Impact of PEEP on V/Q mismatch according to patient position and recruitability: a clinical prospective study - 05/03/26

Doi : 10.1016/j.aicoj.2026.100046 
Zhiqian Zha 1, Zhichang Wang 1, Qiyu Cheng, Shanshan Meng, Jingyuan Xu, Jianfeng Xie, Haibo Qiu, Yi Yang, Fengmei Guo
 Jiangsu Provincial Key Laboratory of Critical Care Medicine, Department of Critical Care Medicine, Zhongda Hospital, School of Medicine, Southeast University, Nanjing, 210009, China 

Corresponding author.

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Sous presse. Manuscrit accepté. Disponible en ligne depuis le Thursday 05 March 2026
Cet article a été publié dans un numéro de la revue, cliquez ici pour y accéder

Abstract

Background

High positive end-expiratory pressure (PEEP) may improve ventilation-perfusion (V/Q) mismatch in acute respiratory distress syndrome (ARDS) patients with high recruitability in supine position. However, impacts of PEEP on V/Q mismatch in prone position relative to supine position remain poorly understood. We aimed to compare PEEP effects between positions, and evaluate its relationship with lung recruitability.

Methods

A total of 50 patients with moderate-to-severe ARDS were consecutively enrolled. Recruitment-to-inflation (R/I) ratio was used to measure baseline lung recruitability. V/Q mismatch, gas exchange, and respiratory mechanics were evaluated at PEEP 5 cm H 2 O and PEEP 15 cm H 2 O in supine position, followed by PEEP 5 cm H 2 O and PEEP 15 cm H 2 O in prone position.

Results

Median R/I ratio was 0.60 [0.38, 0.72], separating patients with higher and lower R/I ratio. In patients with higher R/I ratio, PEEP 15 cm H 2 O (compared to PEEP 5 cm H 2 O) reduced shunt without significantly increasing dead space in both supine and prone position, thereby improving V/Q mismatch (supine: 30.7 [28.6, 36.8]% at PEEP 15 cm H 2 O vs.38.0 [34.9, 45.4]% at PEEP 5 cm H 2 O, P < 0.001; prone: 25.7 [21.4, 30.4]% at PEEP 15 cm H 2 O vs. 32.8 [27.5, 36.7]% at PEEP 5 cm H 2 O, P < 0.001). However, in patients with lower R/I ratio, PEEP 15 cm H 2 O (compared to PEEP 5 cm H 2 O) in supine position did not improve V/Q mismatch (37.8 [34.7, 42.1]% at PEEP 15 cm H 2 O vs. 41.3 [34.8, 45.4]% at PEEP 5 cm H 2 O, P = 0.078), as the reduction in shunt was accompanied by a significant increase in dead space; in prone position, PEEP 15 cm H 2 O significantly worsened V/Q mismatch (35.9 [28.3, 43.4]% at PEEP 15 cm H 2 O vs. 31.7 [24.3, 37.6]% at PEEP 5 cm H 2 O, P < 0.001), as it failed to reduce shunt while significantly increasing dead space.

Conclusions

In patients with higher R/I ratio, PEEP 15 cm H 2 O improved V/Q mismatch in both supine and positions. In patients with lower R/I ratio, PEEP 15 cm H 2 O did not impact V/Q mismatch in supine position but significantly worsened it in prone position.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Acute respiratory distress syndrome, Positive end-expiratory pressure, Electrical impedance tomography, Ventilation/perfusion mismatch


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