Xác định PEEP tốt nhất ở bệnh nhân thở máy

Xác định PEEP tốt nhất ở bệnh nhân thở máy

Luciano Gattinoni and John J.Marini

Dịch tóm tắt: BS. Đặng Thanh Tuấn – BV Nhi Đồng 1

Áp lực dương cuối thì thở ra (PEEP) được đan xen với hội chứng nguy kịch hô hấp cấp tính (ARDS) kể từ khi được Ashbaugh và cộng sự mô tả lần đầu tiên [1]. Sau đó, các tác động có khả năng cạnh tranh của PEEP đối với thể tích phổi, trao đổi khí và huyết động học nhanh chóng được ghi nhận, thúc đẩy các đề xuất đầu tiên về các phương pháp tối ưu hóa PEEP trong môi trường lâm sàng. Tám năm sau khi thuật ngữ ARDS được đúc kết, một nghiên cứu chính của Suter và cộng sự [2] định nghĩa “PEEP tối ưu” là giá trị liên quan đến độ giãn nở hô hấp tốt nhất. Mức độ đó có liên quan đến việc cung cấp oxy tốt nhất và giảm khoảng chết, mặc dù PaO₂ tiếp tục tăng ở mức PEEP cao hơn mức tối ưu được xác định theo độ giãn nở. Cách tiếp cận chu đáo này không chỉ dựa trên “oxygen hóa” động mạch, mà còn dựa trên huyết động học và cơ học hô hấp. Nghiên cứu tiếp theo về “PEEP tốt nhất” giống như việc tìm kiếm “Chén thánh”, và đã phát triển tuần tự dọc theo ba đường chính: oxygen hóa, cơ học phổi và thử nghiệm lâm sàng (Hình 1).

Oxygen hóa

Trong thời kỳ đầu 'tổn thương phổi do thở máy', PEEP được giới thiệu chủ yếu để điều chỉnh tình trạng giảm oxy máu. Thật không may, mục tiêu oxygen hóa tỏ ra khó xác định về mặt số học. Nỗ lực đầu tiên để đặt ra mục tiêu oxygen hóa “tốt nhất” được cung cấp bởi Tenaillon và cộng sự [3], người đã đề xuất rằng PEEP tốt nhất nên giảm trộn lẫn tĩnh mạch xuống ≤ 15%. Phương pháp này khuyến khích mức PEEP rất cao (≥ 20 cmH₂O); bất kỳ kết quả suy giảm huyết động nào thường được bù đắp bằng cách truyền nhiều dịch. Có lẽ, lý do chính đáng nhất để xem xét huyết động trong điều chỉnh PEEP sau đó đã được cung cấp bởi Dantzker và cộng sự [4], người cho rằng tác dụng có lợi của PEEP đối với quá trình oxygen hóa là do làm giảm lượng máu chảy qua các đơn vị phổi bất thường. Thật vậy, mối liên hệ chặt chẽ đã được ghi nhận giữa việc giảm cung lượng tim của PEEP và cải thiện PaO₂. Hiện tượng này, được quan sát trước đây bởi Lemaire và cộng sự [5], vẫn hiếm khi được xem xét tại giường. Các mục tiêu oxygen hóa động mạch không chính xác tiếp tục là chỉ số được sử dụng rộng rãi nhất để đáp ứng PEEP trong thực hành thường quy. Ngược lại, bất chấp tính hợp lý và an toàn đáng nghi ngờ của chúng, các bảng PEEP tiện lợi và khá cụ thể vẫn được sử dụng rộng rãi [6].

