引用本文: 岳伟岗, 张莹, 蒋由飞, 袁鹏, 尹瑞元, 冯鑫, 朱磊, 郭鸿, 尹超, 张磊, 李斌, 张志刚. 俯卧位通气对急性呼吸窘迫综合征患者的影响. 中国呼吸与危重监护杂志, 2019, 18(6): 532-536. doi: 10.7507/1671-6205.201807029 复制
急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是一种较常见的内科急危重症,患者主要以严重的呼吸窘迫及低氧血症为临床特征[1]。俯卧位通气(prone position ventilation,PPV)是指在常规机械通气无法改善 ARDS 患者低氧血症时而采取的一种补救措施[2],使患者由仰卧位转变为俯卧位以改善患者氧合状态的一种治疗性体位[3]。对于行 PPV 的 ARDS 患者,由于患者个体差异的原因,对于 PPV 的实施效果临床报道各异,本研究旨在了解对 ARDS 患者实施 PPV 期间的呼吸力学、肺部顺应性、氧合状况及相关并发症。
1 资料与方法
1.1 临床资料
1.1.1 研究对象
入选病例均为 2017 年 1 月 1 日至 2017 年 12 月 31 日收治的因严重感染、创伤、休克、误吸等因素导致的严重低氧血症患者。
ARDS 柏林诊断标准[4]:(1)1 周之内急性起病的或加重的呼吸系统症状;(2)依据低氧血症程度,将 ARDS 分为轻度[200 mm Hg<氧合指数(oxygenation index,PaO2/FiO2)≤300 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)且呼气末正压(positive end expiratory pressure,PEEP)或持续气道正压(continuous positive airway pressure,CPAP)≥5 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)]、中度(100 mm Hg<PaO2/FiO2≤200 mm Hg 且 PEEP 或 CPAP≥5 cm H2O)、重度(PaO2/FiO2<100 mm Hg 且 PEEP 或 CPAP≥5 cm H2O);(3)呼吸衰竭无法用心功能不全或液体过负荷解释,如果没有危险因素,需要客观指标如超声心动图排除高静水压性肺水肿;(4)双侧浸润影,不能由胸腔积液、结节、肿块、肺叶塌陷所完全解释。
1.1.2 纳入标准[5 ]
(1)符合 ARDS 诊断标准(中、重度 ARDS)并行机械通气,入住重症加强治疗病房(intensive care unit,ICU)的患者;(2)年龄≥16 岁,性别不限;(3)急性生理学和慢性健康状况评分系统Ⅱ(Acute Physiology and Chronic Health EvaluationⅡ, APACHEⅡ)评分≤28 分;(4)血流动力学稳定(平均动脉压≥65 mm Hg)。
1.1.3 排除标准[5 ]
(1)颅内高压患者;(2)颜面部、颈部、脊柱手术及骨折患者;(3)急性出血患者;(4)胸部、腹部有手术切口或伤口未痊愈者;(5)血压不稳定,心律失常者。
1.1.4 入选后剔除标准[5 ]
(1)PPV 后氧合持续下降者;(2)PPV 后出现严重心律失常、心率≤30 次/min 者;(3)PPV 后收缩压小于 60 mm Hg 持续时间大于 5 min 者;(4)PPV 后短时间内出现颜面部水肿或皮肤压伤者。
1.2 方法
1.2.1 机械通气实施
患者均予气管插管或气管切开,行机械通气(DragerC500、C300 型呼吸机,德国),给与患者镇痛、镇静,必要时给予肌松剂,采用肺保护性通气策略,设置通气模式为同步间歇指令通气模式,潮气量 6~8 mL/kg,吸气时间 1.0~1.2 s,呼吸频率 16~20 次/min,采用 ARDS net 表格法确定最佳 PEEP,初始吸入氧浓度(FiO2)为 100%,后根据患者血气指标及氧合指数逐渐下调 FiO2 至 60% 以下。
