PEEP设置：肺和膈肌超声

综述目的

总结肺超声和膈肌超声在指导呼吸机设置，重点是呼气末正压（PEEP）中的作用。讨论利用超声评估PEEP对肺和膈肌影响的最新进展。

近期发现

肺部超声可以准确诊断急性呼吸衰竭的病因，包括急性呼吸窘迫综合征，并可以识别局灶性和非局灶性肺病变，这对于确定最佳呼吸机策略和 PEEP 水平至关重要。有希望通过肺超声来评估 PEEP 对肺复张的影响，尤其在围手术期。膈肌超声可以监测PEEP对膈肌的影响，但需要进一步验证。在慢性阻塞性肺疾病急性加重的患者中，膈肌超声可用于预测无创通气失败。肺部和膈肌超声可用于预测脱机结局，准确诊断脱机失败的原因。

总结

肺超声和膈肌超声有助于诊断呼吸衰竭的病因，以及呼吸机参数设置，包括 PEEP。PEEP对肺和膈肌的影响可以使用超声进行监测。

要  点

呼气末正压(PEEP)对肺和膈肌的影响可以在床旁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绝佳工具。

肺部超声可以准确诊断急性呼吸衰竭的病因，并区分急性呼吸窘迫综合征患者的局灶性和非局灶性肺形态。

PEEP 对肺复张的影响可通过肺部超声评估，尤其是在围手术期。

在慢性阻塞性肺疾病急性加重的患者中，使用膈肌超声评估膈肌功能障碍可能是无创通气失败的良好预测指标。

肺超声和膈肌超声可以指导机械通气的脱机阶段，并确定脱机失败的原因。

一、引言

呼吸机设置取决于呼吸衰竭的潜在病因和患者病情，呼气末正压 (PEEP)是所有通气方式的基础，但仍然是最难设置的参数之一，过低或过高的 PEEP 都会产生有害的影响。必须在肺复张和改善气体交换，与过度膨胀和血流动力学后果之间取得平衡。几种床旁工具：平台压、PEEP/FiO2表格和食道测压，用于设置 PEEP。然而到目前为止，这些方法都没有改善临床结局。此外，需要细致的床旁评估，以评估PEEP的积极和消极影响。重症超声检查是床旁评估较有前途的工具，在日常实践中的应用越来越多。肺部超声和膈肌超声经常用来诊断和监测急性呼吸衰竭，对患者管理有重大影响，包括呼吸机设置。本叙述性综述中，讨论肺部超声和膈肌超声在个体化呼吸机设置中的作用，简要概述如何使用肺部超声和膈肌超声来确定呼吸衰竭的根本原因，以及如何设置呼吸机，重点是 PEEP。此外，本文将详细说明如何在脱机阶段使用超声，讨论使用肺部超声和膈肌超声评估PEEP效果的最新进展。

二、PEEP对肺和膈肌的影响

肺部超声能够准确检测和监测急性肺部病变。肺部超声模式（A、B和C模式）取决于肺实质的液/气比（fluid-to-gas ratio）。有关图像采集和解释的详细信息，参阅了最近的综述。急诊床旁肺超声 （BLUE） 方案经常用于诊断危重患者的肺部病变，该方案基于特定肺部超声结果的决策树，对急性呼吸衰竭患者进行诊断，准确率约为90%。为了监测治疗对肺通气的影响，可以使用肺通气评分或肺超声评分（半定量评分）。通气损失越大，肺部超声评分越高：范围从0-36。肺部超声能够检测PEEP对肺部的影响，因为PEEP会增加呼气末肺容积，从而改变液/气比，导致肺部超声模式和（或）评分改变（图1）。

膈肌超声是评估膈肌解剖结构和功能的绝佳床旁工具。有关图像采集和解释的详细信息，参考最近的综述和专家共识。膈肌评估包括测量肌肉厚度、收缩力（增厚分数，TFdi）和膈肌位移。膈肌厚度<1.5mm，提示萎缩，肌肉厚度很大程度上取决于测量部位、性别和患者体位。ICU 患者TFdi<30-34% 提示异常。在没有机械通气辅助的情况下，安静呼吸时膈肌位移<2cm 表明膈肌功能障碍。

最近发现PEEP对膈肌的几何形状有直接影响：PEEP可使肌肉缩短，造成粗细肌丝重叠，导致肌肉收缩的最佳长度变短，因此PEEP会降低膈肌的收缩效率。此外，长时间应用PEEP会导致膈肌重塑，而结束长时间的PEEP时，膈肌中重塑的肌肉纤维被拉伸，导致收缩效率下降。使用超声可以将这些影响可视化，当PEEP增加时，TFdi和位移均减小，而膈肌厚度增加（图1）。

