引用本文： 刘兆润, 董丽, 吴国刚. 俯卧位通气在中重度急性呼吸窘迫综合征的临床应用进展. 中国呼吸与危重监护杂志, 2016, 15(5): 517-519. doi: 10.7507/1671-6205.2016119 复制
1976年Douglas等[1]首先观察到俯卧位通气(prone position ventilation, PPV)可以改善急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)患者的氧饱和度，迄今为止已有近40年的历史，随着科学研究的进步和临床技术水平的提高，PPV在临床救治ARDS尤其是中重度ARDS的过程中应用越来越广泛，目前已经公认作为严重ARDS的挽救性治疗手段[2]。本文重点就PPV救治中重度ARDS的机制和应用过程中所存在的主要问题综述如下。
一 ARDS的柏林定义及严重程度分级
众所周知，ARDS的死亡率极高，在医疗技术极大发展的今天，其死亡率仍然高达40%～46%[3]，关于ARDS的相关研究也始终是重症医学的热点和难点。在2011年10月柏林召开的第23届欧洲重症医学年会上，ARDS的定义得到了进一步修订，其具体定义如下：ARDS是指严重疾病导致以肺毛细血管弥漫性损伤、通透性增强为基础，以肺水肿、透明膜形成和肺不张为主要病理变化的疾病，其主要临床特征为急性起病，胸部X线片示双肺弥漫性渗出(除外左房高压引起)，氧合指数≤300 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)。会议将ARDS根据氧合指数分为轻度、中度及重度ARDS[4]，其中氧合指数介于201～300 mm Hg之间为轻度ARDS, 氧合指数介于101～200 mm Hg为中度ARDS，氧合指数≤100 mm Hg为重度ARDS。柏林会议的ARDS严重程度分级为ARDS的诊断、治疗和预后提供了最新的临床操作标准。
近年来，多项研究表明，PPV可以明显改善中重度ARDS患者的氧和、降低病死率、改善预后。2013年Guerin等[5]发表在新英格兰医学杂志的多中心随机对照临床研究显示应用俯卧位通气治疗的重度ARDS的28 d病死率为16%，而对照组的28 d病死率为32.8%，证实早期长时间俯卧位通气治疗可以显著降低重度ARDS的病死率。2014年又有4篇关于ARDS俯卧位通气的荟萃分析发表，其结论均表明PPV可以显著降低中重度ARDS的病死率[6-9]。
二 PPV降低中重度ARDS患者病死率的主要机制
ARDS时背侧肺组织的肺泡塌陷更为严重, 在仰卧位时背侧肺组织比腹侧肺组织肺不张也更加明显，而由于重力的作用，背侧肺组织的血液灌注增多，但机械通气时气体更多的进入腹侧肺组织，背侧肺组织通气减少，从而导致背侧肺组织的通气血流比值减少引起肺内分流。与此同时，腹侧肺组织血流减少而通气增加引起腹侧肺组织的通气血流比值增加，导致死腔通气的增加[10]。两方面原因均可导致肺部的通气血流比值失调，从而引起血氧饱和度的下降。通气血流比值失调是导致ARDS患者发生低氧血症的主要原因，缺氧导致全身器官组织氧代谢异常，通过一系列的病理生理机制进而导致急性炎症反应综合征(SIRS)甚至多器官功能障碍综合征(MODS)的发生。
现有研究表明，PPV治疗主要从以下几个方面改善ARDS患者氧饱和度并进一步降低中重度ARDS患者的病死率：
1. PPV改善肺顺应性：ARDS患者肺水肿、心脏对肺组织的压迫等各种因素导致重力依赖区塌陷的肺组织复张需要更高的压力[11]。俯卧位通气时背侧原有塌陷肺组织复张，同时由于背侧胸壁的顺应性增加，跨肺压反而减少，避免了肺泡的过度膨胀[12]。而腹侧肺组织成为重力依赖区域后背侧肺组织复张程度大于腹侧肺泡的去复张程度，从而改善了整体肺组织的顺应性[13]，使整体胸壁的顺应性更加一致[14]。
