俯卧位机械通气对急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征患者动脉氧合及血流动力学的影响研究

徐 盈，张燕芳，陈国兵，钟 玲，张 凌

急性肺损伤(acute lung injury，ALI)/急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)是由多种炎性递质及效应细胞共同参与，并呈级联放大的瀑布样炎性继发性损伤与继发性弥漫性肺实质损伤[1]。其预后较差，病死率高达36%～45%[2]。机械通气是ALI/ARDS重要的治疗手段之一。随着人们对ALI/ARDS病理生理学认识的不断深入以及ALI/ARDS机械通气实验与临床研究的广泛开展，机械通气治疗ALI/ARDS策略有了新进展，有助于提高治疗效果。患者症状如低潮气量、允许性高碳酸血症和俯卧位通气受到临床广泛关注。临床采用俯卧位机械通气(prone position ventilation，PPV)作为改善ALI/ARDS患者顽固性低氧血症的方法之一，其对患者循环状态的影响也成为观察研究的重点。本研究通过观察在实施PPV治疗前后ALI/ARDS患者的动脉氧合及心排血量(CO)等指标变化，分析该治疗方法对动脉氧合及血流动力学的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2009年7月—2011年6月云南省第一人民医院急诊科收治的肺内和/或肺外因素所致的ALI/ARDS患者67例，诊断依据1994年欧美危重病及呼吸疾病专业ARDS联席会议提出的标准[3]。其中男36例，女31例；年龄55～89岁，平均(72.5±19.5)岁；重症肺炎24例，误吸性肺炎9例，大手术后9例，重症胰腺炎7例，多发伤7例，肺挫伤6例，腹腔感染5例。入选患者均为常规呼吸机辅助治疗后低氧血症仍然严重者。排除标准：血流动力学不稳定者；颅内压增高者；急性出血者；颌面部创伤者；脊柱损伤者；骨科手术者；骨盆骨折者；胸骨骨折者；近期腹部手术者；妊娠等不宜采用PPV治疗者；连续胸膜漏气(尤其是双侧)，PPV益处不多者。

1.2 研究方法

1.2.1 PPV通气模式 在丙泊芬、咪达唑仑常规镇痛镇静后使用美国Puritan BENNETT840呼吸机进行控制通气，潮气量6～8 ml/kg,吸气时间1.0～1.2 s，峰流速45 L/min，呼吸频率14～20 次/min，吸入氧浓度40%～100%，呼气末正压(PEEP) 12～18 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)。无论患者低氧血症的程度如何均及早给予PPV治疗,PPV治疗时在PEEP 12～18 cm H2O 范围内选择一个不影响患者血流动力学的最佳PEEP值，保证血氧饱和度(SaO2)>85%；若不能保证SaO2>85%，则根据患者病情增加氧气浓度以达到治疗目的。

1.2.2 PPV实施方法 无需特殊的翻身床，但床面必须柔软。首先充分吸尽患者呼吸道内分泌物，给予适当肌松剂和镇静剂，稳定10 min后将患者移至病床一侧再转俯卧位(prone position，PP)，并用软垫垫起患者双肩及髂部以保证胸腹部的活动，使患者头部偏向一侧，注意检查各种导管有无脱落并做好固定。从PP开始至转为仰卧位(supine position，SP)后2 h各呼吸机指标保持不变，维持中心静脉压(CVP)稳定，不使用利尿剂。

1.3 观察指标

1.3.1 血气分析指标的测定 使用GEMpremier3000血气分析仪测量酸碱度(pH)值、动脉血氧分压(PaO2)、二氧化碳分压(PaCO2)，计算氧合指数(PaO2/FiO2)。若PaO2/FiO2在PPV后上升>20%，则认为效果良好。

1.3.2 血流动力学指标的测定 使用美国SOLAR8000M监护仪记录心率(HR)；经桡动脉置管后监测有创平均动脉压(MAP)，经中心静脉置管监测CVP。应用美国Edwards Lifesciences 公司生产的Vigileo监护仪，利用动脉波形分析原理进行连续监测CO、每搏量(SV)和每搏量变异率(SVV)。分别在患者PP前、PP 1 h、PP 2 h、SP 1 h、SP 2 h检测并记录以上指标。

