VV-ECMO辅助过程中PEEP的设置

夏金根中日医院呼吸与危重症医学科发布于2024-07-02 浏览 1307 收藏

作者：夏金根

单位：中日医院呼吸与危重症医学科

多项研究显示ECMO能够改善重度ARDS患者的存活率。影响ECMO患者预后的因素有很多，包括年龄、原发病严重程度和可逆程度、ECMO治疗前机械通气的管理、ECMO的管理（出血和凝血、院内感染、机械通气等）、社会经济因素等，其中，机械通气可能是容易被忽视的一个。对于VV-ECMO支持患者，机械通气策略主要为“超保护性通气”，即“肺休息”通气策略，降低支持水平，减少呼吸机相关肺损伤（VILI）的发生。ECMO上机后，基本上呼吸机参数都会下调，包括潮气量（VT）≤4 ml/kg，驱动压≤15 cmH2O，平台压＜25 cmH2O，呼吸频率（RR）<20 bpm。这对于减轻肺损伤确实具有非常重要的作用，对于改善患者预后也有一定的帮助，是目前较为公认的做法。

我们还要关注患者肺的形态变化，尤其是在ECMO上机后。临床中我们可能有类似体验，ECMO建立24 h后复查胸片可能发现肺不张较前明显加重。2022年发表的回顾性观察性研究纳入了39例ECMO治疗的ARDS患者，通过肺水肿影像（RALE）评分评估患者建立ECMO后肺水肿的发生情况，结果发现大部分患者肺渗出增多，这除了与疾病严重程度有关外，还与潮气量下降幅度有关，与ECMO和机械通气时间不相关。

我中心曾接诊一例76岁女性患者。主诉：咳嗽、呼吸困难5个月，加重伴发热5天。体温37℃，P 99次/min，RR 23次/min，BP 107/53 mmHg，双肺呼吸音低，双下肺可闻及细湿啰音。PSV模式：PS 8～12，PEEP 8 cmH2O，FiO2 0.75～1.0，VT 500～550 ml（10～11 ml/kg），RR 20～30 次/min。血气分析：pH 7.47，PaCO2 39.7 mmHg，PaO2 72.1 mmHg，PFR 96.1 mmHg。诊断：重症社区获得性肺炎，Ⅰ型呼吸衰竭，非特异性间质性肺炎。入院后氧合难以维持，启动ECMO治疗。ECMO上机后潮气量下降，在PEEP未变的情况下，胸片可见病变明显加重（图1）。

图1 ECMO前后患者胸片变化

通过电阻抗断层成像（EIT）监测也可以发现肺容积在短时间内明显下降，尤其在肺的重力依赖区（图2）。这可能与低通气有关。低通气可导致肺不张、肺顺应性降低、肺部感染加重、右心功能衰竭等。

图2 ECMO前后EIT指标变化

ECMO上机后，氧合并不会一直升高。一项动物实验发现，如果PEEP不够高，实验动物的氧合会逐渐下降，只有当PEEP高到一定程度，才能维持良好的氧合。有研究报道在2009年甲型H1N1流感期间，ECMO上机后，PEEP降低到5 cmH2O，31%（4/13）的患者由VV-ECMO转为VA-ECMO，以治疗右心衰竭，但患者的SaO2未见明显变化。2014年一项回顾性国际多中心调查发现，ECCMO上机后，PEEP的设定是影响患者病死率的一个非常重要的因素。在既往文献报道中，体外生命支持组织（ELSO）推荐使用中等水平的PEEP，然而现在多数ECMO研究中的PEEP并不低。2017年ELSO进行指南修订时也关注了PEEP的设置，并将PEEP调到患者能够耐受的最高水平。接受ECMO支持的患者，尤其是ARDS患者，病情通常较重，肺部可复张的容积可能比轻中、重度患者更高。如果此时在ECMO支持下设定一个较低的PEEP，可能会使肺塌陷更多。因此，如何使此类患者的肺泡早期复张也非常重要。

