引用本文: 程江麗, 楊杰, 康焰. 急性呼吸窘迫綜合征機械通氣患者呼氣末正壓設定的方法. 中國呼吸與危重監護雜志, 2019, 18(6): 591-594. doi: 10.7507/1671-6205.201803051 復制
急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是一種肺部急性炎癥損傷疾病,同時伴隨著血管通透性增加、肺水增加和充氣肺組織減少等病理生理變化。ARDS 患者約占 ICU 住院患者的 10%,機械通氣患者的 24%,死亡率高達 40%。目前,呼吸支持仍是唯一有效的治療手段[1]。自 Ashbaugh 等[2]在 1967 年首次提出呼吸窘迫綜合征概念以來,呼氣末正壓(positive end-expiratory pressure,PEEP)就一直在其機械通氣治療中占據著重要的地位。起初,潮氣量和 PEEP 主要依據血流動力學、氧合水平和肺順應性進行調整[3]。1975 年 Suter 等[4]在新英格蘭上發表文章提出最佳 PEEP 的概念。隨后幾年的研究逐漸發現了機械通氣本身帶來的損傷,為了減少呼吸機相關性肺損傷的發生,PEEP 的設定目標從單純滿足氧合需求開始延伸至肺保護。過去四十多年間,關于最佳 PEEP 設定的研究不斷涌現,雖然出現了眾多指標指導 PEEP 設定,但目前沒有一個指標展示出其特有的優勢,且近年來逐漸出現了關于高低 PEEP 應用的爭議。因此該綜述將從患者氧合水平、胸肺力學及影像學指標三個方面回顧近年來關于最佳 PEEP 設定的相關研究,并對最近的熱點問題稍作探討,以期能夠清晰地展示近幾年的研究成果并能給臨床和未來的研究方向帶來一定的參考意義。
1 氧合水平
早在上世紀七十年代,根據氧合水平調整 PEEP 就在臨床上得到了廣泛的應用。1995 年首次推出與 FiO2 相匹配的 PEEP 設置方法(PEEP/FiO2 表),隨后 ARDS 協作網推出更新的 PEEP/FiO2 表,建議的 PEEP 水平比前者平均高 6 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)[5]。臨床醫生可根據患者氧合水平相繼調整 PEEP 和 FiO2,平衡了因高濃度氧和高水平 PEEP 而帶來的肺損傷。因其通俗易懂,簡單易行,在臨床上得到了很大的推廣。雖然近年來不斷有新的指標出現,但 PEEP/FiO2 表仍是唯一一個可以根據患者病情嚴重程度提供不同水平 PEEP 的滴定方法[6]。
2 胸肺力學參數
2.1 壓力–容積曲線
胸肺組織壓力–容積(pressure-volume,P-V)曲線,是指以功能殘氣量為零點、跨胸壓為橫坐標、肺容積為縱坐標的關系曲線,表示肺容積隨跨胸壓的變化情況,包括吸氣相和呼氣相,曲線上分別有低位拐點和高位拐點,低位拐點為低位平坦段與陡直段的交點,高位拐點為陡直段與高位平坦段的交點。靜態 P-V 曲線需要在滿足氣體流量恒定(定容型模式的方波)、較大的潮氣量、患者充分鎮靜、肌肉松弛的條件下獲得[7]。1979 年 Lemaire 等[7]提出用 P-V 曲線來滴定最佳的 PEEP 的觀點,研究發現與傳統的機械通氣策略相比,用低位拐點來滴定 PEEP 和高位拐點來限定潮氣量因能夠避免肺泡的塌陷和過度擴張,可以明顯的降低呼吸機相關性肺損傷的發生率。相關回顧性分析也證實用 P-V 曲線滴定 PEEP 可以提高患者生存率[8]。
