治療急性呼吸窘迫綜合征的機(jī)械通氣PEEP 調(diào)節(jié)方法比較

郭昊岡，王慧泉，韋 然，余 明，陳 鋒，袁 晶，張 廣*

（1.天津工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，天津300384；2.軍事科學(xué)院系統(tǒng)工程研究院衛(wèi)勤保障技術(shù)研究所，天津300161）

0 引言

急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是急性肺損傷發(fā)展到后期的典型表現(xiàn)，其死亡率高達(dá)40%[1]。ARDS 是呼吸疾病中對(duì)人類健康危害最大的一種疾病，機(jī)械通氣是目前治療ARDS 最有效的方法，適當(dāng)?shù)臋C(jī)械通氣可以降低死亡率，但如果操作不當(dāng)也會(huì)造成更嚴(yán)重的肺損傷，甚至加重病情導(dǎo)致患者死亡。目前，ARDS 在進(jìn)行機(jī)械通氣時(shí)會(huì)采用肺保護(hù)通氣策略[2]，主要有小潮氣量、限制平臺(tái)壓和最佳呼氣終末正壓（positive endexpiratory pressure，PEEP）。肺保護(hù)通氣策略有效減少了氣壓傷害，進(jìn)一步降低了病死率。PEEP 是指在控制呼吸或者輔助呼吸時(shí)，使呼氣末氣道內(nèi)保持一定壓力，是治療ARDS 的重要手段之一。ARDS 的典型表現(xiàn)是肺泡坍塌和內(nèi)皮、上皮彌漫性損傷，選擇合適的PEEP 能使患者肺泡重新張開，增加功能殘氣量，改善氧合指數(shù)。本文通過介紹幾種調(diào)節(jié)PEEP 的方法，綜合分析其在臨床治療中的意義及適用群體，提出最適合ARDS 患者調(diào)節(jié)PEEP 的方法。

1 ARDS 簡(jiǎn)介

1994 年，美歐共識(shí)會(huì)議（the American-European Consensus Conference，AECC）將嚴(yán)重呼吸困難、呼吸急促、低血氧癥、肺順應(yīng)性喪失的特征性綜合征定義為ARDS[3]。2011 年，德國柏林會(huì)議根據(jù)發(fā)病時(shí)間、胸部影像學(xué)檢查、肺水腫來源、氧合指數(shù)等制定了柏林定義[4]（詳見表1），同時(shí)根據(jù)氧合指數(shù)又將疾病的嚴(yán)重程度分為輕度[200 mm Hg

表1 ARDS 診斷柏林定義[4]

2 PEEP 調(diào)節(jié)方法

在治療ARDS 時(shí)，根據(jù)疾病嚴(yán)重程度的不同，需要的PEEP 也不同。目前，醫(yī)學(xué)界沒有判定最佳PEEP的標(biāo)準(zhǔn)。在臨床治療中，調(diào)節(jié)PEEP 的方法主要有最佳氧合法、壓力-容積曲線法、最佳順應(yīng)性法、監(jiān)測(cè)食道壓法等。

2.1 最佳氧合法

有研究表明，氧合指數(shù)與肺泡復(fù)張程度密切相關(guān)，隨著PEEP 的增加，實(shí)現(xiàn)最大程度的肺泡復(fù)張，患者的氧合指數(shù)也會(huì)隨著肺泡復(fù)張程度增大得到改善[10]。最佳氧合法是以氧合指數(shù)為主的PEEP 調(diào)節(jié)方法，隨著PEEP 的增加，經(jīng)皮血氧飽和度（SpO2）也會(huì)隨著增加，但當(dāng)PEEP 達(dá)到一定水平后（大于12 cmH2O），氧輸送下降，pa（O2）變化不明顯[11]。

