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方法文章

急性呼吸窘迫综合征中标准化的肺复张与呼气末正压滴定

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DOI：

10.3791/68651

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2025年10月7日

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Regional medical center for National Institute of Respiratory Diseases, Respiratory care department, Sir Run Run Shaw Hospital, School of Medicine, Zhejiang University, 2Department of Emergency Medicine, Sir Run Run Shaw Hospital, Zhejiang University School of Medicine, 3Provincial Key Laboratory of Precise Diagnosis and Treatment of Abdominal Infection, Sir Run Run Shaw Hospital, Zhejiang University School of Medicine, 4School of Medicine, Shaoxing University, 5Longquan Industrial Innovation Research Institute

本文内容

摘要

招募动作（RMs）和呼气末正压（PEEP）滴定可改善急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者的气体交换并减少呼吸机相关性肺损伤。本方案展示了临床适用的肺复张策略，包括叹气法、持续肺膨胀法、逐步递增PEEP法、气道压力释放通气（APRV）以及俯卧位通气，并结合动态监测工具，介绍个体化的PEEP维持与逐步减量操作流程。

摘要

急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的特征是弥漫性肺泡损伤、顽固性低氧血症以及高死亡率。肺复张手法（RMs）旨在重新开放塌陷的肺泡并改善氧合，而呼气末正压（PEEP）滴定则用于防止肺泡再度塌陷并维持肺泡稳定性。本方案概述了五种临床可行的肺复张策略：叹气法、持续肺膨胀法、逐步递增PEEP复张法、基于气道压力释放通气（APRV）的复张法以及俯卧位辅助复张法。每种手法均详细描述了操作步骤、参数设置、监测目标及终止标准。此外，我们提出了一种基于呼吸力学、气体交换和床旁影像学（如静态顺应性、电阻抗断层成像或肺部超声）的PEEP维持与逐步减量的结构化方法。通过动态评估氧合状态和肺顺应性，有助于确定最佳PEEP水平，并支持实施肺保护性通气策略。本方案优先考虑患者安全，明确了操作前准备、禁忌证及实时监测的标准。该综合指南有助于在不同重症监护环境中对ARDS患者标准化且个体化地实施肺复张手法和PEEP管理策略。

引言

急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的特征是肺实质的弥漫性炎症，导致气体交换功能受损，院内死亡率介于33%至52%之间1。对于表现为难治性低氧血症的ARDS患者，机械通气仍是主要的支持治疗策略。然而，由于间质性和肺泡性水肿导致肺组织重量增加，常出现依赖性肺不张2。通气区与塌陷区之间的界面，以及周期性的潮式开放与闭合，会对肺泡单位施加剪切应力，从而导致呼吸机相关性肺损伤（VILI）3。

肺复张手法（RMs）是指通过短暂升高跨肺压，旨在重新开放塌陷的肺泡并改善氧合。目前已提出多种肺复张手法技术，包括叹气样通气、持续肺膨胀、逐步递增呼气末正压（PEEP）、基于气道压力释放通气（APRV）的策略以及俯卧位4,5,6。尽管计算机断层扫描（CT）是评估肺复张的金标准，但由于操作复杂性和辐射暴露问题，其在常规床旁应用中并不实用7,8。患者转运、需要专门人员、复杂的监测要求以及螺旋多层探测器CT带来的较大辐射剂量，均使其在日常临床实践中难以广泛实施9,10。

因此，床旁工具如电阻抗断层成像（EIT）、肺部超声（LUS）、压力-容积曲线以及食管压监测正越来越多地用于指导复张手法（RM）的实施和呼气末正压（PEEP）的滴定。复张后，必须个体化优化呼气末正压（PEEP），以维持肺泡膨胀，同时避免过度扩张。然而，PEEP应用不足或过度均可能导致不良影响，因此PEEP的滴定对于肺保护性通气至关重要9,10。

本文介绍了一套完整的临床可行的五种肺复张策略，以及结构化的呼气末正压（PEEP）维持与降阶梯方法。旨在支持在机械通气的急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者中可重复、标准化且安全地应用这些技术。