然而,P-V 曲線的應用也一直存在爭議。首先,研究發現高于低位拐點的 PEEP 能使更多的肺泡復張,氧合得到更好的改善,最佳 PEEP 的選擇存在質疑[9];再者,測定 P-V 曲線需要對患者進行鎮靜肌松處理,對患者損傷較大;最后,并不是所有患者的 P-V 曲線都存在低位拐點。基于上述原因,近年來 P-V 曲線在臨床上的應用受到限制。
2.2 平臺壓
平臺壓(plateau pressure,Pplat)是在吸氣末屏氣情況下壓力感受器顯示的氣道壓力,反映了吸氣末肺泡的平均壓力,Pplat 越大肺泡發生損傷的可能性越大。現有指南推薦在 PEEP 設定時將 Pplat 維持在 30 cm H2O 以內,但越來越多的研究證實即使是小于 30 cm H2O 的 Pplat 也會對肺造成損傷[10-11]。Terragni 等[11]發現,當 Pplat 大于 25 cm H2O 時,CT 即提示機械通氣對肺造成了損傷。因此單純使用小于 30 cm H2O 的 Pplat 來滴定 PEEP 是片面且不可取的,PEEP 的設定應同時結合其他指標。
2.3 驅動壓
驅動壓是機械通氣過程中,往肺內充入一定的潮氣量時氣道壓力上升的值,為潮氣量與肺的順應性的比值,其中肺順應性大小與可充氣的肺的多少相關,所以驅動壓的大小可以反映潮氣量與患者可擴張肺的比例關系[12]。根據驅動壓調節 PEEP,即是將驅動壓維持在一定的范圍,避免肺泡的過度擴張與塌陷。2015 年一篇關于 ARDS 患者死亡危險因素的 Meta 分析將驅動壓推入大眾視野,研究發現驅動壓是 ARDS 患者死亡最密切的獨立危險因素,單純改變 PEEP 或 Pplat,患者死亡率不會改變[13]。但最近一個 778 例重度 ARDS 患者參與的回顧性分析指出,Pplat 相較于驅動壓在預測患者死亡方面稍有優勢,這與前面的分析結果差別較大[14]。對比這兩個分析發現,前者超過半數的患者存在 PEEP 小于 10 cm H2O 或潮氣量大于 10 mL/kg 的情況,沒有實行肺保護性通氣策略,而后者所有患者潮氣量和 PEEP 均在 5~8 mL/kg 和 10~15 cm H2O,該差別使得前者 Pplat 有更大的波動性,Pplat 的大小與肺過度充氣的關系降低,當驅動壓在一個較大的威脅生命的數值時,較低的 PEEP 使得 Pplat 偏低而不能及時預測到患者的死亡。值得注意的是,兩者驅動壓的分界線不一樣,分別是 14 和 19 cm H2O。在 2016 年的一個研究中,研究者比較了死亡組和未死亡組 ARDS 患者驅動壓大小,其中未死亡組 24 h 的驅動壓都在 14 cm H2O 之下,死亡組驅動壓在 14~16 cm H2O,這個研究提示也許以 14 cm H2O 為分界線更合理[15]。雖然上述兩個分析結果存在差異,但都提示驅動壓是機械通氣過程中不可忽視的指標,目前關于驅動壓的研究仍較少且都為回顧性研究,未來需要更多的前瞻性研究來證實驅動壓對 PEEP 滴定的指導意義,與其他指標相比是否存在優勢,并明確指導 PEEP 滴定的驅動壓范圍。
2.4 跨肺壓
