外源性呼气末正压对气道压力的影响
作者：罗 勇 李 强 韩锋锋 金 杰
单位：罗 勇 李 强 上海第二医科大学附属新华医院(200092)；韩锋锋 金 杰上海市控江红十字医院(200093)
关键词：呼气末正压；气道压力；机械通气
中国急救医学990608 摘要：目的 探讨外源性呼气末正压(PEEP)对气道压力影响的规律。方法 通过模拟肺(静态顺应性为28 ml/cmH2O，气道阻力为0.8 cmH2O.L-1.S-1)试验，设置不同的PEEP，观察气道压力(峰压、平均压、平台压)的变化。结果 外源性PEEP从0增加至3 cmH2O时，气道压力增幅最大，平均每增加1 cmH2O PEEP，气道峰压、平台压增加3.5～4.1 cmH2O，当PEEP增加至12 cmH2O时，气道峰压和平台压增加了20 cmH2O以上。结论 外源性PEEP对气道压力的影响，可产生一种“扩大”效应，这种“扩大”效应在低水平的PEEP时尤为显著。在使用人工机械通气时，如需设置外源性PEEP时，必须严密监测气道压力的变化，以防止肺损伤。
, http://www.100md.com
The effects of positive end-expiratory pressure in airway pressure with a lung model
Luo Yong, Li Qiang, Han Fengfeng, et al.
Department of Pulmonary Diseases, Xin Hua Hospital, Shanghai Second Medical University, Shanghai 200092
Abstract Objective To study the effects of positive end-expiratory pressure (PEEP) in airway pressure with a lung model.Methods The changes of ariway pressure which included peak pressure (PpK), mean pressure(Pme), plateau pressure(Ppl) were recorded while variable PEEPs were set with a lung model(compliance: 28 ml/cmH2O, resistance: 0.8 ml/cmH2O.L-1.S-1).Results There was a biggest increment in ariway pressure while PEEP from zero to 3 cmH2O per raise one cmH2O of PEEP. When PEEP raised to 12 cmH2O Ppk and Ppl increased more than 20 cmH2O. Conclusion Amplifier effect might occur in airway pressure when PEEP was applied, and this amplifier effect was obvious in low level of PEEP. In order to prevent lung injury, the change of airway pressure must be put under close monitor as PEEP was set in a mechanical ventilation.
, 百拇医药
Key words Positive end-expiratory pressure Airway pressure Mechanical ventilation
近年来，人们发现在人工机械通气时，设置外源性PEEP具有多种生理功能，可以治疗难以纠正的低氧血症、肺水肿，甚至可以减轻慢性阻塞性肺病患者的吸气肌负荷[1～3]。然而，PEEP的应用会增加气道压力，从而使发生气压伤的可能性增加。目前各种新的通气模式不断涌现，模拟人工肺近年被较多地应用于验证和探讨各种新的通气模式的生理效应[4，5]。为了研究外源性PEEP对气道压力影响的规律，作者通过模拟肺试验，逐渐提高PEEP水平并观察气道压力变化，现报告如下。
1 资料与方法
将呼吸机将呼吸机(Puritan Bennett 7200)接于一模拟肺(经呼吸机测定，该模拟肺静态顺应性为28 ml/cmH2O，气道阻力为0.8 cmH2O.L-1.S-1)设置潮气量为0.5升，呼吸频率为20次/分，吸气流速为40升/分，并分别设置三种不同的压力波形(方波，吸∶呼=1∶2.4；渐降波，吸∶呼=1∶1.1；正弦波，吸∶呼=1∶1.5)。外源性PEEP从0开始，逐渐增加，每次增加0.5 ml/cmH2O，最后至12 cmH2O，并分别记录气道峰压、平均压以及平台压，每次重复三次，取其平均值。
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2 结果
随着外源性随着外源性PEEP从0逐渐上升，气道各压力也随之上升。但增幅不一，在PEEP从0～3 cmH2O时，气道压力增幅最大，平均每增加1 cmH2O PEEP，气道峰压和平台压增加3.5～4.1 cmH2O。PEEP分别从3～6、6～9、9～12 cmH2O时，平均每增加1 cmH2OPEEP，气道峰压分别增加1.6～1.9 cmH2O、1.0～1.1 cmH2O、0.9～1.0 cmH2O。当PEEP增加至12 cmH2O时，气道峰压已分别增加了24.4(方波)、21.7(渐降波)、21.8(正弦波)cmH2O。气道平均压和平台压也有类似规律(见附表)。
附表 不同外源性PEEP对模型肺的气道压力变化(cmH2O) PEEP
