張文超， 李建立

(1.河北北方學院 研究生院，河北 張家口 075000；2.河北省人民醫(yī)院 麻醉科，河北 石家莊 050057)

機械通氣(mechanical ventilation，MV)是圍術(shù)期保證患者有效通氣的重要手段，在改善氧合、維持氣道通暢、防止機體二氧化碳潴留等方面發(fā)揮了巨大作用。若機械通氣參數(shù)設(shè)置不當可增加呼吸機相關(guān)肺損傷(ventilator-induced lung injury，VILI)的風險。因此，優(yōu)化呼吸參數(shù)設(shè)置，選擇合適的呼吸模式對于減輕術(shù)中肺損傷和降低術(shù)后肺部并發(fā)癥(postoperative pulmonary compliance，PPC)發(fā)生率至關(guān)重要。呼氣末正壓(positive end expiratory pressure, PEEP)是臨床常用的呼吸參數(shù)之一，是肺保護性通氣(lung protective ventilation，LPV)策略的重要組成部分。圍術(shù)期應(yīng)用PEEP可逆轉(zhuǎn)麻醉誘導的肺不張、增加功能殘氣量、改善肺順應(yīng)性、降低驅(qū)動壓力以及提高氧合參數(shù)等[1-3]。雖然低潮氣量(tidal volume，VT)的肺保護作用已經(jīng)被廣為接受，但是目前在圍術(shù)期如何設(shè)置合理的PEEP仍存爭議[4]。由于患者存在個體差異性，不同手術(shù)對于呼吸系統(tǒng)的影響不同[5]，因此圍術(shù)期應(yīng)用固定水平的PEEP不能滿足所有患者的需要[6]。目前，臨床上已有多種設(shè)置個體化PEEP的方法，現(xiàn)就圍術(shù)期個體化PEEP的臨床應(yīng)用進展進行綜述。

1 PEEP概述

PEEP是指呼吸機在呼氣相末期氣道開放時產(chǎn)生的仍然高于大氣壓的壓力，是呼氣末對抗肺泡塌陷的壓力，能預防終末氣道膨脹不全和肺泡的反復的開放與關(guān)閉。低VT、肺復張策略(recruitment maneuvers，RM)和PEEP是 LPV策略的三大組成要素[7]。研究表明，全身麻醉機械通氣期間應(yīng)用LPV策略可改善氣體交換，減少肺損傷及炎癥反應(yīng)，降低PPC發(fā)生的風險[3, 8]。

接受全身麻醉的患者有很大的比例發(fā)生肺不張[9]，另外，肥胖或者接受腹腔鏡手術(shù)的患者，術(shù)中發(fā)生肺不張的風險更高[10]。肺不張可造成氣道閉合和肺泡塌陷，影響氣體交換、增加分流率甚至增加PPC發(fā)生的風險。應(yīng)用PEEP可以增加功能殘氣量(functional residual capacity，F(xiàn)RC)并預防肺不張的發(fā)生。Ostberg等[11]的研究表明，與不設(shè)置PEEP的患者相比，全身麻醉期間應(yīng)用7或9 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)PEEP能明顯降低術(shù)中肺不張的區(qū)域。Pereira等[12]的研究發(fā)現(xiàn)，在腹部手術(shù)術(shù)中使用電阻抗斷層成像技術(shù)(electrical impedance tomography，EIT)指導的個體化PEEP可以降低術(shù)后肺不張的發(fā)生率。

圍術(shù)期PEEP水平選擇過高可能會增加胸腔內(nèi)壓以及壓迫肺毛細血管和毛細血管前小動脈，導致肺血管阻力和右心室后負荷增加，從而降低每搏輸出量，引起血流動力學波動[13]；PEEP水平選擇過低會影響肺泡的開放狀態(tài)從而導致周期性開閉進而增加肺損傷的風險。因此，術(shù)中PEEP的選擇需要根據(jù)患者的呼吸生理條件進行個體化考慮。