一项单中心、回顾性、观察性队列研究探讨了需要ECMO支持的严重ARDS患者的肺复张性。肺的可复张性中位数值为24.3%，占肺总重量的-2%～76.3%。理想的PEEP水平是最少的塌陷肺泡和过度充气。所以这也能够解释为何现在很多ARDS研究并未得出高PEEP和低PEEP孰优孰劣的结论。随着临床呼吸监测技术（如EIT）的不断进步，临床医生/呼吸治疗师能够更便捷地在床旁进行PEEP滴定，更好地了解肺组织充气和不张的情况。

当PEEP从20 cmH2O降至15 cmH2O，再降至10 cmH2O，然后再降至5 cmH2O，最后到0时，期间每个PEEP水平维持20 min，监测EIT的变化，并据此设定一个较为合适的PEEP水平。基于EIT的最佳折衷PEEP被定义为能够将EIT评估的累积塌陷容积控制在≤15%，同时保持最低的肺过度充气。研究发现患者对PEEP的反应个体差异非常大。不同患者对不同水平PEEP的反应也不同。如果按照该研究的标准选择最佳的PEEP水平，有些患者可能需要5 cmH2O，有些患者可能需要10或15 cmH2O，由此可见，个体差异非常大。但需要注意，EIT指导的最佳PEEP并不等同于最佳呼吸系统顺应性。

我中心收治的另一患者，80岁男性，咳嗽、呼吸困难半月，发热6天，加重1天。诊断：重症社区获得性肺炎，ARDS，机化性肺炎？入院后氧合持续下降，无法维持。胸部CT可见双下肺实变影。予机械通气，病情进展快，抗生素治疗效果欠佳，复查胸部CT提示纤维化进展快，激素治疗效果好，考虑非感染性可能，机化性肺炎，当前有纵隔气肿。考虑原发病可逆，给予ECMO。

ECMO参数：血流量3.23 L/min（转速2840 rpm），气流量5 L/min。呼吸机参数：PC 12 cmH2O，PEEP 10 cmH2O，FiO2 0.45， VT 260 ml（3.7 ml/kg），RR 17次/min。血气：pH 7.365，PaCO2 48.3 mmHg，PaO₂ 59.3 mmHg。在EIT下指导PEEP滴定。PEEP设置20→18 →16 →14 →12 →10 →8 →6 cmH₂O。尽管在PEEP 20 cmH2O后，肺容积较前增高。但在PEEP降低过程中，并未发现肺容积呈逐渐下降的变化过程（图3）。因此，不同患者对PEEP的反应不同。

图3 EIT指导个体化PEEP的设置：区域呼气末肺容积变化

该患者过度充气并不多，更多见的是将PEEP上调后，肺复张的容积明显增多。所以如果依据EIT进行选择，图4中的D是比较好的PEEP水平。

图4 EIT指导个体化PEEP的设置：肺区域顺应性变化

ECMO会引起胸腔压力增加吗？早期一例ARDS患者，予机械通气及肺复张方法后患者的氧合并没有明显改善，之后给予ECMO支持。通过食道压估测胸腔压力，ECMO上机1天后患者食道压明显增高，胸膜腔压力增高，PEEP也随之增高，最高达到25 cmH2O。但在后续治疗中并未出现气压伤。因此，对于呼吸力学指标明显异常的患者，食道压监测也是一种不错的选择。

我中心另外一例年轻女性患者，剖宫产术后，ARDS，体重偏胖，机械通气及肺复张方法治疗后无效。启动VV-ECMO。食道压监测发现患者胸膜腔内压力达到13 cmH2O。后续根据监测的食道压力值，逐渐滴定PEEP。随着肺部炎症及肺顺应性的改善以及个体化的PEEP滴定，胸膜腔内压力逐渐下降。

一项历史前后对照研究纳入69例患者，这些患者初始采用标准PEEP设定，即可经验性设置10 cmH2O，之后一段时间，通过食道压监测滴定跨肺压，使跨肺压在0～3 cmH2O之间。结果发现：患者右心功能不全发生率由44%下降为4.6%。可见，ECMO上机后，PEEP设定可能对呼吸和循环系统的预后都是重要的影响因素。2020年国内学者的一项RCT研究分析了食道压指导的参数设定与常规参数设定对患者预后的影响。该研究纳入104例患者，食道压指导的参数设定组成功脱离ECMO的患者数量多于常规参数设定组，60天病死率也有明显改善。但并非ICU所有患者都要做食道压监测，患者体重偏胖、胸膜腔内压力或腹内压特别高、胸腔内呼吸力学变化较大，会选择进行食道压监测。