2. PPV改善肺组织的通气血流比值失调：减轻肺不张、改善肺的通气血流比值失调是PPV治疗ARDS的最重要的机制之一，具体机制如下：①ARDS发生后肺间质明显水肿，肺重量增加，重力依赖区的背侧肺组织压迫明显，俯卧位后由于重力作用的原因，减轻了对背侧肺组织压迫，使背侧肺组织肺泡复张，改善了通气血流比值失调[15]；②ARDS时心脏增大导致重力依赖区肺组织的胸膜腔内压升高进而导致肺不张[16]，俯卧位后减轻了仰卧位时纵隔和心脏对肺组织的压迫[17]，减轻了肺不张从而改善通气血流比值失调；③ARDS腹内压增高导致膈肌向胸膜内移位也增加了背侧肺组织的压迫加重了肺不张。俯卧位时腹腔压力减少，膈肌向胸腔的移位减少，减轻了对肺组织的压迫，进一步减轻了肺不张[18]；上述机制均可使ARDS患者的背部肺组织的肺不张减轻，增加了肺通气，而肺组织的血流变化不大，从而改善了通气血流比值失调，进一步改善了氧饱和度。研究结果表明，ARDS患者在俯卧位通气时肺内分流及死腔通气可减少21%～50%及20%～47%[19]。
3. PPV有利于气道分泌物的引流：ARDS时由于肺毛细血管的弥漫性损伤、通透性增强，肺水肿成为主要的病理变化之一，同时常常合并肺内感染使痰液形成增加，从而导致气道分泌物增加。研究表明，俯卧位通气时因为体位的原因更有利于分泌物的引流，减轻甚至消除了ARDS肺组织的渗出[20-21]，增加了肺总容积，从而进一步改善氧和。
4. PPV有利于减少肺水肿：PPV时水肿液从肺泡向肺间质转移，增强了水肿液的消除[22]。而对心脏压迫的减轻，腹内压下降都增加了背侧肺组织水肿液的消除[16, 23]。国内许启霞等[24]在ARDS犬的病理切片上发现，俯卧位时肺泡充气分布均匀，肺泡内水肿液减少，肺出血、肺炎表现明显改善, 证实了俯卧位通气可以促进肺内水肿液的消除。
5. PPV可以减轻呼吸机相关性肺损伤：呼吸机相关性肺损伤的其中一个重要原因是原本萎陷的肺组织重新扩张，从而产生巨大的剪切力导致肺损伤[25]。而PPV时各部分肺组织通气相对均匀，减少了剪切力对肺组织的损伤，减轻了呼吸机相关性肺损伤，从而促进了肺组织的恢复。同时，俯卧位通气时肺组织顺应性得到有效改善，气道压力下降，减少了气压伤的发生。Valenza等[26]的研究发现，俯卧位通气组的大鼠肺损伤发生的时间明显晚于仰卧位组，其肺损伤的分布也更加均一。另有研究表明，PPV可以减少肺组织的细胞凋亡，从而明显减轻呼吸机相关性肺损伤[27]。
三 PPV在临床应用过程中存在的主要问题
PPV治疗ARDS在实际临床工作中仍然存在较多问题，主要集中在以下几个方面。
1. 俯卧位通气治疗的适应症选择：究竟什么样的ARDS患者应用俯卧位通气治疗能够获益目前尚无统一标准。既往研究表明，俯卧位通气应用于ARDS的治疗并不能改善预后，而进一步的分层分析又发现俯卧位通气可以明显降低中重度ARDS的病死率[28]。近期发表的关于俯卧位通气能够改善ARDS患者预后的研究均应用于中重度ARDS的治疗[6-9]。Gattinoni等[14]认为经过治疗12～24 h以后再次评估仍然符合中重度ARDS标准的患者应该给予俯卧位通气，或者氧合指数＜150 mm Hg，FiO2≥0.6，PEEP≥5 cm H2O(1 cm H2O=0.198 kPa)应尽早给予俯卧位通气。Guerin等[5]在多中心随机对照临床研究中也证实了符合上述标准的严重ARDS患者尽早俯卧位通气可以显著降低病死率。2014年发表的关于俯卧位通气的荟萃分析均表明，中重度ARDS应用俯卧位通气可以明显改善预后。目前更加倾向于将氧合指数＜150 mm Hg，FiO2≥0.6，PEEP≥5 cm H2O作为使用俯卧位通气治疗的界限指标。结合近两年的研究结果可以得出结论，柏林会议所界定的中重度ARDS患者是俯卧位通气治疗的主要受益人群。