, 百拇医药
0
3
6
9
12
方波
气道峰压
平均压
平台压
19.6
3.3
18.8
32.0
, 百拇医药 8.6
31.8
37.8
12.3
36.9
41.2
15.3
40.3
44.0
18.3
43.0
渐降波
气道峰压
, 百拇医药
平均压
平台压
21.1
6.6
20.7
31.7
13.0
31.4
37.1
17.5
37.0
40.0
20.3
, 百拇医药
40.1
42.8
23.3
42.5
正弦波
气道峰压
平均压
平台压
22.4
5.0
22.2
33.3
10.5
, 百拇医药
33.1
38.2
14.2
37.8
41.5
17.3
41.3
44.4
20.9
44.0
3 讨论
在人工机械通气时，外源性在人工机械通气时，外源性PEEP的设置，被认为有多种特殊的生理功能。它能够增加功能残气量，将气体传送至通气很差而血流灌注相对较好的肺泡或完全萎缩的区域，纠正通气/血流比例失调，从而增加血氧合和提高动脉血氧分压(PaO2)，临床上常用于治疗严重的难以纠正的低氧血症，如急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。此外，外源性PEEP由于能提高氧合，所以也能避免为了提高PaO2而长时间的高浓度氧摄入所造成的氧中毒。最近，有作者发现PEEP能有效地治疗和显著减慢肺水肿的形成[1]，对于慢性阻塞性肺病 合并呼吸衰竭的患者PEEP能预防由于小气道萎陷所造成的肺损伤[2]，同时还能降低患者的呼吸功[3]。
, http://www.100md.com
目前，外源性PEEP技术已被广泛地应用于临床。然而，机械通气所致的肺损伤是机械通气最重要的并发症，近年来已受到高度重视，气道压力的增加可显著地增加肺损伤的发生率[6，7]。我们通过体外试验，发现PEEP的增加能明显增加气道压力，但是增加幅度并不恒定。在PEEP处于较低水平时，气道压力的增幅最大，平均每增加1 cmH2O PPEP， 可使气道峰压增加3.5～4.1 cmH2O，而当PEEP较大时，气道压力的增幅反而减慢。因此，作者认为在刚开始设置PEEP时，尤其需要密切观察气道压力的变化。临床上存在一个“最佳PEEP”的选择问题，一般认为所谓“最佳PEEP”是指氧合最好而副作用又最小的PEEP水平。PEEP所产生的生理效应有时需要数小时的时间[1]，故作者认为在从小到大调节PPEP时，需要数小时以上的观察。本文资料发现当PEEP增加至12 cmH2O时，气道峰压和平台压已增加了20 cmH2O以上，提示PEEP对气道压力的影响，可产生一种“扩大”效应。此外，PPEP对气道压力的影响规律，三种不同的送气压力模式(方波、渐降波、正弦波)并无显著差别。
, 百拇医药
总之，作者认为外源性PEEP对气道压力的影响，可产生一种“扩大”效应，在低水平的PEEP时，这种“扩大”效应最为明显，故尤其需要注意气道压力的变化，以避免气道压力过高而造成肺损伤。另外，值得一提的是，本文所研究的是顺应性和气道阻力保持不变的肺模型，对各种不同的疾病和病人可能有所差异。
参考文献
1 Colmenero-Rulz M,Fernadez-Mondejar E,Fernandez-Sacristan Ma,et al.PEEP and low tidal volume ventilation reduce lung water in porcine pulmonary edema.Am J Respir Crit Care Med,1997,155:964.
2 Guerin C , LeMasson S , de Varax R , et al . Small airway closure and positive end-expiratory pressure in mechanically ventilated patients with chromic obstructive pulmonary disease.Am J Respir Crit Care Med,1997,155:1949.
, 百拇医药
3 Pesenti A,Pelosi P,Rossi N,et al.The effects of positive end-expiratory resistance in patients with the adult respiratory distress syndrome and in normal anesthetized subjects. Am Rev Respir Dis,1991,144:101.
4 Servillo G,Svantesson C,Beydon L,et al.Pressure-volume curves in acute respiratory failure.Am J Respir Crit Care Med,1997,155:1629.
5 Sassoon CSH,Gruer SE.Characteristics of the ventilator pressure and flow-trigger variables.Intesive CRE Med,1995,21:159.
6 Parker JC,Hernandez LA,Peevy KJ.Mechanisms of ventilator-induced lung injury.Crit Care Med,1993,21:131.
7 Gammon RB , Shin MS , Groves Rh , et al . Clinical risk factors for pulmonary barotrauma:a multivariate analysis.Am J Respir Crit Care Med,1995,152:1235.