1.2.2 PPV 的实施
患者均预先予丙泊酚注射液(50 mL: 500 mg,阿斯利康)镇静并抑制自主呼吸,严重呼吸窘迫患者可给予苯磺酸阿曲库铵(25 mg,上海恒瑞)适当肌松,将气囊压力维持在 30~40 cm H2O。检查患者生命体征是否平稳,平稳后彻底清洁口、鼻腔及呼吸道的分秘物,保持呼吸道通畅,稳定 10 min 后,由 5~6 位医护人员实施体位转变,1 位在床头,两侧 2~3 位,先将患者平移至床一侧,两上臂伸直置于身体两侧,翻转患者至俯卧位,头偏向一侧,防止眼睛受压,下颌部需用软垫撑起,操作过程中注意防止身体携带导管的滑脱,在患者的胸部、腹部、髂部及膝关节处各置于一软垫,避免受压,防止压疮。妥善固定好导管,连接好心电、血压及氧饱和监测。俯卧位时长由主管医生决定,通常为 16 h/d。
1.2.3 动脉血气采集
选用 BD 公司生产的专用动脉采血针,首选患者桡动脉,每次抽取约 0.5 mL 血液即可;采血后用橡皮塞迅速密封采血针,以免血液与空气接触,左右旋转摇晃注射器以免凝血,尽快在血气分析仪中检验结果。
1.2.4 气道平台压和肺顺应性监测
事先给予患者充分镇静,注意在吸气相时按吸气末屏气键 1.5 s,此时呼吸机界面显示气道平台压(plateau pressure,Pplat)并记录,而肺顺应性(system compliance,CL)则由公式计算:CL=设置潮气量(tidal volume,VT)/(Pplat–PEEP)。
1.2.5 监测指标
(1)通过心电监护仪、呼吸机、血气分析仪记录患者每次 PPV 前 30 min 及 PPV 后 4 h 稳定期的心率(heart rate,HR)、呼吸频率(respiratory rate,RR)、气道峰压(peak pressure,Ppeak)、Pplat、CL、分钟通气量(minute volume,MV)、VT、PEEP、动脉血氧分压(arterial partial pressure of oxygen,PaO2)、动脉血二氧化碳分压(arterial partial pressure of carbon dioxide,PaCO2)及动脉血氧饱和度(arterial oxygen saturation, SaO2)。(2)观察并记录 PPV 前及 PPV 后第 1~7 d 每次 PPV 结束时所对应的 FiO2、PaO2/FiO2、压疮、非计划性拔管、人工气道阻塞、低血压、心律失常、角膜炎等并发症发生情况。(3)记录每位患者住 ICU 时长及俯卧位总时长。其中,住 ICU 时长指从入住 ICU 第 1 d 算起至转出 ICU(或死亡)当天截止;俯卧位总时长指每位患者住 ICU 期间 PPV 时间的累积值。(4)统计 28 d 生存率。按是否合并慢性阻塞性肺疾病(简称慢阻肺)进行分组,不伴慢阻肺的患者称之为单纯组,合并慢阻肺的患者称之为合并慢阻肺组,行亚组分析。
1.3 统计学方法
应用 GraphPad Prism 6.0 软件包。符合正态分布计量资料采用均数±标准差(±s),两组数据俯卧位前后比较采用配对 t 检验;非正态分布的计量资料采用中位数(四分位数)[M(QL,QU)]表示,两组数据俯卧位前后比较采用 Wilcoxon 检验;绘制亚组 28 d 生存曲线,行对数秩检验进行比较,检验水准 a=0.05,P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 一般临床资料
共收住符合诊断标准的 ARDS 患者 28 例,男 21 例,女 7 例;年龄 39~72 岁,平均年龄(56.3±1.8)岁,体重(65.3±1.5)kg,APACHEⅡ评分(17.8±0.5)分,住 ICU 时长(14.3±0.9)d,俯卧位总时长(101.3±3.2)h,主要诊断均为重症肺炎伴 ARDS,其中 14 例患者合并慢阻肺。28 例患者中 20 例死亡,8 例存活。