2. 俯卧位通气治疗的持续时间：俯卧位通气的治疗持续时间始终存在争议，早期研究俯卧位通气的持续时间不超过6 h，其研究结果得出的结论是俯卧位通气并不能改善预后[28]。每天6 h的俯卧位通气并不能完全纠正仰卧位通气时对肺组织的影响，而每天大于20 h的俯卧位通气时间则明显较长，导致俯卧位通气事实上再次变成了“仰卧位通气”，重力依赖区会再次形成，进而引起一系列的病理生理变化，反而加重了病情[29]。究竟俯卧位通气每天治疗多长时间为宜？目前尚无公认的标准，但近两年的研究均证实每天一次，每次12～16 h的俯卧位通气可以显著改善中重度ARDS的病死率和预后[5, 8]。
3. 俯卧位通气的禁忌症和并发症：严重脑水肿、颅内高压、面部骨折、脊柱骨折、锁骨骨折、多发肋骨骨折、孕妇及严重血流动力学不稳定等患者禁止行俯卧位通气治疗[30]。俯卧位通气的主要并发症有气道梗阻、各种管道的脱落、吸痰困难、褥疮、面部水肿、肩部及胸锁关节骨折、眼周感染、鼻出血等。致命的并发症只要加强护理、保证在执行俯卧位通气时人员的充足基本上可以避免发生, 有经验的医疗护理团队可以减少并发症的发生[31]。为减少并发症的发生，在执行俯卧位通气治疗时深度镇静是必须进行的医疗措施[32]。
四 展望
毫无疑问，PPV可以有效的改善ARDS患者的血氧饱和度，降低中重度ARDS患者的病死率，从而改善中重度ARDS患者的预后。但是目前关于PPV在治疗的介入时机，治疗的持续时间、频率，怎样降低并发症的发生等方面仍然没有统一、完善且普遍公认的标准，仍然需要大规模、大样本的前瞻性临床对照研究进一步证实。相信随着临床科学研究的进一步发展，PPV治疗ARDS的应用前景必将更加广阔。
1976年Douglas等[1]首先观察到俯卧位通气(prone position ventilation, PPV)可以改善急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)患者的氧饱和度，迄今为止已有近40年的历史，随着科学研究的进步和临床技术水平的提高，PPV在临床救治ARDS尤其是中重度ARDS的过程中应用越来越广泛，目前已经公认作为严重ARDS的挽救性治疗手段[2]。本文重点就PPV救治中重度ARDS的机制和应用过程中所存在的主要问题综述如下。
一 ARDS的柏林定义及严重程度分级
众所周知，ARDS的死亡率极高，在医疗技术极大发展的今天，其死亡率仍然高达40%～46%[3]，关于ARDS的相关研究也始终是重症医学的热点和难点。在2011年10月柏林召开的第23届欧洲重症医学年会上，ARDS的定义得到了进一步修订，其具体定义如下：ARDS是指严重疾病导致以肺毛细血管弥漫性损伤、通透性增强为基础，以肺水肿、透明膜形成和肺不张为主要病理变化的疾病，其主要临床特征为急性起病，胸部X线片示双肺弥漫性渗出(除外左房高压引起)，氧合指数≤300 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)。会议将ARDS根据氧合指数分为轻度、中度及重度ARDS[4]，其中氧合指数介于201～300 mm Hg之间为轻度ARDS, 氧合指数介于101～200 mm Hg为中度ARDS，氧合指数≤100 mm Hg为重度ARDS。柏林会议的ARDS严重程度分级为ARDS的诊断、治疗和预后提供了最新的临床操作标准。
