【專題筆談】內源性呼氣末正壓的評估及意義

作者：張波 王東

呼吸力學指導下的個體化肺保護性通氣策略是目前機械通氣治療呼吸衰竭最主要的進展。近20年來，圍繞預防和治療呼吸機誘導肺損傷(ventilator induced lung injury，VILI)國內外進行了大量基礎和臨床研究。無論是ARDS還是重症哮喘(或慢阻肺)呼吸衰竭患者，其機械通氣的重要目標都是改善通氣和氧合狀態、降低呼吸功、防止VILI的發生。對ARDS來說，通過限制平台壓防止肺臟過度牽拉擴張和避免塌陷肺泡區域的反覆閉陷而達到肺保護的目的，臨床上主要措施是小潮氣量通氣聯合高水平呼氣末正壓(PEEP)。對重症哮喘和慢阻肺患者而言，主要治療目標是降低氣道阻力，減輕動態過度充氣，降低內源性PEEP(PEEPi)，改善通氣和預防氣壓傷的發生。肺動態過度充氣和PEEPi的產生是氣流受限/氣道阻塞性疾病重要的病理生理環節，對其產生機制和作用的認知程度影響臨床醫生對患者病情的判斷和處理。對氣道阻塞性疾病的PEEPi的認識也愈加深入，幾乎所有的重症慢阻肺及哮喘患者不論在自主呼吸還是機械通氣時都存在不同程度的PEEPi，PEEPi在上述兩種情況下呈動態演變過程，需經常評估和測量其變化。本文將從下述幾方面對PEEPi的臨床意義進行簡要評述。

1．PEEPi的含義與相關術語：

動態過度充氣和氣體陷閉是PEEPi產生的重要基礎。嚴重哮喘發作和慢阻肺急性加重患者在自主呼吸狀態下都存在一定程度PEEPi，哮喘嚴重發作時PEEPi可以高達9～11 cmH₂O(1 cmH₂O＝0.098 kPa)。其實質是由於氣流阻力增大、小氣道閉陷、氣流受限、呼氣時間縮短等綜合因素導致呼氣末功能殘氣量增加和肺泡腔內壓高於環境壓力。被動通氣時即使沒有生理性氣體陷閉，呼氣時間不足也可產生動態過度充氣。而肥胖和ARDS的患者在平卧位時即可發生氣體陷閉，當給予適度的吸氣壓後，氣體陷閉可以消失。

接受正壓通氣(有創通氣或無創通氣)治療時機械通氣的送氣頻率和潮氣量(兩者決定了分鐘通氣量)高於患者的固有呼吸頻率和潮氣量時，就會使患者下次吸氣開始之前，呼氣相尚未達到呼吸系統完全鬆弛的狀態，被動呼氣末肺泡壓力超過設定的PEEP，呼氣末肺泡與氣道開口之間存在壓力差，仍有呼氣氣流，直至患者主動吸氣或呼吸機驅動產生吸氣。當氣道阻力增加(氣道痙攣、管腔不光滑或分泌物阻塞)時這種氣體陷閉和PEEP會愈發嚴重。因此，PEEPi的實質是呼氣末肺泡內壓高於大氣壓的病理生理狀態，過高的PEEPi會對患者呼吸和循環功能產生不利影響。

英文文獻中關於PEEPi的描述有內源性PEEP(intrinsic PEEP，PEEPi)、自動PEEP(auto－PEEP，AP)、外源性PEEP(extrinsic PEEP，PEEPe)和總的呼氣末肺泡壓(total PEEP)。PEEPi和AP兩者容易混淆，有時互為通用，習慣上多稱為PEEPi。在未施加PEEPe時，PEEPi等同於AP。如果施加了PEEPe，PEEPi通常指的是呼氣末肺內總PEEP，超出外部施加的壓力部分為動態產生的肺泡內壓，即AP。明確區分兩個術語的理由：(1)傳統意義上，PEEP指的是呼氣末施加的壓力；(2)intrinsic通常指的是固有的特性，而不是隨阻力、體位及呼吸類型等因素改變所致的動態變化；(3) intrinsic/extrinsic涵義與internal (total)/external (applied)類似，動態變化的成分不在其定義範圍之內。因此，AP特指總PEEP中動態變化的壓力部分。