收稿：1999-01-20, http://www.100md.com
单位：罗 勇 李 强 上海第二医科大学附属新华医院(200092)；韩锋锋 金 杰上海市控江红十字医院(200093)
关键词：呼气末正压；气道压力；机械通气
中国急救医学990608 摘要：目的 探讨外源性呼气末正压(PEEP)对气道压力影响的规律。方法 通过模拟肺(静态顺应性为28 ml/cmH2O，气道阻力为0.8 cmH2O.L-1.S-1)试验，设置不同的PEEP，观察气道压力(峰压、平均压、平台压)的变化。结果 外源性PEEP从0增加至3 cmH2O时，气道压力增幅最大，平均每增加1 cmH2O PEEP，气道峰压、平台压增加3.5～4.1 cmH2O，当PEEP增加至12 cmH2O时，气道峰压和平台压增加了20 cmH2O以上。结论 外源性PEEP对气道压力的影响，可产生一种“扩大”效应，这种“扩大”效应在低水平的PEEP时尤为显著。在使用人工机械通气时，如需设置外源性PEEP时，必须严密监测气道压力的变化，以防止肺损伤。
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The effects of positive end-expiratory pressure in airway pressure with a lung model
Luo Yong, Li Qiang, Han Fengfeng, et al.
Department of Pulmonary Diseases, Xin Hua Hospital, Shanghai Second Medical University, Shanghai 200092
Abstract Objective To study the effects of positive end-expiratory pressure (PEEP) in airway pressure with a lung model.Methods The changes of ariway pressure which included peak pressure (PpK), mean pressure(Pme), plateau pressure(Ppl) were recorded while variable PEEPs were set with a lung model(compliance: 28 ml/cmH2O, resistance: 0.8 ml/cmH2O.L-1.S-1).Results There was a biggest increment in ariway pressure while PEEP from zero to 3 cmH2O per raise one cmH2O of PEEP. When PEEP raised to 12 cmH2O Ppk and Ppl increased more than 20 cmH2O. Conclusion Amplifier effect might occur in airway pressure when PEEP was applied, and this amplifier effect was obvious in low level of PEEP. In order to prevent lung injury, the change of airway pressure must be put under close monitor as PEEP was set in a mechanical ventilation.
, 百拇医药
Key words Positive end-expiratory pressure Airway pressure Mechanical ventilation
近年来，人们发现在人工机械通气时，设置外源性PEEP具有多种生理功能，可以治疗难以纠正的低氧血症、肺水肿，甚至可以减轻慢性阻塞性肺病患者的吸气肌负荷[1～3]。然而，PEEP的应用会增加气道压力，从而使发生气压伤的可能性增加。目前各种新的通气模式不断涌现，模拟人工肺近年被较多地应用于验证和探讨各种新的通气模式的生理效应[4，5]。为了研究外源性PEEP对气道压力影响的规律，作者通过模拟肺试验，逐渐提高PEEP水平并观察气道压力变化，现报告如下。
1 资料与方法
将呼吸机将呼吸机(Puritan Bennett 7200)接于一模拟肺(经呼吸机测定，该模拟肺静态顺应性为28 ml/cmH2O，气道阻力为0.8 cmH2O.L-1.S-1)设置潮气量为0.5升，呼吸频率为20次/分，吸气流速为40升/分，并分别设置三种不同的压力波形(方波，吸∶呼=1∶2.4；渐降波，吸∶呼=1∶1.1；正弦波，吸∶呼=1∶1.5)。外源性PEEP从0开始，逐渐增加，每次增加0.5 ml/cmH2O，最后至12 cmH2O，并分别记录气道峰压、平均压以及平台压，每次重复三次，取其平均值。
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2 结果
随着外源性随着外源性PEEP从0逐渐上升，气道各压力也随之上升。但增幅不一，在PEEP从0～3 cmH2O时，气道压力增幅最大，平均每增加1 cmH2O PEEP，气道峰压和平台压增加3.5～4.1 cmH2O。PEEP分别从3～6、6～9、9～12 cmH2O时，平均每增加1 cmH2OPEEP，气道峰压分别增加1.6～1.9 cmH2O、1.0～1.1 cmH2O、0.9～1.0 cmH2O。当PEEP增加至12 cmH2O时，气道峰压已分别增加了24.4(方波)、21.7(渐降波)、21.8(正弦波)cmH2O。气道平均压和平台压也有类似规律(见附表)。
附表 不同外源性PEEP对模型肺的气道压力变化(cmH2O) PEEP
, 百拇医药
0
3
6
