以呼氣末跨肺壓為導向的PEEP設置在ARDS肺保護性機械通氣中的運用研究

黃明禮　王繼相　廖群芬　錢竣　楊天星　黃媛媛　古秀娟

【摘要】 目的：研究急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）機械通氣中，以呼氣末跨肺壓為導向來指導呼氣末正壓（PEEP）設置，從而降低ARDS機械通氣中的肺損傷，提高生存率。方法：選取2016年5月-2018年12月在本院住院且明確診斷為中重度的ARDS患者70例，按照隨機數字表法將患者分為對照組和治療組，各35例。對照組以氧飽和度（SaO2）為依據設置PEEP，治療組以呼氣末跨肺壓為標準設置PEEP。比較兩組治療前后的氧合指標（OI、PaO2、SaO2、FiO2）、呼吸力學指標（肺順應性、呼吸功、呼氣末跨肺壓、呼氣末正壓），以及28 d死亡率、機械通氣時間、住院時間。結果：治療后48、72 h，治療組OI、PaO2、SaO2、肺順應性、設置的呼氣末正壓均高于對照組，FiO2、呼吸功均低于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。兩組呼氣末跨肺壓在治療前均為負值，比較差異無統計意義（P>0.05），治療后48、72 h，兩組比較差異均有統計學意義（P<0.001）。治療組機械通氣時間、住院時間均明顯短于對照組，28 d死亡率低于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。結論：在ARDS肺保護性機械通氣中以呼氣末跨肺壓為導向來指導呼氣末壓設置的臨床效果較傳統滴定設置PEEP更精準、優越，能達到預防肺損傷的目標。

【關鍵詞】 急性呼吸窘迫綜合征; 機械通氣; 呼氣末跨肺壓; 呼氣末正壓

【Abstract】 Objective：To study the setting of positive end-expiratory pressure（PEEP）in mechanical ventilation of acute respiratory distress syndrome（ARDS）guided by end-expiratory transpulmonary pressure，so as to reduce lung injury and improve survival rate in mechanical ventilation of ARDS.Method：From May 2016 to December 2018，70 patients hospitalized in our hospital who were definitely diagnosed as moderate to severe ARDS were selected.According to the random number table method，the patients were divided into the control group and the treatment group，with 35 patients in each group.PEEP was set in the control group based on oxygen saturation（SaO2），and in the treatment group based on end-expiratory transpulmonary pressure.Oxygenation indices（OI，PaO2，SaO2，FiO2）respiratory mechanical indices（lung compliance，respiratory work，end-expiratory transpulmonary pressure，end-expiratory positive pressure）before and after treatment，and 28 d mortality rate，duration of mechanical ventilation and hospital stay were compared between the two groups.Result：After 48 and 72 h of treatment，OI，PaO2，SaO2，lung compliance and positive end-expiratory pressure in the treatment group were all higher than those in the control group，and FiO2 and respiratory work were lower than those in the control group，with statistically significant differences（P<0.05）.The terminal expiratory transpulmonary pressure of the two groups was negative before treatment，and the difference was not statistically significant（P>0.05），48 and 72 h after treatment，the comparison between the two groups was statistically significant（P<0.001）.The duration of mechanical ventilation and hospitalization in the treatment group were significantly shorter than those in the control group，and the mortality on 28 days was lower than that in the control group，with statistically significant differences（P<0.05）.Conclusion：End-expiratory trans-pulmonary pressure is more precise and superior than PEEP in ARDS pulmonary protective mechanical ventilation，which can achieve the goal of preventing lung injury.

