如何设置和滴定呼气末正压（PEEP）

简介

       在呼吸机治疗中尽管维持一定量的呼气末正压 (PEEP) 似乎是必不可少的，尽管对该主题进行了广泛的研究，但为急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 患者选择和滴定特定的PEEP水平仍然具有挑战性。虽然“开放式肺”通气方法很受欢迎，并且在一定程度上具有生物学合理性，但它并非没有风险。此外，关于初始 PEEP 设置或如何在疾病早期进行滴定，没有明确的循证指南。许多忙碌的临床医生使用基于当地医疗文化的“一刀切”的方法，但个体化的方法有可能带来显著的好处。在这里，我们提出了一种基于所有呼吸机上可用的简单测量的实用方法，重点是在 PEEP 的潜在风险和益处之间取得平衡。承认“最佳 PEEP”是一个不可能的目标，我们的目标是通过一种简单的方法来实现“更好的 PEEP”。

介绍

      呼气末正压 (PEEP) 的应用在 1930 年代首次被描述，并在 1960 年代普遍用于治疗急性呼吸窘迫综合征 (ARDS)。在随后的 50 年中，关于如何管理 PEEP 的明确共识，特别是对于 ARDS 患者，仍然难以捉摸。本文将介绍一种方法来选择初始 PEEP 值并在 ARDS 患者急性疾病的初始阶段对其进行滴定。我们不是以“最佳 PEEP”（一个虚幻且不可能实现的目标）为目标，而是专注于“更好的 PEEP”，采用简单的逐步方法，以易于测量的变量为中心，同时关注 PEEP 的潜在益处和危害。

       虽然这种务实的方法必然是对一个极其复杂的主题的过度简化，但应该从减少伤害的角度来看待它：在许多情况下，由于缺乏时间或经验，PEEP 水平是根据当地习惯和经验设定为任意水平的。 这种“一刀切”的方法可以通过提供一些针对患者的调整的直接方法变得更好。虽然这种方法基于可用的证据，但它特别强调实用性。在繁忙的现实世界重症监护病房 (ICU) 中，需要不寻常的设备或大量时间投资的方案将被搁置一旁。这里表达的观点是作者的观点，并且存在其他同样有效的方法。

案例示例

        一名患有 2 型糖尿病、高血压和肥胖症的 60 岁男性在社区获得性肺炎恶化的情况下因严重低氧血症被转移到 ICU，并在此后不久进行了插管。插管后 10 分钟，他的 PaO2 为 80 mmHg，FiO2 为 0.7，PEEP 水平设置为 8 cmH2O。他接受容量控制 (VC) 通气，潮气量 (Vt) 为 400 mL（6mL/kg 预计体重）。仍然在麻醉诱导的神经肌肉阻滞作用下，测量到 28 cmH2O 的平台压 (Pplat)，得出静态肺顺应性为 20mL/cm H₂O。他的血氧饱和度为 94%。插管后他的血压下降，需要输注去甲肾上腺素（0.2 mcg/kg/min）。他有终末器官功能障碍的证据，包括 4.0 mmol/L 的乳酸水平和 225 mmol/L 的肌酐。是否应该调整他的 PEEP 水平？

基本原则

       对影响 ARDS 患者的复杂肺生理学的全面回顾超出了本文的范围，但两种机械通气方法值得简要考虑。保护性肺通气使用低 Vt（通常为 4-6 mL/kg，基于理想体重，反映基线肺大小）通过减少容积伤（过度充气引起的剪切损伤）、气压伤（肺泡破裂和潜在的气胸）、生物创伤（继发于这两个过程的炎症介质的释放），甚至肺不张（由肺泡周期性塌陷和重新打开引起的理论剪切应力）。Pplat 通常严格保持在 30 cmH2O 以下，并且通常允许存在允许性高碳酸血症。这种方法被认为是 ARDS 患者的治疗标准，但有充分的证据表明它经常不适用。最近的数据表明，较低的潮气量可能对肺顺应性降低的患者更有益，这在 COVID-19 时代特别有意义。

