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作者 上海交通大学医学院附属瑞金医院 老年科 刘嘉琳 徐静
呼气末正压（PEEP）是机械通气策略中的关键组成部分，对于急性呼吸衰竭患者的治疗至关重要。然而，PEEP的设置是一个复杂的过程，需要在肺复张和气体交换改善与过度膨胀及血流动力学影响之间找到平衡。肺部和膈肌超声作为一种非侵入性诊断工具，在评估PEEP对肺部和膈肌的影响以及个性化设置机械通气参数方面显示出巨大潜力。
在重症监护医学中，机械通气是治疗急性呼吸衰竭（ARF）患者的重要手段。PEEP作为机械通气的一个关键参数，对于维持肺泡的开放状态、改善氧合、减少肺损伤以及促进肺复张等方面起着至关重要的作用[1]。然而，PEEP的设定并非易事，其设置过高可能导致肺泡过度膨胀和气压伤，过低则可能导致肺泡塌陷和肺不张，影响气体交换效率[1]。因此，找到适合个体患者的最优PEEP水平，是临床医生面临的一大挑战。近年来，肺部和膈肌超声作为一种新兴的床边诊断工具，因其无创、实时、动态和可重复的特点，越来越受到重视[2]。肺部和膈肌超声在PEEP设置中的应用，为临床医生提供了一种直接、实时的评估手段。通过观察PEEP对肺部超声模式和膈肌厚度、位移的影响，医生可以更精确地调整PEEP水平，以达到最佳的治疗效果。此外，超声还可以用于监测PEEP调整后的即时反应，为动态调整PEEP提供依据[2]。本文旨在总结肺部和膈肌超声在PEEP设置中的作用，探讨其在不同肺部疾病中的临床应用。
肺部超声基于声波在肺组织中的传播特性。正常肺组织由于其含气特性，声波传播受阻，导致超声波无法穿透，形成所谓的“声窗”。然而，当肺组织因疾病（如肺炎、肺水肿、肺梗死）而密度增加时，声波能够部分穿透并反射回来，形成可识别的超声图像。肺部超声的模式（A-, B-, 和C-模式）取决于肺实质中液体与气体的比例[3]。
膈肌超声则侧重于评估膈肌的解剖结构和功能。膈肌是主要的呼吸肌，其运动对于正常的肺通气至关重要。膈肌超声可以测量膈肌的厚度、收缩性（增厚分数（Thickening fraction，TFdi））和位移[4]。膈肌厚度小于1.5毫米通常表示萎缩，而增厚分数小于30%-34%在ICU患者中被认为是异常的。膈肌超声是评估膈肌功能的重要工具，尤其是在机械通气患者中。它可以监测PEEP对膈肌的影响，PEEP通过缩短膈肌，改变肌肉的几何形状，从而可能降低膈肌的收缩效率[4]。此外，膈肌超声还可以用于预测慢性阻塞性肺疾病急性加重患者的无创通气失败，以及在撤机阶段评估患者的准备情况。
PEEP通过增加肺内压力，帮助保持肺泡的开放，从而减少肺不张的发生。在肺部超声中，这种效果可以通过观察到的肺部超声模式的变化来评估。例如，从B型模式（表现为散在的B线）向A型模式（表现为均匀分布的A线）的转变，可能表明肺泡的复张[5]。此外，肺部超声评分系统可以用来量化肺通气的改善，通过评分的变化来评估PEEP的效果。然而，PEEP的增加也可能导致肺泡过度膨胀，特别是在通气良好的肺区域。肺部超声可以用来监测这种过度膨胀的迹象，如肺滑动的减少或消失，以及过度充气区域的扩大[6]。这些信息对于避免呼吸机相关肺损伤（VILI）至关重要。
膈肌作为主要的呼吸肌，其功能状态对机械通气患者的呼吸机依赖性和撤机成功至关重要。PEEP对膈肌的影响主要体现在其对膈肌几何形状和收缩功能的改变[7]。膈肌超声可以用来评估这些变化，包括膈肌厚度、增厚分数和位移。PEEP通过增加腹内压，可能使膈肌处于不利的机械负荷下，导致膈肌缩短和增厚，这可能减少膈肌的收缩效率[4]。超声图像上，这种变化表现为膈肌厚度的增加和增厚分数及位移的减少。长期暴露于较高PEEP水平可能导致膈肌结构的重塑，影响其功能恢复。
PEEP对肺部和膈肌的影响是相互关联的。肺部的过度膨胀可能影响膈肌的运动，而膈肌功能的下降又可能影响肺部通气的效果。因此，评估PEEP对肺部和膈肌的影响需要综合考虑两者之间的相互作用。
在不同疾病状态下，肺部和膈肌超声可以提供关键信息，帮助医生指导PEEP的滴定。以下是一些常见疾病的具体情况，以及肺部和膈肌超声如何指导PEEP设置的详细讨论。
ARDS患者常常需要较高的PEEP来维持肺泡开放，减少肺不张。肺部超声可以用来评估肺泡的开放程度，通过观察B线的数量和分布，医生可以判断PEEP是否足够。非均质性ARDS（非局灶性 ARDS）可能需要更高的PEEP水平[2]，因为这类患者的肺部病变更为弥漫。肺部超声还可以帮助区分ARDS与其他类似疾病，如心源性肺水肿，从而指导更精确的PEEP设置。
