個體化呼氣末正壓在圍術期應用的研究進展

徐 棋 林菁艷,2

1 川北醫學院麻醉學系，四川省南充市 637000； 2 川北醫學院附屬醫院麻醉科

在圍手術期接受全身麻醉和機械通氣的患者通常會發生肺不張和(或)肺過度擴張[1]。研究發現，圍術期保護性通氣策略：小潮氣量(6～8ml/kg理想體重)聯合呼氣末正壓(Positive end-expiratory pressure,PEEP)可以減少術后肺不張，改善全麻患者的預后[2]。目前，對于PEEP最佳水平的設置仍然存在很大的爭議，雖然其最佳水平沒有統一的標準，但有證據表明，一個固定的PEEP值不太可能適合所有患者，PEEP的需求因個體特征而有很大差異[3]。根據最近的證據顯示，個體化的PEEP水平在改善患者圍術期呼吸力學和減少術后肺部并發癥(Postoperative pulmonary complications,PPCs)方面具有更明顯的優勢[3-4]。本文就PEEP作用機制，PEEP圍術期應用的優勢及副作用，個體化PEEP滴定方法及其在圍術期的應用現狀以及目前存在的問題等進行綜述。

1 PEEP的作用機制

PEEP定義為“呼氣末期維持氣道開口處的殘余壓力高于大氣壓，可用于自發或機械通氣[5]”。PEEP的作用機制主要有：(1)增加功能殘氣量(Functional residual capacity,FRC)：在麻醉狀態下，當FRC降至關閉容量以下時，小氣道關閉，導致肺內分流增加和低氧血癥。PEEP通過增加FRC減少肺內分流，改善動脈氧合[5]。(2)復張肺泡：PEEP使塌陷的肺泡擴張后，肺泡容量增加，導致肺泡上皮和鄰近肺泡毛細血管之間的表面積暴露增加從而改善通氣血流比值[6]。(3)減少肺間質水的分布：PEEP形成繼發的過度充氣使肺泡容量增加從而增加了肺泡血管的擴張力，最終導致了肺內液體的積聚，相反，肺間質水的分布減少[6]。

2 PEEP優勢及副作用

2.1 PEEP圍術期應用的優勢 呼吸機相關性肺損傷(Ventilator-associated lung injury,VALI)的形成一方面是由于在吸氣過程中，當壓力和容量增高會導致過高的吸氣末跨肺壓，最終導致損害性的肺泡過度擴張[7]；另一方面是呼氣時氣道壓力和容量過低，不穩定的肺泡可能會在每次呼吸時反復開放和塌陷，導致肺泡和遠端小氣道表面活性物質功能障礙和肺實質剪切性損傷[8]。所以PEEP的使用可以通過在呼氣末提供一定的壓力以保持肺泡開放，從而防止遠端小氣道和肺泡在通氣時反復開放和塌陷，促進肺泡的穩定性；還可以使肺通氣更加均勻，一定程度上逆轉肺泡不均勻通氣導致的肺損傷[1]。

2.2 PEEP的副作用 PEEP的副作用主要與PEEP的大小和使用的方式有關。(1)肺氣壓傷：由于PEEP過高可能會導致肺泡過度擴張最終可能會導致氣胸、縱隔氣腫或皮下氣腫[9]。(2)減少心輸出量：PEEP使胸內壓升高后，降低了全身靜脈回流的壓力梯度，從而降低右室充盈和右室每搏量，最終導致左心室充盈減少[10]。(3)增加低氧血癥：PEEP的使用對于大多數均勻肺部疾病的患者是有益的，但是對于單側肺部疾病的患者或進行單肺通氣的患者可能會導致低氧血癥[11]。因為PEEP可能會導致血液從通氣正常的肺部向病變部位分布[5]，最終導致通氣血流比值失調。(4)顱內壓增高：對于顱內順應性正常的患者，使用PEEP是安全的。在順應性降低或顱內壓升高的患者中，顱內壓升高的幅度可能等于或大于應用的PEEP[12]。

3 最佳PEEP滴定方法

3.1 呼吸系統順應性滴定法 呼吸系統順應性(Respiratory system compliance,Crs)是呼吸循環期間的容積(即VT)變化與實現該VT所產生的壓力梯度之間的比率，即C=ΔV/ΔP；[ΔP=平臺壓力(Pplat)-PEEP]，該值反映了呼吸系統或肺的彈性特性[13]。在機械通氣的過程中利用Crs滴定最佳PEEP可以盡可能達到肺部過度膨脹和肺不張的最佳平衡。有研究[14]將13例擇期左上肺切除患者分為實驗組和對照組，實驗組在實施RM后根據Crs進行PEEP滴定，對照組則將PEEP值設置為0。結果顯示，實驗組的氧和指數、肺順應性均增加；驅動壓降低。說明在單肺通氣期間，根據Crs滴定個性化PEEP，能明顯改善氧和，增加肺順應性，且在實驗中兩組患者的血流動力學保持穩定。在機械通氣中，大部分麻醉機能準確給出Crs值，且在圍術期的研究相對成熟。因此，圍手術期可以在一定程度上依據肺順應性優化PEEP，最大限度減少肺不張的發生率和嚴重程度。