跨肺壓 (transpulmonary pressure,PL)=肺泡內壓–胸腔內壓,為作用于肺泡上的壓力,與順應性一起決定了肺容積的大小,因胸腔內壓不能直接測得,一般用食道壓代替或根據胸廓順應性計算胸腔內壓,研究發現兩種方法所測得的 PL 均具有較好的準確性[16]。ARDS 患者胸腔內壓變異度較大,影響因素較多,對胸腔內壓不同的患者限定相同的 Pplat 可能會導致肺泡塌陷或者過度擴張。應用 PL 滴定 PEEP 時,一般使得吸氣末 PL 保持在 20~25 cm H2O,呼氣末 PL 大于 0 cm H2O[17]。研究發現相對于最佳氧合法,根據 PL 進行 PEEP 滴定能能夠在維持肺泡開放狀態的同時,減少肺炎癥反應發生,預防肺損傷,達到肺保護作用[18]。
PL 指導 PEEP 滴定的應用仍然存在爭議。第一,患者體位及疾病狀態都會影響食道壓的測定,影響 PL 測定的準確性[17]。第二,安裝食道壓監測裝置是一種侵入性操作,增加了臨床醫生的擔憂。第三,應用方法不一致,研究表明在對同一個患者分別用食道壓和胸廓順應性進行胸腔內壓推算時,結果相差 10 cm H2O 之多,兩者滴定的最佳 PEEP 值不具有相關性[19]。目前,對于 PL 的使用仍然處于探索階段,未來的研究可能要側重于更加精確和更少損傷的監測方法。
2.5 順應性
胸肺順應性(respiratory system compliance,Crs)是反映胸肺彈性阻力的重要生理指標,計算公式為 Crs=VT/(Pplat–PEEP),分為動態順應性和靜態順應性,前者的測定結果受氣道阻力的影響較大,實現最大順應性即是使得肺泡的過度擴張與塌陷達到平衡[4]。1975 年提出最佳 PEEP 概念時,Suter 等[4]即是用最大靜態順應性指導 PEEP 的滴定來獲取最大的氧運輸量。2014 年 Becher 等[20]發現對于有自主呼吸的患者,用 EIT 可以完成全肺和局部肺組織靜態順應性的監測,避免了鎮靜肌松藥的大量使用,使得靜態順應性的測量更具有可行性。關于動態順應性的研究也一直在進行,研究發現在 PEEP 值較高時,動、靜態順應性曲線不一致,而且兩者滴定的 PEEP 值沒有關聯性,其中動態順應性能夠更早的發現肺的過度擴張,提示動態順應性對 PEEP 的滴定有更好的指導意義[21]。但目前缺少關于動態順應性的研究,需要更多的研究來證實。
2.6 壓力–時間曲線及牽張指數
2000 年 Ranieri 等[22]首次提出將壓力–時間(pressure-time,P-T)和牽張指數用于呼吸機參數設定,P-T 曲線是指在流量恒定時,肺泡內壓隨時間變化的曲線,牽張指數是其曲線斜率的變化,即肺順應性的變化情況。用牽張指數指導 PEEP 的滴定,即使得牽張指數維持在 1 左右,避免肺泡的過度擴張和塌陷[11]。研究發現牽張指數可以指導 ARDS 患者進行 PEEP 滴定,可以改善氧合、減少呼吸機相關性肺損傷的發生[11, 23]。然而目前 P–T 曲線的應用仍處于探索階段,研究發現對于存在單側胸腔積液的實驗動物,牽張指數預測肺復張和過度充氣的能力下降,另外其數據的記錄和分析需要專門的儀器,使得臨床的普及受到了限制,因此未來的發展需要更多的研究證實并有賴于技術的進步[24]。
3 影像學檢查
3.1 超聲
超聲是一種無創的床旁評估手段,近年來其應用越來越得到臨床醫生的重視。超聲在評估肺實變和肺水腫、指導和評價肺復張方面展現了很大的優越性[25]。2017 年 Tang 等[26]將 40 例 ARDS 患者隨機分成兩組,分別用 PEEP/FiO2 表和超聲評分進行 PEEP 滴定,研究發現兩者滴定的最佳 PEEP 有明顯的差別,超聲組明顯高于 PEEP/FiO2 表組,結果指標顯示,超聲組動態順應性和氧合指數均高于 PEEP/FiO2 表組,提示超聲可以用于 PEEP 的滴定。超聲若能夠成熟運用于 PEEP 設置,將會給機械通氣參數設置帶來很大的便利。