ECMO患者可能在后期会出现气压伤等情况，VAP发生风险增加。我中心一例21岁男性患者，因“发热9天，咳嗽5天，呼吸困难2天”入院。诊断：重症社区获得性肺炎，腺病毒肺炎，肺炎链球菌肺炎，ARDS，感染性休克，急性肾损伤。入院后PFR 70~100 mmHg（FiO2 1.0，PEEP 12 cmH2O），俯卧位无效。入院后第2天ECMO治疗。PCV：PC 14 cmH2O，F 12次/min，PEEP 14 cmH2O，FiO2 0.5，VT 300 ml（4 ml/kg）, MV 4~8 L/min。ECMO：血流量4.28 L/min，气流量9 L/min。ECMO治疗7天后出现气压伤（纵隔气肿、皮下气肿）。ECMO治疗7天后出现气压伤（纵隔气肿、皮下气肿）。PEEP降至4 cmH₂O，VT 370ml（4.7 ml/kg）, MV 6~9 L/min；ECMO：血流量2.83 L/min，气流量2 L/min。也许有些患者对PEEP的需求并没有想象得那么高，尤其对于ARDS后期患者。

清醒ECMO的生理学优势在于无人工气道、患者清醒、有自主呼吸，但临床实施仍需慎重。2019年我们团队总结了清醒ECMO在长程ECMO患者中的应用，在病程后期，患者并没有必要使用呼吸机，于是将呼吸机断开，仅予吸氧，如果是插管患者就拔管，然后使用储氧面罩，结果发现患者存活率较高。对于ARDS后期患者，PEEP是否需要以及何种程度（高PEEP还是ZPEEP），仍需要更多探讨。

清醒ECMO实施的建议指征：①原发病可逆，得到了控制；②气道保护能力：神志清楚，气道保护能力强，纤支镜检查下无明显的气道内分泌物和气道炎症；③血流动力学稳定，无严重心律失常；④一定的自主呼吸功能：峰压≤20 cmH₂O，PEEP≤12 cmH₂O，FiO2≤0.5；⑤有VAP的高危风险或怀疑有VAP可能；⑥出现气压伤或具有气压伤的高危风险；⑦ECMO运转正常，凝血纤溶指标稳定；⑧血管穿刺部位无明显的感染征象。

清醒ECMO目前关注度较高，但其更多是在等待肺移植的患者中应用，对于早期ARDS患者，个人认为其应用要慎重，因为早期ARDS患者需要PEEP设定来改善肺容积，对于减轻肺损伤也有非常重要的作用。尽可能维持ECMO后肺泡的开放，关注ECMO后个体化PEEP的设置，例如EIT、快跨肺压等。对于清醒ECMO的可以尝试，但要慎重！

参考文献

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[1] Combes A, Hajage D, Capellier G, et al. Extracorporeal Membrane Oxygenation for Severe Acute Respiratory Distress Syndrome[J]. N Engl J Med, 2018, 378(21):1965-1975.

[2] Peek GJ, Mugford M, Tiruvoipati R, et al. Efficacy and economic assessment of conventional ventilatory support versus extracorporeal membrane oxygenation for severe adult respiratory failure (CESAR): a multicentre randomised controlled trial[J]. Lancet, 2009, 374(9698):1351-1363.

[3] Munshi L, Walkey A, Goligher E, et al. Venovenous extracorporeal membrane oxygenation for acute respiratory distress syndrome: a systematic review and meta-analysis[J]. Lancet Respir Med, 2019, 7(2):163-172.

[4] 中国医师协会呼吸医师分会危重症医学专业委员会, 中华医学会呼吸病学分会危重症医学学组. 体外膜式氧合治疗成人重症呼吸衰竭推荐意见[J]. 中华结核和呼吸杂志, 2019, 42(9):660-684.

[5] Abrams D, Schmidt M, Pham T, et al. Mechanical Ventilation for Acute Respiratory Distress Syndrome during Extracorporeal Life Support. Research and Practice[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2020, 201(5):514-525.

