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PEEP 是机械通气时呼气末气道内的压力。在机械正压通气时，气道内压力在吸气相高于肺泡压力，逐渐达到峰压。由于此时气道内压力高于肺泡压力，因此产生了吸气气流。当吸气结束后，机械通气的呼气阀门打开，呼吸管路内的压力开始释放，当不存在 PEEP 时管路内压力下降至大气压后呼气停止（此时管路内压力等于大气压，记为 0）。而当存在呼气末正压时，气道内压力在呼气相下降至预设 PEEP 压力水平时，呼吸机将关闭呼气阀门而停止呼气。此时气道内的压力仍然高于大气压力（0cmH2O， 1 cmH2O=0.098kPa），这一压力即为 PEEP。 已经有动物实验研究表明 ARDS 时机械通气相关肺损伤的两项最为重要的机制为 ：过高跨肺压所导致的肺泡过度扩张与反复肺泡扩张和塌陷所导致的剪切力 。对于 ARDS 肺损伤的前一个机制来说， 2000 年 Amoto 等及 ARDS NET 里程碑式的临床研究已经在治疗方面给出了答案即 ：小潮气量通气（6 mL/kg 体质量）较既往使用的 12 mL/kg 体质量的潮气量能够显著改善 ARDS 患者的预后。然而对于后一个机制来说，肺泡表面活性物质丢失导致的肺泡塌陷是 ARDS 发病的重要原因，这种表面活性物质的丧失导致了肺泡的塌陷。不仅如此，对于肺的整体来说这种肺泡的塌陷又呈不均一分布，可扩张的肺泡和塌陷的肺泡同时存在，这就导致了肺泡连接部位剪切力的产生，随着肺泡的反复扩张 - 塌陷导致肺损伤的进一步加重 。 在动物模型中这种反复的扩张和塌陷显著增加了肺损伤的程度。在动物实验中使用较高的 PEEP 水平来阻止肺泡的反复开闭，显著减少了肺损伤的进展。使用 CT 来观察肺组织时也发现， PEEP 的应用确实能够将塌陷的肺泡打开，且在呼气末能够部分的防止肺泡再次塌陷。这些动物实验和临床观察研究使得临床医师们在过去的 20 年间进行了几项大规模随机对照研究以回答这样一个问题 ：临床使用小潮气量的同时配合使用较高的 PEEP 能否改善 ARDS患者的预后。 其中较为著名的研究包括 2004 的 ALVEOLI 研究 ，在这一前瞻性随机对照研究中所有的患者都接受小潮气量通气（6mL/kg）， 纳入了 549 例早期（36h诊断ARDS） ARDS 患者氧合指数PaO2/FiO2<300。患者被随机分组至高 PEEP 组和低 PEEP 组。这一研究中对于高 PEEP 和低 PEEP组的定义使用了吸入氧体积分数（FiO2）和 PEEP两项参数，氧合目标为经皮血氧饱和度 88%~95%，根据氧合目标按照高低 PEEP 表格调整 PEEP 值与吸入氧体积分数，其中高 PEEP 组的 PEEP 不低 于 14 cmH2O， 而 低 PEEP 组 的 PEEP 为 8~10cmH2O。研究的首要观察目标为住院病死率，在两组之间差异有统计学意义（27.5% vs 24.9%）。 ALVEOLI 研究的结果对临床实践有很大的指导意义，但同时也提出了更多挑战。其存在以下的不足，首先 ALVEOLI 研究在分析首先纳入的 171 例患者（31%）时发现高 PEEP 组使用的 PEEP 较低，随后修改了研究计划规定高 PEEP 组的 PEEP 不得低于 14 cmH2O，随后纳入了 378 例患者，将这两部分患者整合后分析得出了研究中的结论，而随后单纯分析较晚纳入的 378 例患者时，低 PEEP 组较高 PEEP 组的病死率降低 4.5%。另一方面，该研究中对于高 PEEP 组来说，其纳入患者的年龄较大，氧合指数更低，基础情况更差，这也在某种程度上使得该研究的结论需要谨慎解读。