急性呼吸窘迫综合征高PEEP应用的利与弊

急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是指由多种肺内外因素所致的一种急性弥漫性炎症性肺损伤，肺血管通透性和肺重量增加，肺含气组织减少^[1]。临床上几乎都伴有低氧血症，影像学新发浸润影及肺顺应性降低。ARDS的基本病理生理改变是一种急性弥漫性炎性肺损伤，肺泡上皮和肺毛细血管内皮通透性增加所致的非心源性肺水肿。肺泡水肿和塌陷导致严重通气/血流比例失调，特别是肺内分流明显增加，从而产生严重的低氧血症。

ARDS在儿科病死率高，是儿科重症面临的临床难题之一。2011年的柏林会议对成人ALI/ARDS诊断进行了修订^[1]。但由于儿童人群的特殊性，对该指南里面的一些内容尚有争议。基于此，PALICC(The Pediatric Acute Lung Injury Consensus Conference Group) 2015年6月在Pediatric Critical Care Medicine杂志上发表了"儿童急性呼吸窘迫综合征：儿童急性肺损伤会议共识推荐"^[2]，这也是国际上首次专门制定儿童ARDS(PARDS)共识。但该共识对于ARDS机械通气的肺保护性通气策略只提供了一些证据不强的推荐，仍未确定PARDS最佳通气模式、具体参数和整体管理策略。由于呼吸机相关性肺损伤(ventilator-induced lung injury，VILI)仍然是PARDS通气治疗的最大并发症，新共识仍然推荐肺保护性通气策略，根据患儿肺部顺应性不同，选择3～8 ml/kg潮气量，吸气时平台压限制为28 cmH₂O，对于胸壁顺应性降低患儿，可提高到29～32 cmH₂O^[2]。共识提出在严密监测情况下适度升高的PEEP(10～15 cmH₂O)可改善氧合。对于严重的PARDS，PEEP可高于15 cmH₂O^[2]，但并未提出上限。由此看来，共识似乎对"肺开放性策略"中高PEEP持有相对积极态度。众所周知，儿科机械通气中10～15 cmH₂O的PEEP已经是一个相对高值，本文旨在讨论在ARDS患儿的机械通气过程中应用高PEEP会带来的利弊。

1　高PEEP的优势

1.1　高PEEP是"肺开放策略"的重要技术手段，有利于改善氧合

肺保护性通气策略基于两个基本原则：首先避免过度扩张(肺容积伤)，另外应该避免或尽量减少周期性的开闭肺泡(肺剪切伤)。受该原则限制下的小潮气量，必然导致部分肺泡的塌陷更为显著，而塌陷肺泡反复开闭，会导致更多的剪切伤。因此，Lachmann^[3]建议通过使用肺复张和随后使用较高的PEEP来减少剪切力，即"肺开放策略"，经过20多年临床实践检验，实际已成为肺保护通气策略的一部分，包括肺复张操作和维持肺泡的持续稳定。肺复张手法很多，其中压力控制法(PCV)较为被推荐：即吸气压力维持在15 cmH₂O或20 cmH₂O，呼吸频率固定在10次/min。吸气时间固定为3 s，而逐步增加PEEP，至少以10 cmH₂O开始，每间隔2 min上升5 cmH₂O，最终可允许PEEP达到35 cmH₂O^[4]。肺复张策略可以每日数次，或根据需要来执行。目前主张肺复张在肺损伤早期即从开始机械通气后第24到72小时使用，在通气被中断和(或)气管插管内吸痰后，氧合恶化时可以重复。在肺复张中，高PEEP和其规律性递增就是重要的技术手段，其主要优势就是能持续或间歇性增加跨肺动脉压力，提高气体在肺泡中分布，以促使肺泡最大可能的开放，从而达到改善氧合的目的^[5]。而肺复张之后，高PEEP的维持可以增加肺复张后肺泡稳定。因此，没有高PEEP，肺复张的技术手段就不完整，塌陷肺泡即使开放后也难以维持长久，氧合改善不能持续。不过，在2015年PARDS指南中，对于肺复张策略还是较为谨慎，提出通过缓慢增加和缓慢降低PEEP的肺复张方式，改善严重的氧合障碍，不建议对PARDS患儿采用持续肺膨胀的方式进行复张^[2]，但同时也没有给出升高或降低PEEP的具体参数。

1.2　高PEEP减少了肺水肿的形成

Dreyfuss等^[6]在实验中发现10 cmH₂O PEEP减少了水肿的形成，他们在大鼠模型中区分了潮气量和气道压力，证明高容量而非高压导致肺损伤。Protti等^[7]在猪模型中证明了PEEP与潮气量减少相结合的有益效果，高PEEP维持了肺泡毛细血管屏障的完整性，PEEP不仅抵消了血浆的外渗，还具有保护作用，但在高PEEP水平应用时应减少潮气量。高PEEP结合低潮气量似乎从病理生理学的角度来看很有吸引力，在实验性ARDS模型中非常有前景。

1.3　高PEEP对于严重低氧血症患者可以减少病死率

虽然10年前的大型成人随机对照试验显示，对于PaO₂/FiO₂≤300 mmHg的ARDS患者，高PEEP(不论是否实施了肺复张)与较低PEEP在病死率上都没有体现出差异；且各组均维持小潮气量通气^[8,9,10]。但这3项试验中个体患者的数据荟萃分析仍然表明，对于低氧血症更严重的患者(PaO₂/FiO₂≤200 mmHg)，高水平PEEP可以降低病死率^[11]。在成人，这个观点目前受到了一些挑战，最近进行的一项多中心试验随机选取了1 010例中度至重度ARDS患者，与传统的低PEEP设置相比，接受了肺复张策略和高PEEP通气的患者28 d(55.3%比49.3%)和6个月的病死率增加^[12]，两组均维持小潮气量通气。因此，尽管具有生理上的获益，高PEEP可能并不能最终"保护患者"。儿童的病理生理情况和成人有所不同，这需要儿童大型多中心随机对照试验的数据来支持或反对这一观点。