【Key words】 Acute respiratory distress syndrome; Mechanical ventilation; End-expiratory transpulmonary pressure; Positive end-expiratory pressure

First-authors address：Mianyang 404 Hospital，Mianyang 621000，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2019.14.006

在重癥醫學科領域內，急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）以死亡率高而引起高度重視，是一種危及生命的呼吸衰竭形式，在美國每年影響大約20萬例患者，每年導致近75 000人死亡，在全球范圍內，ARDS占重癥監護病房入院人數的10%，每年有300多萬重度ARDS患者[1-2]。機械通氣是治療ARDS的主要手段，但應用不當可增加死亡率[3]，ARDS病理改變是肺泡塌陷和不均一，塌陷的肺泡周圍有血流導致通氣血流比失調，造成低氧血癥[4]，PEEP可以維持肺復張，改善肺內分流，改善氧合。反復的肺泡打開又關閉，造成剪切力損傷，PEEP可減緩剪切力損傷的發生，所以在ARDS機械通氣中PEEP設置是非常重要的，肺泡開放的關鍵是要維持跨肺呼氣末壓在正壓狀態[5]。保持合適的PEEP是ARDS目前重要的機械通氣策略，是肺保護性通氣重要手段[6-7]，如果PEEP過高，肺泡在已經復張的情況下無法保持穩定狀態，氣體交換和通氣會受到肺泡過度膨脹的影響產生障礙，帶來呼吸機相關性肺損傷，如果PEEP的值過低，肺泡會出現塌陷，影響氧合功能，怎樣精準設置呼氣末正壓（PEEP）達到肺保護通氣效果，一直是ARDS研究領域的重要課題，本研究擬采用呼氣末跨肺壓精準指導ARDS機械通氣患者呼氣末正壓（PEEP）設置與傳統滴定法設置PEEP[急性呼吸窘迫綜合征協作網（ARDSNet）]建議方法進行比較，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年5月-2018年12月在四川省綿陽市四0四醫院等綿陽市區內三家三級醫院就診住院的中重度ARDS患者70例，納入標準：患者必須符合2012年ARDS柏林診斷標[8]。排除標準：心源性肺水腫、懷孕和哺乳期婦女、未成年、顱腦存在重度損傷、不能保持穩定的血流動力狀態、24 h內有死亡可能性、有不允許放置食管氣囊導管情況。按照隨機數字表法將患者分為對照組和治療組，各35例。醫院倫理學委員會已經批準了該研究，患者均通過書面的形式確認知情同意。

1.2 方法 兩組患者均給予持續有創機械通氣。所有患者均在容控模式下接受潮氣量6 mL/kg（理想體重）。保持流速恒定，流速30～60 L/min，頻率16～20次/min，均給予鎮痛、鎮靜治療，并給予肺復張治療，為避免相關參數影響對自主呼吸進行適當控制，適當時可使用肌松劑。使用設備：多功能監護儀（Mindray Bene View T8）、AVER呼吸機（美國Carefusion）、血氣分析儀（GEM3500）

1.2.1 對照組 在上述治療過程中，平臺壓維持≤30 cm H2O。以氧飽和度為依據結合吸氧濃度（FiO2）和血壓狀況進行PEEP滴定，找到最佳PEEP，盡可能使目標SpO2 88%～95%、PaO2 55～80 mm Hg、血壓正常。

1.2.2 治療組 在上述治療過程中，測量呼氣末跨肺壓。使用設備和材料：采用CareFuiion公司生產的呼吸機（AVEA）成人型食管測壓管7003100和用鳥牌AVEA呼吸機。先將成人型呼吸機食管測壓管測量導管與呼吸機相應接口相連，然后進行食道氣囊測試，確保無漏氣后開始食道置管。要求患者均保持平躺狀態，且以30°為標準抬高頭部，把少許石蠟油涂在食管氣囊導管前端，插入食管時經患者鼻腔，按照40 cm的深度標準置入，約在食道中段1/3處。此時呼吸機主屏幕持續顯示標準的氣道壓力和食道壓曲線波形，當按壓吸氣暫停鍵時呼吸機屏幕顯示出吸氣末跨肺壓（PtpPlat）的讀數，當按壓呼氣暫停鍵時屏幕顯示出PtpPEEP（呼氣末跨肺驅動壓的讀數）。同時可以顯示肺順應性（Cstat）和患者呼吸功（WOBp）。通氣目標：呼氣末跨肺壓為0～10 cm H2O，通過調節PEEP使之保持在0～10 cm H2O，避免出現負值，即用最小PEEP保持最佳呼氣末跨肺壓0～10 cm H2O。