3.2 計算機斷層掃描
計算機斷層掃描(computed tomography,CT)是呼吸系統疾病最常用和最有效的影像學檢查方法,可廣泛的用于肺部結節、肺氣腫、氣胸、肺水腫、肺血管疾病的診斷和治療。Cressoni 等[27]對 51 例不同嚴重程度的 ARDS 患者在不同吸氣壓力下進行了全肺的 CT 掃描,評估了患者的可復張性,并用肺組織密度乘以胸椎–脊椎的肺高度作為壓縮力,CT 指導 PEEP 滴定即通過調節 PEEP 實現可以克服 PL(壓縮力)和胸腔內壓(胸壁回縮力)的壓力。結果顯示,患者肺的可復張性和 CT 滴定的 PEEP 值沒有相關性,且對于不同嚴重程度的 ARDS 患者,CT 滴定的 PEEP 值沒有差別,該研究還比較了其他幾種方法的滴定結果,發現 CT 滴定的 PEEP 值高于食道壓和牽張指數。同時,CT 作為一種對患者有傷害的而且較難移動的檢查設備,在臨床應用上也有諸多不便,這些特點都限制了 CT 在 PEEP 滴定方面的應用。
3.3 電阻抗成像
電阻抗成像(electrical impedance tomography,EIT)相比于 CT 是一種無創的床旁監測儀器。相關研究已經證實 EIT 可以實時監測通氣和血流在肺內的分布情況,計算不同部位的通氣血流比及力學指標[28]。Franchineau 等[29]對需要體外膜肺支持治療的重度 ARDS 患者進行了 EIT 滴定最佳 PEEP 的研究,發現 EIT 能夠針對不同的患者進行個性化的 PEEP 滴定,實現最大 Crs。同年一個動物實驗也證實了這一觀點[30]。但這種方法目前還只是停留在研究階段并沒有得到廣泛的應用。
4 高 PEEP 的應用
二十世紀末,研究發現使用較低的 PEEP 不足以使肺泡一直維持在開放狀態,肺泡的不斷開放關閉會導致肺的損傷,該研究打破了使用較低 PEEP 維持氧合的傳統思想。2010 年 JAMA 上一篇回顧性分析發現較高的 PEEP 可以減少 ARDS 患者的死亡率,且在應用大于 12 cm H2O 的 PEEP 時,Pplat 仍小于 30 cm H2O,不會導致肺泡的過度充氣[31]。目前,也有研究指出,在外科手術中應用高 PEEP 有明顯的優勢,特別是對于肥胖的 ARDS 患者,可以增加患者的生存率[32]。但應該注意的是現階段高 PEEP 的適用人群仍在探索階段,研究證實不經選擇地對 ARDS 患者應用高 PEEP 不會改善患者的臨床結局[33]。因此臨床醫生應該根據患者的情況綜合考慮,不可盲目選用高 PEEP。
5 結語
ARDS 機械通氣患者如何選擇最佳 PEEP,目前仍然沒有定論。PL、驅動壓和肺牽張指數在這幾年逐漸成為熱門,但它們自身均存在局限性,如臨床證據不足、存在爭議或是設備限制而無法開展;對于 P-V 曲線、Pplat 和最大順應性等由來已久的指標,又不斷有研究質疑其可靠性;影像學指導 PEEP 滴定作為較新的研究領域,都還處于研究階段,其中 EIT 和超聲具有很大的研究前景。目前,只有 PEEP/FiO2 表是唯一由 ARDS 協作網推薦的滴定 PEEP 的方法,并得到了臨床的普遍認可。研究發現,相較于其他胸肺力學指標,根據最大順應性滴定 PEEP 能使患者氧合得到更好的改善并減少肺泡塌陷的風險[34]。需要注意的是 PEEP/FiO2 表和最大順應性這兩種方法并不是最佳的滴定策略,其他方法的研究還應該繼續進行,機械通氣策略也應不斷調整,明確受益于不同 PEEP 水平的人群特征
