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1、呼气末正压(PEEP和PEEPi)呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 一、PEEPi的发生机制及原因 1.气道阻塞 使呼气阻力增加，呼出气流受限，呼气末气体不能充分呼出，形成PEEPi，主要见于支气管哮喘和COPD。轻度阻塞或进展缓慢的中度阻塞时，患者采取深慢呼吸，气体可充分排出，FRC保持不变。阻塞进一步加重，单纯改变呼吸形式已不能代偿，此时肺泡代偿性扩张，FRC增大；肺容量增大致气道扩张、阻力减小；自主呼吸在较高的FRC水平进行，气体仍能充分呼出，呼气末肺泡内压仍为零。此时肺组织的弹性回缩力和胸廓的弹性扩张力仍相等，故此时FRC的增大称为静态肺过度充气。严重气道
2、阻塞时，上述代偿方式不能保证呼气的充分完成，形成PEEPi。此时肺组织的弹性回缩力大于胸廓的弹性扩张力，两者之差为PEEPi；若给患者充足的呼气时间，气体仍能充分呼出，PEEPi可降至零，故称为动态肺过度充气。在COPD急性发作期，由于感染、支气管平滑肌痉挛、黏膜水肿、呼吸道分泌物增多或引流不畅，气道阻力短时间内升高，机体来不及代偿，PEEPi增大。第一部分 内源性呼气末正压呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 二、PEEPi的临床意义 1.增加气压伤的发生机会 严重肺组织过度充气是导致气压伤的重要原因，也是决定机械通气策略的主要因素。PEEPi升高平台压，导致人机对
3、抗，使气压伤的机会增加。由于病变的不均匀和重力的影响，PEEPi在肺内分布多存在较大的差异，PEEPi高的肺泡，肺泡容积大，容易发生扩张性肺损伤；PEEPi差异大的肺区扩张和回缩的速度不同，相互之间容易产生高切变力和发生切变力损伤。机械通气时，应用PEEP对抗PEEPi，时间常数长的肺单位，在尚未对抗PEEPi时，时间常数短的肺单位已达到平衡，甚至出现过度充气，可能会进一步增加气压伤的机会。第一部分 内源性呼气末正压呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 二、PEEPi的临床意义 1.增加气压伤的发生机会 2.增加呼吸功，导致人机同步不良 正常自主呼吸时，吸气时吸气肌收
4、缩，胸腔压力迅速下降，肺组织随之扩张，肺泡压力迅速下降至零以下，导致外界与肺泡之间的顺向压力差，产生吸气气流，吸气动作与吸气气流产生之间表现为良好的同步性。当存在PEEPi时，吸气初期要克服这一额外压力后，才能使肺泡内压力降至零以下，导致吸气动作和吸气气流之间有较长的时间差。在该段时间内，只有呼吸动作，没有气流产生，相当于“窒息样呼吸”，患者表现为严重的呼吸窘迫和呼吸功增加，辅助呼吸肌活动，大汗，心率增快，胸腔负压显著增大导致三凹征出现。使用机械通气时，患者除需克服人工气道阻力、触发阻力和呼吸机本身的延迟阻力外，还必须克服PEEPi后才能产生吸气气流，即吸气动作和呼吸机产生气流之间有更长的时间
5、差。若调节不当将导致更严重的窒息样呼吸，反而容易诱发或加重呼吸机疲劳，降低机械通气效率。第一部分 内源性呼气末正压呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 二、PEEPi的临床意义 1.增加气压伤的发生机会 2.增加呼吸功，导致人机同步不良 3.影响血液动力学 正常FRC位时，PEEPi为零，肺循环阻力(PVR)最小。PEEPi存在时，肺泡周围毛细血管受压，PVR增加；肺组织过度充气，胸内压升高，CVP也相应升高；若患者呼吸代偿不足，将导致回心血量和心排血量下降，可发生低血压。另一方面，PEEPi的增加可导致自主呼吸代偿性加强，吸气时胸腔负压显著增大，CVP下降，促进体循
6、环静脉回心血量增加；肺间质负压增大，降低肺泡外毛细血管及肺静脉阻力，因此除非是PEEPi非常高的患者，循环功能多能维持稳定。该类患者机械通气后，若给予较强的通气辅助或应用较大剂量的镇静-肌松剂，自主呼吸的代偿性作用显著减弱或抑制，则容易发生低血压。第一部分 内源性呼气末正压呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 二、PEEPi的临床意义 1.增加气压伤的发生机会 2.增加呼吸功，导致人机同步不良 3.影响血液动力学 4.影响病变肺组织的换气功能 主要见于ARDS和急性肺水肿。PEEPi可改善或维持病变肺泡呼气末的扩张状态，防止陷闭，从而改善氧合，这也是反比通气治疗ARD