2 個體化PEEP設(shè)置方法

2.1驅(qū)動壓指導個體化PEEP滴定 驅(qū)動壓可以計算為氣道平臺壓與PEEP的差(Pplat-PEEP)[14]，也等于VT與呼吸系統(tǒng)靜態(tài)順應(yīng)性的比(VT/CRS)，另有學者認為在壓力控制容量保證(pressure-controlled ventilation-volume guaranteed，PCV-VG)模式下驅(qū)動壓等于氣道峰壓與PEEP的差[5]。不難看出，當CRS達到最大時，驅(qū)動壓最小，因此驅(qū)動壓指導個體化PEEP滴定過程中所獲得的最佳PEEP也是CRS最大時所對應(yīng)的PEEP。在接受LPV的患者中，只有當VT和PEEP的變化引起驅(qū)動壓改變時，才會影響患者死亡率[15]，因此，有學者提出應(yīng)該根據(jù)術(shù)中驅(qū)動壓的變化滴定個體化PEEP。Park等[16]在胸外科手術(shù)中進行了驅(qū)動壓指導的個體化PEEP滴定，并成功地降低了術(shù)后3天內(nèi)PPC(肺炎或者急性呼吸窘迫綜合征)的發(fā)生率。具體操作是：在容量控制通氣模式(volume control ventilation，VCV)下，設(shè)置吸氣暫停比(TIP∶TI)為30%，PEEP從2 cmH2O梯次增高(2，3，4，5，6，7，8，9，10 cmH2O)，每個PEEP水平維持10個呼吸周期，依次記錄每個PEEP水平最后一次呼吸周期的氣道平臺壓并計算驅(qū)動壓，選擇驅(qū)動壓最低時所對應(yīng)的PEEP值即為最佳的個體化PEEP。Mini等[17]在擇期腹部手術(shù)中參考Park等[16]的方法進行PEEP滴定和機械通氣，發(fā)現(xiàn)個體化PEEP能降低拔管時的肺部超聲評分和PPC的發(fā)生率。事實上，在滴定過程中，可以根據(jù)PEEP的變化方向分為遞增滴定或者遞減滴定，后者在RM之后將PEEP水平由高到低梯次遞減進行滴定，又稱為肺開放策略(open lung approach，OLA)[18]。有證據(jù)顯示，OLA對于基礎(chǔ)驅(qū)動壓較高且氧合情況較差的患者更有益[19]。

驅(qū)動壓指導個體化PEEP滴定操作簡單、不需要額外的設(shè)備即可在手術(shù)室進行，是簡便實用的個體化PEEP設(shè)置方法。需要注意的是，在應(yīng)用OLA時需要嚴密監(jiān)測血流動力學的變化，盡量維持平均動脈壓和心輸出量在穩(wěn)定的區(qū)間；在RM方法的選擇上，可選擇壓力控制法緩慢提高氣道壓力或者采用可視化的方法，如在肺部超聲引導下進行個體化的RM，能有效減少肺泡過度膨脹和血流動力學波動。

2.2肺動態(tài)順應(yīng)性(dynamic lung complication，Cdyn)指導個體化PEEP滴定 Cdyn是指在呼吸周期中未進行氣流阻斷時所測得的肺順應(yīng)性，受肺組織彈性和氣道阻力的影響。Cdyn的計算并不復雜，可以參考以下公式：Cdyn=VT/(PIP-PEEP)[20]。與驅(qū)動壓指導個體化PEEP滴定相比，Cdyn指導個體化PEEP滴定的目標是得到Cdyn最大化時所對應(yīng)的PEEP。在PEEP滴定的過程當中，肺泡塌陷區(qū)逐漸復張，當Cdyn達到峰值時如果繼續(xù)增加PEEP可導致Cdyn下降和肺泡過度膨脹。謝陽等[21]在俯臥位脊柱手術(shù)中采用遞增滴定，將PEEP由0 cmH2O逐步升高到20 cmH2O，PEEP的變化梯度為2 cmH2O，每個PEEP水平維持2min，將過程中產(chǎn)生最大Cdyn時所對應(yīng)的PEEP設(shè)定為最佳的個體化PEEP并持續(xù)應(yīng)用到手術(shù)結(jié)束。試驗結(jié)果顯示，個體化PEEP的應(yīng)用能顯著降低PPC的發(fā)生。值得注意的是，試驗中PEEP的水平超過16 cmH2O時可引起平均動脈壓顯著下降，因此在進行PEEP滴定過程中，應(yīng)盡量避免高水平PEEP持續(xù)時間過長，以免心輸出量下降導致循環(huán)波動過大。Xu等[20]發(fā)現(xiàn)在胸科手術(shù)中采用Cdyn 指導的PEEP滴定能進一步優(yōu)化呼吸力學參數(shù)，獲得較低的氣道平臺壓和驅(qū)動壓。