利益沖突:本研究不涉及任何利益沖突。
急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是一種肺部急性炎癥損傷疾病,同時伴隨著血管通透性增加、肺水增加和充氣肺組織減少等病理生理變化。ARDS 患者約占 ICU 住院患者的 10%,機械通氣患者的 24%,死亡率高達 40%。目前,呼吸支持仍是唯一有效的治療手段[1]。自 Ashbaugh 等[2]在 1967 年首次提出呼吸窘迫綜合征概念以來,呼氣末正壓(positive end-expiratory pressure,PEEP)就一直在其機械通氣治療中占據著重要的地位。起初,潮氣量和 PEEP 主要依據血流動力學、氧合水平和肺順應性進行調整[3]。1975 年 Suter 等[4]在新英格蘭上發表文章提出最佳 PEEP 的概念。隨后幾年的研究逐漸發現了機械通氣本身帶來的損傷,為了減少呼吸機相關性肺損傷的發生,PEEP 的設定目標從單純滿足氧合需求開始延伸至肺保護。過去四十多年間,關于最佳 PEEP 設定的研究不斷涌現,雖然出現了眾多指標指導 PEEP 設定,但目前沒有一個指標展示出其特有的優勢,且近年來逐漸出現了關于高低 PEEP 應用的爭議。因此該綜述將從患者氧合水平、胸肺力學及影像學指標三個方面回顧近年來關于最佳 PEEP 設定的相關研究,并對最近的熱點問題稍作探討,以期能夠清晰地展示近幾年的研究成果并能給臨床和未來的研究方向帶來一定的參考意義。
1 氧合水平
早在上世紀七十年代,根據氧合水平調整 PEEP 就在臨床上得到了廣泛的應用。1995 年首次推出與 FiO2 相匹配的 PEEP 設置方法(PEEP/FiO2 表),隨后 ARDS 協作網推出更新的 PEEP/FiO2 表,建議的 PEEP 水平比前者平均高 6 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)[5]。臨床醫生可根據患者氧合水平相繼調整 PEEP 和 FiO2,平衡了因高濃度氧和高水平 PEEP 而帶來的肺損傷。因其通俗易懂,簡單易行,在臨床上得到了很大的推廣。雖然近年來不斷有新的指標出現,但 PEEP/FiO2 表仍是唯一一個可以根據患者病情嚴重程度提供不同水平 PEEP 的滴定方法[6]。
2 胸肺力學參數
2.1 壓力–容積曲線
胸肺組織壓力–容積(pressure-volume,P-V)曲線,是指以功能殘氣量為零點、跨胸壓為橫坐標、肺容積為縱坐標的關系曲線,表示肺容積隨跨胸壓的變化情況,包括吸氣相和呼氣相,曲線上分別有低位拐點和高位拐點,低位拐點為低位平坦段與陡直段的交點,高位拐點為陡直段與高位平坦段的交點。靜態 P-V 曲線需要在滿足氣體流量恒定(定容型模式的方波)、較大的潮氣量、患者充分鎮靜、肌肉松弛的條件下獲得[7]。1979 年 Lemaire 等[7]提出用 P-V 曲線來滴定最佳的 PEEP 的觀點,研究發現與傳統的機械通氣策略相比,用低位拐點來滴定 PEEP 和高位拐點來限定潮氣量因能夠避免肺泡的塌陷和過度擴張,可以明顯的降低呼吸機相關性肺損傷的發生率。相關回顧性分析也證實用 P-V 曲線滴定 PEEP 可以提高患者生存率[8]。
