【专题笔谈】内源性呼气末正压的评估及意义

文章来源 : 中华结核和呼吸杂志, 2016,39(09): 669-671

作者：张波 王东

呼吸力学指导下的个体化肺保护性通气策略是目前机械通气治疗呼吸衰竭最主要的进展。近20年来，围绕预防和治疗呼吸机诱导肺损伤(ventilator induced lung injury，VILI)国内外进行了大量基础和临床研究。无论是ARDS还是重症哮喘(或慢阻肺)呼吸衰竭患者，其机械通气的重要目标都是改善通气和氧合状态、降低呼吸功、防止VILI的发生。对ARDS来说，通过限制平台压防止肺脏过度牵拉扩张和避免塌陷肺泡区域的反复闭陷而达到肺保护的目的，临床上主要措施是小潮气量通气联合高水平呼气末正压(PEEP)。对重症哮喘和慢阻肺患者而言，主要治疗目标是降低气道阻力，减轻动态过度充气，降低内源性PEEP(PEEPi)，改善通气和预防气压伤的发生。肺动态过度充气和PEEPi的产生是气流受限/气道阻塞性疾病重要的病理生理环节，对其产生机制和作用的认知程度影响临床医生对患者病情的判断和处理。对气道阻塞性疾病的PEEPi的认识也愈加深入，几乎所有的重症慢阻肺及哮喘患者不论在自主呼吸还是机械通气时都存在不同程度的PEEPi，PEEPi在上述两种情况下呈动态演变过程，需经常评估和测量其变化。本文将从下述几方面对PEEPi的临床意义进行简要评述。

1．PEEPi的含义与相关术语：

动态过度充气和气体陷闭是PEEPi产生的重要基础。严重哮喘发作和慢阻肺急性加重患者在自主呼吸状态下都存在一定程度PEEPi，哮喘严重发作时PEEPi可以高达9～11 cmH₂O(1 cmH₂O＝0.098 kPa)。其实质是由于气流阻力增大、小气道闭陷、气流受限、呼气时间缩短等综合因素导致呼气末功能残气量增加和肺泡腔内压高于环境压力。被动通气时即使没有生理性气体陷闭，呼气时间不足也可产生动态过度充气。而肥胖和ARDS的患者在平卧位时即可发生气体陷闭，当给予适度的吸气压后，气体陷闭可以消失。

接受正压通气(有创通气或无创通气)治疗时机械通气的送气频率和潮气量(两者决定了分钟通气量)高于患者的固有呼吸频率和潮气量时，就会使患者下次吸气开始之前，呼气相尚未达到呼吸系统完全松弛的状态，被动呼气末肺泡压力超过设定的PEEP，呼气末肺泡与气道开口之间存在压力差，仍有呼气气流，直至患者主动吸气或呼吸机驱动产生吸气。当气道阻力增加(气道痉挛、管腔不光滑或分泌物阻塞)时这种气体陷闭和PEEP会愈发严重。因此，PEEPi的实质是呼气末肺泡内压高于大气压的病理生理状态，过高的PEEPi会对患者呼吸和循环功能产生不利影响。

英文文献中关于PEEPi的描述有内源性PEEP(intrinsic PEEP，PEEPi)、自动PEEP(auto－PEEP，AP)、外源性PEEP(extrinsic PEEP，PEEPe)和总的呼气末肺泡压(total PEEP)。PEEPi和AP两者容易混淆，有时互为通用，习惯上多称为PEEPi。在未施加PEEPe时，PEEPi等同于AP。如果施加了PEEPe，PEEPi通常指的是呼气末肺内总PEEP，超出外部施加的压力部分为动态产生的肺泡内压，即AP。明确区分两个术语的理由：(1)传统意义上，PEEP指的是呼气末施加的压力；(2)intrinsic通常指的是固有的特性，而不是随阻力、体位及呼吸类型等因素改变所致的动态变化；(3) intrinsic/extrinsic涵义与internal (total)/external (applied)类似，动态变化的成分不在其定义范围之内。因此，AP特指总PEEP中动态变化的压力部分。

2．动态过度充气(dynamic hyperventilation，DH)和AP产生的机制及影响因素：

被动通气时，气道阻力增加、吸气时间延长及高分钟通气量可增加DH及AP。机械通气时肺动态过度充气主要机制：(1)气道阻力增加，呼出气流受阻，肺内气体在下一次呼吸开始时不能完全呼出，产生气体陷闭，经过6～12次通气后，由于肺容积的增加使气道内径和弹性回缩力增加，达到一个新的平衡，有利于吸入气体的呼出；(2)潮气量过大，当有严重气流阻塞时，潮气量过大是造成肺动态过度充气的最主要原因；(3)呼吸频率过快，呼气时间相对缩短，加重气体的闭陷；(4)慢阻肺患者存在肺弹性纤维的破坏，呼气时小气道闭缩，参与形成AP。因此，最有效的治疗策略就是减少通气。减少通气量及可容许性高碳酸血症对于气管插管的哮喘患者是挽救患者生命的有效治疗。相对延长呼气时间的效率并不高。

3．PEEPi对机体的影响及临床表现：

(1)胸内压增高，影响血流动力学，使静脉回心血量降低，容易造成低血压和肺气压伤。(2)增加呼吸功，导致呼吸窘迫，患者在触发机械通气时必须先克服PEEPi后才能产生吸气负压。(3)破坏人机协调性，干扰呼吸机触发，影响血流动力学及呼吸系统力学监测。