1.3.3 不良反应 观察患者皮肤黏膜损伤、血压下降、呕吐胃内容物等不良反应的发生情况。

2 结果

2.1 ALI/ARDS患者不同时间点血气分析指标的比较 以PaO2升高>10 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)为改善患者氧合状态的有效指标，其中59例(88.1%)有效。不同时间点的PaO2、PaO2/FiO2比较，差异有统计学意义(P<0.05)。PP 1 h、PP 2 h、SP 1 h、SP 2 h的PaO2、PaO2/FiO2均高于PP前，差异有统计学意义(P<0.05)。不同时间点的pH值、PaCO2比较，差异无统计学意义(P>0.05，见表1)。

Table1 Comparison of blood gas indicators at different time points among ALI/ARDS patients

时间pH值PaO2(mmHg)PaCO2(mmHg)PaO2/FiO2(mmHg)PP前743±006 74±16 43±4205±68 PP1h740±015107±12∗37±4242±26∗PP2h730±005109±15∗35±6265±31∗SP1h735±006107±28∗42±3256±50∗SP2h731±006 97±12∗ 43±3216±55∗F值06444111101871P值0637000003550000

注：与PP 前比较，*P<0.05；pH=酸碱度，PaO2=动脉血氧分压，PaCO2=二氧化碳分压，PaO2/FiO2=氧合指数

2.2 ALI/ARDS患者不同时间点血流动力学指标的比较 ALI/ARDS患者不同时间点的HR、MAP、CVP、CO、SV、SVV比较，差异均无统计学意义(P>0.05，见表2)。

Table2 Comparison of hemodynamic indicators at different time points among ALI/ARDS patients

时间HR(次/min)MAP(mmHg)CVP(cmH2O)CO(L/min)SV(ml)SVV(%)PP前102±2089±17103±4248±12121±1076±01PP1h 98±17 95±8 85±32 38±22125±1982±03PP2h102±1997±12 95±36 45±16129±1886±02SP1h 89±11 87±8 88±32 39±21169±2182±06SP2h 89±15 91±7 89±36 47±16135±1581±03F值111205084163115220P值033200690502016603530052

注：HR=心率，MAP=平均动脉压，CVP=中心静脉压，CO=心排血量，SV=每搏量，SVV=每搏量变异率

2.3 不良反应的发生情况 PPV后29例(43.3%)ALI/ARDS患者出现受压部位皮肤潮红，但没有皮肤黏膜的损伤；11例(16.4%)出现皮下水肿加重；6例(9.0%)出现呕吐胃内容物；5例(7.5%)出现血压下降；其余患者均未观察到并发症的发生。67例患者中有8例(11.9%)对PPV治疗无反应。

3 讨论

ALI/ARDS是各种原因导致的肺毛细血管内皮细胞和肺泡上皮细胞损伤引起的弥漫性肺间质及肺泡水肿，从而出现以呼吸窘迫及进行性低氧血症为特征的临床综合征。纠正缺氧是治疗ALI/ARDS的主要目标，其中应用呼吸机为患者提供正压机械通气治疗是挽救ALI/ARDS患者最重要的治疗方式，其策略始终围绕如何使萎缩或不张的肺泡复张，提高肺容积，减少肺内分流和纠正低氧血症[4]。

