治疗急性呼吸窘迫综合征的机械通气PEEP 调节方法比较

郭昊冈，王慧泉，韦 然，余 明，陈 锋，袁 晶，张 广*

（1.天津工业大学生命科学学院，天津300384；2.军事科学院系统工程研究院卫勤保障技术研究所，天津300161）

0 引言

急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是急性肺损伤发展到后期的典型表现，其死亡率高达40%[1]。ARDS 是呼吸疾病中对人类健康危害最大的一种疾病，机械通气是目前治疗ARDS 最有效的方法，适当的机械通气可以降低死亡率，但如果操作不当也会造成更严重的肺损伤，甚至加重病情导致患者死亡。目前，ARDS 在进行机械通气时会采用肺保护通气策略[2]，主要有小潮气量、限制平台压和最佳呼气终末正压（positive endexpiratory pressure，PEEP）。肺保护通气策略有效减少了气压伤害，进一步降低了病死率。PEEP 是指在控制呼吸或者辅助呼吸时，使呼气末气道内保持一定压力，是治疗ARDS 的重要手段之一。ARDS 的典型表现是肺泡坍塌和内皮、上皮弥漫性损伤，选择合适的PEEP 能使患者肺泡重新张开，增加功能残气量，改善氧合指数。本文通过介绍几种调节PEEP 的方法，综合分析其在临床治疗中的意义及适用群体，提出最适合ARDS 患者调节PEEP 的方法。

1 ARDS 简介

1994 年，美欧共识会议（the American-European Consensus Conference，AECC）将严重呼吸困难、呼吸急促、低血氧症、肺顺应性丧失的特征性综合征定义为ARDS[3]。2011 年，德国柏林会议根据发病时间、胸部影像学检查、肺水肿来源、氧合指数等制定了柏林定义[4]（详见表1），同时根据氧合指数又将疾病的严重程度分为轻度[200 mm Hg

表1 ARDS 诊断柏林定义[4]

2 PEEP 调节方法

在治疗ARDS 时，根据疾病严重程度的不同，需要的PEEP 也不同。目前，医学界没有判定最佳PEEP的标准。在临床治疗中，调节PEEP 的方法主要有最佳氧合法、压力-容积曲线法、最佳顺应性法、监测食道压法等。

2.1 最佳氧合法

有研究表明，氧合指数与肺泡复张程度密切相关，随着PEEP 的增加，实现最大程度的肺泡复张，患者的氧合指数也会随着肺泡复张程度增大得到改善[10]。最佳氧合法是以氧合指数为主的PEEP 调节方法，随着PEEP 的增加，经皮血氧饱和度（SpO2）也会随着增加，但当PEEP 达到一定水平后（大于12 cmH2O），氧输送下降，pa（O2）变化不明显[11]。

王茂华等[12]用最佳氧合法调节PEEP，采用的方法具体如下：用肺泡灌洗法复制绵羊ARDS 模型，先调整PEEP 到20 cmH2O，然后对绵羊进行肺复张，直至pa（O2）/FiO2≥400 mmHg 或上升<10%，将PEEP自20 cmH2O 每5 min 递减2 cmH2O，当pa（O2）/FiO2<400 mmHg 或下降>10%时，将前一次的PEEP 作为最佳PEEP。此研究进一步证实了最佳氧合法能显著改善肺顺应性和氧合指数，降低肺内分流。韩玉等[13]研究发现，利用最佳氧合法调节PEEP 可以明显改善氧合指数，复张肺泡塌陷，但也会出现肺泡复张程度过大，降低肺顺应性，从而导致肺的二次损伤。Cavalcanti 等[14]为研究最佳氧合法调节PEEP 对中度、重度ARDS 患者的有效性进行了对照实验，将患者分为实验组和对照组2 组，实验组采用最佳氧合法调节PEEP，对照组随机降低PEEP。实验结果表明，对照组的死亡率低于实验组，认为最佳氧合法调节PEEP 不适用于中度、重度ARDS 患者。