與CRS相比，Cdyn反映了胸腔內(nèi)壓力(包括組織彈性阻力和氣道阻力等)的動態(tài)平衡，是對呼吸生理功能的綜合考量，這也是Cdyn法指導PEEP滴定在臨床上廣泛使用的原因。但是由于個體差異和肺區(qū)域通氣延遲不均勻性的存在[22]，使得有些患者出現(xiàn)最大Cdyn時所對應(yīng)的PEEP值不止一個，因此其指導PEEP滴定時獲得最佳PEEP的特異性不是最高的。

2.3壓力-容積曲線(pressure-volume curves，P-V曲線) P-V曲線法能根據(jù)患者的呼吸力學特征個體化設(shè)置PEEP和VT。事實上，由于人群中胸部解剖結(jié)構(gòu)存在一定正常變異，加上不同患者衰老程度和肺部疾病的不同，僅基于體重或身高的公式(理想體重)所估算的VT可能并不可以代表患者實際的肺容積。根據(jù)P-V曲線設(shè)定的VT避免了特殊患者根據(jù)理想體重設(shè)定VT時可能出現(xiàn)的肺泡過度膨脹或萎陷。P-V曲線上的低位拐點(low inflection point，LIP)是肺順應(yīng)性開始顯著改善的最低壓力，代表了塌陷的肺泡開始開放，因此在LIP附近設(shè)置PEEP有利于維持功能殘氣量并且避免肺泡周期性開閉時形成的萎陷傷；高位拐點(upper inflection point，UIP)提示肺泡過度膨脹，此時如果繼續(xù)增加氣道壓力，VT的增加將明顯變緩。董蘭等[23]在婦科腹腔鏡手術(shù)中對肥胖患者采用P-V曲線指導的個體化保護性通氣策略，選擇LIP所對應(yīng)的氣道壓力之上2 cmH2O作為患者的個體化PEEP，根據(jù)UIP 的80%對應(yīng)的容積設(shè)定VT，發(fā)現(xiàn)該方法能顯著降低氣道峰壓、提高Cdyn并改善氧合參數(shù)。

顯然，對于P-V曲線的分析更加依靠麻醉醫(yī)生的主觀判斷，但是因其簡便快捷，可以迅速找到理想PEEP值的設(shè)置范圍，在此基礎(chǔ)之上設(shè)定的VT可能更加符合患者的呼吸生理狀態(tài)，因此，P-V曲線法指導的保護性通氣仍然是手術(shù)室中常用的呼吸參數(shù)設(shè)置方法。

2.4可視化技術(shù)指導個體化PEEP滴定 隨著精準麻醉的發(fā)展，圍術(shù)期可視化應(yīng)用逐漸增多。在機械通氣方面，可視化技術(shù)能評估肺通氣狀態(tài)和血管外肺水情況，并能指導RM和個體化PEEP滴定等。胸部CT是目前評價肺容量和肺組織通氣情況的金標準，但是由于其輻射量大、需要轉(zhuǎn)移患者到CT室且需要暫停手術(shù)進程，因此目前尚不能常規(guī)指導全身麻醉機械通氣。當前可視化技術(shù)指導全身麻醉患者個體化PEEP滴定的主要方法是EIT和肺部超聲。