3.2 電阻抗斷層攝影術滴定法 電阻抗斷層攝影術(Electrical impedance tomography,EIT)是一種非侵入性的功能成像技術，可以識別不同肺區域中的肺不張和過度通氣。通過測量呼吸時肺組織的相對阻抗變化，并生成床旁局部通風分布的圖像，并通過該圖像來優化肺保護性通氣和PEEP設置[15]。Sérgio M Pereira等[3]收集了40例擇期行腹部手術患者，他們被隨機分配為常規組PEEP為4cmH2O(1cmH2O=0.098kPa)和電阻抗斷層攝影指導的個體化PEEP組。結果表明，EIT指導的PEEP在個體之間差異顯著，范圍是6～16cmH2O，中位數為12cmH2O，且使用EIT引導的個體化的PEEP可以減少術后肺不張。此項研究表明在擇期行腹部手術并接受保護性通氣的患者中，PEEP要求差異很大，單一固定的PEEP不能滿足所有患者的需求；利用EIT指導機械通氣也是減少術后肺不張有效地手段。此外，有研究[16]對比了EIT和順應性兩種優化PEEP的方式。結果顯示，在Crs滴定PEEP組最佳PEEP為10cmH2O，而在EIT滴定PEEP組最佳PEEP為8cmH2O。盡管兩組差異不顯著，但EIT組仍然顯示出更好的氧合指數，且EIT組患者肺部并發癥發生率小于順應性滴定組。根據EIT滴定的PEEP似乎比根據Crs滴定的PEEP更具有優勢，是一種值得廣泛應用的優化圍術期機械通氣的技術。

3.3 驅動壓滴定法 驅動壓定義為平臺壓(Pplat)與PEEP的差值，是肺纖維受到的動態應變力，也等于肺潮氣量和順應性的比值[14]。MiHye Park等人[17]進行了一項雙盲隨機對照試驗，比較了在胸外科手術中驅動壓引導通氣與常規保護性通氣的情況。此項研究共納入292例計劃行擇期胸外科手術的患者。隨機分為兩組，一組為保護性通氣組，單肺通氣期間接受常規保護性通氣：潮氣量6ml/kg理想體重，PEEP為5cmH2O和定期肺復張術。另一組為驅動壓組，接受相同的潮氣量和定期肺復張術，但具有個性化的PEEP(單肺通氣期間產生最低的驅動壓力)。結果表明，驅動壓組患肺炎或急性呼吸窘迫綜合征的人數少于保護性通氣組。此項研究表明，在擇期胸外科手術中，使用單肺通氣時，驅動壓引導的保護性通氣優于傳統的保護性通氣。驅動壓被證明與術后肺部并發癥有強相關性，且在圍術期機械通氣中簡單易獲得。但驅動壓在圍術期的應用以及前瞻性研究較少，常規使用驅動壓還沒有明確的臨床建議，需要更多的隨機對照試驗來評估基于驅動壓通氣策略的有效性。

3.4 跨肺壓滴定法 跨肺壓(Transpulmonary Pressure，PL)定義為氣道開口與胸膜表面之間的壓差，是測量通氣期間施加于肺的機械負荷的物理量，表示施加到肺實質的應力[18]。利用PL滴定PEEP旨在維持PL為正值，保持呼氣末肺泡壓力大于胸膜壓力，避免呼氣末肺泡的塌陷。最近一項試驗[19]研究了擇期行腹腔鏡減肥患者利用Pl滴定個體化PEEP的意義。結果顯示，腹腔鏡減肥手術患者需要更高水平PEEP(氣腹前16.7cmH2O和氣腹后23.8cmH2O)才能在整個呼吸周期中維持PL為正值。但遺憾的是此實驗中的個體化PEEP沒能改善術后氧合，可能與作者沒有定期進行RM和動態食管壓力監測有關。事實上利用跨肺壓設置個體化PEEP值是假定呼氣末食管壓力等于絕對胸膜壓力，因此此方法仍然存在很大的爭議。呼氣末跨肺壓是一個局部指標，并不能代表整個肺[4]，利用跨肺壓指導圍術期機械通氣仍然需要進行大規模前瞻性研究和進一步的探索。

4 目前存在的問題

(1)動態化：在最近個體化PEEP的研究中，PEEP在手術開始時只被滴定一次，一直持續到氣管導管拔除。但是，在最近的研究中發現，PEEP在個體中的變異度是0%～87%[4]。表明即使在手術開始個體化地優化了呼吸系統機制，持續的PEEP也無法在圍術期動態條件下保持這種優化。這也就部分解釋了某些個體化PEEP并沒有顯示出良好作用的原因。在今后的研究中，應考慮到手術的動態變化，不僅根據患者的個體差異，還要根據手術的進展進一步優化PEEP的設置。(2)安全性：最近的研究發現，個體化PEEP雖然沒有造成嚴重的低血壓等并發癥，但發現圍術期患者心率增快、白蛋白用量增多以及苯腎上腺素用量增多[4]。在以后的研究中，還需要進一步研究個體化PEEP與圍術期血流動力學的關系以及其使用的安全性。

5 總結

呼氣末正壓聯合小潮氣量的應用可以改善全麻患者圍術期呼吸力學，減少術后肺不張的發生，具有重要的臨床意義。個體化PEEP能根據患者不同的特征進行呼吸參數的優化。目前，最佳PEEP的滴定方法尚沒有定論，但已證實個體化的PEEP相對固定的PEEP具有更多的優勢。除了上述幾種方式外，還有許多方式在ICU的重癥患者中應用。例如：死腔分數、壓力—體積曲線等，在圍術期應用較少。是否有新的滴定PEEP方式能應用到圍術期，究竟哪一種方式在圍術期能簡便且準確地優化PEEP的設置仍有待深入研究。