COPD患者通常需要较低的PEEP以避免动态过度膨胀。膈肌超声可以用来评估膈肌的功能，如膈肌厚度和增厚分数（TFdi）。在COPD急性加重的患者中，膈肌功能障碍可能预示着非侵入性通气（NIV）的失败。因此，膈肌超声可以作为调整PEEP和通气模式的一个重要参考[8]。
心源性肺水肿患者表现为肺部超声上的B型模式，即多发散在的B线。PEEP的应用可以通过改善肺泡的通气-血流比例，减少肺泡的渗出。肺部超声可以用来监测PEEP对肺部通气的影响，通过观察B线数量的变化，评估PEEP的效果[9]。
肺炎患者可能表现为肺部超声上的A/B型模式，即实变与B线并存。PEEP的设置需要平衡肺泡的复张和避免过度膨胀。肺部超声可以用来监测肺炎的进展和治疗反应，指导PEEP的调整。
肺栓塞患者可能需要较低的PEEP以减少右心室的后负荷。肺部超声可以帮助识别肺栓塞的迹象，如“破坏胸膜的三角形低回声区”。在这种情况下，PEEP的设置应谨慎，以避免加重右心室的负担[10]。
气胸患者应避免使用高PEEP，以减少对塌陷肺的压力。肺部超声可以准确诊断气胸，并监测气胸的解决情况。在这种情况下，PEEP的设置应尽可能低，以促进气胸的闭合[11]。
在撤机过程中，肺部和膈肌超声可以用来评估患者的准备情况。肺部超声可以监测PEEP减少后的肺通气情况，而膈肌超声可以评估膈肌功能，预测撤机成功的可能性[12]。
肺部超声可以用于引导肺复张操作和PEEP的滴定。在肺部超声的指导下，医生可以观察到肺复张操作前后肺部通气的变化，从而调整PEEP水平，以达到最佳的肺通气效果。具体方法如下。
在开始超声引导的肺复张和PEEP滴定之前，首先进行肺部超声的基础评估，以确定肺部的初始状态。这包括识别B线的数量和分布、肺实变、肺滑动征等。
根据患者的病理状态和肺部超声的初始评估结果，设定一个起始PEEP水平。对于ARDS患者，通常从较低的PEEP水平开始，如5cmH2O。
在调整PEEP之前，可能需要进行肺部复张操作，如持续气道正压（CPAP）或压力控制通气下的持续正压呼吸。这些操作旨在打开塌陷的肺泡。
在进行肺部复张操作的同时，使用肺部超声实时监测肺部的变化。观察B线的变化、肺实变的减少、肺滑动征的恢复等。
根据超声监测的结果，逐步调整PEEP水平。如果观察到肺部通气改善（如B线减少、肺实变改善），则可能表明当前PEEP水平是合适的。如果肺部通气没有改善或恶化（如B线增多、新的肺实变出现），则需要调整PEEP。
通过逐步调整PEEP并实时监测肺部超声的变化，确定最佳PEEP水平。最佳PEEP水平是指在不引起肺泡过度膨胀的情况下，能够最大程度地打开塌陷肺泡并维持肺泡开放的PEEP水平。
即使确定了最佳PEEP水平，也需要持续监测患者的肺部状态和氧合情况。根据患者的临床情况和氧合变化，可能需要进一步调整PEEP。
在PEEP滴定过程中，除了肺部超声外，还需要结合其他临床参数，如动脉血气分析、呼吸力学参数、胸部X光或CT等，以获得更全面的评估。
肺部和膈肌超声在不同疾病状态下指导PEEP滴定中发挥着重要作用。通过实时监测肺部和膈肌的变化，医生可以更精确地调整通气策略，优化患者的呼吸支持。随着技术的不断发展和临床经验的积累，超声有望在未来的机械通气管理中发挥更大的作用。
主任医师，博士研究生导师
上海交通大学医学院附属瑞金医院老年科主任/老年ICU主任
上海交通大学医学院附属瑞金医院老年医学中心PI
中华医学会呼吸病学分会重症监护学组委员
上海市医学会感染与化疗专科分会委员
上海市医学会危重病专科分会呼吸学组副组长
上海市医院管理协会老年医疗管理专委会副主任委员
上海市医院管理协会重症医疗管理专委会委员
中国女医师学会老年医学专业委员会常务委员
中国老年学和老年医学学会老年呼吸与危重症医学分会常委
中国老年医学学会呼吸病分会委员
承担国家自然科学青年基金、国家自然科学基金面上项目4项、国家自然科学基金中英交流项目1项。
研究方向：老年危重感染和脏器功能支持、围手术期管理
上海公卫学科带头人 上海卫健委学科带头人
上海市科技进步奖二等奖（2020年，2023年）上海医学科技奖二等奖（2023年）
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本文由中国医学论坛报呼吸与危重症编委会、空军军医大学西京医院呼吸与危重症医学科宋立强教授组稿
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