呼气末正压通气

呼气末正压通气(positive end-expiratory pressure, PEEP)用于治疗性机械通气(外源性PEEP)，也可能是呼气不完全和空气潴留的并发症(内源性PEEP)定义:PEEP是指呼气末时肺泡压高于大气压，PEEP有两种：外源性PEEP–由呼吸机提供的PEEP称为施加性PEEP,内源性PEEP–由呼气不完全引发的PEEP称为内源性PEEP或自发性PEEP。  

施加性(外源性)PEEP:外源性PEEP是开始机械通气时通常会首选的呼吸机设置之一，可直接在呼吸机上设置。  

适应征-还没有找到适合大多数机械通气患者的理想外源性PEEP水平。机械通气时一般为患者常规施加低水平的PEEP(3-5cmH2O，也称为“生理性”PEEP；不过在技术上生理性PEEP指水平为0)。对于特定患者(如ARDS患者)，PEEP用于预防周期性肺泡开闭(从而预防呼吸机诱导肺损伤)和维持充分氧合(>5cmH2O；“超生理性”PEEP)。施加性PEEP的潜在获益在ARDS中研究得最清楚。  

常规机械通气-大多数机械通气患者只需要低水平PEEP(如，3-5cmH2O)。因为机械通气时气管导管使声门不能关闭，所以PEEP能减轻呼气末肺泡塌陷，还可降低呼吸机相关肺炎和肺损伤的发生率。部分作者建议常规应用较高水平的PEEP，如8cmH2O。但仅有无ARDS患者的如下相关资料：一项随机试验纳入了131例非低氧血症[动脉血氧分压(PaO2)/吸入氧分数(FiO2)比>250]患者，均接受机械通气，施加5-8cmH2O的PEEP(85%接受了5cmH2O)或不施加PEEP。PEEP降低了呼吸机相关肺炎发生率(9% vs 25%)和低氧血症发生率(19% vs 54%)。但两组患者的死亡率、ICU入住时长和住院时长均没有差异。PEEP流入下呼吸道的咽后分泌物减少，这可能是上述并发症减少的原因。一项研究旨在确定行非急诊手术、肺部正常患者的最佳机械通气设置，以减少术后肺部并发症(postoperative pulmonary complication, PPC)。术中通气时采用较高PEEP(12cmH2O，并结合复张操作)对比采用较低PEEP(2-4cmH2O)，并未减少PPC。采用较高PEEP的患者更常发生低血压。  

急性呼吸窘迫综合征-大多数ARDS和其他类型的低氧血症性呼吸衰竭患者都需要接受PEEP，通常水平为≥5cmH2O，该人群接受PEEP的主要获益是改善氧合。为确定ARDS患者的最佳PEEP水平，人们做了大量研究。对于中至重度ARDS患者，采用高水平PEEP但无复张操作与低水平PEEP相比，可降低死亡率，但一篇Cochrane系统评价未发现死亡率差异。大多数试验在保持其他呼吸机设置不变的情况下滴定PEEP。数据显示，最佳PEEP可能取决于潮气量。对于同一患者，在尝试确定最佳PEEP时调整潮气量可得到不同的最佳PEEP设置。对儿科人群的研究验证了施加性PEEP的应用，因为儿童重症医学科医生使用的PEEP和FiO2一般分别低于和高于ARDS-Net的推荐。一项试验显示，按照ARDSNet模型推荐的组合表，ARDS患儿的PEEP低于其FiO2对应的PEEP时，死亡率升高。存在自发性PEEP的患者-如果患者呼气气流受限(如哮喘和COPD的急性发作)，施加PEEP可减轻自发性(内源性)PEEP的作用。对于自发性PEEP患者，施加的外源性PEEP必须低于测定的自发性PEEP(50%或不超过80%)。  

心源性肺水肿-施加性PEEP已用于改善心源性肺水肿患者的心脏功能，但研究资料表明，除了正压通气，PEEP几乎没有其他益处。一项试验纳入12例接受机械通气的患者，在施加性PEEP增加10cmH2O前后超声心动图，以评估左心室功能，结果发现提高施加性PEEP未能改变左心室功能。  