7、S的机制之一。但通过增加PEEPi的方式来改善氧合的效率较低，问题较多，不易长时间应用。第一部分 内源性呼气末正压呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 三、肺过度充气的判断 判断价值 FRC是反映呼气末肺组织过度充气的最客观指标，但测定繁琐，不适合危重患者床旁测定。PEEPi可反映呼气末肺组织过度充气，且测定方法简单、方便，是危重患者较常应用的测定指标，但PEEPi的大小与呼吸形式关系极大，与呼气末肺组织过度充气的相关性较弱，故仅能作为参考指标。临床采用使用镇静-肌松剂完全抑制患者自主呼吸进行“屏气试验”，排除呼吸形式的影响，虽可反映呼气末的充气过度，但仅供参考。同时
8、PEEPi测定不能反映吸气末的肺容积，后者与气压伤和低血压的关系更大。第一部分 内源性呼气末正压呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 四、PEEPi的处理 应结合具体疾病和PEEPi的发生机制进行处理。如高频通气和反比通气时，PEEPi是改善换气的重要手段，且不存在人机配合问题(反比通气需要镇静-肌松剂抑制自主呼吸)，无需处理。ARDS患者轻度的PEEPi可改善换气，对呼吸功影响不大，也无需处理。支气管哮喘和COPD患者无严重的换气功能障碍，PEEPi几乎无任何优点，需积极处理。在支气管哮喘患者，PEEPi主要是气道阻塞引起的气流受限所致，而呼气用力可导致气流受限加重
9、，甚至气道陷闭。因此除积极抗炎、解痉治疗外，机械通气时应降低VT，减慢RR，延长呼气时间，适当应用镇静-肌松剂抑制过强的呼吸。在COPD患者，气道动态陷闭是产生PEEPi的主要因素，气道阻塞有部分作用，其他因素如呼吸用力也有一定作用。因此应首选PEEP对抗PEEPi扩张陷闭气道，并减慢RR，延长呼气时间，改善人机配合。第一部分 内源性呼气末正压呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 传统上PEEP主要用于改善换气功能。随着微电子控制的电磁阀、电子阀在呼吸机控制PEEP开关的使用，PEEP大小与流量的关系逐渐趋向于零，因此PEEP水平稳定，对呼气管阻力影响减小，呼气速度更
10、快。现在几乎用于机械通气治疗的各个方面，也相应的产生了一些问题。新型呼吸机在操控PEEP方面更重要的进展是电磁阀的反馈性自动调节，其特点是在吸气期和呼气早期PEEP压力为零或接近零，以降低平台压，防止或减轻机械通气相关性肺损伤和机械通气对循环功能的抑制；降低呼气阻力，促进气体排出；在呼吸中、末期，肺泡和气道内压力显著下降，有发生肺泡和气道陷闭趋向时，PEEP逐渐升高至预设值，发挥其治疗作用。第二部分 PEEP的作用与合理应用呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 (一)治疗低氧血症 最初认为PEEP的作用是减轻肺水肿，增加FRC，主要用于ARDS和心源性肺水肿的治疗。应
11、用方法比较简单，即根据氧合情况和循环功能的变化调节PEEP的数值。一般认为低水平PEEP对心血管系统无明显影响，而对改善换气功能有一定的作用，随着PEEP水平的增加，改善氧合的作用加强，对心血管系统的抑制作用也相应增大，一般PEEP不宜超过20cmH2O。但随着对ARDS和心源性肺水肿病理和病理生理认识的深入，对PEEP的作用和不良反应的特点有了进一步的了解，其调节方法也发生了明显改变。第二部分 PEEP的作用与合理应用呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 (一)治疗低氧血症 1.治疗ALI/ARDS的低氧血症 (1)扩张陷闭的肺泡：目前认为是PEEP改善ARDS氧合
