个体化呼气末正压在围术期应用的研究进展

徐 棋 林菁艳,2

1 川北医学院麻醉学系，四川省南充市 637000； 2 川北医学院附属医院麻醉科

在围手术期接受全身麻醉和机械通气的患者通常会发生肺不张和(或)肺过度扩张[1]。研究发现，围术期保护性通气策略：小潮气量(6～8ml/kg理想体重)联合呼气末正压(Positive end-expiratory pressure,PEEP)可以减少术后肺不张，改善全麻患者的预后[2]。目前，对于PEEP最佳水平的设置仍然存在很大的争议，虽然其最佳水平没有统一的标准，但有证据表明，一个固定的PEEP值不太可能适合所有患者，PEEP的需求因个体特征而有很大差异[3]。根据最近的证据显示，个体化的PEEP水平在改善患者围术期呼吸力学和减少术后肺部并发症(Postoperative pulmonary complications,PPCs)方面具有更明显的优势[3-4]。本文就PEEP作用机制，PEEP围术期应用的优势及副作用，个体化PEEP滴定方法及其在围术期的应用现状以及目前存在的问题等进行综述。

1 PEEP的作用机制

PEEP定义为“呼气末期维持气道开口处的残余压力高于大气压，可用于自发或机械通气[5]”。PEEP的作用机制主要有：(1)增加功能残气量(Functional residual capacity,FRC)：在麻醉状态下，当FRC降至关闭容量以下时，小气道关闭，导致肺内分流增加和低氧血症。PEEP通过增加FRC减少肺内分流，改善动脉氧合[5]。(2)复张肺泡：PEEP使塌陷的肺泡扩张后，肺泡容量增加，导致肺泡上皮和邻近肺泡毛细血管之间的表面积暴露增加从而改善通气血流比值[6]。(3)减少肺间质水的分布：PEEP形成继发的过度充气使肺泡容量增加从而增加了肺泡血管的扩张力，最终导致了肺内液体的积聚，相反，肺间质水的分布减少[6]。

2 PEEP优势及副作用

2.1 PEEP围术期应用的优势 呼吸机相关性肺损伤(Ventilator-associated lung injury,VALI)的形成一方面是由于在吸气过程中，当压力和容量增高会导致过高的吸气末跨肺压，最终导致损害性的肺泡过度扩张[7]；另一方面是呼气时气道压力和容量过低，不稳定的肺泡可能会在每次呼吸时反复开放和塌陷，导致肺泡和远端小气道表面活性物质功能障碍和肺实质剪切性损伤[8]。所以PEEP的使用可以通过在呼气末提供一定的压力以保持肺泡开放，从而防止远端小气道和肺泡在通气时反复开放和塌陷，促进肺泡的稳定性；还可以使肺通气更加均匀，一定程度上逆转肺泡不均匀通气导致的肺损伤[1]。

2.2 PEEP的副作用 PEEP的副作用主要与PEEP的大小和使用的方式有关。(1)肺气压伤：由于PEEP过高可能会导致肺泡过度扩张最终可能会导致气胸、纵隔气肿或皮下气肿[9]。(2)减少心输出量：PEEP使胸内压升高后，降低了全身静脉回流的压力梯度，从而降低右室充盈和右室每搏量，最终导致左心室充盈减少[10]。(3)增加低氧血症：PEEP的使用对于大多数均匀肺部疾病的患者是有益的，但是对于单侧肺部疾病的患者或进行单肺通气的患者可能会导致低氧血症[11]。因为PEEP可能会导致血液从通气正常的肺部向病变部位分布[5]，最终导致通气血流比值失调。(4)颅内压增高：对于颅内顺应性正常的患者，使用PEEP是安全的。在顺应性降低或颅内压升高的患者中，颅内压升高的幅度可能等于或大于应用的PEEP[12]。

3 最佳PEEP滴定方法

3.1 呼吸系统顺应性滴定法 呼吸系统顺应性(Respiratory system compliance,Crs)是呼吸循环期间的容积(即VT)变化与实现该VT所产生的压力梯度之间的比率，即C=ΔV/ΔP；[ΔP=平台压力(Pplat)-PEEP]，该值反映了呼吸系统或肺的弹性特性[13]。在机械通气的过程中利用Crs滴定最佳PEEP可以尽可能达到肺部过度膨胀和肺不张的最佳平衡。有研究[14]将13例择期左上肺切除患者分为实验组和对照组，实验组在实施RM后根据Crs进行PEEP滴定，对照组则将PEEP值设置为0。结果显示，实验组的氧和指数、肺顺应性均增加；驱动压降低。说明在单肺通气期间，根据Crs滴定个性化PEEP，能明显改善氧和，增加肺顺应性，且在实验中两组患者的血流动力学保持稳定。在机械通气中，大部分麻醉机能准确给出Crs值，且在围术期的研究相对成熟。因此，围手术期可以在一定程度上依据肺顺应性优化PEEP，最大限度减少肺不张的发生率和严重程度。