术后患者-已有人将PEEP应用于术后患者，目的是预防损伤的肺在通气过程中发生肺不张和肺萎陷伤(atelectrauma)。  

术后对患者施加PEEP是有益的肺泡复张方法。一项单中心研究纳入320例已行择期心脏手术的患者，他们均因低氧血症接受了机械通气，研究比较了加强肺泡复张策略与中等强度复张策略。加强复张策略由2轮复张(间隔4小时)构成，每轮包括3个60秒的肺充气周期，具体为采用PEEP 30cmH2O、压力控制通气、驱动压为15cmH2O、呼吸频率为15次/分、吸气时间为1.5秒及FiO2为0.4，然后进行低潮气量通气、PEEP设置为13cmH2O。中等强度策略由2轮复张(间隔4小时)构成，每轮包括3个30秒的肺充气周期，具体为采用持续正压20cmH2O、FiO2为0.6，然后进行低潮气量通气、PEEP设置为8cmH2O。加强复张组的肺部并发症更少(严重程度评分为1.8 vs 2.1)，ICU住院时间更短(3.8日 vs 4.8日)，死亡率更低(2.5% vs 4.9%)，并且气压伤的发生率没有增加。该研究设计中的缺陷包括样本量小，缺乏针对混杂变量的校正和对照组，以及普遍适用性较差，从而限制了对其结果的解读，因此还需要进一步试验来证实这些获益，才能常规推荐术后积极复张。  

禁忌证-施加性PEEP没有绝对禁忌征。然而，施加性PEEP可对以下患者造成不良后果(特别是高水平PEEP)，应该慎用：颅内异常、单侧或局灶性肺部疾病、低血压、低血容量、肺栓塞、无气流受限的动态过度充气，以及支气管胸膜瘘。其对俯卧位通气的患者也可造成不良结局。  

颅内疾病-如果施加性PEEP导致胸内压升高，在理论上可减少大脑静脉流出，导致颅内压增高和/或平均动脉压降低，从而可能导致脑灌注压降低和神经功能恶化。尚不清楚是否真的会发生这种情况。急性脑卒中或急性蛛网膜下腔出血患者的观察性研究发现，施加PEEP逐渐升高时，脑灌注压逐渐降低(原因是平均动脉压降低)。相反，另一项观察性研究纳入了创伤性脑损伤患者，发现施加的PEEP升高时，脑灌注压也升高(由于颅内压降低)。尚不清楚这些相互矛盾结果的原因，但可能与不同颅内异常的不同影响有关。  

鉴于存在这种不确定性，对有颅内异常的患者施加PEEP时，尽量监测平均动脉血压和颅内压。如果平均动脉血压降低或颅内压升高，应该考虑降低施加性PEEP水平。  

局灶性肺部疾病-施加PEEP会使局灶性肺疾病(如肺炎)患者的低氧血症加重，这很可能是因为施加性PEEP压迫健康肺的肺泡内毛细血管，使血液转而流向损伤肺，从而增加肺内分流。  

低血压-正压通气可增加胸内压，从而减少静脉回流、降低心输出量，还可能引起低血压。施加PEEP可加低血压。一项试验纳入8例ARDS患者，从血流动力学的角度来看，血容量正常的患者通常可较好耐受最高20cmH2O的施加性PEEP。将施加的PEEP从10cmH2O逐渐升高至20cmH2O，仅使1例患者出现低血压，其余患者的胃黏膜灌注(全身灌注不足的标志)和心脏指数均未改变。一种在研技术可根据不同PEEP水平下肺分流的变化估算心输出量，但尚未常规用于临床。无气流受限的过度充气-不得用施加性PEEP治疗呼气气流不受限且有自发性PEEP的患者。在这种情况下，施加PEEP可使肺泡压升高并增加并发症(如肺气压伤或低血压)的风险。  