      30 年前首次描述的肺开放概念最初是使用肺复张策略，然后使用较高的 PEEP 水平来减少肺不张的提议。肺开放应始终与保护性肺通气策略相结合，但遗憾的是，尚未就确定理想 PEEP 的方法达成一致，也没有就肺复张策略的作用达成共识。在几项研究中，较高的 PEEP 水平与较低的值进行了比较；已经证明了一些次要结果的改善，但死亡率益处仍然难以捉摸。由于多种原因，此类研究难以解释，包括患者在可复张肺量方面的异质性。一些患者给予PEEP可能会复张更多 的肺并从开放肺策略中受益，而其他患者可能不会复张，随后会受到更高容量和压力的伤害。其他证明益处的研究很难在床边应用，因为它们通常使用具有高度可复张性肺的肺损伤实验模型，这与 ARDS 患者常见的生理学不同。在选择 PEEP 值方面仍然存在很大的不确定性，并且围绕“激进”肺复张策略的安全问题仍然存在。

第 1 步：选择起始 PEEP

       围绕理想 PEEP 水平的考虑必须从一个起始值开始。这里有两个直接的选择，优先级是在插管后立即选择一个安全水平。第一种方法，也许最好命名为“Gattinoni”方法，是两者中较简单的一种。使用标准的柏林严重程度定义，P/F 比为 200-300 的 ARDS 患者将被分类为轻度，100-200 为中度，<100 为重度。然后将初始 PEEP 值设置如下：轻度为 5-10 cmH2O，中度为 10-15，重度为 15-20。我们建议在大多数情况下将两个值中的较低值作为初始设置，因为血流动力学问题通常在插管后立即占主导地位。

       或者，可以使用 ARDSnet tria 中众所周知的滴定表选择起始 PEEP；这个广为人知的表格是专为在病程后期滴定 PEEP 而设计的，但在这里可以借用以帮助选择起始值。在低和高 PEEP 选项之间进行选择时，我们建议从低 PEEP 表开始，以预测插管后低血压。使用这种方法，需要 FiO2 为 0.5（插管前或插管后立即）的患者开始会使用 8 或 10 cmH2O 的 PEEP。值得注意的是，这两种方法通常会产生相似的起始值，但 Gattinoni 方法更容易，并且避免了如果 FiO2 为 1，ARDSnet 表可以推荐的超高 PEEP 建议（高达 24 cmH2O）。高水平的 PEEP，如 根据经验，应为弥漫性受累（胸部 X 线或 CT 显示 3 或 4 个象限）或病态肥胖的患者保留。

第 2 步：考虑 PEEP 的潜在危害

      过多的 PEEP 可能是有害的，需要考虑两个主要问题。它会引起低血压；较高的 PEEP 水平会导致胸内压升高，随后右心房压升高，静脉回流减少。过多的 PEEP 还会压迫肺泡内血管并增加肺血管阻力 (PVR)，可能导致右室功能障碍。这里的净效应是左心室 (LV) 前负荷降低，然后是心输出量 (CO)降低。然而，“最小”的 PEEP 也很重要，因为 PEEP 不足的广泛肺萎陷会导致高肺血管阻力和右心室功能障碍。虽然肺容量和 PVR 之间的精确关系很难事先确定，但通气：灌注匹配是 PEEP 选择的一个重要且具有挑战性的方面，并且始终需要对血流动力学和呼吸机影响进行平行评估。

       可以通过多种方式评估 PEEP 对血流动力学的有害影响，最直接的方法是对血压进行简单评估。如果患者出现低血压，特别是如果他们表现出终末器官功能障碍的证据，则应考虑降低 PEEP。如果起始 PEEP 水平很高，或者怀疑有血容量不足、慢性右室功能障碍或肺动脉高压，这一点尤其重要。在其最直接的应用中，这可以通过降低 PEEP、等待 5-10 分钟并重新评估血压来实现。