三、应用肺和膈肌超声设置呼吸机

图2总结了可通过肺超声或膈肌超声诊断的急性呼吸衰竭的最常见潜在病因，以及随后进行的初始呼吸机设置，重点是PEEP。由于一些超声征象可能存在于多种肺部病变中，危重患者通常有多种呼吸衰竭原因，因而超声检查结果应始终与其他检查结果和患者临床特征结合应用。

气胸

气胸患者在肺部超声检查中显示 A 征象，无肺滑动，称为A' 征象。结合肺点，肺部超声确诊气胸，特异性为100%。包括PEEP在内的正压应保持在尽可能低的水平。肺超声可监测气胸的恢复情况。

肺栓塞

肺栓塞患者表现为 A征象。在某些情况下，肺梗死后会出现碎片征。肺栓塞的诊断应结合肺部超声和静脉超声检测深静脉血栓形成。

在肺栓塞中，PEEP 应设置得尽可能低，以防止右心室后负荷进一步增加。心脏超声可用于监测治疗对右心室功能的影响。

慢性阻塞性肺疾病和重度哮喘

慢性阻塞性肺疾病（COPD）急性加重或重度哮喘患者的肺实质通常不受累，肺部超声通常表现为A征象。无创通气 （NIV） 是 COPD 加重的首选呼吸支持方式。在辅助通气模式中，合适的外源性PEEP用于平衡内源性PEEP，从而减少触发呼吸机所需的吸气努力，并促进人-机同步。在控制通气模式下，建议低PEEP或有时甚至为零，以免进一步增加内源PEEP ，并防止动态过度通气。

NIV 初始48 小时内的严重膈肌功能障碍（定义为 TFdi<20%）与 NIV 失败风险增加和更差结局有关。这些患者的膈肌功能障碍可能是由动态过度通气引起的，导致膈肌几何形状不太理想，工作效率降低。NIV下膈肌功能改善可能是过度通气减少的指征。2项前瞻性研究表明，超声发现的膈肌功能障碍，尤其是移动度下降，能够可靠地预测急诊NIV失败。对于非COPD加重或住ICU患者，评估膈肌功能以预测NIV失败，虽然前景广阔，但需要进一步验证。

重度哮喘患者由于气流受限加重，而有气压伤的风险。这些患者PEEP设置得尽可能低，以防止肺进一步过度通气。

心源性肺水肿

肺淤血患者表现为双侧弥漫性多条B线（>2条/声窗，称为B征象），肺部超声显示规则的薄层胸膜。无创和有创通气应用PEEP对治疗心源性肺水肿有很大帮助。

肺部超声可用于通过监测 B 线数量和区域来评估 PEEP 的效果。在院前急诊情况下，肺部超声是监测PEEP治疗效果的可靠工具。虽然尚无研究调查肺超声指导下的PEEP水平，但指南推荐在临床环境中使用床旁肺超声监测治疗效果。应监测PEEP过高的后果，例如血流动力学受损。

肺炎和急性呼吸窘迫综合征

肺炎患者可表现为单侧 B 征象（A/B 征象）、双侧 B征象、C 征象和（或）背部实变。此外，实变时存在动态支气管充气征和彩色多普勒血流，高度提示肺炎。

心源性肺水肿和非心源性水肿的鉴别可能十分具有挑战性。尽管如此，最近的研究表明，肺部超声可以准确区分这两种诊断。ARDS是 ICU 非心源性水肿的最常见原因，其特征是 B 线分布不均匀和（或）胸膜异常。对于肺炎和（或）ARDS患者，应仔细进行呼吸机设置，以维持足够的气体交换，但应使用低潮气量、驱动压和调整PEEP，来限制呼吸机诱发的肺损伤。在“肺通气评估”部分中讨论了使用超声来调整ARDS和肺炎的PEEP。

膈肌功能障碍

膈肌功能障碍是急性呼吸衰竭一个不太常见的原因。膈肌超声可以诊断（一侧）膈肌的无力和麻痹。在这些患者中，PEEP 旨在预防进一步的肺不张。虽然调整压力支持以充分通气更为重要。近年来，除肺保护性通气外，膈肌保护性通气已成为一个重要的研究领域。有人建议，应防止膈肌过度辅助和辅助不足。根据生理学数据，作为潜在目标范围，TFdi应维持在15%和30-40%之间。最近的一项研究发现，基于患者呼吸努力调整吸气支持，在不影响潮气量和跨肺压的情况下，大大增加了在预定膈肌保护范围内的膈肌努力时间。然而在这项研究中，跨膈肌压力用于评估膈肌努力。