随后更多的临床医师对于这一问题进行了探讨。 2008 年发表在 JAMA 上的两个研究进一步探讨了 PEEP 与ARDS 患者预后的关系， Meade 等 的研究纳入了更多的患者 (593 例 ARDS 患者 )，控制气道压力分别为 40 cmH2O 和 30 cmH2O，首要观察终点为患者全因院内病死率，次要观察终点为患者难治性低氧血症的发生概率，及难治性低氧血症的相关病死率。结果发现高 PEEP 组与低 PEEP 组相比，患者在首要观察终点方面两组差异无统计学意义（36.4% vs 40.4% P =0.19), 然而两组患者在难治性低氧血症发生概率及难治性低氧血症相关病死率方面差异有统计学意义，高 PEEP 组的难治性低氧血症发生率及相关病死率均显著低于对照组。 同年Mercat 等 发表的研究也得到了类似的结果，进一步表明高 PEEP 不能够改善患者的 28 d 或院内相关病死率，但能够显著改善患者的难治性低氧、肺顺应性、及低氧相关性病死率的发生概率。上述三项研究的首要观察终点均得出了阴性结论，认为高 PEEP 和低 PEEP 对患者预后无显著影响，分析其原因可能包括 : 首先上述研究纳入的 ARDS 严重程度低（纳入的患者以氧合指数小于 300 为标准 )。 其次，高 PEEP 与低 PEEP 组之间的 PEEP 水平差别或不足以对预后造成影响。后两项研究中患者的病死率均高于 2004 年的 ALVEOLI 研究，且高PEEP 的应用与肺顺应性和患者氧合的改善显著相关，提示 ARDS 低氧程度较重的患者可能更能够从高 PEEP 中获益。随后的一篇 Meta 分析推测较高的 PEEP 水平可能仅能够减少严重 ARDS 患者的病死率（PaO2/FiO2<200), 而对于氧合指数大于 300的患者效果较差。随后发表在 CCM 上的一项小样本探索性研究较之前研究纳入了更严重的 ARDS患者（PaO2/FiO2<200)，并使用了更高的 PEEP 水平结果，观察到了病死率的下降 。但由于探索性研究的特点其样本量较小，研究结果难以应用于临床。 随着时间进入 2017 年 ARDS 迎来了其定义提出的 50 周年，巴西的 ART 研究团队再次对严重ARDS（定义为 PaO2/FiO2<200) 患者高 PEEP 应用进行了探讨 ，均使用小潮气量通气，低 PEEP组使用平台压≤ 30 cmH2O 进行通气， PEEP 根据ARDSnet 推荐的 PEEP 设置表格设置，高 PEEP组 使 用 较 高 的 PEEP 压 力 复 张（ 平 台 压 45~60cmH2O），随后根据肺顺应性调整 PEEP 水平进行通气。在达到肺泡最大复张的前提下避免肺泡的过度膨胀。然而，研究的结果出人意料 , 使用肺复张后高 PEEP 组的患者较低 PEEP 组患者的病死率更高（28 d 病死率 55.3% vs 49.3%; 60 d 病死率65.3% vs 59.9%），差异有统计学意义，且低 PEEP组有更短的呼吸机使用时间。问题似乎回到了原点，这一研究的结论与之前研究的结论产生了矛盾，肺复张和较高的 PEEP 似乎增加了病死率。再次给 ARDS 最佳 PEEP 这一延续了 50 年的问题增加了更多的疑问。 上述的 5 项研究似乎对 PEEP 的设定得出了相反的结论，那么究竟 PEEP 在 ARDS 中的地位应当怎样认识？首先，临床医师们使用 PEEP 试图改善ARDS 患者的临床预后，然而事物往往具有其两面性，所有临床中使用的治疗手段往往都存在其潜在的风险。在动物实验和临床研究中 PEEP 确实能够避免肺泡的反复开合，减少肺损伤发生的概率。 