       一种更精确但劳动密集型的方法包括通过床旁超声评估 RV 功能（POCUS；参见图 1）。在 ARDS 的情况下，高 PEEP 导致 RV 功能障碍的现象称为急性肺心病 (ACP)；通过保持 Pplat 低于 28cmH2O 和驱动压 (DP) 低于 15 cmH2O，这一过程通常会得到缓解（有关 DP 的完整讨论，请参见下文）。

图1：通过经胸超声心动图评估右心室 (RV)。

A：正常的胸骨旁短轴切面，正常大小的 RV (*) 和正常定位的室间隔 (IVS) (#)。

B：正常心尖 4 腔切面和正常大小的 RV (*)。

C：胸骨旁短轴切面显示 RV 严重扩张 (*) 和 IVS 移位 (#)。

D：心尖四腔切面显示 RV (*) 和右心房 (#) 严重扩张

      对超声心动图 RV 评估的详细回顾超出了本文的范围，将在别处详细介绍。通过适度培训即可完成基本的 POCUS RV 检查，并且可以通过经胸或经食道方法进行。评估 RV 大小和功能可以快速完成、且可重复。在休克或低血压的情况下，评估 RV，降低 PEEP - 可能降低多达 5 cmH2O 以使超声变化更容易辨别 - 然后重复 POCUS 检查。较低的 PEEP使 右心室大小或功能的改善，特别是如果血压也改善，则表明存在 ACP，并可能促使采用较低的 PEEP 水平。在注意过度 PEEP 的风险的同时，同样重要的是要记住，PEEP 不足可能会导致足够的肺复张，使右心室处于循环衰竭的风险中。

      第二个需要考虑的高 PEEP 潜在危害涉及肺泡过度膨胀，以及由此产生的容积伤和气压伤风险。这种风险在肺复张性较差的患者中更为明显，并且没有明确一致的方法或证据来确定最佳 PEEP 以减少这种创伤。筛选潜在过度膨胀的一种实用方法是使用最佳 DP 测量值，这将在步骤 3 中详细描述。这里 DP 用作顺应性的替代指标；更好（更低）的 DP 和 PEEP 降低表明过度膨胀可能确实存在。需要考虑的目标包括将 Pplat 保持在 30 cmH2O 以下（或 28 cmH2O 以避免 ACP）和 DP 大致低于 15 cmH2O 。

        针对较低的死腔也可以降低由 PEEP 引起的过度肺扩张的风险。虽然死腔的精确测量需要专门的设备，但 PEEP 对 PaCO2 水平的影响是一个合理的替代指标，前提是其他呼吸机设置（如 Vt 和呼吸频率）没有同时改变。PEEP 增加后 PaCO2 增加 5-10%（或更多）表明过度充气，尽管低血容量会加剧这种影响。

第 3 步：考虑更高 PEEP 的好处

      在努力将其有害影响降至最低后，PEEP 可以随后进行调整以优化氧合并减少肺不张。较高的 PEEP 改善氧合肺泡复张的一种机制；保持打开先前塌陷（但灌注）的肺区域会增加气体交换的可用表面积并减少肺内分流。

      不幸的是，更好的氧合（通过改善的氧饱和度水平或更高的 P/F 比来评估）和更高的 PEEP 并不一定转化为改善的氧输送。PEEP 可以通过减少 CO 来改善动脉氧合但减少氧输送；较低的 CO 优先减少对非通气或通气非常差的肺泡的灌注，从而减少肺内分流。因此，除非同时进行可靠的 CO 测量，否则很难明确解释氧合的改善。

      还必须记住，大约 20% 的患者有卵圆孔未闭，在这种情况下，氧合的差异可能反映了心脏内分流程度的变化，而不是肺复张的变化。使用低氧血症的严重程度作为参数来帮助选择初始 PEEP（如步骤 1 中所述）是合理的，并且当氧合随着更高的 PEEP 改善时保持谨慎乐观，理解 PEEP 滴定可以使用其他参数进一步细化。

