设置呼气末正压：肺和膈肌超声

综述的目的

     本综述的目的是总结肺超声和膈肌超声在指导呼吸机设置中的作用，重点是呼气末正压（PEEP）。本文讨论了利用超声评估PEEP对肺和膈肌影响的最新进展。

最近的研究

    肺超声可以准确诊断急性呼吸衰竭的原因，包括急性呼吸窘迫综合征，并可以识别这些患者的局灶和非局灶性肺病变。这对于确定最佳呼吸机策略和PEEP水平至关重要。利用肺超声评估PEEP对肺复张的影响是很有前途的，特别是在围手术期。膈肌超声可以监测PEEP对膈肌的影响，但这需要进一步的验证。对于慢性阻塞性肺疾病急性加重的患者，膈肌超声可用于预测无创通气失败。肺和膈肌超声可用于预测撤机结果，准确诊断撤机失败的原因。

结论

     肺和膈肌超声有助于诊断呼吸衰竭的原因，并随后设置呼吸机参数，包括PEEP。PEEP对肺和膈肌的影响可通过超声进行监测。

关键词

    膈肌，肺，机械通气，呼气末正压，超声检查

要点

      呼气末正压（PEEP）对肺和膈肌的影响可以在床边通过肺和膈肌超声直接评估，使其成为诊断和监测机械通气危重患者的极好工具。肺超声可准确诊断急性呼吸衰竭的原因，区分局灶和非局灶性肺病变。PEEP对肺复张的影响可以通过肺超声来评估，特别是在围手术期。用膈肌超声评估慢性阻塞性肺疾病急性加重患者的膈肌功能障碍可能是无创通气失败的良好预测指标。肺和膈肌超声可指导机械通气的撤机阶段，并确定撤机失败的原因。 

     呼吸机设置的选择取决于呼吸衰竭的根本原因和患者的状况。PEEP是任何通气策略的基石之一，但仍然是最难设定的参数之一；过低或过高的PEEP都会产生不利影响。必须在肺复张和改善气体交换与过度扩张和血流动力学后果之间达到平衡。一些床边工具，如平台压、PEEP/FiO2表和食道测压仪，被用于设置PEEP。然而，到目前为止，这些方法都没有改善临床试验的结果。

     此外，还需要仔细的床边评估来评估PEEP的积极和消极影响。重症超声，越来越多地用于日常实践，是一个有前途的床边评估工具。肺超声和膈肌超声都经常用于诊断和监测急性呼吸衰竭患者，它们的使用对患者管理有重大影响，包括呼吸机设置。

     在这篇综述中，我们讨论了肺超声和膈肌超声在呼吸机设置中的作用。我们简要概述了肺超声和膈肌超声如何用于确定呼吸衰竭的潜在原因，以及如何设置合适PEEP的呼吸机参数。此外，我们还将详细说明如何在撤机阶段使用这些超声模式。本文将讨论使用肺超声和膈肌超声评估PEEP效果的最新进展。

     肺超声能够准确地检测和监测急性肺病理状态。肺超声模式（A、B和C模式）依赖于肺实质的液气比。关于图像采集和解释的详细信息，我们请参考最近的一篇综述。床边肺超声（BLUE）方案是经常用于诊断危重患者肺部病理状态的方法。该方案，使用了一个基于特定的肺超声发现的决策树，提供了一个急性呼吸衰竭患者的诊断，准确率约为90%。为了监测治疗对肺通气的影响，可以使用进行肺通气评分或肺超声评分，即半定量评分。通气损失越大，肺超声评分就越高：范围从0到36。肺超声能够检PEEP对肺的影响，因为PEEP增加呼气末肺容积，从而改变液气比，导致肺超声模式和/或评分的改变（图1）。

    膈肌超声是评估膈肌解剖和功能的优秀床边工具。关于图像采集和解译的详细信息，我们可以参考最近的一篇综述和专家共识。对膈肌的评估包括测量肌肉厚度、收缩力（增厚分数，TFdi）和膈肌位移。肌肉厚度<1.5 mm表示萎缩。肌肉厚度高度依赖于测量位置、性别和患者体位。ICU患者的TFdi<30-34%被认为是异常的。在没有机械通气的安静呼吸时膈肌位移<2 cm提示膈肌功能障碍。

    最近发现，PEEP对膈肌的几何形状有直接影响；它缩短了肌肉，形成了粗丝和细丝的重叠，导致肌肉收缩最佳长度的降低。因此，PEEP可以降低膈肌的收缩效率。此外，长时间暴露于PEEP可导致膈肌重构。长时间机械通气后撤机会因为拉伸膈肌中重塑的肌纤维而导致膈肌收缩效率的降低。这些影响可以通过超声显示；当PEEP增加时，TFdi和位移减少，而膈肌厚度增加（图1) 。