2．動態過度充氣(dynamic hyperventilation，DH)和AP產生的機制及影響因素：

被動通氣時，氣道阻力增加、吸氣時間延長及高分鐘通氣量可增加DH及AP。機械通氣時肺動態過度充氣主要機制：(1)氣道阻力增加，呼出氣流受阻，肺內氣體在下一次呼吸開始時不能完全呼出，產生氣體陷閉，經過6～12次通氣後，由於肺容積的增加使氣道內徑和彈性回縮力增加，達到一個新的平衡，有利於吸入氣體的呼出；(2)潮氣量過大，當有嚴重氣流阻塞時，潮氣量過大是造成肺動態過度充氣的最主要原因；(3)呼吸頻率過快，呼氣時間相對縮短，加重氣體的閉陷；(4)慢阻肺患者存在肺彈性纖維的破壞，呼氣時小氣道閉縮，參與形成AP。因此，最有效的治療策略就是減少通氣。減少通氣量及可容許性高碳酸血症對於氣管插管的哮喘患者是挽救患者生命的有效治療。相對延長呼氣時間的效率並不高。

3．PEEPi對機體的影響及臨床表現：

(1)胸內壓增高，影響血流動力學，使靜脈回心血量降低，容易造成低血壓和肺氣壓傷。(2)增加呼吸功，導致呼吸窘迫，患者在觸發機械通氣時必須先克服PEEPi後才能產生吸氣負壓。(3)破壞人機協調性，干擾呼吸機觸發，影響血流動力學及呼吸系統力學監測。

慢阻肺急性加重及哮喘持續狀態的患者本身都存在較高水平的PEEPi，應用正壓機械通氣過程中常常出現低血壓。低血壓的發生與應用鎮靜葯以及用力自主呼吸時產生的胸內壓明顯降低得到糾正有關。肺動態過度充氣也會進一步加重低血壓，一方面增加肺血管阻力及右心室後負荷，另一方面相關PEEPi可增加胸膜腔及右心房壓力，減少靜脈迴流。當肺順應性好時，肺血管、胸膜腔、右心房壓力升高較為明顯。氣道阻塞患者心肺復甦時，過強的人工氣囊充氣可產生嚴重的AP而減少心室充盈，發生無脈電活動，通過減少通氣可逆轉上述情況，需要引起關注。

PEEPi的臨床表現：(1)不能解釋的心動過速、低血壓，特別是機械通氣治療剛開始時；(2)患者觸發每次呼吸非常費力；(3)患者的吸氣努力並非每次都能觸發呼吸機；(4)下一次吸氣開始時呼氣(喘鳴音)仍在進行；(5)壓力流速圖形顯示異常，呼氣末曲線不能回到零位。機械通氣開始後應密切監測患者的臨床表現，及早發現PEEPi的存在並採取相應措施。