2.2 压力-容积曲线法

压力-容积曲线是以功能残气量为基点、利用呼吸系统的压力和容量相关性描记的用来反映呼吸系统顺应性的曲线。ARDS 患者的压力-容积曲线通常为S 型，相比于正常人的压力-容积曲线呼吸顺应性有明显下降趋势[15]。典型的ARDS 患者压力-容积曲线通常表现为2 个拐点和3 个阶段，如图1所示。第一阶段顺应性较低，增加吸气压进入第二阶段，第一、二阶段的交接处为低拐点，此时曲线可认为是线性的，能够测出2 个拐点之间的顺应性。进一步增加吸气压进入第三阶段，第二、三阶段的交接处为高拐点，肺泡充分或过度复张，曲线趋于平坦。压力-容积曲线的低拐点向上2 cmH2O 处既保证了肺泡在呼气末保持开放状态，又避免了肺泡塌陷伤，因此该处可以被当作最佳的PEEP 调节点。

图1 典型的ARDS 患者压力-容积曲线

盛华等[16]通过大注射器法记录肺泡复张压及复张时间，描记出ARDS 患者的压力-容积曲线。结果表明，ARDS 早期通气的最佳PEEP 并不是一个点，而是一段范围，如果将PEEP 调节在这个范围内，可以避免重新张开的肺泡再次闭合。Qiu 等[17]根据压力-容积曲线调节PEEP 并观察患者pa（O2）、SpO2等参数，认为当ARDS 患者在通气治疗时，使用动态压力-容积曲线低拐点下4 cmH2O 或静态压力-容积曲线低拐点下2 cmH2O 为最佳PEEP。郭凤梅等[18]用低流速法和气道闭合法分别测量了使用内毒素诱导绵羊ARDS 模型的压力-容积曲线，实验结果证明在测量压力-容积曲线时低流速法能完全替代气道闭合法，并且低流速法提高了测量压力-容积曲线的准确性和安全性，能准确反映肺泡复张情况，PEEP调节更为合理。Pestaña 等[19]认为采用低流速法测量患者压力-容积曲线为调控呼吸机提供了一种安全简便的方法，可以利用压力-容积曲线调节PEEP。Hata 等[20]认为以压力-容积曲线调节PEEP 的ARDS患者存活率比传统方法更高，但数据样本较少，还需进一步实验验证。

2.3 最佳顺应性法

最佳顺应性法是在肺复张到最大程度的基础上，先设定较高的PEEP，再逐渐减少PEEP，高水平PEEP 每2 min 减少2 cmH2O。在减少PEEP 的同时，监测PEEP 调节后患者的肺顺应性。监测肺顺应性的方法有压力-容积测试法、低流速法、气道闭合法等。其中，压力-容积测试法是常用方法，其肺顺应性曲线如图2 所示。当曲线下降时表示肺顺应性降低，当曲线上升时表示肺顺应性增高。最佳顺应性法就是利用肺顺应性的变化调节PEEP，当顺应性出现明显降低情况时，重新对患者进行肺复张，顺应性下降前的PEEP 就是最佳PEEP。

图2 肺顺应性曲线图

Henzler 等[21]研究肺顺应性对ARDS 患者的作用，通过CT 观察肺复张情况，发现用肺顺应性变化能更好地反映出肺复张时的肺部情况，且根据肺顺应性调节PEEP 可明显改善患者氧合指数。王丽等[22]采用对比实验法对传统通气方法（对照组）与最佳顺应性法（实验组）进行实验，实验样本来自某医院的呼吸重症监护病房的患者。经对比发现，实验组在使用最佳顺应性法调节PEEP 24 h 后，患者的肺顺应性增高，改善了患者肺复张的情况。冼燕珊等[23]同样采用对比实验法，将患者分为小潮气量组（对照组）和顺应性组（实验组）调节PEEP，在调节过程中对其他呼吸机参数进行了限制，即平台压在28～30 cmH2O，潮气量低于8 mL/kg。通过实验发现，实验组调节PEEP 虽然操作烦琐，但氧合指数得到显著改善，并且符合患者肺部变化情况，避免了高PEEP 的肺损伤。