       更多 PEEP 的第二个理论好处涉及减少肺不张。这是另一个长期和更具理论意义的益处，但有人认为它可能对严重 ARDS 患者特别重要。虽然没有明确商定的确定最佳 PEEP 以减少肺不张的方法，但采用逐步下降滴定方法，其中 PEEP 水平首先升高到相对较高的水平（例如，比初始设置高 10 cmH2O），然后缓慢降低，之所以吸引人，主要是因为其良好的生理学原理。在经典压力容积 (PV) 曲线（图 2A 和 2B）中观察到的滞后（吸气和呼气支之间的差异）反映了各个肺单位的打开和关闭压力之间的差异。因此，较高的 PEEP 可以被认为是一种用于防止气道关闭和已打开的肺泡单位复张的力量。随后逐步向下滴定的目的是选择维持肺复张的最低 PEEP 水平。

图 2：

A：机械通气波形显示（从上到下）流量、气道压、食管压和跨肺压与时间的关系。通过将吸气流量降低到 10 L/min 以下来获得第三次呼吸。气道压力波形斜率的突然变化是气道开放压 (AOP)，即重新打开气道所需的压力。最初，当气道压力低于 AOP 时，吸气气流会对呼吸机回路加压，但不会增加肺容量。一旦气道压增加到高于 AOP（第 3 次呼吸），肺部就会开始膨胀；在 AOP 之外观察到的压力-时间曲线的斜率反映了呼吸系统的顺应性。

B：显示滞后的压力/容量呼吸机波形；显示了较低的拐点 (LIP)，但这更可能反映 AOP（重新打开气道所需的最小压力或保持它们打开，而不是经典教导的肺复张的最佳水平）。

C：模拟呼吸机波形，显示吸气屏气 (*) 对气道压力的影响（粗箭头）；驱动压 (#) 可以计算为平台压（细箭头）减去呼气末正压（虚线箭头）。在每次呼吸后增加 0.2 秒的吸气暂停，可以连续监测平台压和驱动压。

      为了指导 PEEP 的选择，我们建议计算不同 PEEP 水平的驱动压（图 2C），同时牢记下面描述的几个重要注意事项。假设 Vt 在不同 PEEP 水平的测量之间没有变化（并且没有固有的 PEEP），DP 的变化只能通过顺应性的变化来解释：

Vt 和 PEEP 都是已知值。Pplat 是通过执行吸气末暂停来测量的，这可以通过手动操作完成，也可以通过在每次呼吸结束时添加一个短暂的（0.2 或 0.3 秒）暂停来持续监测 Pplat。

DP 的公式是 [DP = Pplat – PEEP]，因此顺应性方程可以简化为：

最后，如果 Vt 是一个已知且稳定的值（特别是如果选择了容量控制的通气模式），则方程可以重新排列为：

      因此，较低的 DP 值表明更好的呼吸系统顺应性。如果 DP 在较高的 PEEP 水平下降低，则认为较高 PEEP 的试验是成功的，特别是考虑到氧合改善和没有血流动力学恶化。如果 DP 不改变，则可能实现最佳顺应性。如果 DP 增加，则顺应性变差，可能表明过度膨胀（如上文第 2 步所述），应考虑降低 PEEP。简而言之，调整 PEEP 以实现尽可能低的 DP，同时牢记其他重要目标，例如氧合和血流动力学。

