作者：马效禹，范得慧，王威威，哈尔滨医科大学附属第二医院麻醉科

机械通气期间，适宜的呼气末正压(positive end-expiratory pressure， PEEP)有助于保持肺泡开放、减少肺内分流、改善动脉氧合，并且在不过度增加肺组织机械牵拉的情况下，最大限度地减轻因肺泡周期性开放和关闭导致的肺剪切应力伤和肺泡表面活性物质破坏。因此，适宜的PEEP可降低机械通气期间呼吸机相关肺损伤(ventilator-associated lung injury， VALI)的发生风险。

目前已有学者提出应用CT技术滴定个体化PEEP的方案。但患者和医务人员有辐射暴露的风险，且CT无法在床旁实时评估患者的肺功能。电阻抗断层成像(electrical impedance tomography， EIT)是一种无创、无辐射的成像方法，可在床边实时动态评估肺功能，是滴定个体化PEEP的有效手段。本文简要总结EIT指导下的PEEP(EIT-guided PEEP， PEEPEIT)滴定方法，为优化个体化PEEP的设置提供参考。

1.EIT的测量指标

EIT是一项基于不同人体组织具有不同导电能力的非侵入性、无辐射成像技术，可以在床旁实时监测肺内气体的分布，因此，EIT可能是滴定个体化PEEP的有效方法。EIT还有其他的临床应用途径，例如用于接受机械通气治疗患者的转运，监测与自主呼吸相关性肺损伤有关的呼吸钟摆现象和钟摆体积的定量评估，评估患者接受胸部理疗的治疗效果，或用于需要麻醉监测的门诊患者，并且在监测肥胖患者(BMI 39～60 kg/m2)胃减容术围术期的肺容积变化及肺功能评估方面也体现出较好的应用前景。

EIT的主要测量指标包括以下几种：潮气阻抗变化(tidal impedance variation， TIV)、区域顺应性(regional compliance， Creg)、肺泡过度膨胀和塌陷(overdistension and collapse， OD/CL)折衷、总不均一指数(globle inhomogeneity index， GI)、通气中心(center of ventilation， CoV)、区域通气延迟(regional ventilation delay， RVD)和吸气相气体分布指数(intratidal gas distribution index， ITV-index)。

潮气阻抗变化： TIV是呼吸过程中产生的电阻抗变化。吸气末肺内气体含量最多，电阻抗达到最大值；而呼气末则相反，此时电阻抗达到最小值，二者差值即为TIV。整体TIV是整个肺区域中所有象限像素阻抗变化的总和，区域TIV表示感兴趣区域(region of interest， ROI)的阻抗变化。

区域顺应性： Creg为区域潮气阻抗变化/驱动压(驱动压=平台压-PEEP)。EIT可以监测区域TIV，因此可以估算ROI的肺容积，为评估Creg提供基础。通过监测Creg(例如重力依赖区和非重力依赖区)，可以了解在不同呼吸机参数设置下，上述两区域由于Creg的不均匀而导致气体在肺内分布不均匀的情况。

肺泡过度膨胀和塌陷折衷： 肺Creg会随PEEP水平的改变而变化。Puel等研究表明EIT可确定肺泡过度膨胀和(或)塌陷所引起肺Creg减小累计最小百分比，该点即OD/CL折衷，此点对应的PEEP即为EIT指导下滴定的最佳PEEP。当PEEP低于或高于该水平时，Creg会随之降低，在像素图像上分别表现为肺泡塌陷或肺泡过度膨胀。

总不均一指数： GI反映潮式呼吸时肺内气体分布的异质性。Zhao等对健康肺患者进行了递增PEEP试验，探讨GI确定最佳PEEP的可行性。结果表明GI最小的PEEP水平对应最大的整体肺动态顺应性，因此可以根据GI滴定最佳PEEP，减少肺内不均匀性通气。

通气中心： CoV用于描述肺内气体沿重力轴由腹侧至背侧的垂直分布。CoV为50%表示腹侧和背侧区域的通气分布均匀，比值越大，肺依赖区通气越多。Ukere等研究表明俯卧位机械通气期间，背侧萎缩肺组织复张，患者通气不均一性和低氧血症症状明显改善。这表明CoV向背侧移位可改善通气不均一性，在肺内气体交换和改善呼吸系统力学方面发挥了作用。