本研究研究结果显示，ALI/ARDS患者PPV治疗能较好地改善氧合状况和增加肺复张容积，患者PP前通气时平均PaO2/FiO2为(205±68)mm Hg，调整为PPV治疗后59例(88.1%)患者的氧合状况得到显著改善。Owens等[5]在2008年总结并发表了麻省总医院1997—2003年内记录的22例经食管导管检测的ALI/ARDS患者的胸廓顺应性，发现不同个体之间胸廓顺应性存在较大差别。此发现提示在对ALI/ARDS患者进行正压机械通气治疗时，跨肺压的正确解读、患者胸廓顺应性的评分是保证有效肺复张可能。由于ALI/ARDS肺组织的不均一性，塌陷和不张是其重要的病理改变，是导致顽固性低氧血症的主要原因。塌陷和不张肺组织主要分布在重力依赖区，而非重力依赖区的肺泡相对维持正常通气。在形态学变化上，PP时胸膜腔压力梯度减小，背侧肺组织重新开放，增加了气体分布的均匀性。由于肺水肿组织的重力作用，发生ALI/ARDS的患者这一梯度改变更加明显，胸腔内压差异的梯度减少有利于肺内气体重新分布。当从SP转化为PP时，胸腔内压仍将受到重力影响，但胸廓形态及纵隔位置的改变会部分抵消肺组织重力的作用，减少胸腔内压力梯度。并且PP时水肿液的重新分布增加了患者肺顺应性，增加了肺功能残气量；同时ALI/ARDS改为PP后背侧肺的通气改善减少了右向左分流，而PP时肺脏几乎不受心脏重量影响，这可能是PPV治疗ALI/ARDS的机制之一。病理结果证实，PP时ARDS肺泡充气分布均匀，肺泡内水肿液减少，肺出血、肺炎性表现明显改善[6]。PPV改变了膈肌的运动方式和位置，利于分泌物的引流，改善肺依赖区的通气血流灌注，减少纵隔和心脏对肺的压迫，改变胸壁的顺应性，从而改善氧合，控制感染，治疗难治性低氧血症。

PPV主要是通过重新分布肺内通气和改变局部跨肺压，来增加肺容积、改善氧合。ALI/ARDS早期以肺泡和间质水肿及压迫性肺不张为主，PP后胸腔内压力梯度迅速下降，重力依赖区跨肺压增加，使早期ALI/ARDS的压迫性肺不张迅速复张，增加肺容积[7-8]。但由于PPV治疗是一种特殊体位，治疗过程中对血流动力学是否有影响是必须要考虑的。本研究发现，不同时间点ALI/ARDS患者的HR、MAP、CVP、CO、SV、SVV比较无差异。提示其对血流动力学没有明显影响。Hering等[9]对16例ARDS患者的研究发现，PP时CO、有效肾血流量都没有明显改变。而本研究采用的CO监测应用微创监测系统，根据“动脉波形分析”原理进行连续CO监测并通过SVV指导容量治疗，与脉波指示剂连续心排血量监测(PiCCO)相比创伤更小而且不需要温度稀释法校正CO，具有更好的运用前景。

本研究中出现的部分患者(8例，11.9%)对PPV治疗没有反应，出现此现象的原因是否与患者病情过重有关尚需进一步研究证实。本研究发现，部分患者由SP转变为PP时，会出现血压下降，但一般持续时间较短，不需要变换为SP。在两种体位下进行肺复张对患者血流动力学的影响，有研究发现，SP和PP时肺复张即刻心脏指数(CI)、每搏量指数(SVI)、全心舒张末期容量指数(GEDVI)、全心射血分数(GEF)显著下降，CVP、SVV显著升高，复张结束后可恢复至复张前水平[10]。这可能是因为肺复张时胸腔内压力增大，导致下腔静脉回流减少所致。但患者在SP和PP时进行肺复张对血流动力学的影响无差异，说明患者肺复张期间血流动力学的变化与患者的体位无关。本研究中，PPV后29例(43.3%)患者出现受压部位皮肤潮红，但没有皮肤黏膜的损伤；11例(16.4%)出现皮下水肿加重；6例(9.0%)出现呕吐胃内容物；5例(7.5%)出现血压下降；其余患者均未观察到并发症的发生。说明采用PPV治疗ALL/ARDS患者并无严重不良反应的发生，安全性较好。在PPV治疗时，应进行持续有创动脉血压、心电图、氧饱和度监测，必要时可在翻身前将吸入氧浓度提高，部分患者可考虑预防性应用抗心律失常药物，同时注意支撑物放置不当可致腹内压增加、下腔静脉受压而引起低血压[11-13]。

综上所述，通过研究认为采用PPV治疗可减少ALI/ARDS患者呼吸机相关性肺损伤的发生，并且对体循环和肺循环血流动力学没有明显不良影响，近期治疗效果较好。由于本研究均为危重患者，不能耐受持续超过2 h的PPV治疗，因此更长时间的效果难以评估；且由于样本量较少，本研究未将ALI与ARDS患者分组分析，因此今后还有待于进行大样本的ALI与ARDS分组分析。

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