近年来，多项研究表明，PPV可以明显改善中重度ARDS患者的氧和、降低病死率、改善预后。2013年Guerin等[5]发表在新英格兰医学杂志的多中心随机对照临床研究显示应用俯卧位通气治疗的重度ARDS的28 d病死率为16%，而对照组的28 d病死率为32.8%，证实早期长时间俯卧位通气治疗可以显著降低重度ARDS的病死率。2014年又有4篇关于ARDS俯卧位通气的荟萃分析发表，其结论均表明PPV可以显著降低中重度ARDS的病死率[6-9]。
二 PPV降低中重度ARDS患者病死率的主要机制
ARDS时背侧肺组织的肺泡塌陷更为严重, 在仰卧位时背侧肺组织比腹侧肺组织肺不张也更加明显，而由于重力的作用，背侧肺组织的血液灌注增多，但机械通气时气体更多的进入腹侧肺组织，背侧肺组织通气减少，从而导致背侧肺组织的通气血流比值减少引起肺内分流。与此同时，腹侧肺组织血流减少而通气增加引起腹侧肺组织的通气血流比值增加，导致死腔通气的增加[10]。两方面原因均可导致肺部的通气血流比值失调，从而引起血氧饱和度的下降。通气血流比值失调是导致ARDS患者发生低氧血症的主要原因，缺氧导致全身器官组织氧代谢异常，通过一系列的病理生理机制进而导致急性炎症反应综合征(SIRS)甚至多器官功能障碍综合征(MODS)的发生。
现有研究表明，PPV治疗主要从以下几个方面改善ARDS患者氧饱和度并进一步降低中重度ARDS患者的病死率：
1. PPV改善肺顺应性：ARDS患者肺水肿、心脏对肺组织的压迫等各种因素导致重力依赖区塌陷的肺组织复张需要更高的压力[11]。俯卧位通气时背侧原有塌陷肺组织复张，同时由于背侧胸壁的顺应性增加，跨肺压反而减少，避免了肺泡的过度膨胀[12]。而腹侧肺组织成为重力依赖区域后背侧肺组织复张程度大于腹侧肺泡的去复张程度，从而改善了整体肺组织的顺应性[13]，使整体胸壁的顺应性更加一致[14]。
2. PPV改善肺组织的通气血流比值失调：减轻肺不张、改善肺的通气血流比值失调是PPV治疗ARDS的最重要的机制之一，具体机制如下：①ARDS发生后肺间质明显水肿，肺重量增加，重力依赖区的背侧肺组织压迫明显，俯卧位后由于重力作用的原因，减轻了对背侧肺组织压迫，使背侧肺组织肺泡复张，改善了通气血流比值失调[15]；②ARDS时心脏增大导致重力依赖区肺组织的胸膜腔内压升高进而导致肺不张[16]，俯卧位后减轻了仰卧位时纵隔和心脏对肺组织的压迫[17]，减轻了肺不张从而改善通气血流比值失调；③ARDS腹内压增高导致膈肌向胸膜内移位也增加了背侧肺组织的压迫加重了肺不张。俯卧位时腹腔压力减少，膈肌向胸腔的移位减少，减轻了对肺组织的压迫，进一步减轻了肺不张[18]；上述机制均可使ARDS患者的背部肺组织的肺不张减轻，增加了肺通气，而肺组织的血流变化不大，从而改善了通气血流比值失调，进一步改善了氧饱和度。研究结果表明，ARDS患者在俯卧位通气时肺内分流及死腔通气可减少21%～50%及20%～47%[19]。
3. PPV有利于气道分泌物的引流：ARDS时由于肺毛细血管的弥漫性损伤、通透性增强，肺水肿成为主要的病理变化之一，同时常常合并肺内感染使痰液形成增加，从而导致气道分泌物增加。研究表明，俯卧位通气时因为体位的原因更有利于分泌物的引流，减轻甚至消除了ARDS肺组织的渗出[20-21]，增加了肺总容积，从而进一步改善氧和。
4. PPV有利于减少肺水肿：PPV时水肿液从肺泡向肺间质转移，增强了水肿液的消除[22]。而对心脏压迫的减轻，腹内压下降都增加了背侧肺组织水肿液的消除[16, 23]。国内许启霞等[24]在ARDS犬的病理切片上发现，俯卧位时肺泡充气分布均匀，肺泡内水肿液减少，肺出血、肺炎表现明显改善, 证实了俯卧位通气可以促进肺内水肿液的消除。
