在一般負壓呼吸的狀態下，吸氣時胸腔擴張，氣道內的壓力下降，空氣自大氣環境中流入相對低壓的氣道內，氣道內的壓力也隨著流入的空氣量增加而增加，肺泡就逐漸擴張，塌陷的肺泡也隨著壓力上升而被撐開；吐氣時，失去負壓支撐的肺泡開始塌陷，氣體自肺部流出。吐氣末期時，呼吸道及肺泡的壓力就會接近大氣壓力，此時不會有氣體的流動，直到下一個呼吸周期開始。在吸氣過程中，撐開塌陷肺泡的過程稱為 alveolar recruitment，人體可隨著生理活動需求，藉著呼吸來調節肺泡數量來達成身體的需求。在生理學上的觀點，alveolar recruitment及decruitment是藉著tidal volume、inspiratory reservevolume及expiratory reversevolume來調節的。

當人體的代謝上升時，身體會調節更多的肺泡加入氣體交換；但是當肺部退化或是產生病變之時，就會影響肺泡氣體交換的效率，例如肺泡失去彈性（呼吸道因為痰液阻塞、肺泡因肺水腫而充滿液體），吸氣時，需要更大的壓力才能撐開肺泡，因此能夠進行氣體交換的肺泡數量與通氣量就會下降；吐氣時，肺泡與呼吸道會更快塌陷而導致氣體交換提早中止，這些病變即是V/Q mismatch 與 pulmonary shunting。臨床上常見發生呼吸衰竭的疾病，如COPD、pneumonia、pulmonary edema及ARDS等，主要是大量肺泡發生了可逆或不可逆的病變而喪失了原有的功能所導致。

在症狀的生理狀態下，吐氣時，肺泡內的壓力會高於大氣的壓力而開始塌陷，PositiveEnd-Expiratory Pressure (PEEP) 是指在吐氣末期，讓肺泡內的壓力仍然高於大氣壓力，這就能避免肺泡在吐氣末期塌陷而提早中斷換氣，被撐開的肺泡可以在下一個呼吸循環初期就能立即進行氣體交換。

PEEP的利與弊：

雖然維持PEEP能夠藉由alveolar recruitment的作用協助呼吸困難的病患通氣，但是PEEP也是一體兩面的雙面刃，會對臨床上帶來許多負面的影響，以下列出PEEP帶來的利與弊。

1.     PEEP的好處

I.      藉由alveolar recruitment改善通氣

II.     避免呼吸道與肺泡塌陷

III.    呼吸道阻力下降，可減少自發性呼吸所需做的功

IV.    胸腔內壓的上升，降低preload，能夠改善急性心衰竭的症狀

2.     PEEP的壞處

I.      可能造成肺泡過度擴張而產生barotrauma，例如pneumothorax、emphysema

II.     胸腔內壓上升，肺尖血流下降而導致dead space 增加

III.    胸腔內壓上升，增加了RV afterload

IV.    胸腔內壓上升，影響hepatic venous return

V.     有可能造成腦壓上升（當PEEP > 15cm H2O時）

VI.   增加嘔吐與吸入性肺炎的風險（當PEEP > 25cm H₂O時）

PEEP Valve在臨床上的應用：

PEEP Valve是一個設有單向阻力閥的裝置，可透過旋轉頂端來調整壓力大小（圖一），透過一個連結裝置（圖二）就可以快速的安裝在Bag-Valve-Mask (BVM)上（圖三、圖四），在主動給氧氣的時候提供一個可控制的吐氣末壓力。

一般而言，PEEP 大多設定在 5-25 cm H₂0，超過25cm H₂O 將會顯著增加嘔吐與吸入性的風險，目前醫學研究上並沒有對最佳的PEEP(Optimal PEEP)設定或選擇提供實證指引，而Optimal PEEP也不是恆定不動的，必須隨著病患的病情改善或惡化而調整。目前只有針對ARDS病患設定了相關的指引，可以參照ARDSNET VentilationStrategy來調整optimal PEEP。

面對有V/Q Mismatch與Pulmonary shunting問題的病患，例如對COPD病患進行緊急呼吸道處置時，可以使用Bag-Valve-Mask (BVM)搭配PEEP Valve進行通氣，這樣可以在通氣過程中提供穩定的PEEP^1,2。在病患吐氣開始，氣道內的壓力會超PEEP valve所設定的壓力，空氣就會往單向閥洩出，直到氣道內壓力降至PEEP valve所設定的壓力，意味著吐氣期結束。這樣可以防止肺泡在吐氣末期塌陷而改善了病患的通氣效率。使用PEEP Valve可以帶來兩項好處，一是透過PEEP來克服病患的病生理變化而改善通氣效果，二是藉由控制PEEP的上限而減少通氣時導致的Barotrauma風險。

儘管PEEP Valve 在經驗上能提供許多的好處，但PEEP Valve在緊急呼吸道處置中效益目前仍未見有高品質的實證證據支持。2016年Liverpool Hospital的研究發現，在健康的人身上使用BVM加上PEEP Valve相比於單純使用BVM的對De-nitrogenation的影響，研究結果發現BVM加上PEEP Valve並無法更有效的提高De-nitrogenation³，原因可能是一般健康的受試者，單純使用BVM就已能能達到極好的通氣效果。因此，專家學者建議可以針對預期有VQ Mismatch與Pulmonary shunting問題的呼吸衰竭病患，或是已經提供高濃度氧氣仍無法達到SpO2 > 95%的病患，可以考慮以是用BVM搭配PEEP Valve通氣來增加插管時的safe apnea time⁴。

在使用BVM搭配PEEP Valve對病患通氣時，特別要注意BVM的呼吸面罩必須與病患臉部有良好的密合，這樣才能建立穩定的PEEP效果。通氣時間則要延長為每次1-2秒，通氣量降低至6-7ml/kg，換氣速率降低至6-8 /min，這樣才能降低嘔吐與吸入性肺炎的風險。

參考文獻

1.     Brown,C. A., Sakles, J. C., & Mick, N. W. (2018). Bag-Mask Ventilation. InThe walls manual of emergency airway management. essay, Wolters Kluwer.

2.     Nickson,C. (2021, September 24). Positive end-expiratory pressure (PEEP). Life in theFast Lane • LITFL. Retrieved September 30, 2022, fromhttps://litfl.com/positive-end-expiratory-pressure/

3.     GroombridgeC, Chin CW, Hanrahan B, Holdgate A. Assessment of Common PreoxygenationStrategies Outside of the Operating Room Environment. Acad Emerg Med. 2016Mar;23(3):342-6

4.     WeingartSD, Levitan RM. Preoxygenation and prevention of desaturation during emergencyairway management. Ann Emerg Med. 2012 Mar;59(3):165-75.e1.