2.4.1EIT指導個體化PEEP滴定 EIT是一種新興的成像技術(shù)，可通過體表電極檢測電流和內(nèi)部電阻變化并實時顯示肺部通氣狀態(tài)的圖像，可以用來指導個體化PEEP滴定。Pereira等[12]認為EIT指導遞減PEEP滴定時應(yīng)該選擇塌陷-膨脹曲線交點上方的PEEP水平為最佳PEEP；也有學者認為塌陷-膨脹曲線的交點所對應(yīng)的PEEP即為最佳PEEP，并在試驗中發(fā)現(xiàn)應(yīng)用該方法可以改善驅(qū)動壓并減少急性呼吸窘迫綜合征患者的死亡率[24]。由于肺泡塌陷和過度膨脹之間的平衡點比較容易檢測到[22]，因此該方法指導個體化PEEP滴定的成功率較高。Girrbach等[25]選擇局部通氣延遲指數(shù)最低時所對應(yīng)的PEEP值為最佳PEEP，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用該方法可顯著改善機器人輔助腹腔鏡前列腺根治術(shù)患者氣腹期間的氧合指數(shù)和呼氣末肺容積。EIT無創(chuàng)、無輻射、使用簡便，能實時反映肺內(nèi)通氣分布情況，使用EIT指導個體化PEEP滴定能減少機械通氣時的肺應(yīng)變從而減少肺損傷，是一種實用且值得研究的方法。

2.4.2肺部超聲指導個體化PEEP滴定 隨著肺內(nèi)氣體含量的逐漸下降，肺部超聲將出現(xiàn)以下征象：胸膜線與A線平行；孤立清晰的B線；聚集融合的B線；大范圍胸膜旁實變；白色肺。并且，肺內(nèi)氣體含量下降時，肺部超聲評分相應(yīng)增大。因其可以評估局部肺組織氣體含量，預測肺泡開放和閉合狀態(tài)，因此可以用來指導個體化PEEP滴定。在進行肺部超聲評分之前，通常將雙側(cè)胸部分成若干個區(qū)域，以12分法最常見，以腋前線、腋后線和雙側(cè)乳頭連線將每一側(cè)胸部分為6個分區(qū)，按照先右后左，先上后下，從內(nèi)到外的順序依次對每個區(qū)域的圖像進行評分。Elshazly等[10]在圍術(shù)期選擇肺部超聲評分小于2分所對應(yīng)的PEEP水平作為最佳PEEP進行機械通氣，結(jié)果表明，肺部超聲指導的個體化PEEP能改善術(shù)中氧合、提高肺順應(yīng)性，減少術(shù)后肺不張和缺氧的發(fā)生率，并且滴定過程中患者血流動力學穩(wěn)定。除指導滴定PEEP外，肺部超聲還可用于個體化肺復張，Park等[26]在婦科腹腔鏡手術(shù)中發(fā)現(xiàn)肺部超聲指導的個體化RM能顯著改善術(shù)畢時的肺通氣狀態(tài)并減少肺不張的發(fā)生；并且發(fā)現(xiàn)個體間肺泡復張所需的壓力差異很大，從另一個方面說明了固定的RM并不適用于所有人，可視化技術(shù)指導的個體化RM能有效避免肺肺復張時氣道壓力的相對過高或過低。肺部超聲可以在床旁實時監(jiān)測肺內(nèi)通氣狀態(tài)，應(yīng)用肺部超聲評分可以將肺的通氣狀態(tài)量化，為麻醉醫(yī)生判斷肺部通氣狀態(tài)提供了一定參考。然而肺部超聲的使用也有局限性，如肺部超聲不能鑒別肺泡過度充氣，肺實質(zhì)不能顯像，皮膚脂肪組織含量高時可影響超聲波信號傳導等。該技術(shù)需要麻醉醫(yī)師參與專業(yè)培訓以增強超聲圖像的識別能力，需要一定超聲理論和實踐基礎(chǔ)才能應(yīng)用此技術(shù)指導圍術(shù)期個體化通氣。

