寻找圣杯: 明确机械通气患者最佳PEEP

Gattinoni L et al. Intensive Care Med. 2022; 48(6): 728-731.

自急性呼吸窘迫综合征(ARDS)首次被Ashbaugh等描述伊始, 就和呼气末正压(PEEP)交织在一起^[1]. 自此PEEP对于肺容积, 气体交换和血流动力学各种潜在的竞争性效应迅速被认识, 同时在临床上也第一次催生了优化PEEP水平方法的建议. ARDS这个术语提出八年之后, Suter等^[2]等开创性研究定义呼吸系统顺应性最好时的值为”最佳PEEP”. 该水平和最佳氧输送和死腔减少相关, 但在高于这个由顺应性决定的最佳值之上的PEEP水平时, PaO₂仍然继续增长. 这种富有想法的手段不单单基于动脉”氧合”, 还同时基于血流动力学和呼吸力学. 之后关于”最佳PEEP”的研究就如同寻找”圣杯”, 由此沿着三条主线: 氧合, 呼吸力学和临床实验(图1).

图1 明确最佳PEEP的首个倡议[2]同时包括了氧合, 呼吸力学和血流动力学的评估. 之后提倡把氧合指标[3], 有时联合血流动力学[4]作为关键目标. 之后容积-压力曲线被广泛研究[7]. 在肺保护策略时代属于PEEP表[6]和应力指数. 一些现在的倡议包括设定PEEP限制驱动压和平台压, 使用”增加PEEP前后”不同的容积-压力曲线[18], 已经使用不同的工具评估对PEEP改变的反应: 估计的复张容积和总容积增加的比例[19], CT检查, 床边肺超声(LUS)或电阻抗成像(EIT).

氧合

在早期”前-呼吸机相关肺损伤”时代, PEEP主要用来纠正低氧血症. 可惜氧合目标在数字上很难定义. Tenaillon等^[3]首次尝试制定”最佳”氧合目标, 建议最佳PEEP应当减少静脉分流至≤15%. 但这种方式鼓励使用非常高的PEEP水平(≥ 20 cmH₂O); 而所导致的任何血流动力学障碍通常会输注大量液体来抵消. 也许Dantzker等^[4]之后为PEEP调整过程中需考虑血流动力学提供了最强有力的理由, 他们将PEEP对氧合有益的效应归于经过异常肺泡的血流减少. 的确PEEP降低的心输出量和PaO₂改善之间具有密切关系. Lemaire等^[5]之前也观察到过这种现象, 但在床边很少考虑. 模糊的动脉氧合目标依然是日常实践中最为常用的PEEP反应性指标. 虽然合理性和安全性受到质疑, 方便且十分明确的PEEP表仍然广泛应用^[6].

呼吸力学

容积-压力曲线公认可用于评估呼吸力学, 研究者建议将PEEP设定在压力-容积关系吸气支下折点的2cmH₂O之上的水平^[7]. 这种方法默认在更高压力和更大的容积下不再有可复张肺泡, 并且在通气时过度膨胀也有限. 这种错误认识激励这研究者们明确并测定肺复张. 但不幸的是”肺复张”的术语本身就很模糊. 笔者及其他一些学者将复张定义为在肺影像学上总的未充气的组织再次充气. 部分学者则通过指定肺区域充气改善来评估复张^[8]. 在临床上认为复张为随着PEEP增加呼吸顺应性的增加^[9]. 但根据呼吸力学改善估计和影像学定量的复张区别相当大. 事实上呼吸力学的改善不单单是因为通气的肺泡单元增加, 而是已经开放肺泡顺应性的改善^[10]. 其他基于力学设定”最佳PEEP”的尝试集中在容积-压力关系的呼气支^[11]. 通过逐步降低吸气末的气道压力, “最佳PEEP”定义为PaO₂或是呼吸顺应性开始下降时之上的那个压力^[12]. 这种方法认为这种呼吸系统属性的改变是因为肺内的”去复张”, 而忽略胸壁的闭合. Talmor等提出了一种同样是基于呼气力学(但是肺本身)的完全不同的方法^[13]. 作者认为食道压力和胸膜内压力相等时为”最佳PEEP”, 设定为呼气末气道压力和气道压的差值变为正值的那个水平. 但很显然并不清楚这是否能够改善预后^[14].