区域通气延迟： RVD表示肺内通气的时间不均匀性，较小的RVD提示气体分布更均匀。CT技术证实了基于局部滞后特性而衍生的RVD与区域肺泡复张存在相关性。Muders等使用缓慢充气技术评估机械通气期间RVD对滴定个体化PEEP的意义。当PEEP接近最佳值时，RVD减小，肺内气体分布更加均匀，肺泡周期性开放现象减少到最小，从而减轻VALI。

吸气相气体分布指数： ITV-index是一项评估肺内通气均匀性的时间参数，表明肺内气体在吸气过程中随时间变化的分布情况。ITV-index为1表示肺内气体均匀分布到非重力依赖区和重力依赖区。Blankman等研究发现ITV-index越接近1，心脏外科手术后患者PaO2/FiO2越好。因此，可以根据ITV-index滴定最佳PEEP，使肺内气体均匀分布到重力依赖区和非重力依赖区。

2.EIT在PEEP滴定中的应用

选择合适的PEEP水平在肺保护性通气策略中十分重要。最佳的PEEP水平可在减少肺泡塌陷的同时避免肺泡过度膨胀。PEEPEIT滴定方法已经应用于ARDS(包括接受体外膜肺氧合治疗)、选择性腹部手术以及接受俯卧位通气治疗的患者。目前基于EIT的PEEP滴定方法众多，包括：OD/CL法、呼气末肺电阻抗(end-expiratory lung impedance， EELI)法、肺灌注法、GI法和RVD法，基于不同EIT方法滴定的最佳PEEP存在差异，且方法的选择尚缺乏统一的标准。

肺泡过度膨胀和塌陷法： 应用基于局部顺应性变化的OD/CL法对ARDS患者进行PEEP滴定是安全可行的。Costa等研究在两例接受气管插管治疗的重症肺炎患者中，首次设计出PEEPEIT滴定方法。在递减PEEP试验期间，EIT可记录到OD/CL引起的肺顺应性下降累计百分比，根据得到的数据计算得出OD/CL折衷，该值对应的PEEP被定义为PEEPEIT，表示该PEEP水平下肺具有最佳顺应性。该研究采用CT验证OD/CL法的实用性，结果表明EIT可以准确地监测肺区域OD/CL的位置和数量，与CT测量结果一致。

Zhao等比较了OD/CL法和静态压力-容积曲线法两种PEEP滴定方案，PEEP滴定2 h后，采用EIT的患者肺静态顺应性和驱动压明显优于采用静态-压力容积曲线的患者。一项单中心随机对照试验表明，与静态压力-容积曲线法比较，采用EIT的患者驱动压力明显降低，生存率明显升高。尽管如此，van den Berg研究表明，OD/CL法滴定的个体化PEEP会使ARDS患者的肺泡受到过度膨胀和塌陷的双重损伤。

EIT可计算出不同PEEP水平的塌陷率和过度膨胀率，根据塌陷率与过度膨胀率选择PEEPEIT的方法在不同文献中有所不同。Pereira等选择OD/CL折衷高一水平的PEEP作为PEEPEIT与固定PEEP进行比较，这与Costa等选取方案不同，该研究中采用PEEPEIT的患者PaO2/FiO2升高，驱动压和拔管后肺不张发生率降低。

Sella等在新型冠状病毒(corona virus disease 2019， COVID-19)感染患者中比较了PEEP-FiO2表法与OD/CL法，研究结果表明，PEEPEIT(即OD/CL折衷所对应的PEEP)与低PEEP-FiO2表推荐的PEEP水平更接近。Perier等研究亦表明，COVID-19引起的ARDS患者无论处于仰卧位或俯卧位，PEEPEIT与低PEEP-FiO2表推荐的PEEP水平更接近。