四、肺通气评估

急性呼吸窘迫综合征肺形态学

目前已发现局灶性和非局灶性两种不同的ARDS表型。局灶性ARDS认为对低PEEP和俯卧位有反应，而非局灶性ARDS伴局部通气丧失，通常对高PEEP和肺复张有反应。迄今为止，基于这些表型的呼吸机策略个体化研究，最大规模研究主要使用胸部X线来识别表型，但在很大程度上存在错误分类。纠正错误分类后发现死亡率降低。肺部超声可以准确识别这些表型，建议采用阿姆斯特丹方案（图3）。目前正在研究使用肺部超声来识别这些表型并相应地指导呼吸机策略。

超声指导下的肺复张

在肺炎和（或）ARDS患者中，PEEP 主要用于保持肺通气。为了在这些患者中设定 PEEP，应评估可复张性，来确定可能从较高 PEEP 水平中受益的患者。研究肺超声评估PEEP对肺复张影响的研究，结果相互矛盾。虽然有一项研究发现，肺超声能够准确评估通气情况，并识别不同PEEP水平下肺超声评分的差异，但其他研究发现，当PEEP水平发生变化时，肺超声无法始终如一地检测到这些变化。这些不同的结果可能是由于没有考虑实变面积有变化或B线数量减少。因此，较低PEEP引起的通气变化，并不总是被超声检测到。一项小型试点研究发现，将这些细微变化纳入考虑后，可以准确评估通气变化。

肺部超声的一个重要局限性是无法直接评估肺过度扩张。然而有一些有可能的实验研究评估了肺部超声检测过度扩张的潜力，例如肺滑动量化和超声弹性成像。

虽然膈肌超声不常用于评估肺通气，但一项针对ARDS的小型研究调查了膈肌超声评估通气，发现在PEEP增加后，背侧区域的膈肌移动度增加，这表明肺容积增加是由于肺复张后通气增加所致。有趣的是，没有发现PEEP增加与腹侧膈肌移动度有关。由于机械通气期间腹侧区域通常存在肺过度膨胀，因此可以推测腹侧区域移动度差可能提示过度扩张，但需要进一步研究。

围手术期使用肺超声来设置 PEEP 已有广泛研究，大多数接受全身麻醉的患者会出现肺不张，导致手术预后变差，因此，减少通气失能似乎是改善术后结局合乎逻辑的目标。肺部超声可准确检测手术期间应用PEEP后肺组织再通气情况。肺超声指导肺复张和 调整PEEP – 即在预定时间肺超声检测到肺不张时，进行肺复张操作，改善了术中通气和氧合，但并未减少肺部并发症。

五、肺部和膈肌超声在脱机过程中的作用

识别可脱机患者通常具有挑战性。延迟脱机和脱机失败都与高死亡率有关。因此，正确识别可以脱机的患者至关重要。在这种情况下，肺部和膈肌超声是有用的。

肺部超声的作用

PEEP降低或撤除可导致肺功能衰竭，这可通过肺部超声检测到。在自主呼吸试验（SBT）后，肺部超声评分<13可高度预测拔管成功，阴性似然比为0.20，而评分>17可高度预测失败，阳性似然比为11.8。

由于 PEEP 降低，脱机期间胸内压降低可出现脱机诱发的肺水肿 （WIPO），可以通过肺部超声B 线变化来识别。在 SBT 期间，胸前四个区域B 线增加≥6 条者SBT 失败的风险高，敏感性为 88%，特异性为 91%。

膈肌超声的作用

膈肌功能障碍是机械通气的重要并发症，与不良临床结局相关，包括脱机失败。膈肌移动度>1-1.5cm（敏感性85%，特异性75%）和TFdi为30-36%（敏感性80%，特异性80%）可预测拔管成功。在SBT成功者中，超声检测到膈肌功能障碍与脱机失败风险增加并无关联，表明不应使用单次超声测量作为临床决策的依据。

整体方案

脱机是对整个心肺系统的应激性测试。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。胸部超声评估，包括心、肺和膈肌超声，尤其是肺水肿和左心室压力增加是预测脱机失败的良好指标（在SBT前进行超声检查，阳性似然比为22.9，阴性似然比为0.16）。此外，该评估能够确定所有患者脱机失败的原因。然而在成功通过SBT的患者中，胸部超声似乎与预测拔管后呼吸窘迫的相关性较小。综上所述，建议对该心肺系统的所有部位进行超声评估，以检测脱机失败的原因并指导治疗。

结论

肺部超声和膈肌超声是发现急性呼吸衰竭病因及ARDS肺部形态的极佳工具。因此可以指导和监测包括PEEP在内的呼吸机设置。超声能够检测PEEP引起的肺部和膈肌变化。使用肺部超声评估危重患者的可复张性和设置PEEP需要进一步验证，但在围手术期有用。在慢性阻塞性肺病急性加重的患者中，膈肌超声可预测NIV失败。机械通气脱机期间，肺、膈肌和心脏的联合超声，可用于预测脱机失败，并确定脱机失败的原因。