王茂華等[12]用最佳氧合法調(diào)節(jié)PEEP，采用的方法具體如下：用肺泡灌洗法復(fù)制綿羊ARDS 模型，先調(diào)整PEEP 到20 cmH2O，然后對(duì)綿羊進(jìn)行肺復(fù)張，直至pa（O2）/FiO2≥400 mmHg 或上升<10%，將PEEP自20 cmH2O 每5 min 遞減2 cmH2O，當(dāng)pa（O2）/FiO2<400 mmHg 或下降>10%時(shí)，將前一次的PEEP 作為最佳PEEP。此研究進(jìn)一步證實(shí)了最佳氧合法能顯著改善肺順應(yīng)性和氧合指數(shù)，降低肺內(nèi)分流。韓玉等[13]研究發(fā)現(xiàn)，利用最佳氧合法調(diào)節(jié)PEEP 可以明顯改善氧合指數(shù)，復(fù)張肺泡塌陷，但也會(huì)出現(xiàn)肺泡復(fù)張程度過大，降低肺順應(yīng)性，從而導(dǎo)致肺的二次損傷。Cavalcanti 等[14]為研究最佳氧合法調(diào)節(jié)PEEP 對(duì)中度、重度ARDS 患者的有效性進(jìn)行了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，將患者分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組2 組，實(shí)驗(yàn)組采用最佳氧合法調(diào)節(jié)PEEP，對(duì)照組隨機(jī)降低PEEP。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)照組的死亡率低于實(shí)驗(yàn)組，認(rèn)為最佳氧合法調(diào)節(jié)PEEP 不適用于中度、重度ARDS 患者。

2.2 壓力-容積曲線法

壓力-容積曲線是以功能殘氣量為基點(diǎn)、利用呼吸系統(tǒng)的壓力和容量相關(guān)性描記的用來反映呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性的曲線。ARDS 患者的壓力-容積曲線通常為S 型，相比于正常人的壓力-容積曲線呼吸順應(yīng)性有明顯下降趨勢(shì)[15]。典型的ARDS 患者壓力-容積曲線通常表現(xiàn)為2 個(gè)拐點(diǎn)和3 個(gè)階段，如圖1所示。第一階段順應(yīng)性較低，增加吸氣壓進(jìn)入第二階段，第一、二階段的交接處為低拐點(diǎn)，此時(shí)曲線可認(rèn)為是線性的，能夠測(cè)出2 個(gè)拐點(diǎn)之間的順應(yīng)性。進(jìn)一步增加吸氣壓進(jìn)入第三階段，第二、三階段的交接處為高拐點(diǎn)，肺泡充分或過度復(fù)張，曲線趨于平坦。壓力-容積曲線的低拐點(diǎn)向上2 cmH2O 處既保證了肺泡在呼氣末保持開放狀態(tài)，又避免了肺泡塌陷傷，因此該處可以被當(dāng)作最佳的PEEP 調(diào)節(jié)點(diǎn)。

圖1 典型的ARDS 患者壓力-容積曲線

盛華等[16]通過大注射器法記錄肺泡復(fù)張壓及復(fù)張時(shí)間，描記出ARDS 患者的壓力-容積曲線。結(jié)果表明，ARDS 早期通氣的最佳PEEP 并不是一個(gè)點(diǎn)，而是一段范圍，如果將PEEP 調(diào)節(jié)在這個(gè)范圍內(nèi)，可以避免重新張開的肺泡再次閉合。Qiu 等[17]根據(jù)壓力-容積曲線調(diào)節(jié)PEEP 并觀察患者pa（O2）、SpO2等參數(shù)，認(rèn)為當(dāng)ARDS 患者在通氣治療時(shí)，使用動(dòng)態(tài)壓力-容積曲線低拐點(diǎn)下4 cmH2O 或靜態(tài)壓力-容積曲線低拐點(diǎn)下2 cmH2O 為最佳PEEP。郭鳳梅等[18]用低流速法和氣道閉合法分別測(cè)量了使用內(nèi)毒素誘導(dǎo)綿羊ARDS 模型的壓力-容積曲線，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明在測(cè)量壓力-容積曲線時(shí)低流速法能完全替代氣道閉合法，并且低流速法提高了測(cè)量壓力-容積曲線的準(zhǔn)確性和安全性，能準(zhǔn)確反映肺泡復(fù)張情況，PEEP調(diào)節(jié)更為合理。Pesta?a 等[19]認(rèn)為采用低流速法測(cè)量患者壓力-容積曲線為調(diào)控呼吸機(jī)提供了一種安全簡(jiǎn)便的方法，可以利用壓力-容積曲線調(diào)節(jié)PEEP。Hata 等[20]認(rèn)為以壓力-容積曲線調(diào)節(jié)PEEP 的ARDS患者存活率比傳統(tǒng)方法更高，但數(shù)據(jù)樣本較少，還需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

