2018, Vol. 20
自急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome, ARDS）协作网2001年报道小潮气量机械通气较传统潮气量机械通气能显著降低ARDS患者病死率[1]以来，应用小潮气量通气的肺保护性通气策略已被广泛应用于临床。2015年国际小儿ARDS专家共识[2]对儿童肺保护性通气策略关于应用小潮气量及低气道压力（吸气平台压≤28 cm H2O）均作出了量化描述，但是对于肺复张（lung recruitment）及呼气末正压（positive end-expiratory pressure, PEEP）滴定方法在ARDS患者中的应用仍存在争议[3]。
1 肺复张肺复张是应用持续增加的气道压使萎陷肺泡开放，并施以足够的PEEP维持肺泡开放的一种临床操作。肺复张不仅要使萎陷的肺泡开放，更重要的是维持肺泡开放，其目的不仅是改善氧合，同时也是防止肺泡反复开放闭合引起剪切伤，是进行肺保护策略的重要组成部分[4]。但由于肺复张操作需要采用超过常规水平的气道压力，对于肺复张是否会造成进一步肺损伤一直存在争议。因此临床实施肺复张策略必须重视在积极复张和避免过度膨胀间寻找平衡点。
1.1 肺可复张性评价Gattinoni等[5]在一项对68名ARDS患者应用CT评价不同气道压下（5、15、45 cm H2O）肺可复张性研究中发现，潜在可复张肺的比例变化范围非常大，与患者的PEEP设置显著相关。患者氧合指数（PaO2/FiO2，P/F）越低、顺应性越低、通气死腔量越大，肺可复张性越高。据此得出ARDS患者具有肺可复张性潜力特征为：在PEEP 5 cm H2O时P/F比值< 150，当PEEP从5 cm H2O升到15 cm H2O后，肺顺应性增大，通气死腔量减小，建议对这些患者应用肺复张及更高的PEEP。而在临床中PEEP的大小会影响P/F比值。Chiumello等[6]研究认为，只有在PEEP为5 cm H2O时评价P/F比值才能够得出肺可复张性与P/F比值具有相关性：严重ARDS（P/F比值≤100）具有高可复张性，而轻度ARDS（P/F比值≥200）肺可复张性很小；不同类型ARDS对于肺可复张性反应也不相同。Grasso等[7]研究发现，对于肺组织病变表现相对均一性的ARDS患者，肺复张能带来更多的有益作用，而非肺泡过度膨胀；而局灶性ARDS患者实施肺复张常会引起肺泡过度膨胀，血浆炎性因子升高，加重肺损伤。国内2016年成人ARDS指南[8]中预测肺可复张性因素还包括：早期ARDS患者（机械通气 < 48 h）、胸壁顺应性正常患者、应用低PEEP水平ARDS患者等。而对血流动力学不稳定和气压伤高风险人群实施肺复张应慎重。
1.2 肺复张方法最常用的肺复张法为持续充气法，指应用持续正压通气模式设置压力为30~40 mm H2O持续30~40 s。Meade等[9]对28名P/F比值< 250的ARDS患者研究发现，应用持续充气法进行肺复张对氧合及呼吸力学指标无改善作用，还会导致呼吸机不同步（5/122）、患者不适感（3/122）、低血压（2/122）及气压伤（4/122）。ARDS协作网对持续充气法进行肺复张研究发现，在应用持续充气法进行肺开放操作后虽然有部分患者（10/69）经皮氧饱和度（SPO2）上升5%~9%，但是也有患者（14/69）SPO2下降1%~4%及发生低血压，因此ARDS协作网并不支持把肺复张作为ARDS常规治疗操作[10]。
持续充气法肺复张对患者骤然施加极高气道压力，导致患者耐受性差继而出现气压伤及血流动力学不稳定，因此有学者推荐渐进式肺开放，又称PEEP递增法。Marini等[11]建议应用逐渐增高的PEEP水平来避免出现肺开放的不良反应，具体操作为：镇静肌松，抑制自主呼吸，采用定容模式设置潮气量为6 mL/kg，压力上限为40 cm H2O，每3~5 min增加PEEP 2~5 cm H2O；期间观察驱动压（平台压- PEEP）、肺顺应性、氧饱和度及血压。如果出现肺开放证据如驱动压下降（顺应性增加）、平台压 < 30 cm H2O、SPO2增高则继续增加PEEP水平；若出现肺过度扩张证据如驱动压增加（顺应性下降）、平台压 > 30 cm H2O、SPO2下降及血压下降则降低PEEP。最终滴定PEEP水平使驱动压及SPO2至合适水平[11]。也可应用压力控制模式结合PEEP递增实现渐进式肺复张，与定容模式比较哪种模式更优目前并无定论。
