自主呼吸患者的PEEP设置

作者：孙兵

单位：首都医科大学附属北京朝阳医院 北京呼吸疾病研究所 呼吸与危重症医学科

根据美国胸科学会（ATS）与美国胸科医师学会（ACCP）联合肺部命名委员会的定义，PEEP是"呼气结束时维持在气道开口处高于大气压的残余压力"，其本质是呼气末的"压力残留"，而非整个呼气过程中的压力。需强调的是：正压并不等同于PEEP，但PEEP属于正压的一种形式。临床监测中，PEEP的判定需以"下一次吸气启动前的气道压力"为准，而非呼气阶段的任意压力值——这与血流动力学监测的时间节点一致，须在呼气末气流停止、无流动干扰时测量，方能获得准确读数。

PEEP按其来源可分为两类，其中临床设置主要关注外源性PEEP。①外源性PEEP（extrinsic PEEP，PEEPe）：由呼吸机主动设置，用于对抗肺泡塌陷、改善呼吸力学。②内源性PEEP（intrinsic PEEP，PEEPi）：因气流受限导致气体潴留而产生，可能增加呼吸功，需通过PEEPe部分抵消。

PEEP的效应取决于肺组织的基础状态（正常、塌陷、实变或过度充气），其对呼吸系统、循环系统及呼吸功的影响具有双向性，需结合患者个体情况评估。

1. PEEP对呼吸系统顺应性的影响

呼吸系统顺应性（Crs）反映肺组织的扩张能力，PEEP对Crs的影响因肺状态而异：

（1）正常肺组织: 正常肺已处于充分开放状态, 增加PEEP会导致肺泡过度膨胀, Crs降低。

（2）塌陷肺组织：PEEP通过复张塌陷肺泡，减少肺泡反复开闭造成的"剪切伤"，Crs升高；但需注意PEEP需超过肺泡复张阈值，否则无法有效改善顺应性。

（3）过度充气肺组织：PEEP会进一步加重肺泡过度膨胀，肺弹性阻力增加，Crs降低；尤其慢阻肺患者，若PEEP超过PEEPi，可能导致气体潴留加剧。

临床中，重症新冠肺炎患者在病程后期常出现肺部实变减少、纤维化增加，导致顺应性呈不均一分布——部分肺区仍可复张，部分肺区则已发生纤维化、顺应性明显降低。此时PEEP的设置需在“促进塌陷区复张”与“避免纤维化区过度膨胀”之间取得平衡，以防止Crs出现过度波动。

2. 增加PEEP对通气/血流比（V/Q）的影响

V/Q匹配是气体交换的核心，PEEP通过改变肺泡开放状态调节V/Q，需结合肺组织的“三区分布”分析（图1）：

A区（正常肺组织）：肺泡已充分开放，PEEP导致肺泡过度膨胀，压迫肺泡外毛细血管，血流减少（Q降低），V/Q升高（通气相对过剩），气体交换恶化。

B区（塌陷肺组织）：PEEP复张塌陷肺泡，通气增加，而血流无显著变化，V/Q趋近正常，气体交换改善（此为PEEP改善氧合的主要机制）。

C区（实变肺组织）：肺泡被渗出液填充，PEEP难以有效复张；若PEEP过高，可能通过肺间质压迫毛细血管，减少血流（Q降低），V/Q变化不明确，甚至加重循环负担。

图1  肺三区分布

3. 对循环系统的影响

适当增加PEEP使呼气末肺容积（EELV）接近功能残气量（FRC）时，可促进肺泡开放、改善氧合，并可能降低肺血管阻力（PVR）；同时胸内压升高不显著，静脉回心血量无明显减少，对肺循环的影响小。

PEEP过大，胸内压显著升高，静脉回流受阻，回心血量减少；同时肺过度膨胀导致肺血管受压，PVR升高，右心后负荷增加，可能诱发右心功能不全。需注意，肺顺应性越差（如ARDS患者），PEEP对循环的抑制作用越明显。这是因为在低顺应性肺中，为实现肺泡复张往往需要更高的PEEP，从而更易引起胸内压显著升高，导致循环受损。

4. 对呼吸功的影响

呼吸功是指呼吸肌为克服气道阻力和肺弹性阻力所需的能量消耗。PEEP可通过降低相关阻力从而减少呼吸功: ①慢阻肺患者: PEEP能部分抵消PEEPi, 减少吸气初期为克服内源性正压所需的额外能量, 降低吸气触发负荷; ②ARDS患者: PEEP改善肺顺应性, 使吸气肌无需过度收缩即可实现目标潮气量, 从而降低整体呼吸功耗。

“最佳PEEP”无固定值，核心目标是“氧合最大化、呼气末肺不张最小、吸气末过度膨胀最小”，需根据临床目标（改善氧合或肺保护）选择滴定方法。以下为常用方法的原理、操作与临床应用。

1. 基于氧合目标的滴定：ARDSNet方案

对于ARDS患者，较高水平的PEEP设置与患者生存率改善相关。当患者氧合指数（PaO₂/FiO₂）＜200 mmHg时，采用高PEEP策略可能使病死率降低约5%。在重度ARDS患者中，如氧合指数处于100～120 mmHg，虽存在设置高PEEP（13～15 cmH₂O）与低PEEP（8～10 cmH₂O）的不同观点，但目前更倾向于选择较高的PEEP；若氧合指数在60～80 mmHg，PEEP通常设置为16～18 cmH₂O。当缺乏相关监测手段时，可参考上述目标值进行PEEP设置。