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方案

注意：下文介绍了多种肺复张手法（LRM）。实施前必须进行临床评估，以确保患者安全。

1. 准备工作

  1. 镇静与镇痛
    1. 给予充分的镇静和镇痛，以最大程度减少患者与呼吸机不同步，并确保气道压力能够准确反映肺力学特性。在进行呼气末正压（PEEP）滴定操作和评估静态力学之前，应使 Richmond 激惹-镇静评分（RASS）达到 ≤ -3。必要时调整镇静深度并给予神经肌肉阻滞剂11。
  2. 血流动力学稳定：在开始操作前确认血流动力学稳定，定义为平均动脉压（MAP）> 70 mmHg11。
  3. 终止标准：若出现以下任一情况，应立即终止肺复张操作11,12：
    1. MAP 下降至 < 60 mmHg，或收缩压降低超过 15 mmHg。
    2. 严重心动过速（心率 > 140 次/分钟）或心动过缓（心率 < 60 次/分钟）。
    3. 脉搏血氧饱和度（SpO2）下降至 < 85%。
      注：肺复张过程中，低血压和氧合下降等暂时性并发症相对常见12。然而，气压伤等严重不良事件似乎较为罕见。若出现低血压或其他令人担忧的体征，应立即终止操作。一旦发生气胸，应迅速停止肺复张，将 PEEP 降至零，并立即启动胸腔引流。