1.3 肺复张小结其他肺复张方法包括应用特殊通气模式如压力释放通气保留自主呼吸进行肺开放操作、高频振荡通气获得较高的平均气道压肺开放，以及应用呼吸机自带叹气法进行肺开放等[12]（表 1）。目前为止，未有研究证实何种肺复张法优于其他方式，而且肺复张时最佳的气道压力、实施时间及频率仍不清楚[8]。基于目前循证学证据[13]，PEEP递增法肺复张较持续充气法肺复张更被推荐，并没有证据等级高的研究可以证实肺复张能改善ARDS预后，且肺复张会带来一定比例的不良反应，如氧合及血压下降、气压伤等，因此并不推荐作为ARDS患者的常规治疗。而对于肺可复张性评价能够尽可能使患者获益并降低不良反应，如果进行肺复张操作有效，滴定适当的PEEP维持肺泡开放就显得至关重要。儿童ARDS肺复张临床研究非常有限，大多参照成人方法进行。Cruces等[14]对25名儿童ARDS患者（平均P/F=117）研究显示，应用PEEP递增法进行肺复张使ARDS患儿肺顺应性及P/F比值明显改善（P < 0.01），且在血流动力学稳定的情况下可以很好地耐受，因此儿童ARDS最新指南[15]推荐谨慎的肺复张策略，通过缓慢改变PEEP的步骤（即PEEP递增法）来提高严重低氧血症，不推荐持续性肺膨胀策略。
| 表 1 成人临床实施肺复张的常用方法[12] |
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肺复张后PEEP滴定可维持肺泡开放、增加功能残气量、改善通气血流比值进而改善氧合，同时也是减轻肺泡周期性复张和塌陷所致剪切伤的肺保护性通气策略之一。但过高的PEEP可能导致肺泡过度充气和循环抑制等不良反应，PEEP设定同样需要平衡肺泡开放及过度充气，整合目前ARDS治疗关于PEEP设定的随机对照研究显示，高水平PEEP（> 12 cm H2O）不能改善ARDS患者的病死率，但对中重度ARDS患者可能有益[16]。Gattinoni等[17]通过Meta分析认为，PEEP设定应根据ARDS的严重程度，推荐轻度ARDS设置PEEP为5~10 cm H2O水平，中度ARDS为10~15 cm H2O，重度ARDS为15~20 cm H2O。借鉴成人ARDS研究，2015年儿童ARDS指南中对于PEEP设定建议适度增高PEEP（10~15 cm H2O）来改善氧合，对于儿童严重ARDS，PEEP可高于15 cm H2O，滴定PEEP同时应当密切监护患儿氧合及血流动力学指标。但是新指南并未说明儿童PEEP滴定方法。成人设置PEEP的方法文献报道各不相同，目前并没有指南统一设定方法，主流设置方法介绍如下。
2.1 气体交换指标 2.1.1 PEEP-FiO2表格法ARDS协作网研究所采用PEEP-FiO2表格法，即采用表格中PEEP和FiO2对应关系进行调节以达到氧合目标（PaO2 55~88 mm Hg和SPO2 88%~95%），此表分高/低水平PEEP-FiO2两个对应关系（表 2）[18]。该协作网建议具有肺复张潜力的中重度ARDS应用表格中高水平PEEP-FiO2，而低水平PEEP-FiO2常应用于轻度ARDS。Chiumello等[6]在一项应用PEEP-FiO2表格法及肺顺应性、肺牵张指数、食道测压指导ARDS患者PEEP设定的研究中发现，根据表格法设定的PEEP与肺复张程度的相关性优于其他三项指标。该表格法使用简单，易于临床推广，但也存在PEEP设定不个体化的缺点。
| 表 2 ARDS协作网应用的PEEP-FiO2对应表[18] |
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Suter等[19]早在1975年提出采用通气死腔分数最低化来设置最佳PEEP。呼气末二氧化碳（ETCO2）一定程度上由通气死腔决定。最佳PEEP可使肺复张或功能残气量达到最佳而不出现过度肺泡扩张（通气死腔最小），优化通气与血流灌注比值从而减少肺内分流。因此Murray等[20]建议应用使最小二氧化碳梯度（Pa-ETCO2） < 5 mm Hg的PEEP做为最佳PEEP。最近动物实验显示利用死腔分数滴定PEEP理论的正确性[21]，使这种临床少用的方法有望得到开展。