然而,P-V 曲線的應用也一直存在爭議。首先,研究發現高于低位拐點的 PEEP 能使更多的肺泡復張,氧合得到更好的改善,最佳 PEEP 的選擇存在質疑[9];再者,測定 P-V 曲線需要對患者進行鎮靜肌松處理,對患者損傷較大;最后,并不是所有患者的 P-V 曲線都存在低位拐點。基于上述原因,近年來 P-V 曲線在臨床上的應用受到限制。
2.2 平臺壓
平臺壓(plateau pressure,Pplat)是在吸氣末屏氣情況下壓力感受器顯示的氣道壓力,反映了吸氣末肺泡的平均壓力,Pplat 越大肺泡發生損傷的可能性越大。現有指南推薦在 PEEP 設定時將 Pplat 維持在 30 cm H2O 以內,但越來越多的研究證實即使是小于 30 cm H2O 的 Pplat 也會對肺造成損傷[10-11]。Terragni 等[11]發現,當 Pplat 大于 25 cm H2O 時,CT 即提示機械通氣對肺造成了損傷。因此單純使用小于 30 cm H2O 的 Pplat 來滴定 PEEP 是片面且不可取的,PEEP 的設定應同時結合其他指標。
2.3 驅動壓
驅動壓是機械通氣過程中,往肺內充入一定的潮氣量時氣道壓力上升的值,為潮氣量與肺的順應性的比值,其中肺順應性大小與可充氣的肺的多少相關,所以驅動壓的大小可以反映潮氣量與患者可擴張肺的比例關系[12]。根據驅動壓調節 PEEP,即是將驅動壓維持在一定的范圍,避免肺泡的過度擴張與塌陷。2015 年一篇關于 ARDS 患者死亡危險因素的 Meta 分析將驅動壓推入大眾視野,研究發現驅動壓是 ARDS 患者死亡最密切的獨立危險因素,單純改變 PEEP 或 Pplat,患者死亡率不會改變[13]。但最近一個 778 例重度 ARDS 患者參與的回顧性分析指出,Pplat 相較于驅動壓在預測患者死亡方面稍有優勢,這與前面的分析結果差別較大[14]。對比這兩個分析發現,前者超過半數的患者存在 PEEP 小于 10 cm H2O 或潮氣量大于 10 mL/kg 的情況,沒有實行肺保護性通氣策略,而后者所有患者潮氣量和 PEEP 均在 5~8 mL/kg 和 10~15 cm H2O,該差別使得前者 Pplat 有更大的波動性,Pplat 的大小與肺過度充氣的關系降低,當驅動壓在一個較大的威脅生命的數值時,較低的 PEEP 使得 Pplat 偏低而不能及時預測到患者的死亡。值得注意的是,兩者驅動壓的分界線不一樣,分別是 14 和 19 cm H2O。在 2016 年的一個研究中,研究者比較了死亡組和未死亡組 ARDS 患者驅動壓大小,其中未死亡組 24 h 的驅動壓都在 14 cm H2O 之下,死亡組驅動壓在 14~16 cm H2O,這個研究提示也許以 14 cm H2O 為分界線更合理[15]。雖然上述兩個分析結果存在差異,但都提示驅動壓是機械通氣過程中不可忽視的指標,目前關于驅動壓的研究仍較少且都為回顧性研究,未來需要更多的前瞻性研究來證實驅動壓對 PEEP 滴定的指導意義,與其他指標相比是否存在優勢,并明確指導 PEEP 滴定的驅動壓范圍。
2.4 跨肺壓
跨肺壓 (transpulmonary pressure,PL)=肺泡內壓–胸腔內壓,為作用于肺泡上的壓力,與順應性一起決定了肺容積的大小,因胸腔內壓不能直接測得,一般用食道壓代替或根據胸廓順應性計算胸腔內壓,研究發現兩種方法所測得的 PL 均具有較好的準確性[16]。ARDS 患者胸腔內壓變異度較大,影響因素較多,對胸腔內壓不同的患者限定相同的 Pplat 可能會導致肺泡塌陷或者過度擴張。應用 PL 滴定 PEEP 時,一般使得吸氣末 PL 保持在 20~25 cm H2O,呼氣末 PL 大于 0 cm H2O[17]。研究發現相對于最佳氧合法,根據 PL 進行 PEEP 滴定能能夠在維持肺泡開放狀態的同時,減少肺炎癥反應發生,預防肺損傷,達到肺保護作用[18]。