2.2 PPV 前后呼吸参数指标变化情况
与 PPV 前相比,PPV 后 4 h Ppeak 明显下降,PaO2、SaO2 明显上升,而 PaCO2 并无明显变化。PPV 前后患者心率、呼吸频率、分钟通气量、潮气量、PEEP 比较,差异无统计学意义。结果见表 1。与 PPV 前相比,PPV 后第 1 d FiO2 明显下降,PaO2/FiO2 明显增加;与 PPV 后第 1 d 相比,PPV 后第 7 d FiO2 明显下降,PaO2/FiO2 明显增加。结果见表 2。




2.3 不良反应情况
PPV 前与 PPV 后第 1 d、PPV 后第 1 d 与 PPV 后第 7 d 相比,压疮发生均明显上升(图 1)。在整个 PPV 操作过程当中共发生非计划性拔管 13 例,其中 9 例为胃管滑脱,2 例为尿管滑脱,1 例为气管导管滑脱,1 例为深静脉导管滑脱。此外,发生人工气道阻塞 17 例,低血压 7 例,心律失常 3 例,角膜炎 4 例。

2.4 亚组分析
在纳入的 28 例患者中,单纯组患者数和合并慢阻肺组的患者数均为 14 例。与单纯组相比,合并慢阻肺组患者年龄明显偏高,但其他基线资料以及 28 d 存活率比较,差异均无统计学意义。结果见表 3,存活曲线见图 2。


3 讨论
本文纳入了 28 例符合 ARDS 诊断标准的中、重度 ARDS 并行机械通气的患者,通过监测患者俯卧位前后的呼吸力学的变化情况,采用自身前后对照方法分析俯卧位通气对 ARDS 患者呼吸及相关并发症的影响,以期为将来更好的开展 PPV 提供临床依据。
研究显示,与 PPV 前相比,PPV 后患者的 Ppeak、Pplat 明显降低,CL 增加。究其原因,PPV 时由于背部朝上,使得背侧重力依赖区压迫的肺组织重新开放,使整体肺组织的通气更加均一[6],患者跨肺压压力梯度降低,跨肺压更加一致[7],降低了 Ppeak、Pplat,避免了气压伤的发生;同时由于体位的变化,腹侧区压缩,背侧区伸展,提高背侧胸壁顺应性[8],改善了整体 CL,从而减少呼吸机相关性肺损伤的发生。
PPV 后患者的 PaO2/FiO2 及 SaO2 明显上升,FiO2 可逐渐降低,避免了长时间高浓度吸氧引起的肺损伤,在常规仰卧位通气时,患者通气与血流灌注比值不均,重力依赖区肺组织血流富集[9],但肺泡塌陷或不张[10],引起通气不足,通气与血流灌注比值降低;而非重力依赖区肺组织过度膨胀,但肺泡壁血管内血流不足[11],导致通气与血流灌注比值增加,通过改变体位后,调整背部通气与前胸壁灌注,改善肺内分流及通气与血流灌注比值[12],最终提升患者的 PaO2/ FiO2 及 SaO2,但 PaCO2 并无明显变化。
有研究表明 PPV 可改善 ARDS 患者预后,降低病死率[13]。但 PPV 会带来一些不容忽视的问题或并发症,PPV 时患者压疮发生率明显上升,非计划性拔管、气管导管阻塞、低血压、心率失常及角膜炎的发生均给临床治疗带来了巨大挑战。我们的观察也印证了这些问题或并发症。长时间的俯卧体位势必会增加患者压疮发生率[14]。因此,在 PPV 的实施过程中,PPV 的持续时间应尽可能不少于 16 h/d,避免对身体局部的压迫[15],以减少压疮发生。另外,在 PPV 过程中,由于医护人员操作不当或患者躯体的移动也会增加意外脱管及气管导管阻塞发生率[16]。根据我们的经验,在置管时要确保导管固定牢靠,适当地约束和镇静,以尽可能减少并发症的发生。
本研究在统计 PPV 患者生存率时发现,伴有慢阻肺的 ARDS 患者存活数明显降低。由此对纳入的 28 例 ARDS 患者做了亚组分析,在基线资料的分析中发现伴有慢阻肺的 ARDS 患者平均年龄明显高于单纯组,年龄偏高及合并有基础肺疾病可能是这类患者存活率下降的主要因素。但通过统计学分析,两组患者的存活率比较,差异并无统计学意识。究其原因可能与本研究仅为单中心研究,所纳入的样本量偏小有关。后期需进一步扩大样本量以期得到可靠的结论供临床参考。