2.3 最佳順應(yīng)性法

最佳順應(yīng)性法是在肺復(fù)張到最大程度的基礎(chǔ)上，先設(shè)定較高的PEEP，再逐漸減少PEEP，高水平PEEP 每2 min 減少2 cmH2O。在減少PEEP 的同時(shí)，監(jiān)測(cè)PEEP 調(diào)節(jié)后患者的肺順應(yīng)性。監(jiān)測(cè)肺順應(yīng)性的方法有壓力-容積測(cè)試法、低流速法、氣道閉合法等。其中，壓力-容積測(cè)試法是常用方法，其肺順應(yīng)性曲線如圖2 所示。當(dāng)曲線下降時(shí)表示肺順應(yīng)性降低，當(dāng)曲線上升時(shí)表示肺順應(yīng)性增高。最佳順應(yīng)性法就是利用肺順應(yīng)性的變化調(diào)節(jié)PEEP，當(dāng)順應(yīng)性出現(xiàn)明顯降低情況時(shí)，重新對(duì)患者進(jìn)行肺復(fù)張，順應(yīng)性下降前的PEEP 就是最佳PEEP。

圖2 肺順應(yīng)性曲線圖

Henzler 等[21]研究肺順應(yīng)性對(duì)ARDS 患者的作用，通過CT 觀察肺復(fù)張情況，發(fā)現(xiàn)用肺順應(yīng)性變化能更好地反映出肺復(fù)張時(shí)的肺部情況，且根據(jù)肺順應(yīng)性調(diào)節(jié)PEEP 可明顯改善患者氧合指數(shù)。王麗等[22]采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)法對(duì)傳統(tǒng)通氣方法（對(duì)照組）與最佳順應(yīng)性法（實(shí)驗(yàn)組）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)樣本來自某醫(yī)院的呼吸重癥監(jiān)護(hù)病房的患者。經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組在使用最佳順應(yīng)性法調(diào)節(jié)PEEP 24 h 后，患者的肺順應(yīng)性增高，改善了患者肺復(fù)張的情況。冼燕珊等[23]同樣采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)法，將患者分為小潮氣量組（對(duì)照組）和順應(yīng)性組（實(shí)驗(yàn)組）調(diào)節(jié)PEEP，在調(diào)節(jié)過程中對(duì)其他呼吸機(jī)參數(shù)進(jìn)行了限制，即平臺(tái)壓在28～30 cmH2O，潮氣量低于8 mL/kg。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組調(diào)節(jié)PEEP 雖然操作煩瑣，但氧合指數(shù)得到顯著改善，并且符合患者肺部變化情況，避免了高PEEP 的肺損傷。

2.4 監(jiān)測(cè)食道壓法

監(jiān)測(cè)食道壓法是利用患者食道壓力調(diào)節(jié)PEEP。此方法是將呼吸機(jī)食道測(cè)壓導(dǎo)管經(jīng)患者口咽插入食道，深度大約30 cm。然后向?qū)Ч茏⑷肟諝猓^察患者食道壓力波動(dòng)，因?yàn)槭车缐嚎梢苑从承厍粌?nèi)壓，進(jìn)而可以反映出跨肺壓，從而可根據(jù)食道壓力調(diào)節(jié)PEEP。當(dāng)采用監(jiān)測(cè)食道壓力調(diào)節(jié)PEEP 時(shí)，呼氣末跨肺壓在0～10 cmH2O 范圍內(nèi)的最小PEEP 為最佳PEEP。

倪海濱等[24]用ARDS 動(dòng)物豬模型驗(yàn)證了監(jiān)測(cè)食道壓法，實(shí)驗(yàn)過程如圖3 所示。將豬仰臥位固定在手術(shù)臺(tái)后接入呼吸機(jī)通氣3 h，在呼吸機(jī)參數(shù)不變的前提下置入食道測(cè)壓管，持續(xù)記錄3 h 數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，與常規(guī)通氣模式相比，利用監(jiān)測(cè)食道壓法調(diào)節(jié)PEEP 可明顯改善pa（O2）及肺順應(yīng)性。Talmor 等[25]研究發(fā)現(xiàn)，通過監(jiān)測(cè)食道壓法調(diào)節(jié)PEEP 可顯著改善氧合指數(shù)和肺順應(yīng)性。冉燕妮等[26]探討調(diào)節(jié)PEEP 最優(yōu)方法發(fā)現(xiàn)，通過監(jiān)測(cè)食道壓計(jì)算跨肺壓指導(dǎo)ARDS患者的通氣PEEP 選擇，可以個(gè)性化調(diào)節(jié)PEEP，同時(shí)對(duì)于重癥ARDS 患者，可避免肺泡過度膨脹，調(diào)節(jié)的PEEP 也更符合患者需求。