    患者在肺超声上显示A模式而无肺滑动，称为A‘模式。结合肺点，肺超声证实为气胸，特异性为100% 。包括PEEP在内的正压应尽可能保持在较低的水平。气胸的分辨率可以用肺超声来监测。

     合并肺栓塞的患者表现为一个侧面图。在某些病例中，肺梗死后出现碎片迹象。在诊断肺栓塞时，肺超声应结合静脉超声检测深静脉血栓形成。在肺栓塞中，PEEP尽可能低，以防止右心室后负荷的进一步增加。心脏超声可用于监测治疗对右心室功能的影响。

     慢性阻塞性肺疾病（COPD）加重或严重哮喘的患者在肺超声上通常表现为A模式，因为肺实质通常不受影响。

     无创通气（NIV）是慢性阻塞性肺病加重患者呼吸支持的第一选择。在辅助通气模式下，应用适度的外部PEEP来平衡内在的PEEP，从而减少触发呼吸机所需的努力，并促进患者-呼吸机同步。在控制通气模式下，建议低或有时甚至零PEEP不要进一步增加内在PEEP，防止动态肺过度充气。

     在NIV发生的前48小时内出现严重的膈肌功能障碍，定义为TFdi <20%，与NIV失败的风险增加和更糟糕的预后相关。这些患者的膈肌功能障碍可能是由动态肺过度充气引起的。这引起膈肌几何形状不佳导致膈肌工作效率较低。NIV作用下膈肌功能的改善可能是动态肺过度充气降低的标志。两项前瞻性研究表明，通过超声识别的膈肌功能障碍，特别是较低的位移，可以可靠地预测紧急情况下的NIV失败。评估膈肌功能来预测非COPD加重患者或ICU患者的NIV失败，尽管很有希望，但需要进一步验证。

     由于气流量限制的增加，严重的哮喘患者有遭受气压伤的风险。在这些患者中，PEEP设置得尽可能低，以防止动态肺过度充气。

      肺充血的患者在超声检查中会出现双侧多发、弥漫性B线（单个视野中B线多于2条，又称B模式），以及肺部均匀的薄层胸膜 [26,27]。通过非侵入性和侵入性通气应用PEEP非常有益于心源性肺水肿（CPE）的治疗 [28]。

     肺超声通过监测B线的数量和区域来评估PEEP的效果。在院前急救环境中，肺超声是监测PEEP治疗效果的可靠工具 [29,30]。尽管没有研究评估肺超声指导下的PEEP水平，但指南推荐在临床环境中使用床边肺超声监测治疗效果 [31]。应监测过高PEEP的后果，例如血液动力学受损。

     肺炎患者可表现为单侧B模式（A/B模式）、双侧B模式、C模式和/或后侧实变。此外，实变区动态支气管充气征和彩色多普勒血流的存在高度提示肺炎 [32]。区分CPE和非心源性肺水肿可能具有挑战性。然而，最近的研究表明，肺超声可以准确区分这两种诊断 [26,33]。急性呼吸窘迫综合征（ARDS）是ICU患者非心源性肺水肿最常见的原因，其特征为B线分布不均匀和/或胸膜异常。对于患有肺炎和/或ARDS的患者，应谨慎设置呼吸机参数以维持足够的气体交换，同时通过使用低潮气量、驱动压和PEEP滴定来限制呼吸机诱导的肺损伤 [1]。在“肺通气评估”部分中讨论了在肺炎或ARDS患者中使用超声滴定PEEP的方法。

     急性呼吸衰竭的一个较少见的原因是膈肌功能障碍。膈肌超声可诊断（一侧）膈肌无力或麻痹。对于此类患者，应设置PEEP以防止进一步的肺不张。然而，为保证充分通气，压力支持的调整更为重要。近年来，除了肺保护性通气外，膈肌保护性通气已成为重要的研究领域 [34,35]。有人提出应避免对膈肌过度或不足的辅助。根据生理学数据，潜在的目标范围是TFdi在15%至30-40%之间 [13]。一项最近的研究发现，基于患者呼吸努力调整吸气支持可显著延长患者在预设膈肌保护范围内的膈肌努力时间，而不影响潮气量和跨肺压[34]。然而，在这项研究中，采用的是跨膈肌压力测量来评估膈肌努力。

    已识别出急性呼吸窘迫综合征的两种不同的表型，即局灶性和非局灶性 [36]。局灶性ARDS被认为对低PEEP和俯卧位有反应，而非局灶性ARDS（局部的通气丧失）通常对高PEEP和肺复张有反应 [36]。到目前为止，基于这些表型的个体化通气策略的最大型研究主要使用胸片来识别表型，但存在很大的误分类情况 [37]。纠正误分类后发现死亡率有所降低。肺超声可以准确识别这些表型，推荐使用阿姆斯特丹方法（图3）[38]。目前正在研究使用肺超声识别这些表型并相应地指导通气策略(ClinicalTrials.gov;NCT05492344)。