12、作用的主要机制。需强调使陷闭肺泡开放和维持其扩张是两个概念，开放需较大的压力，而维持其扩张的压力要小的多。吸气压力使陷闭肺泡开放，PEEP则维持开放后的陷闭肺泡继续处于扩张状态。ARDS患者的肺部病变有明显的重力依赖性，大体分为正常、陷闭和实变三部分肺区和肺组织。正常肺泡约占TLC的30%；实变区约占TLC的40%，无法通气，是导致顽固性低氧血症的主要原因，随病情改善，水肿减轻后机械通气才能逐渐发挥治疗作用。正常肺区与实变肺区之间为陷闭肺区，占TLC的2030%，其病理生理特点表现为吸气期扩张，进行通气和气体交换；呼气期完全回缩，不能进行通气和气体交换，称为动态陷闭，在压力容积曲线上表现为LI
13、P的出现。陷闭区的存在导致间歇性分流和严重低氧血症、肺血管反射性收缩和肺循环阻力增高、切变力显著增大和肺损伤。PEEP治疗的目的是消除陷闭肺区，在此基础上尽量不影响正常肺区，适当降低不同肺区的切变力。第二部分 PEEP的作用与合理应用呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 (一)治疗低氧血症 1.治疗ALI/ARDS的低氧血症 (1)扩张陷闭的肺泡 1）低水平PEEP：一般指不超过5cmH2O的PEEP。有一定扩张气道、预防肺泡陷闭的作用，且对正常循环功能基本无影响；可改善肺水肿患者水肿液的分布，轻度提高PaO2。但不能扩张陷闭肺区，反而可能使正常肺区过度扩张，并可能压
14、迫陷闭肺区为实变肺区，从而导致肺循环阻力的升高。因此对ARDS、VAP患者及类似改变的疾病而言，低水平PEEP弊大于利，并非安全PEEP，这与既往观点不同。2）中等水平PEEP：一般指615cmH2O的PEEP。若在“最佳PEEP”(大体在815cmH2O)范围内，则安全、有效，否则弊大于利。第二部分 PEEP的作用与合理应用呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 (一)治疗低氧血症 1.治疗ALI/ARDS的低氧血症 (1)扩张陷闭的肺泡 3）最佳PEEP：如上所述，不同水平的PEEP改善氧合作用和副作用随病理状态的变化有很大差异。对改善陷闭肺泡而言，PEEP有一个比
15、较固定的范围。假若PEEP水平足够高，使陷闭肺泡基本扩张，则出现下列病理生理改变：消除间歇性分流，从而最大幅度地提高PaO2；通过肺泡PO2的升高，反射性扩张肺血管，降低肺血管阻力，并可能最终使整体肺循环的阻力基本不变或仅轻度升高。目前倾向于PEEP的选择以刚好消除陷闭肺区为原则，称为最佳PEEP。理论上该位置相当于正常FRC位置，大体在压力容积曲线上略高于LIP的水平，若氧合改善的同时顺应性也相应改善，则也可认为该PEEP为最佳PEEP。实际应用时，选择815cmH2O的PEEP水平，观察数十分钟后，在PaO2介于6070mmHg、FiO260%，则在监测肺顺应性和循环功能的基础上适当增加P
16、EEP。第二部分 PEEP的作用与合理应用呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 (一)治疗低氧血症 1.治疗ALI/ARDS的低氧血症 (1)扩张陷闭的肺泡 4）高水平PEEP：一般指超过15cmH2O的PEEP。常对循环功能产生显著影响，并明显增加机械通气相关性肺损伤的机会，主要用于ALI/ARDS的开放性肺通气策略的实施。常规保护性肺通气改善低氧血症效果不佳时，将PEEP升高至2030cmH2O，同时平台压升高至4060cmH2O，可使ARDS患者的分流量下降至15%20%或以下。维持短时间(一般为30120s)后，再将压力降至上述高压或最佳PEEP水平，氧合仍显
17、著改善，称为开放性肺通气，也称为”肺开放策略”。该方法的理论依据是：ARDS部分所谓的“实变肺区”多为病变程度较重的“陷闭肺区”。其次，肺底部较低的胸腔负压也使得扩张陷闭的压力升高，故高达4060cmH2O的吸气正压可使“实变肺区”的肺泡开放，而超过20cmH2O的PEEP可维持其扩张，这与大叶性肺炎的肺组织实变有显著差别。(2)改善肺水肿(3)保护肺组织 （略）第二部分 PEEP的作用与合理应用呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 (一)治疗低氧血症 1.治疗ALI/ARDS的低氧血症 (1)扩张陷闭的肺泡(2)改善肺水肿(3)保护肺组织 PEEP改善ALI/ARD