[6] Schmidt M, Pham T, Arcadipane A, et al. Mechanical Ventilation Management during Extracorporeal Membrane Oxygenation for Acute Respiratory Distress Syndrome. An International Multicenter Prospective Cohort[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2019, 200(8):1002-1012.

[7] Araos J, Alegria L, Garcia P, et al. Near-Apneic Ventilation Decreases Lung Injury and Fibroproliferation in an Acute Respiratory Distress Syndrome Model with Extracorporeal Membrane Oxygenation[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2019, 199(5):603-612.

[8] Terragni PP, Del Sorbo L, Mascia L, et al. Tidal volume lower than 6 ml/kg enhances lung protection: role of extracorporeal carbon dioxide removal[J]. Anesthesiology, 2009, 111(4):826-835.

[9] Worku ET, Yeung F, Anstey C, et al.The impact of reduction in intensity of mechanical ventilation upon venovenous ECMO initiation on radiographically assessed lung edema scores: A retrospective observational study[J]. Front Med (Lausanne), 2022, 9:1005192.

[10] Kallet RH, Siobal MS, Alonso JA, et al. Lung collapse during low tidal volume ventilation in acute respiratory distress syndrome[J]. Respir Care, 2001, 46(1):49-52.

[11] Jungebluth P, Iglesias M, Go T, et al. Optimal positive end-expiratory pressure during pumpless extracorporeal lung membrane support[J]. Artif Organs, 2008, 32(11):885-890.

[12] Holzgraefe B, Broomé M, Kalzén H, et al. Extracorporeal membrane oxygenation for pandemic H1N1 2009 respiratory failure[J]. Minerva Anestesiol, 2010, 76(12):1043-1051.

[13] Schmidt M, Stewart C, Bailey M, et al. Mechanical ventilation management during extracorporeal membrane oxygenation for acute respiratory distress syndrome: a retrospective international multicenter study[J]. Crit Care Med, 2015, 43(3):654-664.

[14] Cressoni M, Chiumello D, Algieri I, et al. Opening pressures and atelectrauma in acute respiratory distress syndrome[J]. Intensive Care Med, 2017, 43(5):603-611.

[15] Camporota L, Caricola EV, Bartolomeo N, et al. Lung Recruitability in Severe Acute Respiratory Distress Syndrome Requiring Extracorporeal Membrane Oxygenation[J]. Crit Care Med, 2019, 47(9):1177-1183.

[16] Franchineau G, Bréchot N, Lebreton G, et al. Bedside Contribution of Electrical Impedance Tomography to Setting Positive End-Expiratory Pressure for Extracorporeal Membrane Oxygenation-treated Patients with Severe Acute Respiratory Distress Syndrome[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2017, 196(4):447-457.

[17] Estoos EM, Jocham KP, Zhang C, et al. Optimal positive end-expiratory pressure reduces right ventricular dysfunction in COVID-19 patients on venovenous extracorporeal membrane oxygenation: A retrospective single-center study[J]. J Crit Care, 2023, 75:154274.

[18] Wang R, Sun B, Li X, et al. Mechanical Ventilation Strategy Guided by Transpulmonary Pressure in Severe Acute Respiratory Distress Syndrome Treated With Venovenous Extracorporeal Membrane Oxygenation[J]. Crit Care Med, 2020, 48(9):1280-1288.

[19] Xia J, Gu S, Li M, et al. Spontaneous breathing in patients with severe acute respiratory distress syndrome receiving prolonged extracorporeal membrane oxygenation[J]. BMC Pulm Med, 2019, 19(1):237.

[20] Belletti A, Sofia R, Cicero P, et al. Extracorporeal Membrane Oxygenation Without Invasive Ventilation for Respiratory Failure in Adults: A Systematic Review[J]. Crit Care Med, 2023, 51(12):1790-1801.

作者介绍

夏金根

中日医院呼吸与危重症医学科呼吸治疗师，中华医学会呼吸病学分会呼吸治疗学学组委员，中国医师协会呼吸医师分会呼吸相关职业发展工作委员会委员，中国医学装备协会呼吸病学装备专业委员会第一届委员，中国病理生理学会危重病专业委员会第一届呼吸治疗学组委员，中国康复医学会呼吸康复委员会委员，中国医学救援协会重症医学分会理事会理事。

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