3.2 电阻抗断层摄影术滴定法 电阻抗断层摄影术(Electrical impedance tomography,EIT)是一种非侵入性的功能成像技术，可以识别不同肺区域中的肺不张和过度通气。通过测量呼吸时肺组织的相对阻抗变化，并生成床旁局部通风分布的图像，并通过该图像来优化肺保护性通气和PEEP设置[15]。Sérgio M Pereira等[3]收集了40例择期行腹部手术患者，他们被随机分配为常规组PEEP为4cmH2O(1cmH2O=0.098kPa)和电阻抗断层摄影指导的个体化PEEP组。结果表明，EIT指导的PEEP在个体之间差异显著，范围是6～16cmH2O，中位数为12cmH2O，且使用EIT引导的个体化的PEEP可以减少术后肺不张。此项研究表明在择期行腹部手术并接受保护性通气的患者中，PEEP要求差异很大，单一固定的PEEP不能满足所有患者的需求；利用EIT指导机械通气也是减少术后肺不张有效地手段。此外，有研究[16]对比了EIT和顺应性两种优化PEEP的方式。结果显示，在Crs滴定PEEP组最佳PEEP为10cmH2O，而在EIT滴定PEEP组最佳PEEP为8cmH2O。尽管两组差异不显著，但EIT组仍然显示出更好的氧合指数，且EIT组患者肺部并发症发生率小于顺应性滴定组。根据EIT滴定的PEEP似乎比根据Crs滴定的PEEP更具有优势，是一种值得广泛应用的优化围术期机械通气的技术。

3.3 驱动压滴定法 驱动压定义为平台压(Pplat)与PEEP的差值，是肺纤维受到的动态应变力，也等于肺潮气量和顺应性的比值[14]。MiHye Park等人[17]进行了一项双盲随机对照试验，比较了在胸外科手术中驱动压引导通气与常规保护性通气的情况。此项研究共纳入292例计划行择期胸外科手术的患者。随机分为两组，一组为保护性通气组，单肺通气期间接受常规保护性通气：潮气量6ml/kg理想体重，PEEP为5cmH2O和定期肺复张术。另一组为驱动压组，接受相同的潮气量和定期肺复张术，但具有个性化的PEEP(单肺通气期间产生最低的驱动压力)。结果表明，驱动压组患肺炎或急性呼吸窘迫综合征的人数少于保护性通气组。此项研究表明，在择期胸外科手术中，使用单肺通气时，驱动压引导的保护性通气优于传统的保护性通气。驱动压被证明与术后肺部并发症有强相关性，且在围术期机械通气中简单易获得。但驱动压在围术期的应用以及前瞻性研究较少，常规使用驱动压还没有明确的临床建议，需要更多的随机对照试验来评估基于驱动压通气策略的有效性。

3.4 跨肺压滴定法 跨肺压(Transpulmonary Pressure，PL)定义为气道开口与胸膜表面之间的压差，是测量通气期间施加于肺的机械负荷的物理量，表示施加到肺实质的应力[18]。利用PL滴定PEEP旨在维持PL为正值，保持呼气末肺泡压力大于胸膜压力，避免呼气末肺泡的塌陷。最近一项试验[19]研究了择期行腹腔镜减肥患者利用Pl滴定个体化PEEP的意义。结果显示，腹腔镜减肥手术患者需要更高水平PEEP(气腹前16.7cmH2O和气腹后23.8cmH2O)才能在整个呼吸周期中维持PL为正值。但遗憾的是此实验中的个体化PEEP没能改善术后氧合，可能与作者没有定期进行RM和动态食管压力监测有关。事实上利用跨肺压设置个体化PEEP值是假定呼气末食管压力等于绝对胸膜压力，因此此方法仍然存在很大的争议。呼气末跨肺压是一个局部指标，并不能代表整个肺[4]，利用跨肺压指导围术期机械通气仍然需要进行大规模前瞻性研究和进一步的探索。

4 目前存在的问题

(1)动态化：在最近个体化PEEP的研究中，PEEP在手术开始时只被滴定一次，一直持续到气管导管拔除。但是，在最近的研究中发现，PEEP在个体中的变异度是0%～87%[4]。表明即使在手术开始个体化地优化了呼吸系统机制，持续的PEEP也无法在围术期动态条件下保持这种优化。这也就部分解释了某些个体化PEEP并没有显示出良好作用的原因。在今后的研究中，应考虑到手术的动态变化，不仅根据患者的个体差异，还要根据手术的进展进一步优化PEEP的设置。(2)安全性：最近的研究发现，个体化PEEP虽然没有造成严重的低血压等并发症，但发现围术期患者心率增快、白蛋白用量增多以及苯肾上腺素用量增多[4]。在以后的研究中，还需要进一步研究个体化PEEP与围术期血流动力学的关系以及其使用的安全性。

5 总结

呼气末正压联合小潮气量的应用可以改善全麻患者围术期呼吸力学，减少术后肺不张的发生，具有重要的临床意义。个体化PEEP能根据患者不同的特征进行呼吸参数的优化。目前，最佳PEEP的滴定方法尚没有定论，但已证实个体化的PEEP相对固定的PEEP具有更多的优势。除了上述几种方式外，还有许多方式在ICU的重症患者中应用。例如：死腔分数、压力—体积曲线等，在围术期应用较少。是否有新的滴定PEEP方式能应用到围术期，究竟哪一种方式在围术期能简便且准确地优化PEEP的设置仍有待深入研究。