5. PPV可以减轻呼吸机相关性肺损伤：呼吸机相关性肺损伤的其中一个重要原因是原本萎陷的肺组织重新扩张，从而产生巨大的剪切力导致肺损伤[25]。而PPV时各部分肺组织通气相对均匀，减少了剪切力对肺组织的损伤，减轻了呼吸机相关性肺损伤，从而促进了肺组织的恢复。同时，俯卧位通气时肺组织顺应性得到有效改善，气道压力下降，减少了气压伤的发生。Valenza等[26]的研究发现，俯卧位通气组的大鼠肺损伤发生的时间明显晚于仰卧位组，其肺损伤的分布也更加均一。另有研究表明，PPV可以减少肺组织的细胞凋亡，从而明显减轻呼吸机相关性肺损伤[27]。
三 PPV在临床应用过程中存在的主要问题
PPV治疗ARDS在实际临床工作中仍然存在较多问题，主要集中在以下几个方面。
1. 俯卧位通气治疗的适应症选择：究竟什么样的ARDS患者应用俯卧位通气治疗能够获益目前尚无统一标准。既往研究表明，俯卧位通气应用于ARDS的治疗并不能改善预后，而进一步的分层分析又发现俯卧位通气可以明显降低中重度ARDS的病死率[28]。近期发表的关于俯卧位通气能够改善ARDS患者预后的研究均应用于中重度ARDS的治疗[6-9]。Gattinoni等[14]认为经过治疗12～24 h以后再次评估仍然符合中重度ARDS标准的患者应该给予俯卧位通气，或者氧合指数＜150 mm Hg，FiO2≥0.6，PEEP≥5 cm H2O(1 cm H2O=0.198 kPa)应尽早给予俯卧位通气。Guerin等[5]在多中心随机对照临床研究中也证实了符合上述标准的严重ARDS患者尽早俯卧位通气可以显著降低病死率。2014年发表的关于俯卧位通气的荟萃分析均表明，中重度ARDS应用俯卧位通气可以明显改善预后。目前更加倾向于将氧合指数＜150 mm Hg，FiO2≥0.6，PEEP≥5 cm H2O作为使用俯卧位通气治疗的界限指标。结合近两年的研究结果可以得出结论，柏林会议所界定的中重度ARDS患者是俯卧位通气治疗的主要受益人群。
2. 俯卧位通气治疗的持续时间：俯卧位通气的治疗持续时间始终存在争议，早期研究俯卧位通气的持续时间不超过6 h，其研究结果得出的结论是俯卧位通气并不能改善预后[28]。每天6 h的俯卧位通气并不能完全纠正仰卧位通气时对肺组织的影响，而每天大于20 h的俯卧位通气时间则明显较长，导致俯卧位通气事实上再次变成了“仰卧位通气”，重力依赖区会再次形成，进而引起一系列的病理生理变化，反而加重了病情[29]。究竟俯卧位通气每天治疗多长时间为宜？目前尚无公认的标准，但近两年的研究均证实每天一次，每次12～16 h的俯卧位通气可以显著改善中重度ARDS的病死率和预后[5, 8]。
3. 俯卧位通气的禁忌症和并发症：严重脑水肿、颅内高压、面部骨折、脊柱骨折、锁骨骨折、多发肋骨骨折、孕妇及严重血流动力学不稳定等患者禁止行俯卧位通气治疗[30]。俯卧位通气的主要并发症有气道梗阻、各种管道的脱落、吸痰困难、褥疮、面部水肿、肩部及胸锁关节骨折、眼周感染、鼻出血等。致命的并发症只要加强护理、保证在执行俯卧位通气时人员的充足基本上可以避免发生, 有经验的医疗护理团队可以减少并发症的发生[31]。为减少并发症的发生，在执行俯卧位通气治疗时深度镇静是必须进行的医疗措施[32]。
四 展望
毫无疑问，PPV可以有效的改善ARDS患者的血氧饱和度，降低中重度ARDS患者的病死率，从而改善中重度ARDS患者的预后。但是目前关于PPV在治疗的介入时机，治疗的持续时间、频率，怎样降低并发症的发生等方面仍然没有统一、完善且普遍公认的标准，仍然需要大规模、大样本的前瞻性临床对照研究进一步证实。相信随着临床科学研究的进一步发展，PPV治疗ARDS的应用前景必将更加广阔。