利益冲突:本研究不涉及任何利益冲突。
急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是一种较常见的内科急危重症,患者主要以严重的呼吸窘迫及低氧血症为临床特征[1]。俯卧位通气(prone position ventilation,PPV)是指在常规机械通气无法改善 ARDS 患者低氧血症时而采取的一种补救措施[2],使患者由仰卧位转变为俯卧位以改善患者氧合状态的一种治疗性体位[3]。对于行 PPV 的 ARDS 患者,由于患者个体差异的原因,对于 PPV 的实施效果临床报道各异,本研究旨在了解对 ARDS 患者实施 PPV 期间的呼吸力学、肺部顺应性、氧合状况及相关并发症。
1 资料与方法
1.1 临床资料
1.1.1 研究对象
入选病例均为 2017 年 1 月 1 日至 2017 年 12 月 31 日收治的因严重感染、创伤、休克、误吸等因素导致的严重低氧血症患者。
ARDS 柏林诊断标准[4]:(1)1 周之内急性起病的或加重的呼吸系统症状;(2)依据低氧血症程度,将 ARDS 分为轻度[200 mm Hg<氧合指数(oxygenation index,PaO2/FiO2)≤300 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)且呼气末正压(positive end expiratory pressure,PEEP)或持续气道正压(continuous positive airway pressure,CPAP)≥5 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)]、中度(100 mm Hg<PaO2/FiO2≤200 mm Hg 且 PEEP 或 CPAP≥5 cm H2O)、重度(PaO2/FiO2<100 mm Hg 且 PEEP 或 CPAP≥5 cm H2O);(3)呼吸衰竭无法用心功能不全或液体过负荷解释,如果没有危险因素,需要客观指标如超声心动图排除高静水压性肺水肿;(4)双侧浸润影,不能由胸腔积液、结节、肿块、肺叶塌陷所完全解释。
1.1.2 纳入标准[5 ]
(1)符合 ARDS 诊断标准(中、重度 ARDS)并行机械通气,入住重症加强治疗病房(intensive care unit,ICU)的患者;(2)年龄≥16 岁,性别不限;(3)急性生理学和慢性健康状况评分系统Ⅱ(Acute Physiology and Chronic Health EvaluationⅡ, APACHEⅡ)评分≤28 分;(4)血流动力学稳定(平均动脉压≥65 mm Hg)。
1.1.3 排除标准[5 ]
(1)颅内高压患者;(2)颜面部、颈部、脊柱手术及骨折患者;(3)急性出血患者;(4)胸部、腹部有手术切口或伤口未痊愈者;(5)血压不稳定,心律失常者。
1.1.4 入选后剔除标准[5 ]
(1)PPV 后氧合持续下降者;(2)PPV 后出现严重心律失常、心率≤30 次/min 者;(3)PPV 后收缩压小于 60 mm Hg 持续时间大于 5 min 者;(4)PPV 后短时间内出现颜面部水肿或皮肤压伤者。
1.2 方法
1.2.1 机械通气实施
患者均予气管插管或气管切开,行机械通气(DragerC500、C300 型呼吸机,德国),给与患者镇痛、镇静,必要时给予肌松剂,采用肺保护性通气策略,设置通气模式为同步间歇指令通气模式,潮气量 6~8 mL/kg,吸气时间 1.0~1.2 s,呼吸频率 16~20 次/min,采用 ARDS net 表格法确定最佳 PEEP,初始吸入氧浓度(FiO2)为 100%,后根据患者血气指标及氧合指数逐渐下调 FiO2 至 60% 以下。
1.2.2 PPV 的实施