2.5跨肺壓(transpulmonary pressure，PL)指導個體化PEEP設(shè)置 PL是肺泡內(nèi)壓與胸膜腔內(nèi)壓的差，代表了驅(qū)動氣體擴張肺組織的直接壓力。臨床上胸膜腔內(nèi)壓無法直接測量，通常用食道壓替代。PL在呼氣末維持在0附近可使大部分肺泡保持開放狀態(tài)以減少肺泡周期性開閉形成的肺損傷[27]。Piriyapatsom等[28]在婦科腹腔鏡手術(shù)中用經(jīng)食道測壓法滴定個體化PEEP，發(fā)現(xiàn)使PL在呼氣末維持在0～5 cmH2O能降低氣腹對呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性和驅(qū)動壓的影響。另外，近年來提出了階梯PEEP法(PEEP-step method，PSM)來滴定個體化PEEP，其本質(zhì)是間接計算獲得個體PL的方法。具體方法是[29]：通過3個不同水平的PEEP梯度調(diào)節(jié)(0-4-0 cmH2O; 0-8-0 cmH2O; 0-12-0 cmH2O)使呼氣末肺容積(end expiratory lung volume，EELV)發(fā)生變化，計算PEEP梯度改變后的前15次呼吸周期的吸氣VT與呼氣VT的差值，將PEEP增加所得到的EELV增加量和PEEP降低所得到的EELV降低量求平均值即為當前PEEP梯度(ΔPEEP)所對應(yīng)的ΔEELV，重復3個不同水平的PEEP梯度調(diào)節(jié)，可以畫出一條呼氣末PL的P-V曲線。該患者的肺彈性(lung elastance，EL)可由公式[30]EL=ΔPEEP/ΔEELV 求得。由于呼氣末使肺萎陷的力完全由肺彈性回縮力提供[31]，因此PL=EL×VT。呼氣末肺彈性約相當于驅(qū)動壓的70%，因此，以4 cmH2O PEEP為基線，以驅(qū)動壓的70%為階梯再進行一次梯度調(diào)節(jié)可以計算出此患者的最佳VT，最佳VT在此P-V曲線上所對應(yīng)的PEEP值即為最佳的個體化PEEP。王悠然等[29]在瓣膜手術(shù)心肺轉(zhuǎn)流后應(yīng)用PSM法指導的個體化PEEP，發(fā)現(xiàn)試驗組在術(shù)中和術(shù)后有更低的肺部超聲評分和更佳的氧合指數(shù)以及Cdyn。

使用食道套囊測壓獲取PL的方法能指導PEEP滴定并且對循環(huán)系統(tǒng)影響較小，能快速確定理想的PEEP范圍。然而，套囊需要放在食管的下1/3，需要專業(yè)的技術(shù)進行操作，因此復雜性限制了其廣泛應(yīng)用。PSM法可以間接獲得患者的EL，避免了應(yīng)用食道套囊測壓所引起的食道壓迫，該方法操作簡便，無需特殊器材和設(shè)備，適合在手術(shù)室使用。PSM法是一種新興的設(shè)置個體化PEEP的方法，該方法對氧合參數(shù)和術(shù)后肺部并發(fā)癥的影響有待更多的前瞻性試驗去探究。

3 小 結(jié)

在全身麻醉期間，受患者自身因素、手術(shù)體位、手術(shù)方式(如需要氣腹等)等影響，不同患者所需的PEEP不同。個體化PEEP的應(yīng)用能明顯增加肺保護效能，在預防肺不張，改善氧合，減輕炎癥反應(yīng)以及降低術(shù)后肺部并發(fā)癥等方面發(fā)揮了巨大作用。個體化PEEP滴定的原理大都來源于對肺的通氣狀態(tài)的識別， 本文所綜述的方法多是從不同角度估計肺泡的閉合壓力，通過設(shè)置合理的個體化PEEP來避免肺泡的周期性開閉。然而，每種方法都有其自身的局限性，需要麻醉醫(yī)師根據(jù)病人和手術(shù)室的條件合理選擇合適的方法以指導個體化PEEP的實施。

LPV策略的有效實施不僅需要設(shè)置合理的PEEP水平，還要根據(jù)病人的情況結(jié)合適當?shù)腣T、RM等。個體化PEEP的臨床益處正處在探索和驗證階段，未來需要更多大規(guī)模的科學臨床試驗來證實對機體各系統(tǒng)的影響。期待未來能開發(fā)更加簡便、實用、準確且適合臨床的方法，以造福廣大患者。