俯卧位患者-对于在仰卧位接受机械通气的患者，施加10cmH2O的PEEP时，通气和血流都向肺重力依赖区(即背侧)再分布，因此通气-血流比例(ventilation-perfusion, V/Q)失调的程度维持不变。相反，对于在俯卧位接受机械通气的患者，施加10cmH2O的PEEP时，血流向肺部重力依赖部位(即腹侧)再分布，与通气再分布不成比例，从而加重V/Q失调。一项关于ARDS患者行俯卧位和仰卧位通气的研究对比了低水平PEEP策略(ARDSNET方案)与2种其他PEEP策略(其中一种为来自EPVENT-2试验的传统高水平PEEP方案)，发现采用高水平PEEP方案的患者行仰卧位通气时机械功率下降，但仍高于采用低水平PEEP策略通气时。这提示，对于俯卧位通气的患者，较高水平的施加性PEEP可能益处更小，甚至可能有害。  

施加性PEEP的滴定工具-PEEP滴定对治疗ARDS患者至关重要。大多数专家采用ARMA试验概述的策略给予氧合(表 1)。

另外还有几种工具，但除利用氧合外，下文列出的方法大多不适合常规应用，也未发现能改善结局：

氧气–对于PEEP的初始设置，我们采用ARMA试验介绍的策略，该策略可改善结局。食管压力–食管压力(esophageal pressure, PES)是胸膜腔内压的估计值。可通过食管气囊导管测量，然后计算跨肺压，由于气道压与施加性PEEP有关，可通过滴定施加性PEEP调整跨肺压。滴定施加性PEEP使呼气末跨肺压介于0-10cmH2O可减轻周期性肺泡塌陷，将吸气末跨肺压维持在≤25cmH2O可减少肺泡过度扩张。  

2项试验评估了测定食管压力的价值：第1项试验EPvent将61例ARDS患者随机分配至接受下列机械通气策略之一：-调整FiO2和施加性PEEP以达到特定跨肺压，跨肺压用食管气囊导管通过呼气末阻断法测定。-根据呼吸机设置组合表调整FiO2和施加性PEEP，类似于上述ARMA试验采用的方法(表 1)。  

两种策略的目的都是将PaO2维持在55-120mmHg(7.32-16kPa)，或者将血氧饱和度维持在88%-98%。72小时评估显示，根据食管压力测定值调整施加性PEEP的患者组采用的总PEEP显著更高(18cmH2O vs 12cmH2O)，PaO2/FiO2比值也显著更高[280mmHg vs 191mmHg(37.2kPa vs 25.4kPa)]。该患者组的28日死亡率也较低、接近有统计学意义(17% vs 39%，调整RR 0.46，95%CI 0.19-1.00)。不住ICU天数或不使用呼吸机天数的差异无统计学意义。但这项研究采用非盲、单中心设计，而且因获益而过早停止，这可能高估了真实效应。EPvent-2是一项Ⅱ期、多中心、验证性试验，纳入了200例重度ARDS患者(PaO2/FiO2比值≤200mmHg)，比较了PES指导PEEP滴定与经验性高PEEP-FiO2滴定[例如类似于附表中的方法。氧合目标是将PaO2维持在55-80mmHg(7.32-10.7kPa)，或者将血氧饱和度维持在88%-93%。由PES指导PEEP滴定没有改善死亡和无机械通气天数组成的复合结局，但减少抢救性治疗需求，例如采取俯卧位、肺复张操作、体外膜肺氧合、吸入性肺血管舒张药等，这表明由PES指导PEEP的策略可改善氧合。两组气压伤发生率无差异(5% vs 6%)。我们认为大多数中心都不应常规用PES-指导PEEP。仅改善氧合并不足以支持改变常规临床实践。如果没有更确凿的临床获益证据，大多数中心很难找到充分的理由投入大量人力和经费采购必需设备、培训专业技术。但如果医疗中心已经有必需设备和专业技术，由PES指导的PEEP可帮助管理ARDS患者，尤其是担心气道压力不能准确反映肺的扩张压力时，例如腹腔间隔室综合征、胸壁畸形或大量胸腔积液造成肺部外源性压迫时。  