慢阻肺急性加重及哮喘持续状态的患者本身都存在较高水平的PEEPi，应用正压机械通气过程中常常出现低血压。低血压的发生与应用镇静药以及用力自主呼吸时产生的胸内压明显降低得到纠正有关。肺动态过度充气也会进一步加重低血压，一方面增加肺血管阻力及右心室后负荷，另一方面相关PEEPi可增加胸膜腔及右心房压力，减少静脉回流。当肺顺应性好时，肺血管、胸膜腔、右心房压力升高较为明显。气道阻塞患者心肺复苏时，过强的人工气囊充气可产生严重的AP而减少心室充盈，发生无脉电活动，通过减少通气可逆转上述情况，需要引起关注。

PEEPi的临床表现：(1)不能解释的心动过速、低血压，特别是机械通气治疗刚开始时；(2)患者触发每次呼吸非常费力；(3)患者的吸气努力并非每次都能触发呼吸机；(4)下一次吸气开始时呼气(喘鸣音)仍在进行；(5)压力流速图形显示异常，呼气末曲线不能回到零位。机械通气开始后应密切监测患者的临床表现，及早发现PEEPi的存在并采取相应措施。

4．PEEPi的监测方法：

PEEPi或肺动态过度充气的检查方法：(1)呼气末阻断气流法。即测定零流速压力，通过呼气末将气道阻断，待气流停止、肺内压力重新达到平衡时所测的气道压力即为总PEEP。按呼吸机的呼气末暂停钮，观察气压表上的压力读数或从呼吸力学曲线上获得相应的数值。此方法简单，代表呼气末开放肺泡的平均压力。当存在严重气道狭窄及气体闭陷时，大部分肺泡不能及时开放，该方法不能反映真实的肺泡内压力，往往低估了气体陷闭的程度和实际的肺泡压力，此时测定平台压能更准确地反映出肺泡内压力。当患者有自主呼吸时，受呼气时间长短和(或)肌肉作功的影响，呼气末精确阻断气道很难实施，测定结果往往不可靠。(2)FRC以上的肺过度充气程度可通过测定吸气末肺容积(end－inspiratory lung volume，VEI)来反映，方法为使患者彻底放松，经过30～60 s的呼吸暂停后测量此段时间内呼出的气体量。如保持VEI低于18～20 ml/kg则发生并发症的几率将大大减少。VEI测定需要肌松和容量测量装置，难以常规进行。(3)食管内压测定能反映出PEEPi的严重程度，但临床上难以常规开展。自主呼吸时采用食管球囊，通过测定吸气气流开始出现时食管压(反映胸内压的变化)下降幅度即反映PEEPi的大小，考虑到呼气肌作功的因素，测定值需要矫正。无论测定结果多精确，PEEPi值不一定能真实反映动态过度充气的程度。(4)电磁阻抗法(EIT)动态监测PEEPi。最近有学者探索用EIT技术监测慢阻肺患者的PEEPi水平，不但能反映PEEPi的水平，还能动态观察动态过度充气的形态分布，具有很好的应用前景，值得进一步研究。

5．PEEPi的处理：

潮气量、呼气时间和气流的阻塞程度是决定PEEPi的主要因素，处理也应针对这三方面进行。如减少潮气量，延长呼气时间(绝对延长，仅仅调节I∶E不够)，采用高流速通气，应用支气管舒张剂，及时彻底地清除呼吸道分泌物，换用较粗的气管插管等。降低PEEPi最重要的手段是绝对延长呼气时间，减少气体在肺内的潴留。在实际应用过程中增大吸气流速能够相对延长呼气时间，但其效果远比通过减少呼吸频率来绝对延长呼气时间要差。在潮气量不变的前提下，降低呼吸频率能绝对延长呼气时间，降低PEEPi水平。因此，在严重哮喘发作机械通气治疗初期，应采取小潮气量和慢呼吸频率的控制性低通气策略，允许存在一定程度的二氧化碳潴留，维持动脉血酸碱度在一定程度的安全范围内，防止呼吸机相关肺损伤的发生。

对于存在PEEPi的机械通气患者，应用PEEPe是否有效取决于PEEP水平的大小及呼气流速受限程度。如果没有气流受限，同时气道扩张、开放程度有限，增加PEEP只能加重肺充气的程度。但如果存在气流受限，应用略低于临界关闭压的PEEP(PEEPi水平的80%)可减少气道开放压与肺泡压之间的压力差，也不会产生增加肺容积的影响。当存在气流受限时，应用容量控制模式，低水平PEEP仅对抗AP，对平台压影响较小，继续增加PEEP水平可导致平台相应的升高。相反，压力控制模式下，吸气压与PEEP水平有关(支持压力不变)，增加低于AP水平的PEEPe可以升高有效支持压力，增加潮气量。当过度充气的肺顺应性下降时，超出AP水平进一步升高PEEP不会增加潮气量，甚至会减少潮气量。无论采取什么模式，通过施加一定水平的PEEPe抵消PEEPi水平可改善触发灵敏度，减少呼吸作功，且对呼气末肺容积没有太大影响。监测容控模式下平台压的变化或压控模式下潮气量的变化可以帮助临床医生判断设定的PEEP水平是否合适。因此，气流受限的患者应用PEEP对抗AP对改善呼吸机触发，增加人机协调性，降低呼吸功都具有良性作用。

总之，对呼吸衰竭病理生理机制的新认识，改变了机械通气治疗的策略，以呼吸力学为指导的个体化通气原则已经明显降低了机械通气相关并发症的发生，提高了临床疗效。在临床实践中应当重视对PEEPi等重要呼吸力学指标的监测，定期动态评估是否存在PEEPi，及早发现并有针对性的进行处理，纠正呼吸力学的异常因素，改善人－机协调性，避免呼吸功增加和产生呼吸机依赖，以及减少呼吸机相关肺损伤的发生几率。

参考文献（略）