2. 肺复张操作

  1. 叹气样呼吸动作13
    1. 准备：有关镇静、血流动力学稳定及终止标准的详细说明，请参见准备部分（步骤 1.1 至 1.3）。
    2. 呼吸机模式选择：若呼吸机具备“叹气”（Sign）功能，请启用该功能；若无此功能，则将呼吸机切换至以下任一模式：压力控制通气增强模式（PCV+）或容量控制同步间歇指令通气模式（VC-SIMV）。
    3. 参数调整
      1. VC-SIMV 模式：将潮气量（VT）增加至患者基础设定值的 150%（例如，从 400 mL 增加至 600 mL）。
      2. PCV+ 模式：将目标平台压（Pplat）设定为 40 cmH2O，并提高呼气末正压（PEEP）。
        注：所有其他呼吸机参数，包括吸入氧浓度（FiO2）和呼吸频率，应保持与基础设定值一致。
    4. 持续时间与频率：每次循环持续 3-4 秒，频率为每分钟 2-3 次。
    5. 需持续监测以下指标：
      1. 血流动力学：确保平均动脉压（MAP）维持在 > 60 mmHg。
      2. 氧合状态：维持血氧饱和度（SpO2）> 85%。在条件允许时，使用 SpO2 及动脉血氧分压与吸入氧浓度比值（PaO2/FiO2）评估氧合情况。
  2. 持续肺膨胀动作14（图 1）
    1. 准备：在实施该动作前，请参见准备部分（步骤 1.1 至 1.3），了解有关镇静、血流动力学标准及安全预防措施的说明。
    2. 呼吸机参数设定
      1. 将呼吸机模式切换至持续气道正压通气（CPAP）或压力支持通气（PSV）模式，并将压力支持设为零。
      2. 将吸入氧浓度（FiO2）设定为 100%。
      3. 将 CPAP 水平设定在 30-40 cmH2O，并维持此压力 30-40 秒。
    3. 需持续监测以下指标：
      1. 血流动力学：确保平均动脉压（MAP）维持在 > 60 mmHg。
      2. 氧合状态：维持血氧饱和度（SpO2）> 85%。在条件允许时，通过 PaO2/FiO2 比值评估肺复张效果。
    4. 动作后管理
      1. 完成持续肺膨胀后，应立即恢复所有呼吸机参数至患者的基础设定值。
        注：应将窒息报警时间延长至 60 秒，以防止在操作过程中意外触发安全通气模式。
  3. 阶梯式肺复张动作（递增 PEEP）15
    1. 准备：参见准备部分（步骤 1.1 至 1.3），了解患者安全措施，包括镇静、血流动力学稳定性和终止标准。
    2. 初始呼吸机设置
      1. 将吸气相气道正压（IPAP）设定为 10-15 cmH2O。
      2. 保持所有其他呼吸机参数（如 FiO2、呼吸频率、吸呼比 [I:E]）与患者肺复张前的基础状态一致。
    3. 阶梯式递增 PEEP 应用
      1. 从患者的基础 PEEP 水平（通常为 5-10 cmH2O）开始。
      2. 每 30 秒增加 PEEP 5 cmH2O，直至气道峰压达到 40 cmH2O。
      3. 在每个 PEEP 水平下，计算静态呼吸系统顺应性。
    4. 需持续监测以下指标：
      1. 血流动力学：确保 MAP 维持在 > 60 mmHg。
      2. 氧合状态：维持 SpO2 > 85%。
    5. 记录：在每个 PEEP 水平下，记录以下参数：血压和心率（HR）、氧合指数（SpO2、PaO2/FiO2 比值）、呼吸系统顺应性。
    6. 动作结束：完成最终 PEEP 步骤后，逐步将所有呼吸机参数恢复至基础值。
  4. 基于气道压力释放通气（APRV）的肺复张
    1. 准备：在启动 APRV 前，请参见准备部分（步骤 1.1 至 1.3），确保患者安全，包括镇静策略、血流动力学稳定性及报警设置。
    2. APRV 初始设置：将呼吸机设为 APRV 模式，并设定以下初始参数：
      1. Phigh（高压）：25-30 cmH2O，Plow（低压）：0-5 cmH2O。
      2. Thigh（高压持续时间）：4-6 秒，Tlow（低压持续时间）：0.3-0.6 秒。
      3. FiO2：100%（可根据 SpO2 适当下调）。
        注：较短的 Tlow 对防止压力释放期间肺泡塌陷至关重要。在重新评估前，应至少维持 APRV 设置 20-30 分钟。
    3. 监测
      1. 监测气体交换：SpO2、PaO2/FiO2、PaCO2。
      2. 评估呼吸力学（如条件允许）：顺应性变化趋势。
      3. 密切监测血流动力学：确保 MAP > 60 mmHg，并注意高胸内压可能导致心输出量下降的征象。
    4. 撤离或转换
      1. 若氧合改善，可每 4-6 小时逐步降低 Phigh 2-3 cmH2O。
      2. 延长 Thigh（例如至 8-10 秒），以促进自主呼吸并减轻机械负荷。
      3. 当 Phigh < 20 cmH2O 且 FiO2 ≤ 0.4 时，若氧合可接受，可考虑转换为常规通气模式。
  5. 俯卧位辅助肺复张
    1. 准备：
      1. 参见准备部分（步骤 1.1 至 1.3），了解镇静、镇痛、神经肌肉阻滞（如需要）及血流动力学稳定性的要求。确保有至少 3-5 名经过培训的工作人员参与，以安全地完成患者翻身操作。
      2. 确认无禁忌证，如脊柱不稳定、颅内压升高或开放性腹部伤口。
      3. 妥善固定所有导管和管道（如气管插管、中心静脉导管、鼻饲管等）。
      4. 在受压部位（面部、胸部、骨盆、膝盖）放置衬垫。
    2. 体位操作步骤
      1. 采用标准化的团队协作流程（例如“游泳者体位”"swimmer's position"），小心地将患者从仰卧位转为俯卧位。
      2. 保持头部中立位，避免颈部血管受压。
    3. 俯卧位期间的通气设置
      1. 采用肺保护性通气策略。
      2. 将潮气量（VT）设定为预测体重的 4-6 mL/kg，平台压（Pplat）≤ 30 cmH2O，FiO2 和 PEEP 根据氧合目标设定。
      3. 可选择在俯卧位期间联合使用阶梯式 PEEP 肺复张或叹气样呼吸动作。
    4. 持续时间与体位调整
      1. 根据当前急性呼吸窘迫综合征（ARDS）指南，每次俯卧位应至少维持 12-16 小时。
      2. 每 2 小时旋转头部并调整四肢位置，以预防压力性损伤。
      3. 当氧合持续改善或出现不耐受时，应恢复仰卧位。
    5. 监测血流动力学（MAP > 60 mmHg）、SpO2 和 PaO2/FiO2 以评估治疗反应。监测皮肤完整性及面部受压部位情况。监测气管插管位置及固定情况。
    6. 安全注意事项：如发生心脏骤停、严重心律失常、气道梗阻、意外脱管或血流动力学崩溃，应立即中断操作并恢复仰卧位。
      注：俯卧位可重新分布跨肺压，促进更均匀的通气-血流匹配，从而增强背侧肺区的肺泡复张。