      肥胖的 ARDS 患者需要特别考虑，因为他们的肺部会承受额外的重量，这往往会造成或加重肺不张，尤其是在仰卧位和麻醉下。可能需要更高的 PEEP 水平来抵消这种施加的负荷的影响。为肥胖患者接受高于正常水平的 Pplat 水平可能是必要的，并且是安全的，因为它不会自动反映肺过度膨胀。ARDS 患者的高体重指数 (BMI) 和呼气末食道压 (Pes) 之间存在线性关系（Pes，下文将详细描述，用于估计胸膜压）。该关系表明，BMI 超过 30 kg/m2 每增加 10 kg/m2，胸内压就会增加约 2.5 cmH2O。虽然这还没有经过前瞻性验证，但这个公式可以作为一个快速指南，用于确定需要的额外 PEEP 量或肥胖患者可接受的额外压力。在其他特殊情况下，如腹腔室综合征或严重的胸壁畸形，可能需要对更高的压力进行类似的调节，但这里没有基于证据的指导。

       俯卧位虽然越来越流行，但对 PEEP 滴定提出了额外的挑战。在仰卧位，PEEP 基本上被设置为在肺的依赖（和可复张）部分复张所需压力之间的折衷，而不会过度扩张非依赖（不可复张）部分。有趣的是，在俯卧位，这两个元素更加均匀，它们对 PEEP 的反应受重力影响较小。这表明就风险/收益而言于俯卧位的最佳 PEEP 水平存在的更大范围。因此，当切换到俯卧位时，PEEP 水平很可能保持不变，或者可能由于俯卧位提供的额外复张而略微降低。

使用顺应性或 DP 进行 PEEP 滴定的注意事项：

      使用 DP 滴定 PEEP 水平时存在限制。顺应性（和 DP）可以通过潮汐复张 - 取消复张（每次呼吸中发生的肺打开和关闭 ）自相矛盾地得到改善，这可能会混淆解释。因此，对于不同的 PEEP 水平对 DP 产生明显和显著变化的情况，应保留有害的过度膨胀或减少复张的结论。过度膨胀也可以通过检查容量控制通气期间的压力曲线的形状来评估；压力-时间曲线的向上凹度表明顺应性显著下降（图 3A）。

图 3：

顶部：流量与时间（顶部）和压力与时间（底部）曲线在不同水平的呼气末正压 (PEEP) 下以恒定吸气流量获得的容量辅助控制通气。凸出的升支（虚线箭头，PEEP 5）可能表明吸气期间肺泡单位的复张[表明 PEEP 不足]，而凹入的升支（虚线箭头，PEEP 15）可能表明过度扩张[表明过度的 PEEP]。

下图：呼吸机曲线说明了复张到recruitment-to-inflation index (RII) (肺复张指数) 的计算。在较高的 PEEP 下测量呼气潮气量（Vt；红色箭头），然后 PEEP 水平突然下降（在本例中下降 10 cmH2O），呼气结束时呼吸机显示总释放 Vt。预测的呼气 Vt（蓝色箭头）基于低 PEEP 的顺应性乘以 delta PEEP，并且在减去启发 Vt 后测量复张量（Vrec；或被 PEEP 捕获的呼气 Vt 募集，绿色箭头）。Vrec 为然后除以 PEEP 的变化（此处为 10 cmH2O），得出复张肺 (Crec) 的顺应性。最后，Crec 与较低 PEEP 水平的顺应性挂钩，以产生 RII。使用在线计算器（参见 RTMaven.com）可以方便地进行这些计算。

      此外，整体呼吸系统顺应性包括来自肺和胸壁的贡献，因此测量顺应性的变化可能反映胸壁水平的变化，而不一定是肺。当 PEEP 增加时，肺复张（提高顺应性）和过度扩张（降低顺应性）可能同时发生在肺的不同部位。因此，系统的整体顺应性可能不会改变（甚至可能会增加），而肺部的某些区域，尤其是非依赖区域，正在过度扩张；这个问题不是 DP 所独有的，并且确实存在于所有设置 PEEP 的方法中。最后，不清楚应该多久进行一次测量（DP 或其他），以及应该多久重新评估一次 PEEP。尽管已经描述了一种在自主通气模式下测量 DP 的技术，但由于需要让患者深度镇静和/或肌松，重复测量受到限制。