压力-容积曲线–在许多早期ARDS患者中，肺容积低(顺应性低)时压力-容积(pressure-volume, PV)曲线平缓，随着肺容积升高(顺应性升高)而变得更陡，但随着肺容积继续升高又变得平缓。下拐点是顺应性由低到高，而上拐点是顺应性由高到低。有2种施加性PEEP滴定方法需要PV曲线：第1种方法采用略高于下拐点的施加性PEEP水平。例如上述开放性肺通气的试验采用此法。这些试验具体施加的PEEP比选定的下拐点高2cmH2O。第2种方法采用的施加性PEEP水平与肺顺应性最大时的压力相匹配。这根据PV曲线(斜率等于顺应性)确定，或者通过逐步滴定施加性PEEP，每步计算顺应性。顺应性计算公式为：Crs = VT/(Ppl - PEEP)，其中Crs是顺应性，VT是潮气量，Ppl是气道平台压。无论选择哪种方法，肺充气超过上拐点都可导致肺泡过度扩张和肺气压伤，以及心脏充盈和氧输送受损。采用PV曲线确定开放肺通气所需施加性PEEP水平，存在明显的局限性，包括无法确定有些患者的下拐点，以及一般需要神经肌肉阻断或呼吸暂停水平的镇静才能准确绘制PV曲线几项临床试验采用一种新方法绘制PV曲线，无需神经肌肉阻断。在5个周期的控制通气后，将吸气/呼气比设为80%，呼吸频率设为5次/分钟，潮气量设为500mL。然后给予吸气气流9.6秒，在此期间，呼吸机屏幕上将生成PV曲线，通过此曲线可确定下拐点。此方法很有前景，但需要验证。肺部超声–通过肺部超声可直接观察施加性PEEP对肺充气的影响。未来或可证实肺部超声有用，但尚需更多经验才能用于滴定ARDS患者的PEEP。氧输送–可通过滴定施加性PEEP达到最大氧输送(oxygen delivery, DO2)。此方法需要计算每个施加性PEEP水平的DO2，然后用最佳DO2对应的施加性PEEP水平进行持续性机械通气。  

自发性(内源性)PEEP

如果呼气尚未完成就开始下一轮吸气，会导致进行性空气潴留(即动态过度充气)；空气累积使呼气末的肺泡压升高，称为自发性PEEP。本章的重点在于讨论机械通气过程中的自发性PEEP。  

病因-在3种常见情况下可发生自发性PEEP：每分钟通气量较高、呼气气流受限和呼气阻力。每分钟通气量较高-每分钟通气量较高的原因包括潮气量较大且/或呼吸频率较高。其中任何一项改变都可导致自发性PEEP。潮气量较大时，下轮呼吸前必须呼出的气体体积增加。潮气量越大，下轮呼吸开始前呼出全部潮气量的可能性就越小。呼吸频率较高时，呼气时间缩短。呼吸频率越快，呼气时间越短，下轮呼吸开始前呼出全部潮气量的可能性就越小。  

呼气气流受限-当气道塌陷、支气管痉挛、炎症或重塑引起气道狭窄时，呼气流速减慢，出现呼气气流受限。呼气气流受限时，下轮呼吸开始前不能呼出全部潮气量的可能性增加，自发性PEEP的可能性也增加。大多数COPD患者都存在呼气气流受限，因此在机械通气时易发生自发性PEEP。危重症监护病房不会常规评估患者呼气气流是否受限，因为需要神经肌肉松弛和/或专业技术。然而，患者处于仰卧位时呼气气流受限似乎比半卧位更明显。

呼气阻力-呼气阻力在概念上类似于呼气气流受限，因为呼气阻力减慢了呼气，下轮吸气前不能呼出全部潮气量的可能性增加。然而，呼气阻力与气道无关。呼气阻力举例：气管内导管直径较小或扭结、浓缩的分泌物、呼气阀或PEEP阀，以及患者-呼吸机不同步。潜在后遗症-自发性PEEP可升高胸内压，进而减少静脉回流、心输出量，还可引起低血压，这在低血容量患者中最明显。自发性PEEP还可引起肺泡过度扩张，增加肺气压伤和呼吸机相关肺损伤风险。如果邻近肺血管受压导致V/Q失调加重，肺泡过度扩张也可引起低氧血症。最后，当使用压力触发呼吸机时，自发性PEEP会增加患者触发通气所需的呼吸做功。这是因为患者产生的负压必须超过触发灵敏度加上自发性PEEP，而不是仅仅超过触发灵敏度。例如，如果患者的自发性PEEP为8cmH2O，呼吸机触发灵敏度为-2cmH2O，则需要产生-10cmH2O的负压才能触发呼吸。相比之下，无自发性PEEP的患者只需产生-2cmH2O的负压就能克服触发灵敏度。不能触发通气可造成患者-呼吸机不同步、呼吸困难和通气不足。  