Hình 1: Đề xuất đầu tiên để xác định PEEP tốt nhất [2] bao gồm việc đánh giá đồng thời oxygen hóa, cơ học hô hấp và huyết động. Sau đó, các chỉ số về oxygen hóa [3], đôi khi cùng với huyết động [4], được đề xuất làm mục tiêu chính. Đường cong thể tích-áp lực sau đó đã được nghiên cứu rộng rãi [7]. Trong thời đại của các chiến lược bảo vệ phổi thuộc về bảng PEEP [6] và chỉ số căng thẳng (stress index). Một số đề xuất hiện nay bao gồm việc thiết lập PEEP để hạn chế áp lực đẩy và bình nguyên, sử dụng các đường cong thể tích-áp lực kép 'trước và sau khi tăng PEEP' [18] và đánh giá phản ứng với sự thay đổi PEEP bằng nhiều công cụ: tỷ lệ ước tính được huy động thể tích đến mức tăng tổng thể tích [19], chụp CT, siêu âm phổi tại giường (LUS) hoặc chụp cắt lớp trở kháng điện (EIT)

Cơ học phổi

Các nhà điều tra đã thực hiện một hướng dẫn được công nhận rộng rãi để đánh giá cơ học phổi, nhánh hít vào của mối quan hệ giữa thể tích và áp lực, được thực hiện bởi các nhà điều tra, những người đã đề xuất đặt PEEP cao hơn 2 cm nước so với điểm uốn dưới của nó [7]. Phương pháp này ngầm giả định rằng việc huy động các đơn vị khả thi là con số không ở áp lực và thể tích vẫn cao hơn, và sự căng phồng quá mức hạn chế xảy ra trong quá trình thông khí theo chu kỳ thở. Quan niệm sai lầm này đã thúc đẩy nghiên cứu để xác định và đo lường việc huy động. Thật không may, bản thân thuật ngữ “huy động” là mơ hồ. Chúng tôi và những người khác định lượng sự huy động thông qua hình ảnh định lượng phổi, xác định nó là tổng số mô không có khí được sục khí trở lại. Những người khác đánh giá việc huy động là sự cải thiện thông khí của một vùng phổi được xác định trước [8]. Trong các cơ sở lâm sàng, việc huy động đã được giả định khi độ giãn nở theo chu kỳ thở tăng lên để đáp ứng với mức gia tăng PEEP [9]. Tuy nhiên, ước tính huy động được đo bằng cơ học hô hấp được cải thiện và những ước tính được định lượng bằng hình ảnh là khá khác biệt. Trên thực tế, cơ học hô hấp tốt hơn không chỉ là kết quả của nhiều đơn vị phổi được sục khí hơn, mà còn do độ giãn nở cao hơn của các đơn vị phổi đã mở [10]. Các nỗ lực dựa trên cơ học khác để xác định “PEEP tốt nhất”, một can thiệp hô hấp, tập trung vào nhánh thở ra của mối quan hệ thể tích - áp lực [11]. Theo đó, áp lực đường thở được giảm dần theo từng bước từ áp lực cuối thì hít vào, với 'PEEP tốt nhất' được định nghĩa là áp lực ngay trên mức mà PaO2 hoặc mức độ độ giãn nở giảm [12]. Phương pháp này quy những thay đổi như vậy trong các đặc tính của hệ thống hô hấp là “mất huy động” bên trong phổi, bỏ qua sự bao bọc thành ngực của nó. Talmor và cộng sự đã đề xuất một cách tiếp cận hoàn toàn khác, một phương pháp cũng dựa trên cơ học thở ra (nhưng của chính phổi) [13]. Các tác giả này đã đánh đồng áp lực thực quản với áp lực màng phổi và dựa trên “PEEP tốt nhất” khó nắm bắt trên mức độ mà sự khác biệt giữa áp lực đường thở cuối thì thở ra và thực quản chuyển thành dương tính. Tuy nhiên, rõ ràng là làm như vậy không mang lại lợi ích kết quả rõ ràng [14].

Các thử nghiệm lâm sàng

“PEEP tốt nhất” đã được tìm kiếm thông qua nhiều thử nghiệm lâm sàng đối chiếu kết quả của các nhóm dân số được điều trị bằng PEEP cao hơn so với thấp hơn hoặc các phương pháp tiếp cận cụ thể để thiết lập nó [6]. Tuy nhiên, không có thử nghiệm tiền cứu nào thành công một cách thuyết phục, mặc dù các phân tích tổng hợp ấn tượng ủng hộ PEEP cao hơn cho các phân nhóm cụ thể [15]. Đáng chú ý, PEEP cao hơn liên quan đến thủ thuật huy động có liên quan đến tỷ lệ tử vong tăng đáng kể [16].