PL 指導 PEEP 滴定的應用仍然存在爭議。第一,患者體位及疾病狀態都會影響食道壓的測定,影響 PL 測定的準確性[17]。第二,安裝食道壓監測裝置是一種侵入性操作,增加了臨床醫生的擔憂。第三,應用方法不一致,研究表明在對同一個患者分別用食道壓和胸廓順應性進行胸腔內壓推算時,結果相差 10 cm H2O 之多,兩者滴定的最佳 PEEP 值不具有相關性[19]。目前,對于 PL 的使用仍然處于探索階段,未來的研究可能要側重于更加精確和更少損傷的監測方法。
2.5 順應性
胸肺順應性(respiratory system compliance,Crs)是反映胸肺彈性阻力的重要生理指標,計算公式為 Crs=VT/(Pplat–PEEP),分為動態順應性和靜態順應性,前者的測定結果受氣道阻力的影響較大,實現最大順應性即是使得肺泡的過度擴張與塌陷達到平衡[4]。1975 年提出最佳 PEEP 概念時,Suter 等[4]即是用最大靜態順應性指導 PEEP 的滴定來獲取最大的氧運輸量。2014 年 Becher 等[20]發現對于有自主呼吸的患者,用 EIT 可以完成全肺和局部肺組織靜態順應性的監測,避免了鎮靜肌松藥的大量使用,使得靜態順應性的測量更具有可行性。關于動態順應性的研究也一直在進行,研究發現在 PEEP 值較高時,動、靜態順應性曲線不一致,而且兩者滴定的 PEEP 值沒有關聯性,其中動態順應性能夠更早的發現肺的過度擴張,提示動態順應性對 PEEP 的滴定有更好的指導意義[21]。但目前缺少關于動態順應性的研究,需要更多的研究來證實。
2.6 壓力–時間曲線及牽張指數
2000 年 Ranieri 等[22]首次提出將壓力–時間(pressure-time,P-T)和牽張指數用于呼吸機參數設定,P-T 曲線是指在流量恒定時,肺泡內壓隨時間變化的曲線,牽張指數是其曲線斜率的變化,即肺順應性的變化情況。用牽張指數指導 PEEP 的滴定,即使得牽張指數維持在 1 左右,避免肺泡的過度擴張和塌陷[11]。研究發現牽張指數可以指導 ARDS 患者進行 PEEP 滴定,可以改善氧合、減少呼吸機相關性肺損傷的發生[11, 23]。然而目前 P–T 曲線的應用仍處于探索階段,研究發現對于存在單側胸腔積液的實驗動物,牽張指數預測肺復張和過度充氣的能力下降,另外其數據的記錄和分析需要專門的儀器,使得臨床的普及受到了限制,因此未來的發展需要更多的研究證實并有賴于技術的進步[24]。
3 影像學檢查
3.1 超聲
超聲是一種無創的床旁評估手段,近年來其應用越來越得到臨床醫生的重視。超聲在評估肺實變和肺水腫、指導和評價肺復張方面展現了很大的優越性[25]。2017 年 Tang 等[26]將 40 例 ARDS 患者隨機分成兩組,分別用 PEEP/FiO2 表和超聲評分進行 PEEP 滴定,研究發現兩者滴定的最佳 PEEP 有明顯的差別,超聲組明顯高于 PEEP/FiO2 表組,結果指標顯示,超聲組動態順應性和氧合指數均高于 PEEP/FiO2 表組,提示超聲可以用于 PEEP 的滴定。超聲若能夠成熟運用于 PEEP 設置,將會給機械通氣參數設置帶來很大的便利。
3.2 計算機斷層掃描