ARDSNet方案是目前临床最常用的PEEP–FiO₂匹配策略，适用于无特殊监测条件的ARDS患者，分为“低PEEP/高FiO₂”与“高PEEP/低FiO₂”两种策略（表1），目标氧合为PaO₂ 55～80 mmHg或SpO₂ 88%～95%，最低PEEP≥5 cmH₂O。

表1  ARDSNet PEEP-FiO2匹配方案

2. 基于呼吸力学目标的滴定

2.1  最大静态顺应性法

呼吸系统静态顺应性（CRS），计算公式为：

操作步骤：①维持潮气量、FiO₂等参数不变，PEEP从5 cmH₂O开始，每次递增2 cmH₂O；②每次调整后测量平台压（Pplat），计算C_RS；③当C_RS达到最大值时，对应的PEEP为最优值。

2.2  P-V曲线低位拐点法

P-V曲线反映肺容积与气道压力的关系，其中低位拐点(LIP)是肺泡开始大规模复张的最小压力，高位拐点(UIP)是肺泡过度膨胀的起始压力。将PEEP设置在略高于LIP的水平, 以最大限度地复张并维持肺泡开放, 又避免过度膨胀。但P-V曲线绘制难度大, 需依赖软件识别拐点。

3. 基于肺复张的滴定：肺复张法

步骤：①肺复张操作，短暂升高气道压力，使原本塌陷的肺泡复张。此时，绿色SpO₂曲线上升，表明肺泡复张后，气体交换改善，氧合提升；②逐步降低PEEP：肺复张后，逐步阶梯式降低PEEP水平，同时持续监测SpO₂；③判断肺泡去复张：当PEEP降低到某一水平时，SpO₂突然下降，提示该PEEP水平不足以维持肺泡开放，肺泡出现“去复张”（塌陷）；④确定最佳PEEP：将PEEP从高到低逐步下调，选择在SpO₂出现下降前的PEEP水平，作为“最佳PEEP”，既能维持肺泡开放、保障氧合，又能避免过高PEEP导致的肺损伤（肺泡过度膨胀）。

4. 基于气体交换效率的滴定：PaCO₂-EtCO₂差值法

PaCO₂-EtCO₂差值可以反映肺内通气与灌注的匹配程度（差值越小，V/Q越佳）。随着PEEP的增加，该差值通常呈“先下降后上升”的变化趋势：初期因肺泡复张而改善V/Q，差值缩小；继续升高PEEP时则可能因肺泡过度膨胀导致灌注下降，差值重新增大。差值达到最小时对应的PEEP，即可视为V/Q最优化的水平。

5. 基于个体化压力的滴定：跨肺压监测

跨肺压反映的是肺组织实际承受的压力，计算公式为：跨肺压=气道压-胸腔内压，呼气末跨肺压=PEEP-食道压（食道压可替代胸腔内压）。临床建议将呼气末跨肺压控制在0～10 cmH₂O，既保证肺泡开放，又避免过度膨胀。但需注意：食道压主要反映肺中部区域的压力，无法充分代表肺依赖区（如背侧）及非依赖区（如腹侧）的实际压力，需结合患者体位综合判断；此外，该方法需置入食道压力监测管，具有一定侵入性。

6. 基于影像学的滴定：电阻抗断层成像（EIT）

EIT通过测量肺组织电阻抗变化, 计算不同PEEP下的肺泡塌陷率与过度膨胀率, 并将"塌陷率与过度膨胀率之和最小"的PEEP视为最优值。

1. 自主呼吸患者的特殊风险：P-SILI

P-SILI 的发生机制在于自主呼吸驱动过强时，患者吸气产生的胸腔负压可降至−20～−15 cmH₂O，从而显著提高跨肺压；同时潮气量随之增加，导致肺泡过度膨胀风险上升，最终诱发肺损伤。在临床中可观察到：若ARDS患者的自主呼吸驱动未得到有效控制，即便设置了PEEP，也可能因ΔP_L过大而发生气压伤，如气胸等。

2. PEEP对P-SILI的保护作用

动物实验与临床研究证实，适当升高PEEP可通过以下机制减轻P-SILI：①降低潮气量：PEEP促进肺泡复张，减少吸气时对“肺泡扩张”的需求，从而降低自主呼吸产生的潮气量；②减少跨肺压波动：PEEP升高呼气末跨肺压，抵消部分胸腔负压，跨肺压波动减小；③稳定肺重力依赖区：自主呼吸时肺重力依赖区负压更大，高PEEP可维持依赖区肺泡开放，避免反复塌陷。

PEEP在呼吸支持中作用关键。首先，理解其生理作用是基础，它会对肺的顺应性、气体交换、循环以及呼吸功产生影响，合理设定PEEP有助于改善氧合、维持肺泡开放，降低肺损伤风险。其次，PEEP滴定方法多样，不同方法在改善氧合和肺保护方面侧重点有所不同。对于自主呼吸患者，P-SILI是主要风险，而PEEP能够减轻患者的吸气努力、减少跨肺压波动，从而起到肺保护作用。在当前的临床实践中，仍需结合患者基础疾病、监测条件与临床目标，动态调整PEEP，以实现“最大获益、最小风险”。

作者介绍

孙兵

首都医科大学附属北京朝阳医院 北京呼吸疾病研究所呼吸与危重症医学科，副主任，主任医师；中华医学会呼吸病学分会呼吸危重症学组委员，中国医师协会体外循环专业委员会委员，中国医师协会呼吸分会呼吸危重症工作委员会委员，中国心胸血管麻醉学会体外生命支持分会常务委员，中国病理生理学会危重症专业委员会呼吸治疗学组副组长，中国康复医学会呼吸康复专业委员会青年委员会副组长；主要研究方向：呼吸危重症、呼吸治疗和呼吸支持技术。