第 4 步：考虑更高级的选项

       一些中心可能拥有特定的先进设备，而一些临床医生可能具有允许考虑其他技术的特定专业知识。总体上缺乏证据，但每个证据都有有趣的潜在优势。

     食道球囊测压法是一种微创技术，通过改良的鼻胃管测量食道压力 (Pes)，用作胸膜压的替代指标。然后使用 [TPP = Pplat-Pes] 估计跨肺压 (TPP)，即施加在肺泡上的净扩张压力；此后可以调整 PEEP 以实现特定的 TPP。尽管这种技术可以直接执行，但它会受到各种误差和假设的影响，并且尚未证明有益的证据。 临床似乎对患有 ARDS 的病态肥胖患者、减少呼吸机不同步以及中度重度疾病患者中的使用特别感兴趣。

      电阻抗断层扫描 (EIT) 基于气体与各种类型组织的不同阻抗，阻抗定义为顺应性的倒数。例如，增加肺部的空气量会增加阻抗。EIT 创建了一个分布图，表明塌陷区、正常通气区和过度膨胀区。之后可以滴定 PEEP 以达到胸部的最高电阻抗，这表明肺的充气量最大。EIT 还可以表明存在主要的恶性充气过度，并成为降低 PEEP 的诱因。该工具并未广泛使用，值得进行更广泛的研究。

       肺复张指数 (RII) 是一种新颖的床边技术，旨在在一次呼吸中估算从 PEEP 水平突然从较高水平变为较低水平时的肺复张量 (Vrec)（图 3B）。然后可以计算该复张肺的顺应性 (Crec) 并将其与在较低 PEEP 水平测量的顺应性（估计“婴儿肺”的顺应性）建立关系，从而产生 RII。较低的 RII 值表明缺乏可复张性，并引起人们担心，在较高 PEEP 下施加的大多数“额外”压力将主要用于过度扩张正常肺段，而不是复张先前塌陷的肺段。这种技术不需要专门的设备并且很容易执行（参见 rtmaven.com 上的视频）。然而，到目前为止，它缺乏支持性的患者结果数据 [尽管 RCT 正在进行中 (NCT03963622)]，虽然它确定了潜在的可复张性，但它不太能够确定特定的目标 PEEP 水平。

       PEEP 的其他方法已得到很好的描述，但可能具有与最初提出的不同的效果。例如，将 PEEP 设置为略高于压力/容积曲线的下拐点的水平是每本重症监护教科书中描述的众所周知的技术。实际上，除了难以准确识别之外，在大多数情况下，这个低拐点代表了一种最近重新发现的现象，称为气道打开压力（图 2A），它表示打开气道所需的最小值，而不是最佳 PEEP。它可以通过以低流速向肺吹气时的压力时间曲线来测量（参见 rtmaven.com 上的视频）。

       最后，信息量很大的研究已经使用连续计算机断层扫描来确定最大肺体容积复张的 PEEP。虽然是一种出色的研究工具，但将危重病人运送到放射科是不切实际的，而且肺复张的计算也很复杂。

结论

      用目前的技术为 ARDS 患者找到“最佳”PEEP 是不可能的，而“更好”PEEP 的道路也远非一帆风顺。我们提出了一个具有三个主要原则的务实方案：

1）选择一个安全的起始PEEP；2) 考虑较高 PEEP 的危害，特别是血流动力学损害和过度膨胀；3) 考虑更高 PEEP 的好处，特别是更好的氧合和减少肺不张（当肺确实可以复张时）。我们的方法将被正确地批评为过于简单化，但应该从减少危害的角度来看待，考虑到目前接受盲目 PEEP 设置但没有尝试个体化的 ARDS 患者的数量。在这里应该接受不完美：“给他们第三个最好的继续；第二好的来得太晚，最好的永远不会到来”。

来源：How I Do It: Setting and Titrating Positive End Expiratory Pressure，CHEST (2022), doi: https:///10.1016/j.chest.2022.01.052.