1.3 觀察指標及判定標準

1.3.1 氧合指標 氧合指數（OI）是氧分壓除以需要吸入氧濃度，400～500 mm Hg是正常水平，如果比300 mm Hg低就說明出現了肺呼吸功能障礙，ARDS≤200 mm Hg屬中重度;氧分壓是溶于血液氧氣張力，ARDS患者會嚴重降低，低于60 mm Hg。氧飽和度是反映ARDS病情輕重的重要指標，越低反映病情越重。由于ARDS嚴重缺氧需要吸入很高氧濃度，多大于60%。在治療前后分別按照相應的時間截點對患者的OI、PaO2、SaO2、FiO2進行檢測。

1.3.2 呼吸力學指標 肺順應性Cstat是指肺容積在改變單位壓力的情況下發生的改變，是肺功能狀態的反映，處于200 mL/cm H2O屬于正常范圍，在進行食道壓測量時，呼吸機會有直接顯示，ARDS患者肺順應性會明顯下降，且與病情嚴重程度正相關。呼氣末跨肺壓：是呼氣末肺泡內壓與胸腔壓之差，用氣道壓代替肺泡壓，以食道壓代替胸腔壓力，跨肺壓=氣道壓-食道壓，呼氣末跨肺壓等于呼氣末正壓與食道壓之差，理想值0～10 cm H2O，如果是負壓說明肺處于塌陷狀態，負壓值大小與塌陷狀態呈正相關。呼吸功（WOBp）是患者克服氣道阻力和肺組織彈性所做的功，是胸腔壓力變化與容積變化的比值，正常0.3～0.6 J/L，在ARDS由于肺彈性阻力明顯增高，故WOBp明顯增高。在治療前后分別按照相應的時間截點對患者的三項指標進行檢測。

1.3.3 預后指標 28 d死亡率、機械通氣時間、住院時間。

1.4 統計學處理 采用SPSS 21.0軟件對所得數據進行統計分析，計量資料用（x±s）表示，比較采用t檢驗;計數資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗;非正態分布數據用M（P25，P75）表示，比較采用秩和檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組基線資料比較 治療組男23例，女12例;年齡最小26歲，最大88歲，平均（52.9±7.9）歲;發病原因：重癥胰腺炎13例，重癥肺感染10例，嚴重復合傷3例，8例各種休克，1例中毒;APACHEⅡ評分（22.3±6.3）分。對照組男22例，女13例;年齡最小27歲，最大88歲，平均（53.7±8.6）歲;發病原因：10例患者是由重癥胰腺炎引起的，6例患者有嚴重復合傷，9例患者出現各種休克，重癥肺感染10例;APACHEⅡ評分（22.9±7.2）分。兩組患者一般資料比較，差異無統計學意義（P>0.05），具有可比性。

2.2 兩組治療前后氧合指標比較 治療前，兩組氧合指標比較，差異均無統計學意義（P>0.05）;治療后48、72 h，治療組的OI、PaO2、SaO2均高于對照組，FiO2均低于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05），見表1。

2.3 兩組呼吸力學指標比較 治療前，兩組呼吸力學各指標比較，差異均無統計學意義（P>0.05）;治療后48、72 h，治療組肺順應性得到改善，均明顯高于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。兩組呼氣末跨肺壓在治療前均為負值，差異無統計意義（P>0.05），治療后48、72 h，兩組比較差異均有統計學意義（P<0.001）。治療后48、72 h，治療組設置的呼氣末正壓均高于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。治療后48、72 h，治療組的呼吸功均低于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。見表2。

2.4 兩組預后指標比較 治療組機械通氣時間、住院時間均短于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）;治療組28 d死亡率低于對照組，差異有統計學意義（P<0.05），見表3。