3. PEEP 滴定操作步骤

  1. ARDS 网络（表 1）。
    1. 美国国立卫生研究院 ARDS 网络 PEEP/FiO2 表提供了两种推荐策略，即高 PEEP 和低 PEEP，用于指导呼吸机参数调整。使用该表维持 PaO2 在 60–80 mmHg 或 SpO2 ≥ 90%16。
  2. 基于压力-容积（P-V）曲线的滴定法（准静态技术）（图 2）
    1. 准备：确保呼吸机支持准静态 P-V 环功能。具体操作请参见准备部分（步骤 1.1 至 1.3）。
    2. 呼吸机设置
      1. 启动准静态技术。
      2. 将吸气流速设为 2 L/min（低流速）。
      3. 将目标充气压力设为 40 cmH2O。
    3. P-V 曲线获取
      1. 呼吸机会自动生成 P-V 环。
      2. 在曲线上识别下拐点（LIP）和上拐点（UIP）。
    4. 监测：确保在整个操作过程中 MAP > 60 mmHg 且 SpO2 > 85%。
    5. 结束操作：将最佳 PEEP 确定为略高于 LIP 的水平，以避免肺泡塌陷。
  3. 基于静态顺应性的 PEEP 滴定
    1. 准备：具体说明请参见准备部分（步骤 1.1 至 1.3）。
    2. 呼吸机设置
      1. 将潮气量（VT）设定为理想体重（IBW）的 4–8 mL/kg。
      2. 每 2–5 分钟逐步增加 PEEP 2–3 cmH2O。
      3. 当顺应性随 PEEP 进一步升高而开始下降时停止。
    3. 顺应性计算
      1. 在每个 PEEP 水平下，进行吸气末暂停以获得平台压（Pplat）。
      2. 计算静态顺应性：C = VT / (Pplat - PEEP)。
    4. 监测：维持 MAP > 60 mmHg，SpO2 > 85%。
    5. 结束操作：根据顺应性分析最佳 PEEP。
  4. 肺复张手法后的递减式 PEEP 滴定
    1. 准备：参见准备部分（步骤 1.1 至 1.3）。
    2. 肺复张手法：根据预设方法之一执行（例如持续肺膨胀（步骤 2.2）或阶梯式肺复张（步骤 2.3））。
    3. 递减式滴定
      1. 从经验性高 PEEP（参考经验性高 PEEP ARDSnet 表（表 1））开始，以每 2–5 分钟降低 2–3 cmH2O 的幅度逐步降至 6 cmH2O。
        注：选择每个 PEEP 水平维持 2–5 分钟，以允许生理平衡并避免血流动力学损害。
      2. 在每次递减时，记录静态顺应性、SpO2 、PaO2/FiO2 比值及血流动力学参数。
    4. 监测：确保 MAP > 60 mmHg，SpO2 > 85%。
    5. 结束操作：选择在无明显血流动力学损害的情况下，静态顺应性和氧合均最佳的 PEEP 水平作为最佳 PEEP。
  5. 食管测压引导的滴定（图 3）
    1. 准备：按照食管球囊导管的标准设置进行，并参见准备部分（步骤 1.1 至 1.3）。
    2. 呼吸机设置
      1. 使用容量控制通气（VCV）或压力控制通气（PCV）。
      2. 设定潮气量为 4–8 mL/kg 理想体重，并根据高 PEEP ARDSnet 表（表 1）应用经验性 PEEP。
      3. 保持其他参数不变。
    3. 逐步降低 PEEP
      1. 每 2–5 分钟降低 PEEP 2 cmH2O。
      2. 在每一步中，执行吸气末和呼气末暂停操作。
    4. 记录
      1. 记录食管压力测量值：PLexp（呼气末食管压）、PLinsp（吸气末食管压）、ΔPtp（跨肺驱动压）。
      2. 记录呼吸机数据：Pplat、PEEPtot。
      3. 计算 PLexp （PLexp = PEEPtot - Pesexp）和 ΔPtp （ΔPtp = PLinsp - PLexp）。
    5. 监测：监测血流动力学变化（平均动脉压，MAP > 60 mmHg），并维持 SpO2 > 85%。
    6. 结束操作：选择使 PLexp ≈ 0 cmH2O（±2 cmH2O）的 PEEP 水平。
  6. 电阻抗断层成像（EIT）引导的滴定（图 5）
    1. 准备
      1. 确保 EIT 系统正确连接并完成校准。
      2. 参见准备部分（步骤 1.1 至 1.3）以确认患者准备就绪。
    2. 基线数据采集
      1. 在 EIT 软件中点击 记录 。
      2. 记录 2 分钟的基线通气数据。
    3. 肺复张手法与 PEEP 滴定
      1. 按照前述方法执行肺复张手法（步骤 2.1 至 2.3）。
      2. 观察实时 EIT 图像中的通气均一性。
      3. 每 2–5 分钟降低 PEEP 2 cmH2O，直至降至 5–6 cmH2O。
    4. 监测：确保 MAP > 60 mmHg，SpO2 > 85%。
    5. 操作完成：点击 停止记录 结束会话。保存并导出 EIT 数据用于分析。