患者均预先予丙泊酚注射液(50 mL: 500 mg,阿斯利康)镇静并抑制自主呼吸,严重呼吸窘迫患者可给予苯磺酸阿曲库铵(25 mg,上海恒瑞)适当肌松,将气囊压力维持在 30~40 cm H2O。检查患者生命体征是否平稳,平稳后彻底清洁口、鼻腔及呼吸道的分秘物,保持呼吸道通畅,稳定 10 min 后,由 5~6 位医护人员实施体位转变,1 位在床头,两侧 2~3 位,先将患者平移至床一侧,两上臂伸直置于身体两侧,翻转患者至俯卧位,头偏向一侧,防止眼睛受压,下颌部需用软垫撑起,操作过程中注意防止身体携带导管的滑脱,在患者的胸部、腹部、髂部及膝关节处各置于一软垫,避免受压,防止压疮。妥善固定好导管,连接好心电、血压及氧饱和监测。俯卧位时长由主管医生决定,通常为 16 h/d。
1.2.3 动脉血气采集
选用 BD 公司生产的专用动脉采血针,首选患者桡动脉,每次抽取约 0.5 mL 血液即可;采血后用橡皮塞迅速密封采血针,以免血液与空气接触,左右旋转摇晃注射器以免凝血,尽快在血气分析仪中检验结果。
1.2.4 气道平台压和肺顺应性监测
事先给予患者充分镇静,注意在吸气相时按吸气末屏气键 1.5 s,此时呼吸机界面显示气道平台压(plateau pressure,Pplat)并记录,而肺顺应性(system compliance,CL)则由公式计算:CL=设置潮气量(tidal volume,VT)/(Pplat–PEEP)。
1.2.5 监测指标
(1)通过心电监护仪、呼吸机、血气分析仪记录患者每次 PPV 前 30 min 及 PPV 后 4 h 稳定期的心率(heart rate,HR)、呼吸频率(respiratory rate,RR)、气道峰压(peak pressure,Ppeak)、Pplat、CL、分钟通气量(minute volume,MV)、VT、PEEP、动脉血氧分压(arterial partial pressure of oxygen,PaO2)、动脉血二氧化碳分压(arterial partial pressure of carbon dioxide,PaCO2)及动脉血氧饱和度(arterial oxygen saturation, SaO2)。(2)观察并记录 PPV 前及 PPV 后第 1~7 d 每次 PPV 结束时所对应的 FiO2、PaO2/FiO2、压疮、非计划性拔管、人工气道阻塞、低血压、心律失常、角膜炎等并发症发生情况。(3)记录每位患者住 ICU 时长及俯卧位总时长。其中,住 ICU 时长指从入住 ICU 第 1 d 算起至转出 ICU(或死亡)当天截止;俯卧位总时长指每位患者住 ICU 期间 PPV 时间的累积值。(4)统计 28 d 生存率。按是否合并慢性阻塞性肺疾病(简称慢阻肺)进行分组,不伴慢阻肺的患者称之为单纯组,合并慢阻肺的患者称之为合并慢阻肺组,行亚组分析。
1.3 统计学方法
应用 GraphPad Prism 6.0 软件包。符合正态分布计量资料采用均数±标准差(±s),两组数据俯卧位前后比较采用配对 t 检验;非正态分布的计量资料采用中位数(四分位数)[M(QL,QU)]表示,两组数据俯卧位前后比较采用 Wilcoxon 检验;绘制亚组 28 d 生存曲线,行对数秩检验进行比较,检验水准 a=0.05,P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 一般临床资料
共收住符合诊断标准的 ARDS 患者 28 例,男 21 例,女 7 例;年龄 39~72 岁,平均年龄(56.3±1.8)岁,体重(65.3±1.5)kg,APACHEⅡ评分(17.8±0.5)分,住 ICU 时长(14.3±0.9)d,俯卧位总时长(101.3±3.2)h,主要诊断均为重症肺炎伴 ARDS,其中 14 例患者合并慢阻肺。28 例患者中 20 例死亡,8 例存活。
2.2 PPV 前后呼吸参数指标变化情况