4．PEEPi的監測方法：

PEEPi或肺動態過度充氣的檢查方法：(1)呼氣末阻斷氣流法。即測定零流速壓力，通過呼氣末將氣道阻斷，待氣流停止、肺內壓力重新達到平衡時所測的氣道壓力即為總PEEP。按呼吸機的呼氣末暫停鈕，觀察氣壓表上的壓力讀數或從呼吸力學曲線上獲得相應的數值。此方法簡單，代表呼氣末開放肺泡的平均壓力。當存在嚴重氣道狹窄及氣體閉陷時，大部分肺泡不能及時開放，該方法不能反映真實的肺泡內壓力，往往低估了氣體陷閉的程度和實際的肺泡壓力，此時測定平台壓能更準確地反映出肺泡內壓力。當患者有自主呼吸時，受呼氣時間長短和(或)肌肉作功的影響，呼氣末精確阻斷氣道很難實施，測定結果往往不可靠。(2)FRC以上的肺過度充氣程度可通過測定吸氣末肺容積(end－inspiratory lung volume，VEI)來反映，方法為使患者徹底放鬆，經過30～60 s的呼吸暫停後測量此段時間內呼出的氣體量。如保持VEI低於18～20 ml/kg則發生併發症的幾率將大大減少。VEI測定需要肌松和容量測量裝置，難以常規進行。(3)食管內壓測定能反映出PEEPi的嚴重程度，但臨床上難以常規開展。自主呼吸時採用食管球囊，通過測定吸氣氣流開始出現時食管壓(反映胸內壓的變化)下降幅度即反映PEEPi的大小，考慮到呼氣肌作功的因素，測定值需要矯正。無論測定結果多精確，PEEPi值不一定能真實反映動態過度充氣的程度。(4)電磁阻抗法(EIT)動態監測PEEPi。最近有學者探索用EIT技術監測慢阻肺患者的PEEPi水平，不但能反映PEEPi的水平，還能動態觀察動態過度充氣的形態分布，具有很好的應用前景，值得進一步研究。

5．PEEPi的處理：

潮氣量、呼氣時間和氣流的阻塞程度是決定PEEPi的主要因素，處理也應針對這三方面進行。如減少潮氣量，延長呼氣時間(絕對延長，僅僅調節I∶E不夠)，採用高流速通氣，應用支氣管舒張劑，及時徹底地清除呼吸道分泌物，換用較粗的氣管插管等。降低PEEPi最重要的手段是絕對延長呼氣時間，減少氣體在肺內的瀦留。在實際應用過程中增大吸氣流速能夠相對延長呼氣時間，但其效果遠比通過減少呼吸頻率來絕對延長呼氣時間要差。在潮氣量不變的前提下，降低呼吸頻率能絕對延長呼氣時間，降低PEEPi水平。因此，在嚴重哮喘發作機械通氣治療初期，應採取小潮氣量和慢呼吸頻率的控制性低通氣策略，允許存在一定程度的二氧化碳瀦留，維持動脈血酸鹼度在一定程度的安全範圍內，防止呼吸機相關肺損傷的發生。

對於存在PEEPi的機械通氣患者，應用PEEPe是否有效取決於PEEP水平的大小及呼氣流速受限程度。如果沒有氣流受限，同時氣道擴張、開放程度有限，增加PEEP只能加重肺充氣的程度。但如果存在氣流受限，應用略低於臨界關閉壓的PEEP(PEEPi水平的80%)可減少氣道開放壓與肺泡壓之間的壓力差，也不會產生增加肺容積的影響。當存在氣流受限時，應用容量控制模式，低水平PEEP僅對抗AP，對平台壓影響較小，繼續增加PEEP水平可導致平台相應的升高。相反，壓力控制模式下，吸氣壓與PEEP水平有關(支持壓力不變)，增加低於AP水平的PEEPe可以升高有效支持壓力，增加潮氣量。當過度充氣的肺順應性下降時，超出AP水平進一步升高PEEP不會增加潮氣量，甚至會減少潮氣量。無論採取什麼模式，通過施加一定水平的PEEPe抵消PEEPi水平可改善觸發靈敏度，減少呼吸作功，且對呼氣末肺容積沒有太大影響。監測容控模式下平台壓的變化或壓控模式下潮氣量的變化可以幫助臨床醫生判斷設定的PEEP水平是否合適。因此，氣流受限的患者應用PEEP對抗AP對改善呼吸機觸發，增加人機協調性，降低呼吸功都具有良性作用。

總之，對呼吸衰竭病理生理機制的新認識，改變了機械通氣治療的策略，以呼吸力學為指導的個體化通氣原則已經明顯降低了機械通氣相關併發症的發生，提高了臨床療效。在臨床實踐中應當重視對PEEPi等重要呼吸力學指標的監測，定期動態評估是否存在PEEPi，及早發現並有針對性的進行處理，糾正呼吸力學的異常因素，改善人－機協調性，避免呼吸功增加和產生呼吸機依賴，以及減少呼吸機相關肺損傷的發生幾率。

參考文獻（略）

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