圖3 ARDS 動(dòng)物豬模型驗(yàn)證監(jiān)測(cè)食道壓法實(shí)驗(yàn)過程[24]

3 討論

最佳氧合法調(diào)節(jié)PEEP 以改善氧合指數(shù)為主，復(fù)張肺泡，其實(shí)際應(yīng)用操作簡(jiǎn)單、方便，參數(shù)很容易監(jiān)測(cè)，無需患者主動(dòng)參與。但在臨床應(yīng)用中，仍存在很多問題。首先，最佳氧合法需要進(jìn)行多次血?dú)夥治觯谡{(diào)節(jié)PEEP 時(shí)需要持續(xù)監(jiān)測(cè)pa（O2）；其次，中度、重度ARDS 患者不適宜用該方法。因此，在使用最佳氧合法調(diào)節(jié)PEEP 時(shí)需結(jié)合患者的實(shí)際臨床情況，適當(dāng)調(diào)節(jié)PEEP。壓力-容積曲線法調(diào)節(jié)PEEP 通過復(fù)張肺泡，增加了肺復(fù)張容積，避免了肺泡塌陷傷，能有效改善ARDS 患者肺功能。但在臨床應(yīng)用時(shí)，描記壓力-容積曲線需要專業(yè)設(shè)備和專業(yè)人員，且患者需要脫機(jī)、鎮(zhèn)靜。同時(shí)，有些患者的壓力-容積曲線上可能不存在拐點(diǎn)或者找不到拐點(diǎn)，需要醫(yī)務(wù)人員自行判斷，存在一定的主觀性。最佳順應(yīng)性法調(diào)節(jié)PEEP 能更好地反映肺復(fù)張情況，改善氧合指數(shù)，同時(shí)可避免高PEEP 帶來的風(fēng)險(xiǎn)。但在使用該方法時(shí)操作相對(duì)復(fù)雜，需要使患者鎮(zhèn)靜肌松，也可能會(huì)對(duì)患者血流動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生負(fù)面影響。而監(jiān)測(cè)食道壓法雖然可以改善患者氧合指數(shù)，有助于患者治療，但操作過程容易影響到監(jiān)測(cè)結(jié)果，在臨床使用較少，還需要更多臨床試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

ARDS 患者最有效的治療是使用機(jī)械通氣，但在調(diào)節(jié)最佳PEEP 過程中，目前沒有統(tǒng)一的判定標(biāo)準(zhǔn)。通過上述方法對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，在臨床應(yīng)用中，醫(yī)務(wù)人員調(diào)節(jié)PEEP 時(shí)更容易操作的方法是最佳氧合法。

現(xiàn)階段對(duì)于ARDS 患者的PEEP 調(diào)節(jié)方法除上述4 種外還有很多新方法，如最小死腔分?jǐn)?shù)法、CT法、振動(dòng)反應(yīng)成像法等。這些方法利用現(xiàn)代科技來調(diào)節(jié)PEEP，使患者氧合指數(shù)、呼吸力學(xué)指標(biāo)等方面有顯著改善，為ARDS 的研究提供了新思路，但還存在有些技術(shù)不夠成熟、應(yīng)用有一定局限性等問題。因此，臨床應(yīng)用中更多還是沿用主流的PEEP 調(diào)節(jié)方法。如果可以在調(diào)節(jié)過程中加入閉環(huán)控制，結(jié)合患者病情對(duì)PEEP 進(jìn)行最佳氧合調(diào)節(jié)，將大大改善患者氧合指數(shù)，減少機(jī)械通氣過程中對(duì)肺的損傷，從而提高ARDS 患者的治療效果。