Lý tưởng nhất là “PEEP tốt nhất” đồng thời: (1) cung cấp sự trao đổi khí thích hợp; (2) giữ cho phổi mở (ngăn ngừa xẹp đường thở); (3) tránh sự căng quá mức của phế nang; và (4) không ảnh hưởng đến huyết động. PEEP ‘grail’ này đơn giản là không tồn tại. Bất kỳ PEEP nào được chọn luôn là một sự thỏa hiệp giữa các mục tiêu này - một sự cân bằng mà theo thời gian ngày càng nghiêng về phía phức tạp của nó. Chỉ với những trường hợp ngoại lệ riêng lẻ, nhiệm vụ tìm kiếm một phương pháp 'PEEP tối ưu' đã tập trung vào áp lực đường thở thụ động và phần lớn đã bỏ qua những ảnh hưởng quan trọng có thể xảy ra của giai đoạn bệnh, thành ngực cứng, béo phì nặng, dung tích phổi em bé, góc thân so với chiều thẳng đứng, tư thế nằm ngửa/nằm sấp, độ giãn nở khu vực và cần đánh giá lại PEEP thường xuyên khi bệnh tiến triển hoặc khỏi.

Trao đổi khí tối ưu: PEEP chắc chắn không yêu cầu trộn lẫn tĩnh mạch phải được giữ <15%, nhưng nó phải cung cấp khả năng trao đổi khí khả thi (PaO₂ 60/80 mmHg và PaCO₂ <50/55 mmHg) mà không tạo ra khoảng chết quá mức hoặc mức độ độc hại tiềm ẩn của FiO₂.

Giữ cho phổi mở: Để duy trì tất cả các phế nang không ổn định được huy động cần PEEP ≥ 20 cmH₂O. Do đó, có thể an toàn hơn nếu chấp nhận rằng một phần của phổi có khả năng ‘có thể huy động’ sẽ luôn đóng.

Căng phế nang quá mức: Không thể tránh khỏi tình trạng căng phồng quá mức khi PEEP vượt quá 10/15 cmH₂O, mức làm cho các đơn vị phổi bình thường gần đạt đến dung tích tổng của chúng.

Huyết động: Suy giảm huyết động, theo quan điểm của chúng tôi, là một tác dụng phụ luôn tồn tại mà hậu quả của nó phần lớn bị bỏ qua. Huyết động bị tổn thương do PEEP thường không được coi là có vấn đề, vì chúng thường phản ứng dễ dàng với dịch truyền và thuốc tăng co bóp tim. Tuy nhiên, hậu quả mô học thu được của các 'phương pháp khắc phục' như vậy là khá dễ chứng minh trên động vật thí nghiệm [17].

Không nghi ngờ gì nữa, việc áp dụng PEEP một cách hợp lý đã cứu sống nhiều người. Tuy nhiên, lịch sử đã chỉ ra rằng nhiệm vụ tìm kiếm các hướng dẫn “PEEP tốt nhất” duy nhất là kỳ lạ; thay vào đó, PEEP tốt nhất có thể chỉ đơn giản là giá trị theo kinh nghiệm, cụ thể cho từng cá nhân, cung cấp oxy khả thi (SpO₂ > 90% mà không có FiO₂ quá mức (ví dụ: > 0,7) và PaCO₂ chấp nhận được (<50/55 mmHg), với nhu cầu tối thiểu để hồi sức dịch hoặc thuốc hỗ trợ tim mạch. Bắt đầu với PEEP 10–12 cm H₂O có thể là cách tiếp cận thận trọng nhất, luôn cảnh giác với các hậu quả huyết động có thể xảy ra bất cứ khi nào PEEP tăng.