与 PPV 前相比,PPV 后 4 h Ppeak 明显下降,PaO2、SaO2 明显上升,而 PaCO2 并无明显变化。PPV 前后患者心率、呼吸频率、分钟通气量、潮气量、PEEP 比较,差异无统计学意义。结果见表 1。与 PPV 前相比,PPV 后第 1 d FiO2 明显下降,PaO2/FiO2 明显增加;与 PPV 后第 1 d 相比,PPV 后第 7 d FiO2 明显下降,PaO2/FiO2 明显增加。结果见表 2。




2.3 不良反应情况
PPV 前与 PPV 后第 1 d、PPV 后第 1 d 与 PPV 后第 7 d 相比,压疮发生均明显上升(图 1)。在整个 PPV 操作过程当中共发生非计划性拔管 13 例,其中 9 例为胃管滑脱,2 例为尿管滑脱,1 例为气管导管滑脱,1 例为深静脉导管滑脱。此外,发生人工气道阻塞 17 例,低血压 7 例,心律失常 3 例,角膜炎 4 例。

2.4 亚组分析
在纳入的 28 例患者中,单纯组患者数和合并慢阻肺组的患者数均为 14 例。与单纯组相比,合并慢阻肺组患者年龄明显偏高,但其他基线资料以及 28 d 存活率比较,差异均无统计学意义。结果见表 3,存活曲线见图 2。


3 讨论
本文纳入了 28 例符合 ARDS 诊断标准的中、重度 ARDS 并行机械通气的患者,通过监测患者俯卧位前后的呼吸力学的变化情况,采用自身前后对照方法分析俯卧位通气对 ARDS 患者呼吸及相关并发症的影响,以期为将来更好的开展 PPV 提供临床依据。
研究显示,与 PPV 前相比,PPV 后患者的 Ppeak、Pplat 明显降低,CL 增加。究其原因,PPV 时由于背部朝上,使得背侧重力依赖区压迫的肺组织重新开放,使整体肺组织的通气更加均一[6],患者跨肺压压力梯度降低,跨肺压更加一致[7],降低了 Ppeak、Pplat,避免了气压伤的发生;同时由于体位的变化,腹侧区压缩,背侧区伸展,提高背侧胸壁顺应性[8],改善了整体 CL,从而减少呼吸机相关性肺损伤的发生。
PPV 后患者的 PaO2/FiO2 及 SaO2 明显上升,FiO2 可逐渐降低,避免了长时间高浓度吸氧引起的肺损伤,在常规仰卧位通气时,患者通气与血流灌注比值不均,重力依赖区肺组织血流富集[9],但肺泡塌陷或不张[10],引起通气不足,通气与血流灌注比值降低;而非重力依赖区肺组织过度膨胀,但肺泡壁血管内血流不足[11],导致通气与血流灌注比值增加,通过改变体位后,调整背部通气与前胸壁灌注,改善肺内分流及通气与血流灌注比值[12],最终提升患者的 PaO2/ FiO2 及 SaO2,但 PaCO2 并无明显变化。
有研究表明 PPV 可改善 ARDS 患者预后,降低病死率[13]。但 PPV 会带来一些不容忽视的问题或并发症,PPV 时患者压疮发生率明显上升,非计划性拔管、气管导管阻塞、低血压、心率失常及角膜炎的发生均给临床治疗带来了巨大挑战。我们的观察也印证了这些问题或并发症。长时间的俯卧体位势必会增加患者压疮发生率[14]。因此,在 PPV 的实施过程中,PPV 的持续时间应尽可能不少于 16 h/d,避免对身体局部的压迫[15],以减少压疮发生。另外,在 PPV 过程中,由于医护人员操作不当或患者躯体的移动也会增加意外脱管及气管导管阻塞发生率[16]。根据我们的经验,在置管时要确保导管固定牢靠,适当地约束和镇静,以尽可能减少并发症的发生。
本研究在统计 PPV 患者生存率时发现,伴有慢阻肺的 ARDS 患者存活数明显降低。由此对纳入的 28 例 ARDS 患者做了亚组分析,在基线资料的分析中发现伴有慢阻肺的 ARDS 患者平均年龄明显高于单纯组,年龄偏高及合并有基础肺疾病可能是这类患者存活率下降的主要因素。但通过统计学分析,两组患者的存活率比较,差异并无统计学意识。究其原因可能与本研究仅为单中心研究,所纳入的样本量偏小有关。后期需进一步扩大样本量以期得到可靠的结论供临床参考。
利益冲突:本研究不涉及任何利益冲突。