     在患有肺炎和/或ARDS的患者中，PEEP通常用于保持肺通气。为了在这些患者中设定PEEP值，应评估可复张性，以帮助确定可能从较高PEEP水平中受益的患者（图4）。通过肺超声评估PEEP对肺复张影响的研究存在结果相互矛盾 [39,40,41]。虽然一项研究发现，肺超声能够准确评估再通气情况并识别不同PEEP水平下的肺超声评分差异[41]，但其他研究发现，当PEEP水平改变时，肺超声无法持续地检测到这些变化 [39,40]。这些不同的结果可能是由于没有考虑肺实变大小的变化或B线数量的减少造成的。因此，较低的PEEP引起的通气变化有时无法被检测到。一个小型的试点研究发现，考虑到这些较小的变化后，可以准确评估通气变化 [42]。

     肺超声的一个重要局限性是无法直接评估过度扩张的情况。然而，一些有前景的实验研究评估了肺超声在检测过度充气方面的潜力，例如量化肺滑动 [43,44] 和超声弹性成像[45]。

    尽管膈肌超声通常不被用于评估肺通气情况，但一项针对ARDS患者的小型研究调查了膈肌超声在评估通气方面的应用 [46]。他们发现，在PEEP增加后，膈肌在背侧区域的移动幅度增大。这表明，在进行肺复张之后，由于通气增加，肺体积也随之增加。有趣的是，他们没有发现PEEP增加与膈肌在腹侧区域的移动幅度之间的关联。由于在机械通气期间，肺过度充气通常出现在腹侧区域，因此可以推测，腹侧区域缺乏移动可能暗示存在过度充气。这需要进一步的研究来证实。

     在围手术期，利用肺超声来设定PEEP已进行广泛的研究。大多数接受全身麻醉的患者会出现肺不张，这与术后不良结果有关。因此，减少通气失能似乎是改善术后结局的合理目标 [47]。肺脏超声可准确检测术中应用PEEP后肺组织再充气情况 [47]。肺超声引导的肺复张和PEEP滴定（即在预先设定的时间点通过肺超声检测到肺不张时进行肺复张）可改善术中通气和氧合，但并未导致肺部并发症的减少 [48,49]。

     降低或去除PEEP可能导致肺复张不全，这可以通过肺超声检测到。在自主呼吸试验（SBT）后，肺超声评分<13对于拔管成功具有高度预测性，阴性似然比为0.20，而评分>17则高度预测失败，阳性似然比为11.8 [51]。在撤机过程中由于PEEP降低导致的胸腔内压降低可引起撤机诱发的肺水肿（WIPO）。肺超声可检测到这，表现为B线发展。在自主呼吸试验期间，四个前部区域的B线增加6条以上的患者，SBT失败的风险很高，敏感性为88%，特异性为91% [52]。

     膈肌功能障碍是机械通气的重要并发症，与不良的临床结局有关，包括撤机失败 [13]。膈肌移动幅度>1.5 cm（敏感性85%，特异性75%）和TFdi值为30-36%（敏感性80%，特异性80%）是预测成功拔管的指标 [3,53,54]。在SBT成功的患者中，通过超声检查发现的膈肌功能障碍与撤机失败风险增加无关 [55]。这表明仅一次的超声检查结果不应作为临床决策的依据。

     脱机是对整个心肺系统的应激测试。因此，对心脏、肺和膈肌进行更全面的超声评估可能更适合评估患者是否准备好脱机 [3]。胸超声评估，包括心脏、肺和膈肌超声，尤其是肺水肿的存在和左心室压力的增加是预测撤机失败的好指标（在SBT前进行超声检查时，阳性似然比为22.9，阴性似然比为0.16）[56]。此外，该评估能够识别所有患者撤机失败的原因 [56]。然而，在成功通过SBT的患者中，胸超声似乎与预测拔管后呼吸困难的相关性较小[57]。总之，建议使用对该心肺系统所有部分的超声评估，来检测脱机失败的原因并指导治疗 [3]。

     肺超声和膈肌超声是判定急性呼吸衰竭原因及ARDS患者的肺形态的极佳工具。因此，它可以指导和监测包括PEEP在内的呼吸机设置。超声能够检测到在肺和膈肌上PEEP引起的变化。在危重患者中使用肺超声评估可复张性并设置PEEP，需要进一步验证，但在围手术期有用。对于COPD急性加重的患者，膈肌超声可预测无创通气的失败。在机械通气撤离期间，结合肺、膈肌和心脏的超声检查可能有助于预测撤机失败并确定撤机失败的原因。

原文链接：

 https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10962429/

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