計算機斷層掃描(computed tomography,CT)是呼吸系統疾病最常用和最有效的影像學檢查方法,可廣泛的用于肺部結節、肺氣腫、氣胸、肺水腫、肺血管疾病的診斷和治療。Cressoni 等[27]對 51 例不同嚴重程度的 ARDS 患者在不同吸氣壓力下進行了全肺的 CT 掃描,評估了患者的可復張性,并用肺組織密度乘以胸椎–脊椎的肺高度作為壓縮力,CT 指導 PEEP 滴定即通過調節 PEEP 實現可以克服 PL(壓縮力)和胸腔內壓(胸壁回縮力)的壓力。結果顯示,患者肺的可復張性和 CT 滴定的 PEEP 值沒有相關性,且對于不同嚴重程度的 ARDS 患者,CT 滴定的 PEEP 值沒有差別,該研究還比較了其他幾種方法的滴定結果,發現 CT 滴定的 PEEP 值高于食道壓和牽張指數。同時,CT 作為一種對患者有傷害的而且較難移動的檢查設備,在臨床應用上也有諸多不便,這些特點都限制了 CT 在 PEEP 滴定方面的應用。
3.3 電阻抗成像
電阻抗成像(electrical impedance tomography,EIT)相比于 CT 是一種無創的床旁監測儀器。相關研究已經證實 EIT 可以實時監測通氣和血流在肺內的分布情況,計算不同部位的通氣血流比及力學指標[28]。Franchineau 等[29]對需要體外膜肺支持治療的重度 ARDS 患者進行了 EIT 滴定最佳 PEEP 的研究,發現 EIT 能夠針對不同的患者進行個性化的 PEEP 滴定,實現最大 Crs。同年一個動物實驗也證實了這一觀點[30]。但這種方法目前還只是停留在研究階段并沒有得到廣泛的應用。
4 高 PEEP 的應用
二十世紀末,研究發現使用較低的 PEEP 不足以使肺泡一直維持在開放狀態,肺泡的不斷開放關閉會導致肺的損傷,該研究打破了使用較低 PEEP 維持氧合的傳統思想。2010 年 JAMA 上一篇回顧性分析發現較高的 PEEP 可以減少 ARDS 患者的死亡率,且在應用大于 12 cm H2O 的 PEEP 時,Pplat 仍小于 30 cm H2O,不會導致肺泡的過度充氣[31]。目前,也有研究指出,在外科手術中應用高 PEEP 有明顯的優勢,特別是對于肥胖的 ARDS 患者,可以增加患者的生存率[32]。但應該注意的是現階段高 PEEP 的適用人群仍在探索階段,研究證實不經選擇地對 ARDS 患者應用高 PEEP 不會改善患者的臨床結局[33]。因此臨床醫生應該根據患者的情況綜合考慮,不可盲目選用高 PEEP。
5 結語
ARDS 機械通氣患者如何選擇最佳 PEEP,目前仍然沒有定論。PL、驅動壓和肺牽張指數在這幾年逐漸成為熱門,但它們自身均存在局限性,如臨床證據不足、存在爭議或是設備限制而無法開展;對于 P-V 曲線、Pplat 和最大順應性等由來已久的指標,又不斷有研究質疑其可靠性;影像學指導 PEEP 滴定作為較新的研究領域,都還處于研究階段,其中 EIT 和超聲具有很大的研究前景。目前,只有 PEEP/FiO2 表是唯一由 ARDS 協作網推薦的滴定 PEEP 的方法,并得到了臨床的普遍認可。研究發現,相較于其他胸肺力學指標,根據最大順應性滴定 PEEP 能使患者氧合得到更好的改善并減少肺泡塌陷的風險[34]。需要注意的是 PEEP/FiO2 表和最大順應性這兩種方法并不是最佳的滴定策略,其他方法的研究還應該繼續進行,機械通氣策略也應不斷調整,明確受益于不同 PEEP 水平的人群特征
利益沖突:本研究不涉及任何利益沖突。