然而高 PEEP 特别是肺复张动作同样升高了胸腔内压，增加了心包腔内压力通过心肺交互作用影响了静脉回流和心脏射血，特别是在肺复张不充分时，较高的肺泡内压直接增加肺泡周围毛细血管的阻力从而增加了肺循环阻力，阻碍了右心室的射血 。 对于那些右心功能本身就存在障碍的危重患者，这种阻力的增加将进一步导致其心功能的恶化，危及患者的生命 。在 2017 年 ART 团队的研究中，肺复张高 PEEP 组的患者需要更大剂量的血管活性药物维持血压，且有 3 例患者在肺复张过程中出现了心搏骤停，较高的 PEEP 影响了血流动力学，导致了患者的病死率增加，肺保护性通气策略或许成功保护了“肺”本身，却未能很好地保护患者。其次， ARDS 患者机械通气的最大难点在于肺泡病变的不均一性。 一般来说，肺外源性原因导致的 ARDS 患者肺部病变倾向于呈弥漫分布，而肺内源性的 ARDS 患者肺部病变更趋向于非均一性分布 。然而，对于肺脏这一超过三十亿个肺泡组成的器官来说，单一高或低的 PEEP 水平很难改善所有肺泡的顺应性而最终使患者获益 ，固定单一的 PEEP 水平对于某些肺泡来说或许阻止了其反复的开合，而对另一些肺泡来说就可能造成了其过度扩张，从而造成了肺损伤 。 再次，较高的 PEEP 可能也导致了潮气量的增加，导致了肺泡的过度膨胀，增加气压伤和容积伤的风险。也有专家指出 ART 团队的研究中，低 PEEP 组显示出的生存率改善或许是由于其更好地实现了小潮气量通气，避免了肺泡的进一步损伤 。最后， ART团队中纳入的患者由于限定了 PaO2/FiO2<200，其病死率远高于之前的所有研究（28 d 病死率约50%），提示其研究对象的病情危重，对于此类人群或许高或低 PEEP 并不是挽救患者生命的决定因素，而研究中高 / 低 PEEP 组间压力差距的均数约为 3cmH2O，难以区分出这一治疗措施是否真正有效，提示高 PEEP 的应用需要谨慎选择患者，并非所有的 ARDS 患者都适合使用高 PEEP，再次强调了危重患者中的个体化通气和个体化治疗原则。 3.目前证据下的 PEEP 设定 那么在目前的循证医学证据中面对 ARDS 患者究竟应当怎样选择 PEEP 水平？首先，临床中应当区分那些对 PEEP 有反应的患者。研究表明仅约50% 的 ARDS 患者对肺复张和较高的气道压力有反应，对于 PEEP 无反应的患者给予较高的 PEEP水平和肺复张本身可能就是有害的。给予肺复张和高 PEEP 通气前可适当增加 PEEP 水平观察患者氧合或循环情况，氧合改善而循环未恶化的患者才能够考虑进行肺复张和较高的 PEEP 通气。其次，临床中机械通气时描记的压力 - 容积曲线，并不能直接用于设定最佳 PEEP。这是由于现代呼吸机描记的 PV 曲线反映的是动态的肺泡压力容积变化，受到呼吸机内管路、湿化器和气管插管的影响，并不能准确提供肺泡内压力和容积之间的关系。最后，基于目前的证据，最佳 PEEP 寻找可以采用寻找肺最佳顺应性的方法和 ARDSnet 的 PEEP/FiO2 图表法，但仍应当将患者的氧合和临床表现作为治疗效果最为重要的参照。 总之，PEEP 在 ARDS 中的应用已经超过 50 年。ARDS 中的 PEEP 设置仍然没有答案。未来的研究可能更需要关注 ARDS 的个体化治疗，选择出那些真正能够从较高 PEEP 水平中获益的患者。又或者与小潮气量相比， PEEP 本身在 ARDS 的治疗中并非预后的决定因素，即使存在不可复张的肺组织，也不会对患者的预后造成进一步的影响而应当将进一步降低潮气量避免肺组织的过度扩张作为 ARDS治疗的重点。什么是最佳 PEEP，仍需要进一步的研究和探索。 来源：危重症文献学习 |
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