2　高PEEP的弊端

2.1　高PEEP和肺组织过度膨胀导致的VILI有关

VILI包括三个不同的病理机制：高通透性肺水肿^[13]，肺结构的机械变形/过度膨胀^[14]，肺部炎症^[15]。尽管高PEEP能通过避免不张肺组织的重复开放和塌陷，减少肺水肿等方面减轻VILI，但反过来由此导致的肺组织过度膨胀往往可能导致更严重的损伤。在灌洗肺损伤的狗模型中，使用PEEP和复张策略可导致明显的肺泡过度膨胀^[16]。ARDS死亡患者尸检常见肺气肿样病变、肺囊肿和支气管扩张症，可以认为是人类VILI的突出特点^[14,17]。在疾病的早期，与肺过度膨胀相比，这些病变在持续接受高PEEP和高潮气量的患者中首先出现^[18,19]。尽管受到质疑，但机械通气导致生物损伤的概念在机械通气的ARDS患者中有一些证据^[20]。有人认为，肺过度膨胀会产生局部和全身性炎症反应，可能导致或加重多系统器官衰竭，并可能导致死亡^[15]。前述1 010例中度至重度ARDS患者的多中心试验中，发现高PEEP设定，除了病死率的增加外，同时气压伤(5.6%比1.2%)和需要引流的气胸发生率(3.2%比1.2%)也增加^[12]。此外，高PEEP本身和其导致的肺泡过度膨胀都导致肺毛细血管血流减少，进一步加重通气血流比失调，从而加重ARDS。

2.2　高PEEP可减少回心血量，降低心输出量(CO)

PEEP可以引起膈肌下降，腹内压增加，导致腹内血管周围压力的增加。PEEP的净效应是增加系统的平均充盈压和右房压。PEEP在5～7 cmH₂O对正常血容量和高血容量者并不能减少其静脉回流，因此不会引起CO的明显改变。国内一些成人研究表明，随着PEEP增加(0～13 cmH₂O)，心脏功能正常者，中心静脉压增加，肺毛细血管血流，心输出量、心指数、体循环阻力无明显变化；对于心功能低下者，PEEP能明显减少回心血量和肺毛细血管血流，心输出量、心指数在一定范围内呈现不同反应^[21]。因此，设定适当的PEEP可以改善心功能，减轻肺水肿。但若在较高PEEP时，机械通气可以明显增加右心室和左心室的充盈不足，从而导致血压明显降低^[22]。

2.3　高PEEP可降低脑灌注压，加重脑水肿

理论上，PEEP的使用可导致胸腔压力增高，静脉回流受阻，回心血量减少，可能进一步影响颅内压及脑灌注压，较多的结果提示：高PEEP可导致脑灌注压降低。闰润民等^[23]通过犬颅内高压动物模型研究认为随PEEP增加，平均动脉压下降，颅内压、脑灌注压均有不同程度下降，但平均动脉压下降幅度较颅内压大，进而引起脑灌注压下降。胡罗文等^[24]研究发现进行机械通气脑出血患者无论之前是否已有颅压增高，PEEP本身的增高(8～16 cmH₂O)并不直接影响颅内压和脑血流，而是由于高PEEP导致体循环压力明显降低后间接降低了脑灌注压。由于ARDS患者常伴随机体的缺氧，脑的缺氧性损伤合并高PEEP下脑灌注压的降低，都可能加重脑水肿，影响患儿的预后。

3　小结

如上所述，高PEEP利弊参半，犹如双刃剑。利用好高PEEP来优化ARDS患者的肺复张、选择最佳PEEP维持肺泡的合理开放仍然是一个颇具争议的问题。由于区域肺膨胀的风险是肺复张概念所固有的，有人提出了一种实用型肺复张策略，应通过肺形态和肺通气的区域分布选择正确的PEEP水平。肺复张的目的不再是恢复正常的肺通气，而是首先提供大于等于90%动脉氧饱和度，并减少氧毒性效应(FiO₂<60%)^[25]。肺萎陷是弥漫性的，且均匀分布于头侧和尾侧肺区，呈现"白肺"的典型影像学特征的患者。可合理地应用高于10 cmH₂O的PEEP水平来优化肺复张，因为这种情况下肺过度膨胀的风险似乎可以忽略不计^[26]。高PEEP此刻带来的获益大于危害。相反，当肺萎陷呈局部分布时，影像学表现为双侧基底放射浸润至上象限，这时肺表现为多个不同区域，它们对胸腔内压力的增加做出相反的反应：开放区域往往过度膨胀，而萎陷区域则逐渐被复张。由于大多数仰卧位ARDS患者的肺尾部和重力依赖区域的通气量明显减少，因此下叶的复张常常导致肺上叶过度膨胀，加重VILI^[27]。综合看来，此时PEEP保持在不高于10 cmH₂O可能是较为安全的方式，如持续低氧血症时，可考虑采用其他改善通气/血流比例的方法，如吸入一氧化氮、俯卧位通气等。总之，我们在使用高PEEP的时候，利用其优势的过程中，要充分考虑其带来的不利影响，趋利避害。

引用: 张晨美, 陈振杰. 急性呼吸窘迫综合征高PEEP应用的利与弊 [J] . 中国小儿急救医学,2019,26 (6): 419-422.

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