但van der Zee等在一项队列研究中比较了OD/CL法与PEEP-FiO2表法。与上述两项COVID-19相关的研究比较，该研究中的PEEPEIT水平更高，更接近于高PEEP-FiO2表推荐的PEEP水平。这可能是因为该研究选择OD/CL折衷高一水平的PEEP作为PEEPEIT。上述研究结果表明，对需要接受气管插管治疗的COVID-19患者，即使个体化PEEP滴定方法均采用OD/CL法，PEEPEIT仍存在差异，这可能是由于PEEPEIT的选择方法不同导致的。

呼气末电阻抗法： 呼气末电阻抗(end-expiratory lung impedance， EELI)随PEEP水平的变化而改变。EELI的变化可反映呼气末肺泡的开放程度，是呼气末肺容积的替代测量值。在充分肺复张10 min后设定初始PEEP，如果EELI下降幅度>10%，则认为该PEEP水平不足以维持复张的肺泡开放，此时PEEP水平应增加2 cmH2O。重复此过程直到EELI保持稳定，即EELI下降幅度≤10%，此时的PEEP水平即为PEEPEIT。

一项临床研究比较了EELI法与低PEEP-FiO2表法，结果表明采用EELI法的患者PaO2/FiO2和驱动压均得到改善。EELI法已用于接受体外膜肺氧合治疗的ARDS患者及接受气管插管治疗的严重哮喘患者。Zhao等研究比较了EELI法与OD/CL法，尽管多数ARDS患者采用两种方法滴定得到的PEEPEIT差异无统计学意义，但仍有3例患者滴定结果不一致，且两种方法得出的PEEPEIT差值大于8 cmH2O。这可能是肺内有部分不可复张的肺泡和气道阻力不均匀所致。因此，需要结合其他EIT测量指标完善PEEPEIT滴定方法，为患者提供更准确的个体化PEEP。

肺灌注法： 对接受机械通气的患者，理想的临床监测应该可以同时监测肺通气、肺灌注以及两者的匹配度。过高的PEEP会引起肺灌注不足，过低的PEEP无法维持复张肺泡的开放，这为PEEPEIT滴定提供了新的思路。COVID-19感染患者除肺通气受累外，还存在血管内皮损害、凝血功能异常、微血栓形成等导致的区域肺灌注缺损。Grasselli等研究表明EIT可评估COVID-19感染患者的肺灌注及通气血流比值(V/Q)特征。因此，最近有学者提出了基于EIT评估，采用V/Q比值滴定个体化PEEP的假设。目前尚未设计出完整的PEEP滴定方法，因此，还需要进行大样本的研究完善该方法，评估其准确性和临床实用价值。

两种或多种EIT测量指标的综合应用有助于提供更全面的肺功能评估，更好地指导最佳PEEP的滴定。已有临床研究支持OD/CL法和GI作为个体化PEEP滴定的共同参考指标，且已应用于ARDS动物模型和临床病例中。因此，在临床应用时需将PEEP滴定技术和EIT测量数据相结合，根据患者自身的病理生理特点设置个体化呼吸机参数。

3.EIT的局限性

尽管EIT有上述优点，但也存在局限性，临床医师需全面评估各项测量指标，避免信息不全面导致错误的临床方案。首先，电极对数量会影响软件重建的像素数，较少的电极对会限制EIT的空间分辨率。其次，由于改变电极位置会测量到其他肺区域，为准确地评估气体分布随时间的变化，测量过程中电极缚带必须一直放置在同一位置。即使电极缚带断开后重新放置在相同位置，测量的像素图像也会出现偏差，限制了其在临床的应用。

4.小结

与传统影像技术(CT、MRI、超声等)及常规肺功能检测比较，EIT利用生物阻抗可实现床旁、连续、动态、非侵入性的功能性成像，提供更加全面的生理病理信息。目前EIT已被广泛应用于机械通气监测、呼吸机撤机及肺栓塞诊疗等方面。特别是在机械通气期间，EIT可通过确定最佳PEEP指导呼吸机参数设置，从而提高氧合指数，改善通气分布。EIT正处于从基础研究到临床应用的发展阶段，未来仍需大样本、多中心的研究验证EIT的准确性和安全性，为EIT的应用提供更充分的理论依据。

来源：马效禹,范得慧,王威威.电阻抗断层成像技术用于呼气末正压滴定的研究进展[J].临床麻醉学杂志,2024,40(02):185-189.