2.2 最佳氧合/顺应性法在PEEP递增或递减过程中，以达到最佳氧合或最佳顺应性来确定最佳PEEP也是临床常用方法之一。具体实施方法为：在应用PEEP递增法肺复张后，将PEEP设置在高水平（20~25 cm H2O），然后每5 min递减PEEP 2 cm H2O，降低PEEP之后5~15 min测定动脉PaO2或肺顺应性。在PEEP递减过程中，当氧合或顺应性出现下降时即可确定最佳氧合或最佳顺应性对应的PEEP。最佳PEEP设定为最佳氧合或最佳顺应性时的PEEP + 2 cm H2O。然后再次肺复张后逐步降低PEEP至最佳PEEP。最近一项Meta分析[22]研究驱动压（driving pressure）与ARDS病死率之间的关系发现，当驱动压 > 15 cm H2O时患者死亡风险增加，驱动压是肺顺应性公式的分母，即肺顺应性=潮气量/驱动压，这项研究证实了肺顺应性与PEEP滴定的关联。当PEEP不断增高引起肺过度扩张时，肺顺应性降低而驱动压会增高，增加ARDS患者的病死率；当PEEP增加引起肺复张改善肺部顺应性，则驱动压会降低。因此，最佳PEEP也可以理解为使驱动压降低的PEEP。
2.3 压力-容积曲线法压力-容积（P-V）曲线是反映肺在吸气相及呼气相两者关系的曲线，常通过大注射器法或吸气相恒定低流速（< 10 L/min）法进行测量，而在非恒定流速（如压力控制通气）、存在自主呼吸或吸气相高流速下测定常存在误差[23]。目前有主流现代呼吸机（如Galileo-Golden呼吸机）带有P-V曲线测定工具。Amato等[24]通过分析P-V曲线吸气支，认为吸气支低位拐点（lower inflection point, LIP）代表大部分肺泡复张开始，而吸气支高位拐点（upper inflection point, UIP）代表肺泡过度扩张或肺复张结束，提出了最佳PEEP应设置为LIP以上2 cm H2O维持肺泡开放，这也是临床应用广泛的PEEP滴定方法之一。但也有学者提出了利用P-V曲线的不足之处，如P-V曲线单室模型并不能反映ARDS肺部不均一性；P-V曲线拐点不仅与肺复张有关，还可能受肺水肿因素的影响；而且通过CT图像显示肺复张持续在整个吸气支，UIP并非肺复张终点，而呼气支最大曲率点（expiratory point of maximum curvature, PMC）代表肺复张结束，当呼气时气道压力低于PMC时，开始出现肺泡塌陷及氧合水平下降，因此理论上设定PEEP大于PMC是合理的[25]（图 1）。另外还可以通过P-V曲线测定不同PEEP水平肺容量对PEEP肺复张进行评价来确定最佳PEEP。
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图 1 压力-容积（P-V）曲线各拐点及对应肺部CT[25] CT图像显示ARDS患者在呼吸周期不同时相肺部影像变化，提示在呼气段压力大于PMC时相肺泡萎陷最小化，可以指导PEEP设定。[LIP]低位拐点；[PMC]呼气最大曲率点；[UIP]高位拐点。 |
应力指数（stress index, SI）是在恒流送气的容量控制通气模式下，患者没有自主呼吸努力，根据压力时间曲线的形态通过回归方程计算而得[26]。目前有主流呼吸机选配软件模块可实时监测（如Maquet Servo系列），当压力-时间曲线呈线性关系时（SI=1）提示肺泡复张且未出现过度扩张，当吸气相肺顺应性降低，压力-时间曲线呈下凹型（SI > 1），提示肺泡过度扩张，此时应降低PEEP或潮气量；而当肺扩张时顺应性增大，压力-时间曲线呈上凹型（SI < 1），提示潮气量引起了肺复张，此时会有更多肺复张潜力，应增加PEEP[27]。其原理参照跨肺压P-V曲线，当PEEP设置处于最佳功能残气量位置时，患者吸气在压力容积曲线上应呈现出线性（即SI=1），而反映在容控模式的压力-时间曲线上，最佳PEEP应该使曲线呈线性表现[26]（图 2）。Grasso等[28]在对15名ARDS患者研究中，应用SI法对比根据PEEP-FiO2查表法设定的PEEP，发现查表法设定的PEEP会引起肺泡过度扩张，应用SI方法设置PEEP可获得更好的肺顺应性。国内学者对比SI方法、最佳氧合、最佳顺应性及P-V曲线法设定PEEP，发现SI方法与最佳氧合法设定的PEEP均可获得最佳氧合效果[29]。应用SI滴定PEEP目前临床并不常用，尚需要更多研究证实其有效性。