临床实验

多个临床研究比较了高vs.低PEEP和使用特定PEEP设定方法比较人群队列预后的不同以寻求”最佳PEEP”^[6]. 但并没有单个前瞻性研究成功让人信服, 即便关键性荟萃分析认为对于特定人群更偏向于更高的PEEP水平^[15]. 需要注意的是高PEEP伴肺复张和病死率显著升高密切相关^[16].

理想状态下”最佳PEEP”需要同时满足(1)提供合适的气体交换; (2)维持肺膨胀(防止周期性的气道塌陷); (3)避免肺泡过度膨胀; 以及(4)并不会影响血流动力学. 但这种PEEP的”圣杯”并不存在. 任何选择的PEEP通常是这几个目标之间的妥协——但随着时间推移逐渐朝着其并发症倾斜. 唯一的例外在于寻求”最佳PEEP”的手段集中在被动的气道压力上, 往往忽视了对疾病分期, 胸壁僵硬程度, 病态肥胖, 婴儿肺容积, 垂直身体成角, 仰卧/俯卧位, 局部肺顺应性, 以及随着疾病进展或缓解对反复PEEP再评估的需求的重要影响.

最佳气体交换 PEEP当然并不需要静脉分流保持在15%以下, 但需要维持可行的气体交换(PaO₂ 60/80mmHg以及PaCO₂ < 50/55 mmHg)而不会产生过度的死腔或是潜在毒性水平的FiO₂.

保持肺泡膨胀 要维持不稳定的肺泡复张需要PEEP≥20 cmH₂O. 因此接受一部分潜在”可复张”的肺泡一直保持闭合可能更加安全.

肺泡过度膨胀 当PEEP超过10/15 cmH₂O时会导致正常肺泡接近其总容积, 因此一部分肺泡的过度膨胀不可避免.

血流动力学 笔者认为血流动力学障碍是个永远存在的不良反应, 但其影响通常会被忽视. PEEP所引起的血流动力学障碍通常不被认为是个问题, 因为通常对液体和血管活性药物有反应. 但在实验动物中可以看到这种”补救”所引起的组织学上的改变后果^[17].

毫无疑问, 明智的应用PEEP拯救了很多生命. 然而历史也表明寻求唯一的”最佳PEEP”指南并不切实际; 而最佳PEEP可能仅是一个基于个体的, 经验性的值, 能提供可行的氧合(SpO₂ > 90%), 而没有过高的FiO₂(如 > 0.7)及可接受的PaCO₂(< 50/55 mmHg), 及其最低需求的液体复苏或血管活性药物. 设定初始PEEP为10 – 12 mmH₂O可能是最为谨慎的方法, 并对PEEP的增加所带来的血流动力学影响保持警惕. 一旦设定好了水平, 明智的做法是定期回顾并检测其是否需要以及是否足够.

参考文献

1. Ashbaugh DG, Bigelow DB, Petty TL, Levine BE. Acute respiratory distress in adults. Lancet. 1967;2(7511):319–323. doi: 10.1016/S0140-6736(67)90168-7. - DOI - PubMed
   

2. Suter PM, Fairley B, Isenberg MD. Optimum end-expiratory airway pressure in patients with acute pulmonary failure. N Engl J Med. 1975;292(6):284–289. doi: 10.1056/NEJM197502062920604. - DOI - PubMed

3. Tenaillon A, Labrousse J, Gateau O, Lissac J. Optimal positive end-expiratory pressure and static lung compliance. N Engl J Med. 1978;299(14):774–775. doi: 10.1056/NEJM197810052991411. - DOI - PubMed

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