，因此不适用于平卧位开胸手术患者；肥胖和胸壁皮下气肿的患者由于皮下脂肪和气体的阻挡，扫描出的超声图像质量不佳，也会降低PEEP滴定的准确性。

2.4　EIT

EIT是目前手术中最常用的PEEP滴定法，使用EIT滴定PEEP的方法有多种。Pereira等 使用肺塌陷‑过度扩张曲线法滴定适宜PEEP，具体方法为：将16个电极片沿第5肋间均匀环绕贴于胸壁，所获得的图像由EIT机器监测。将肺分成4个兴趣区（胸侧、近胸侧、近背侧、背侧），先行充分肺复张，后将PEEP值由20 cmH2O开始每40 s降低2 cmH2O，直至PEEP为0，由EIT监测仪记录每个PEEP下得到的肺塌陷百分比与过度扩张百分比，并分别做出曲线图，取两条曲线交点之上最近的一个PEEP值即为最佳PEEP。此外，Zhao等 又利用全肺不均一性指数（global inhomogeneity, GI）设定适宜PEEP值，GI即全肺区域内像素点阻抗和全肺平均阻抗的差值占全肺区域内像素点阻抗总和的比例，可通过EIT分析软件得出。具体方法为：充分肺复张后，使用PEEP梯度下降法，每5次呼吸后降低2 cmH2O，在每个PEEP值下记录GI值，并最终作出一条曲线，曲线最低点以上最近的PEEP值即为“最佳”PEEP。EIT法已被用于研究单肺通气、病态肥胖、腹腔镜手术等多种手术的术中PEEP滴定 ，所得到的氧合指数及呼吸力学均优于前人研究，血流动力学也可维持稳定，临床适用范围较广，安全性高。

EIT是一种无创、可实时监测的PEEP滴定法 ；缺点在于，此法需在胸壁处均匀贴置电极片，可影响胸部手术的消毒范围，从而不适用于心胸外科手术。

2.5　PSM

PSM是近年来提出的一种新型PEEP滴定法。它与上述食管测压法类似，也是一种间接获得跨肺压的方法，具体方法是：充分肺复张后，以4 cmH2O为阶梯（ΔPEEP），按照0‑4‑0、0‑8‑0、0‑12‑0的梯度，每2 min调节一次PEEP值，每调整一次PEEP值后，记录前15次的吸气潮气量与呼气潮气量，并计算其差值（end expiratory lung volume, ΔEELV），且用第16~20次呼吸周期进行补偿；将前15次的ΔEELV求平均值[ΔEELV]，再将每个阶段内上调PEEP时获得的[ΔEELVUP]，与下调PEEP时获得的[ΔEELVDOWN]再取平均值，得到[ΔEELVstepn]，此为每个阶段的ΔPEEP所对应的ΔEELV。由于呼气末胸壁不再作用于肺组织，此时引起肺塌陷的动力全部为肺弹性（lung elastance, EL）回缩力 ，由此得出跨肺压=EL×潮气量，而EL可由公式ΔPEEP=EL×ΔEELV获得 ，因此可画出一条呼气末跨肺压的P/V曲线（图1）。由于EL占整个呼吸系统弹性的70%，因此呼气末EL回缩力为驱动压的70%，之后以4 cmH2O为基线，以驱动压的70%［（Pplat－PEEP）×0.7］为阶梯，再行一次梯度调节，此时计算得到的即为能够完全打开患者呼气末肺泡的最佳潮气量值。在肺容量一定时，无论此肺容量是由潮气量改变所引起的还是由PEEP变化所引起的，跨肺压均不受影响，为一定值 。因而在最佳潮气量下获得的跨肺压即为最佳PEEP。

已在肺模型、猪实验、ARDS患者和手术患者等多项研究中证实PSM计算出的跨肺压、EL等结果与经食管球囊测出的结果差异无统计学意义 。PSM无需插入食管球囊即可获得跨肺压的大小，既减少了损伤口咽食管黏膜的可能性，又可在心脏手术等需在术中监测经食管超声心动图的患者中使用。此外，此法还可以获得全部的胸腔内压力值，从而避免了食管内测压法的局限性。但缺点是监测不连续，无法做到实时调整。对于时间较长、手术操作对胸腔内压力影响较大者，手术过程中定期需重复滴定个体化PEEP，使其维持在适宜的水平，以适应不同手术操作下的压力变化。

PSM是近年来新提出的一种PEEP滴定法，它不需依赖特殊的仪器或器械，可直接利用麻醉机进行滴定，且技术要求不高，只需在计算机上安装数据采集及分析的程序即可。不同于需要较大PEEP的ARDS患者，健康人的肺所需的PEEP一般较小，PSM可通过计算得出患者自身的EL，对于健康肺患者也可滴定出适宜的PEEP，且在滴定过程中患者的血流动力学变化不大，安全性高，因此十分适用于手术患者的PEEP滴定。

以上PEEP滴定法均有其各自的优点及局限性，它们的主要优缺点见表2。

随着肺保护理念的逐渐完善，人们越来越重视早期实施肺保护策略。术中使用肺保护策略不仅可以减少患者术中肺不张、肺水肿、胸腔积液的发生，还有利于降低术后其他严重并发症的发生率。小潮气量、肺复张策略和适宜的PEEP成为术中肺保护策略的三大法宝，前两者的操作方法已达成共识，而PEEP的滴定一直是临床医师所棘手的问题，滴定方法层出不穷，每种方法都有其优点与局限性。从手术室应用范围及价格方面考虑，作者认为PSM更适用于手术患者的PEEP滴定，但PSM还需完善及推广。相信随着人们对手术患者生理变化的进一步研究及科学技术的不断发展，类似于PSM的滴定方法会更加完善且便捷，设置“最佳”PEEP也指日可待。