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图 2 应力指数法调节PEEP时不同SI压力-时间曲线形态[26] 来自于一位早期ARDS患者。上排图片示SI随PEEP增加而改善，下排图片示SI随PEEP下降而改善。[Pplat]平台压；[PEEP]气道末正压；[SI]应力指数。 |
ARDS患者胸壁顺应性降低（肥胖、胸腔积液、腹高压等因素），引起胸腔内压（pleural pressure）增高，而胸腔内压增高常与肺泡压力增高相关。通过置入食道球囊对食道压间接评估胸腔压，滴定PEEP使呼气末PEEP大于胸腔压，维持肺泡在呼气末的开放状态，同时通过调节平台压限制吸气末跨肺泡压（跨肺压=平台压-胸腔内压） < 25 cm H2O，进行肺保护通气[30]。Talmor等[31]研究发现，应用食道测压法设定PEEP，较低水平PEEP-FiO2查表法能够获得更好的氧合及肺顺应性。由于食道测压需要专用测压管及特定呼吸机模块，目前临床并未广泛开展。目前研究认为其对特定ARDS患者（如肥胖及腹高压）具有较好指导作用[32]。
2.6 影像学与呼吸力学指标不同的是，影像学指标作为PEEP设定还能够评价肺不均一性。CT作为评价肺复张及肺过度扩张金标准已经在临床研究中应用，但是CT不能提供床边连续信息，因此不适合作为PEEP滴定的指导工具。有研究显示，床旁胸部数字X线（DR）摄片能够很好地评价不同PEEP下复张肺容量；肺部超声图像与肺通气具有较好地相关性。Bouhemad等[33]在应用肺部超声及P-V曲线评价肺复张的效果研究发现，超声也能够在床边有效评价肺复张的效果，但是B超不能监测肺部过度扩张，因此需要结合其他指标进行综合评价[34]，如肺顺应性和电阻抗断层成像技术（electrical impedance tomography, EIT）。EIT是通过对区域性肺部通气灌注成像来评价肺泡塌陷及过度充气状况[35]，在ARDS患者进行肺复张操作及PEEP选择时，可实时根据EIT成像图像优化呼吸机设置。但EIT在临床应用中，还需要解决如何通过区域性肺功能成像来反映整个肺部通气功能以及进一步加强阻抗方法信号干扰的问题。
2.7 PEEP滴定小结当进行PEEP滴定时，引起氧合及呼吸力学指标改变通常在PEEP改变5 min后，而每次PEEP变化导致效应最大化常在60 min以后。当递增或递减PEEP时，一般要观察5 min以上再进行下一步操作。而PEEP设置方法的选择，需要根据各自医院不同条件（呼吸机品牌功能、超声、EIT辅助设备等）以及操作者对各种方法的掌握程度来决定。PEEP设置的具体方法[36]见表 3。
| 表 3 成人临床常用PEEP设置方法[36] |
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ARDS肺复张及PEEP设定理论上是改善氧合实施肺保护性通气策略的重要组成部分，但目前对肺复张及PEEP设定方法均没有定论。结合目前循证学资料，肺复张及PEEP设定在ARDS患者中的应用步骤为：（1）在进行肺复张前先进行肺可复张性评估，对于具有肺可复张性患者进行肺复张；（2）PEEP递增法进行肺复张优于持续充气法肺复张；（3）肺复张后设定合适PEEP保持肺开放。2015年儿童ARDS指南建议，对于儿童ARDS，应用PEEP递增法谨慎进行肺复张，之后根据ARDS严重程度滴定合适PEEP改善氧合，儿童多参照成人PEEP-FiO2表格法进行PEEP滴定。随着对ARDS病理生理认识的加深及呼吸力学、影像学技术不断进步，“最优PEEP”一定可以找到。
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