3 討論

ARDS表現為危及生命的呼吸衰竭，有著極高的病死率[9]。呼吸機仍然是ARDS治療的基礎，但參數設置不當會發生肺損傷[10]，ARDS發生肺損傷機制是容積傷、氣壓傷、萎陷傷[11]，針對肺損傷機制采用并廣泛運用的傳統肺保護策略：6 mL/kg理想體重，平臺壓在30 cm H2O以下，使用合適的PEEP。但即便是6 mL/kg理想體重以下的潮氣量和較高的呼氣末壓，仍然會導致肺過度充氣和肺萎陷傷[12]，由于每例ARDS患者正常肺組織數量（可通氣肺組織）存在顯著差異，故ARDS機械通氣不能用一個固定標準指標（PEEP、潮氣量6 mL/kg）進行操作，故提出個性化通氣原則[13-14]，怎樣進行精準的個性化通氣？怎樣選擇適當的PEEP？通過氧合反應選擇PEEP[15]，根據P-V曲線、上拐點下拐點選擇PEEP，肺CT動態變化選擇PEEP、肺超聲的碎片征動態變化選擇PEEP、根據跨肺壓壓（跨肺驅動壓）來進行個性化設置PEEP[16-17]。上述方法中的P-V曲線、肺CT動態變化、肺超聲的碎片征其可操作性不強，重復性弱，而根據呼氣末跨肺壓精準設置PEEP是安全可行，重復性強[18]。文獻[19]比較了H1N1嚴重ARDS患者機械通氣中，跨肺壓對治療的指導意義，用跨肺驅動壓指導PEEP設置，減少了EAMO的使用，降低了死亡率。用呼氣末跨肺壓指導設置PEEP的機制：ARDS保護通氣原則是打開可復張的塌陷肺，這需要設置呼氣末壓，來維持已經開放的肺不再塌陷，維持其在開放狀態，不發生二次塌陷，不出現由于反復開閉導致的剪切傷。這樣的呼氣末壓必須克服胸腔負壓，克服肺泡的彈性回縮力，才能開放肺，所以呼氣末跨肺壓才是真正使肺不塌陷保持開放的力量[20]，所以必須是正壓0～10 cm H2O。

在本研究中，PEEP設置的核心目標是使呼氣末跨肺壓保持正壓0～10 cm H2O，從而到達肺能打開、維持肺泡開放、控制膨脹程度、穩定循環、最大化改善氣體交換和通氣、避免容積傷、氣壓傷的發生目標。通過研究可以看出，治療組經過治療后的OI、PaO2、SaO2均高于對照組，FiO2低于對照組（P<0.05），明顯改善了氧合狀況，減少了高FiO2帶來的肺損傷。與對照組相比，肺順應性得到改善，治療組患者的呼吸所耗費的呼吸功低于對照組，差異有統計學意義（P<0.05），在機械通氣中，治療組由于為保持跨肺呼氣末壓在正值所設置的PEEP高于對照組，而對照組在跨肺呼氣末壓治療72 h后仍在-1 cm H2O，說明在進行通氣中保持呼氣末跨肺壓正值是預防肺損傷重要措施。治療組機械通氣時間、住院時間均短于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）;治療組28 d死亡率低于對照組，差異有統計學意義（P<0.05），證明了治療組的預后效果更好。

綜上所述，PEEP設置以呼氣末跨肺壓為導向的方法能夠精準開放ARDS患者塌陷的肺，并能維持肺泡開放狀態，改善氧合狀況，避免了肺過度擴張，避免容積氣壓傷，對循環無不良影響，起到很好的肺保護通氣效果。但本研究必須是在無自主呼吸情況下進行，所以需要用鎮靜劑，個別需用肌松劑，研究對象數量較少，沒有納入嚴重胸部外傷、腹腔高壓患者。

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（收稿日期：2019-03-04） （本文編輯：張爽）