2.4 监测食道压法

监测食道压法是利用患者食道压力调节PEEP。此方法是将呼吸机食道测压导管经患者口咽插入食道，深度大约30 cm。然后向导管注入空气，观察患者食道压力波动，因为食道压可以反映胸腔内压，进而可以反映出跨肺压，从而可根据食道压力调节PEEP。当采用监测食道压力调节PEEP 时，呼气末跨肺压在0～10 cmH2O 范围内的最小PEEP 为最佳PEEP。

倪海滨等[24]用ARDS 动物猪模型验证了监测食道压法，实验过程如图3 所示。将猪仰卧位固定在手术台后接入呼吸机通气3 h，在呼吸机参数不变的前提下置入食道测压管，持续记录3 h 数据。实验结果证明，与常规通气模式相比，利用监测食道压法调节PEEP 可明显改善pa（O2）及肺顺应性。Talmor 等[25]研究发现，通过监测食道压法调节PEEP 可显著改善氧合指数和肺顺应性。冉燕妮等[26]探讨调节PEEP 最优方法发现，通过监测食道压计算跨肺压指导ARDS患者的通气PEEP 选择，可以个性化调节PEEP，同时对于重症ARDS 患者，可避免肺泡过度膨胀，调节的PEEP 也更符合患者需求。

图3 ARDS 动物猪模型验证监测食道压法实验过程[24]

3 讨论

最佳氧合法调节PEEP 以改善氧合指数为主，复张肺泡，其实际应用操作简单、方便，参数很容易监测，无需患者主动参与。但在临床应用中，仍存在很多问题。首先，最佳氧合法需要进行多次血气分析，在调节PEEP 时需要持续监测pa（O2）；其次，中度、重度ARDS 患者不适宜用该方法。因此，在使用最佳氧合法调节PEEP 时需结合患者的实际临床情况，适当调节PEEP。压力-容积曲线法调节PEEP 通过复张肺泡，增加了肺复张容积，避免了肺泡塌陷伤，能有效改善ARDS 患者肺功能。但在临床应用时，描记压力-容积曲线需要专业设备和专业人员，且患者需要脱机、镇静。同时，有些患者的压力-容积曲线上可能不存在拐点或者找不到拐点，需要医务人员自行判断，存在一定的主观性。最佳顺应性法调节PEEP 能更好地反映肺复张情况，改善氧合指数，同时可避免高PEEP 带来的风险。但在使用该方法时操作相对复杂，需要使患者镇静肌松，也可能会对患者血流动力学产生负面影响。而监测食道压法虽然可以改善患者氧合指数，有助于患者治疗，但操作过程容易影响到监测结果，在临床使用较少，还需要更多临床试验进行验证。

ARDS 患者最有效的治疗是使用机械通气，但在调节最佳PEEP 过程中，目前没有统一的判定标准。通过上述方法对比可以发现，在临床应用中，医务人员调节PEEP 时更容易操作的方法是最佳氧合法。

现阶段对于ARDS 患者的PEEP 调节方法除上述4 种外还有很多新方法，如最小死腔分数法、CT法、振动反应成像法等。这些方法利用现代科技来调节PEEP，使患者氧合指数、呼吸力学指标等方面有显著改善，为ARDS 的研究提供了新思路，但还存在有些技术不够成熟、应用有一定局限性等问题。因此，临床应用中更多还是沿用主流的PEEP 调节方法。如果可以在调节过程中加入闭环控制，结合患者病情对PEEP 进行最佳氧合调节，将大大改善患者氧合指数，减少机械通气过程中对肺的损伤，从而提高ARDS 患者的治疗效果。