18、S患者低氧血症的作用特点如下：最佳PEEP有助于防止肺损伤程度和肺组织水肿的进一步加重，使水分从肺泡区向间质区重新分布，但一般不能直接促进水分的吸收，对改善弥散和通气/血流比例失调有一定作用。改善低氧血症的主要机制是消除陷闭肺区或肺泡，恢复其正常FRC水平，而不是增加基本正常肺区或肺泡的FRC。PEEP的选择是以刚好消除陷闭肺区，恢复其正常FRC或压力略高于压力容积曲线的LIP为原则，称为最佳PEEP；而不是单纯根据氧合指数的改善程度。最佳PEEP可扩张陷闭肺泡，显著降低切变力，保护肺组织，防止肺损伤的加重，而不是习惯上所说的随着PEEP的增大，发生肺损伤的机会增加。第二部分 PEEP的作用与
19、合理应用呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 (一)治疗低氧血症 1.治疗ALI/ARDS的低氧血症 (1)扩张陷闭的肺泡(2)改善肺水肿(3)保护肺组织 PEEP改善ALI/ARDS患者低氧血症的作用特点如下：最佳PEEP可不影响肺循环，甚至降低肺循环阻力；而不是随着PEEP的增大，对循环功能的抑制作用增大。对ALI/ARDS而言，低水平PEEP不是安全的PEEP，只有最佳PEEP才是安全的PEEP。最佳PEEP水平时，若仍有严重低氧血症，可根据肺组织顺应性和循环功能继续增加PEEP或实施肺开放通气策略，也可以改用其他替代疗法(如ECMO)。随着ARDS的好转或加重
20、或慢性化，陷闭肺区皆显著减少或实变区内液体明显增多，PEEP的治疗作用非常有限，皆应该降低，而不是增大PEEP。第二部分 PEEP的作用与合理应用呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 (一)治疗低氧血症 1.治疗ALI/ARDS的低氧血症 2.治疗重症肺炎的低氧血症 重症肺炎有多重情况，单纯就肺部本身情况而言，表现为广泛肺组织病变，出现严重低氧血症。就表面定义而言，似乎与ALI/ARDS相同，但本质上和治疗要求上可能有较大的差别。(1)多叶、段大叶肺炎：其主要病理特点是肺毛细血管通透性增大，肺泡内充斥炎性物质和炎性细胞。吸气高压和PEEP不可能将肺泡内的物质“挤出”，
21、自然不会产生明显的改善低氧血症的作用。其主要治疗方法是及早给予强效的抗生素治疗；在呼吸支持方面尽可能不要进行机械通气，而以采用经面罩高浓度吸氧为主；一旦建立人工气道应主要通过提高FiO2改善低氧血症，严格控制吸气高压和PEEP，适当应用镇静-肌松剂抑制过强的呼吸。这种广泛大叶性肺炎导致的ARDS改变亦有人称为“肺泡内型”ARDS。把间质性肺炎导致的ARDS(有ACM损伤，以间质性肺水肿为主，肺泡萎陷、内含少量水分，开放性通气策略效果好)称为“肺泡外型”ARDS。第二部分 PEEP的作用与合理应用呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 (一)治疗低氧血症 1.治疗ALI/
22、ARDS的低氧血症 2.治疗重症肺炎的低氧血症 (1)多叶、段大叶肺炎 (2)局限性肺炎伴弥漫性肺损伤：实质是局限大叶性或小叶性肺炎合并ARDS。病理生理改变其实就是肺内型和肺外型ARDS同时存在，治疗总体要求是同时重视抗感染治疗和ARDS的机械通气治疗。(3)广泛间质性肺炎：非典型病原体和病毒感染是导致急性间质性肺炎的主要病原体，与ARDS的病理改变相似，但程度较轻，发展较慢，一般不需要机械通气治疗。但重症患者表现为双肺弥漫性或广泛性病变，此时不仅有病原体的致病，更主要是出现失控的炎症反应，故可以称为急性重症间质性肺炎或间质性肺炎伴ARDS，如非典型肺炎(SARS)。除部分患者肺组织广泛损伤
23、过重，肺间质和肺泡内含水量皆比较多，且伴有明显的细胞成分增生外，采用治疗ARDS方式的机械通气一般效果都比较好。第二部分 PEEP的作用与合理应用呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 (一)治疗低氧血症 1.治疗ALI/ARDS的低氧血症 2.治疗重症肺炎的低氧血症 3.治疗肺水肿的低氧血症：根据肺水肿的发生机制大体可分为高压性肺水肿和负压性肺水肿，前者的主要原因有左心功能不全、颅内高压等，PEEP可增加胸膜腔和肺间质的压力，直接促进肺水肿的吸收和氧合的改善。应用适当，还不会影响甚至改善左心功能。对负压性肺水肿而言，主要治疗措施是适当应用镇静-肌松剂抑制过强的自主呼吸