评估-利用呼吸机产生的流量-时间曲线或胸部触诊加听诊，可发现自发性PEEP。流量-时间曲线上如果存在自发性PEEP，在呼气轨迹达到零流速之前，曲线就会上升、提示吸气气流。通过胸部触诊和听诊，可在呼气气流停止之前发现吸气气流。触诊和听诊能证实存在自发性PEEP，但不能完全排除自发性PEEP。还有一种方法可定量测定自发性PEEP，具体是通过测量呼气末肺泡压，然后减去施加的PEEP，来确定自发性PEEP。自发性PEEP=呼气末肺泡压-施加的PEEP。可通过在呼气末时中断气流，并直接读取中断气流期间呼吸机上的气道压来测定呼气末肺泡压。施加的PEEP即为呼吸机上设置的数值。难以准确定量自发性PEEP，例如：重度哮喘患者存在广泛气道关闭，可导致呼气末肺泡压的测定值偏低，从而无法识别显著的动态过度充气和自发性PEEP。未接受肌松患者的呼气肌活动可导致呼气末肺泡压的测定值偏高，这可导致误诊为自发性PEEP，并给予不适当且可能有害的治疗。可在测定呼气末肺泡压前仔细触诊，确认患者不存在呼气肌活动，来避免上述第二种情况。呼气肌停止活动的同时吸气开始，因为呼气肌必须松弛，吸气肌才能降低胸内压。  

治疗-一旦发现自发性PEEP，就应立即采取措施纠正，最初的重心在于确定和治疗基础病因。治疗基础病因后仍存在自发性PEEP时，如果患者存在呼气气流受限，施加性PEEP可能有帮助。当推测每分钟通气量较高是自发性PEEP的病因时，应通过降低潮气量或呼吸频率来减少每分钟通气量，这种情况通常需要允许性高碳酸血症策略。如果推测是阻塞性气道疾病导致呼气气流受限、并引起自发性PEEP，应当延长呼气持续时间，方法包括增加吸气气流、减少潮气量或降低呼吸频率。支气管扩张剂、糖皮质激素和抗菌药物治疗也可能有益。一项研究纳入25例COPD和急性呼吸衰竭患者，其中96%的患者在开始机械通气时存在呼气气流受限。拔管时呼气气流受限的患者比例降到47%，在转出ICU时降到40%，提示治疗对呼气气流受限有效。当推测呼气阻力增加是自发性PEEP的病因时，应该找出并纠正阻力增加的原因，这可能需要镇静、药物性肌松或更换气管内导管或呼吸机管道。施加性PEEP-施加低水平的PEEP能减轻呼气气流受限患者的自发性PEEP，可将其理解为，呼气期间，施加的PEEP使狭窄的气道打开，改善了呼气气流，并让患者在开始下一轮吸气前能够更完全地呼气。施加PEEP以克服自发性PEEP的其他益处包括降低氧消耗和改善气体交换，后者是由于开放重力依赖肺区的小气道，使吸入的气体分布更均匀。施加性PEEP都应低于测定的自发性PEEP。否则，肺泡压可能升高，使患者更易发生并发症，例如肺气压伤或低血压。一项研究甚至表明，施加的PEEP不超过测定的自发性PEEP也可引起并发症，更确切地说，如果施加的PEEP超过测定的自发性PEEP的85%，即可发生并发症。鉴于自发性PEEP的测量值可能不准确，保守方法是将施加的PEEP设定为<测得自发性PEEP的50%。研究显示，采用PEEP的机械通气可引起膈向尾侧移位和纤维长度缩短，从而诱发纵向萎缩，结果是肌肉纤维产生的力减弱，导致膈肌无力。这可加重危重症患者的膈肌无力，导致机械通气时间延长。故提倡将PEEP设置维持在所需的最低水平。如果患者呼气气流不受限，不得施加PEEP对抗自发性PEEP，在这种情况下，施加PEEP可能升高肺泡压，并增加气压伤和血流动力学受损的风险。  

---选自UPtodate

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