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结果

我们总结了临床实践中常用的肺复张和呼气末正压（PEEP）滴定方法（表2 和 表3）。每种方法均有其独特的优点和局限性，最佳策略应根据患者个体情况及生理反应进行个性化调整。

应结合生理学、力学和影像学参数对呼吸机设置（RMs）进行全面评估。关键评估指标包括：1）气体交换：SpO2 和 PaO2/FiO2 比值的改善；2）呼吸力学：静态顺应性增加，驱动压降低；3）血流动力学：在无不稳定情况下维持平均动脉压（MAP）> 60 mmHg；4）呼气末二氧化碳（EtCO2）趋势及容积-压力（V-P）环分析；5）影像学方法，如肺部超声（LUS）或电阻抗断层成像（EIT）。

氧合增加和肺顺应性改善通常表明复张成功。然而，过高的压力可能会增加气压伤的风险，因此需要实时监测和个体化策略。

肺部超声（LUS）

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讨论

肺复张（RMs）和呼气末正压（PEEP）滴定是机械通气中的关键策略，旨在优化氧合并减少呼吸机相关性肺损伤（VILI）。RMs 通过短暂施加较高的气道压力（如持续性肺膨胀或递增 PEEP），使塌陷的肺泡重新开放，从而改善肺的均一性。与此同时，PEEP 滴定旨在确定维持肺泡复张所需的最低有效 PEEP 水平，在实现肺泡开放的益处与过度膨胀风险之间取得平衡。肺复张后对 PEEP 的调整是一项至关重要的操作；否则，复张效果可能无效。

目前有多种复张手法（RM）可供选择（表2）。然而，所有这些方法均会导致胸腔内压升高，可能影响静脉回流并引发血流动力学不稳定。在某些情况下，复张过程中可能因肺泡过度扩张而导致氧合短暂恶化，因此强调必须进行持续监测11。因此，我们强调在实施肺复张手法（LRM）期间密切监测生命体征的临床重要性。在较简单的方法中，叹气通气（Sigh）可通过降低肺部区域异质性、增强肺弹性、增加表面活性物质释放以及减少呼吸做功，从而减轻肺通气负荷。一项近期开展的多中心非劣效性随机临床试验纳入了258例急性低...

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
 呼吸机MindrayMindray SV850
电阻抗断层成像仪DrägerSwisstom BB2
超声设备MindrayM9

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