24、，PEEP起辅助作用。第二部分 PEEP的作用与合理应用呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 (一)治疗低氧血症 (二)对抗PEEPi 上述所谓最佳PEEP是针对ARDS，而不是所有疾病。在气道阻塞性疾病，因不同的病理特点和病理生理状态，PEEP的作用机制和选择方法不同。1.支气管哮喘：气道阻塞是其主要病理改变，部分情况下也有一定程度的气道陷闭。气流阻塞、PEEPi的形成和肺过度充气是主要的病理生理改变，而换气功能正常或基本正常，因此PEEP的应用以基本不增加呼气末肺泡内压和肺过度充气为原则。哮喘患者应选择低水平PEEP，一般不宜超过5cmH2O。2.COPD：气道陷
25、闭是主要病理改变，气道阻塞也是重要的病理改变。基本病理生理改变与支气管哮喘有近似之处，但气道陷闭为主的病变使其换气功能受限。一般情况下，在导致气流阻塞和PEEPi的原因中，气道陷闭所占比例可达PEEPi的50%85%，因此PEEP一般控制在PEEPi的50%85%，超过此限，其扩张气道作用有限，而导致呼气末肺泡内压升高和肺过度充气的作用凸显。第二部分 PEEP的作用与合理应用呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 (一)治疗低氧血症 (二)对抗PEEPi (三)降低气道压力：主要是通过PEEP的机械性扩张作用降低气道阻力。而且主要是通过扩张陷闭气道、对抗PEEPi发挥作
26、用。PEEP降低气道阻力的作用还和肺容积有直接关系，如ARDS的肺容积显著降低，PEEP扩张气道的作用微弱；而高水平PEEP会增加肺组织的黏性阻力，使呼吸系统的总阻力反而增加。(四)保护肺组织：适当PEEP除通过上述机制防治肺泡陷闭、降低切变力而防止VALI外，在无气道-肺组织病变或病变较轻的患者通过适当的大潮气量或常规潮气量+低水平PEEP通气也有助于防止肺泡的萎陷和顺应性减退。在自主呼吸较弱或被显著抑制的机械通气患者，由于自主呼吸的代偿作用减弱或消失，低位肺区的肺泡和小气道有陷闭倾向；通气时间较长的患者出现明显的肺泡陷闭，因此适当应用大潮气量或PEEP可保持小气道和肺泡的张力使其保持开放、
27、防止陷闭。但相对于大潮气量的动态作用，低水平PEEP的静态作用较弱，而高水平PEEP的问题较多，故目前倾向于选择大潮气量，而不是PEEP。第二部分 PEEP的作用与合理应用呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 1.循环功能 PEEP对循环功能的作用受多种因素影响，主要与肺容积水平、PEEP的大小和疾病的特点有关。(1)肺容积的影响：肺组织处于正常FRC位置时肺循环阻力(PVR)最小，故一般情况下对于肺外疾病导致的呼吸衰竭而言，在大潮气量通气情况下，不加用PEEP，PVR最小；增加PEEP将导致PVR增大；对气道阻塞导致的肺容积增大患者而言，加用PEEP可导致肺容积的进
28、一步增加和PVR的增大；对急性肺组织病变导致的低容积患者而言，适当加用PEEP可使FRC恢复至接近正常水平，改善低氧血症，PVR可能降低。任何疾病状态下，PEEP过大皆会导致肺容积和PVR增大，并可能导致胸腔负压降低和对体循环抑制作用的增强。第三部分 PEEP的不良反应特点呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 1.循环功能 。(1)肺容积的影响 (2)PEEP大小的影响：对大部分患者而言，应用PEEP后，肺泡扩张，肺泡毛细血管受压；肺泡外毛细血管和较大的血管位于间质，受影响较小，PEEP5cmH2O对PVR的影响不明显。继续增加PEEP使PVR逐渐增大；若PEEP的增
29、加使平台压超过压力容积曲线的UIP时，PVR急剧上升，肺血流量也会减少。若患者自主呼吸减弱或用镇静-肌松剂抑制自主呼吸后，胸腔负压降低，PEEP对循环功能，特别是体循环的抑制作用明显增强。PEEP和PEEPi水平较高时，应注意适当补充血容量。第三部分 PEEP的不良反应特点呼气末正压(PEEP)机械通气-PEEP 邯郸市中心医院急诊科 1.循环功能 。2.气压伤 与疾病的病理特点和PEEP（或PEEPi）水平直接相关。低水平对多数患者（ARDS除外）有一定保护作用；位于陷闭气道等压点（多为COPD患者）和陷闭肺泡开放点（多见于急性肺损伤或肺水肿）时，可显著减轻切变力损伤；继续增加将导致肺泡过度充气和平台压的升高，气压伤的机会增加。第三部分 PEEP的不良反应特点