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方波
气道峰压
平均压
平台压
19.6
3.3
18.8
32.0
, 百拇医药 8.6
31.8
37.8
12.3
36.9
41.2
15.3
40.3
44.0
18.3
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渐降波
气道峰压
, 百拇医药
平均压
平台压
21.1
6.6
20.7
31.7
13.0
31.4
37.1
17.5
37.0
40.0
20.3
, 百拇医药
40.1
42.8
23.3
42.5
正弦波
气道峰压
平均压
平台压
22.4
5.0
22.2
33.3
10.5
, 百拇医药
33.1
38.2
14.2
37.8
41.5
17.3
41.3
44.4
20.9
44.0
3 讨论
在人工机械通气时，外源性在人工机械通气时，外源性PEEP的设置，被认为有多种特殊的生理功能。它能够增加功能残气量，将气体传送至通气很差而血流灌注相对较好的肺泡或完全萎缩的区域，纠正通气/血流比例失调，从而增加血氧合和提高动脉血氧分压(PaO2)，临床上常用于治疗严重的难以纠正的低氧血症，如急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。此外，外源性PEEP由于能提高氧合，所以也能避免为了提高PaO2而长时间的高浓度氧摄入所造成的氧中毒。最近，有作者发现PEEP能有效地治疗和显著减慢肺水肿的形成[1]，对于慢性阻塞性肺病 合并呼吸衰竭的患者PEEP能预防由于小气道萎陷所造成的肺损伤[2]，同时还能降低患者的呼吸功[3]。
, http://www.100md.com
目前，外源性PEEP技术已被广泛地应用于临床。然而，机械通气所致的肺损伤是机械通气最重要的并发症，近年来已受到高度重视，气道压力的增加可显著地增加肺损伤的发生率[6，7]。我们通过体外试验，发现PEEP的增加能明显增加气道压力，但是增加幅度并不恒定。在PEEP处于较低水平时，气道压力的增幅最大，平均每增加1 cmH2O PPEP， 可使气道峰压增加3.5～4.1 cmH2O，而当PEEP较大时，气道压力的增幅反而减慢。因此，作者认为在刚开始设置PEEP时，尤其需要密切观察气道压力的变化。临床上存在一个“最佳PEEP”的选择问题，一般认为所谓“最佳PEEP”是指氧合最好而副作用又最小的PEEP水平。PEEP所产生的生理效应有时需要数小时的时间[1]，故作者认为在从小到大调节PPEP时，需要数小时以上的观察。本文资料发现当PEEP增加至12 cmH2O时，气道峰压和平台压已增加了20 cmH2O以上，提示PEEP对气道压力的影响，可产生一种“扩大”效应。此外，PPEP对气道压力的影响规律，三种不同的送气压力模式(方波、渐降波、正弦波)并无显著差别。
, 百拇医药
总之，作者认为外源性PEEP对气道压力的影响，可产生一种“扩大”效应，在低水平的PEEP时，这种“扩大”效应最为明显，故尤其需要注意气道压力的变化，以避免气道压力过高而造成肺损伤。另外，值得一提的是，本文所研究的是顺应性和气道阻力保持不变的肺模型，对各种不同的疾病和病人可能有所差异。
参考文献
1 Colmenero-Rulz M,Fernadez-Mondejar E,Fernandez-Sacristan Ma,et al.PEEP and low tidal volume ventilation reduce lung water in porcine pulmonary edema.Am J Respir Crit Care Med,1997,155:964.
2 Guerin C , LeMasson S , de Varax R , et al . Small airway closure and positive end-expiratory pressure in mechanically ventilated patients with chromic obstructive pulmonary disease.Am J Respir Crit Care Med,1997,155:1949.
, 百拇医药
3 Pesenti A,Pelosi P,Rossi N,et al.The effects of positive end-expiratory resistance in patients with the adult respiratory distress syndrome and in normal anesthetized subjects. Am Rev Respir Dis,1991,144:101.
4 Servillo G,Svantesson C,Beydon L,et al.Pressure-volume curves in acute respiratory failure.Am J Respir Crit Care Med,1997,155:1629.
5 Sassoon CSH,Gruer SE.Characteristics of the ventilator pressure and flow-trigger variables.Intesive CRE Med,1995,21:159.
6 Parker JC,Hernandez LA,Peevy KJ.Mechanisms of ventilator-induced lung injury.Crit Care Med,1993,21:131.
7 Gammon RB , Shin MS , Groves Rh , et al . Clinical risk factors for pulmonary barotrauma:a multivariate analysis.Am J Respir Crit Care Med,1995,152:1235.
收稿：1999-01-20, http://www.100md.com