Tài liệu tham khảo

Ashbaugh DG, Bigelow DB, Petty TL, Levine BE (1967) Acute respiratory distress in adults. Lancet 2(7511):319–323

Suter PM, Fairley B, Isenberg MD (1975) Optimum end-expiratory airway pressure in patients with acute pulmonary failure. N Engl J Med 292(6):284–289

Tenaillon A, Labrousse J, Gateau O, Lissac J (1978) Optimal positive end-expiratory pressure and static lung compliance. N Engl J Med 299(14):774–775

Dantzker DR, Lynch JP, Weg JG (1980) Depression of cardiac output is a mechanism of shunt reduction in the therapy of acute respiratory failure. Chest 77(5):636–642

Lemaire F, Gastine H, Regnier B, Teisseire B et al (1977) Changes in intrapulmonary shunting with alterations in pulmonary vascular resistance. Anesthesiology 47(3):315–316

Brower RG, Lanken PN, MacIntyre N, Matthay MA et al (2004) Higher versus lower positive end-expiratory pressures in patients with the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med 351(4):327–336

Matamis D, Lemaire F, Harf A, Brun-Buisson C et al (1984) Total respiratory pressure-volume curves in the adult respiratory distress syndrome. Chest 86(1):58–66

Puybasset L, Cluzel P, Chao N, Slutsky AS et al (1998) A computed tomography scan assessment of regional lung volume in acute lung injury. The CT Scan ARDS Study Group. Am J Respir Crit Care Med 158(5 Pt 1):1644– 1655

Jonson B, Richard JC, Straus C, Mancebo J et al (1999) Pressure-volume curves and compliance in acute lung injury: evidence of recruitment above the lower inflection point. Am J Respir Crit Care Med 159(4 Pt 1):1172– 1178

Chiumello D, Marino A, Brioni M, Cigada I et al (2016) Lung recruitment assessed by respiratory mechanics and computed tomography in patients with acute respiratory distress syndrome. What is the relationship? Am J Respir Crit Care Med 193(11):1254–1263

Lu Q, Constantin JM, Nieszkowska A, Elman M et al (2006) Measurement of alveolar derecruitment in patients with acute lung injury: computerized tomography versus pressure-volume curve. Crit Care 10(3):R95

Suarez-Sipmann F, Bohm SH, Tusman G, Pesch T et al (2007) Use of dynamic compliance for open lung positive end-expiratory pressure titration in an experimental study. Crit Care Med 35(1):214–221

Talmor D, Sarge T, Malhotra A, O'Donnell CR, Ritz R, Lisbon A, Novack V, Loring SH (2008) Mechanical ventilation guided by esophageal pressure in acute lung injury. N Engl J Med 359(20):2095–2104

Beitler JR, Sarge T, Banner-Goodspeed VM, Gong MN et al (2019) Effect of titrating positive end-expiratory pressure (PEEP) with an esophageal pressure-guided strategy vs an empirical high PEEP-Fio2 strategy on death and days free from mechanical ventilation among patients with acute respiratory distress syndrome: a randomized clinical trial. JAMA 321(9):846–857. https://doi.org/10.1001/jama.2019.0555

Briel M, Meade M, Mercat A, Brower RG, Talmor D, Walter SD, Slutsky AS, Pullenayegum E, Zhou Q, Cook D, Brochard L, Richard JC, Lamontagne F, Bhatnagar N, Stewart TE, Guyatt G (2010) Higher vs lower positive endexpiratory pressure in patients with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: systematic review and meta-analysis. JAMA 303(9):865–873. https://doi.org/10.1001/jama.2010.218

Writing Group for the Alveolar Recruitment for Acute Respiratory Distress Syndrome Trial I, Cavalcanti AB, Suzumura EA, Laranjeira LN et al (2017) Effect of lung recruitment and titrated positive end-expiratory pressure (PEEP) vs low PEEP on mortality in patients with acute respiratory distress syndrome: a randomized clinical trial. JAMA 318(14):1335–1345

Gattarello S, Pasticci I, Busana M, Lazzari S et al (2021) Role of fluid and sodium retention in experimental ventilator-induced lung injury. Front Physiol 12:743153

Ranieri et al (1991) Effects of positive end-expiratory pressure on alveolar recruitment and gas exchange in patients with the adult respiratory distress syndrome. Am Rev Respir Dis. 

Chen et al (2020) Potential for lung recruitment estimated by the recruitment-to-inflation ratio in acute respiratory distress syndrome. A clinical trial. Am J Respir Crit Care Med.