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中国科技期刊数据库 医药 81 俯卧位机械通气在重症肺炎伴急性呼吸窘迫综合征患者中的效果分析 李文娟 山西省肿瘤医院 中国医学科学院肿瘤医院山西医院 山西医科大学附属肿瘤医院重症医学科，山西 太原 030013 摘要：摘要：目的 早期应用俯卧位机械通气已被多项研究证明可以改善中重度成人急性呼吸窘迫综合征患者的生存期。在严重急性呼吸窘迫综合征患者中，俯卧位是肺保护性机械通气的关键一环，这种机械通气与低潮气量和神经肌肉阻滞剂相关。到目前为止，尚无证据支持俯卧位在重症肺炎伴急性呼吸窘迫综合征患者应用体外氧合的效果。本研究的目的是评估在体外氧合期间应用俯卧位的可行性、安全性和影响。次要目标为评估了应用俯卧位通气和死亡率之间的关系。方法 本研究为一项多中心回顾性队列研究，观察组为应用体外氧合支持期间使用俯卧位通气管理的患者，对照组为采用仰卧位管理的患者。在 4 个时间点（俯卧位通气前仰卧、俯卧位通气开始时、俯卧位通气结束、俯卧位通气后仰卧）分析生理变量。通过多变量分析和倾向评分匹配来评估俯卧位通气和医院患者死亡率之间的相关性。结果 共纳入 240 例患者，其中俯卧位组 107 例，仰卧位组 133 例。326 例患者的俯卧位通气周期的中位持续时间为 15（12-18）小时。在采用俯卧位通气操作的患者中有 6%的患者发生轻微的可逆性并发症。俯卧位通气改善氧合，减少肺内分流。在俯卧位组中未经调整的患者死亡率较低（34 vs.50%；P=0.017）。在校正了协变量后，俯卧位通气仍与医院死亡率的降低显著相关（优势比，0.50；95%置信区间，0.290.87）。每组共确定 66 名进行倾向评分匹配的患者。在这个匹配的样本中，接受俯卧位通气的患者使用体外氧合的持续时间较高（16 vs.10 d；P=0.0344），但医院死亡率较低（30%vs.53%；P=0.0241）。结论 重症肺炎伴急性呼吸窘迫综合征患者在使用体外氧合期间可通过俯卧位通气改善氧合，俯卧位通气与降低医院死亡率相关。关键词：关键词：俯卧位通气；体外膜氧合；急性呼吸窘迫综合征 中图分类号：中图分类号：R741 Effect analysis of prone position mechanical ventilation in patients with severe pneumonia and acute respiratory distress syndrome LI Wenjuan Shanxi Provincial Cancer Hospital,Cancer Hospital of the Chinese Academy of Medical Sciences,Shanxi Hospital,Intensive care medicine,Cancer Hospital Affiliated to Shanxi Medical University,Shanxi Taiyuan 030013 Abstract:Objective:Early application of prone position mechanical ventilation has been proven by multiple studies to improve the survival period of moderate to severe adult acute respiratory distress syndrome patients.In patients with severe acute respiratory distress syndrome,prone position is a key link of lung protective mechanical ventilation,which is related to low tidal volume and neuromuscular blockers.So far,there is no evidence to support the effectiveness of external oxygenation in patients with severe pneumonia and acute respiratory distress syndrome in prone position.The purpose of this study is to evaluate the feasibility,safety,and impact of using prone position during extracorporeal 中国科技期刊数据库 医药 82 oxygenation.The secondary objective was to evaluate the relationship between the use of prone position ventilation and mortality.Methods:This study is a multicenter retrospective Cohort study.The observation group is the patients who use prone position ventilation management during extracorporeal oxygenation support,and the control group is the patients who use supine position management.Analyze physiological variables at four time points(supine before prone position ventilation,at the beginning of prone position ventilation,at the end of prone position ventilation,and supine after prone position ventilation).Multivariate analysis and Propensity score matching were used to assess the correlation between prone ventilation and hospital mortality.Result:A total of 240 patients were included,including 107 in the prone position group and 133 in the supine position group.The median duration of the prone position ventilation cycle in 326 patients was 15(12-18)hours.6%of patients who underwent prone position ventilation experienced mild reversible complications.Prone position ventilation improves oxygenation and reduces intrapulmonary shunt.The unadjusted mortality rate was lower in the prone position group(34 vs.50%;P=0.017).After adjusting for covariates,prone ventilation was still significantly associated with a decrease in hospital mortality(odds ratio,0.50;95%confidence interval,0.29-0.87).A total of 66 patients in each group were identified for Propensity score matching.In this matched sample,patients receiving prone position ventilation had a longer duration of extracorporeal oxygenation(16 vs.10 days;P=0.0344),but lower hospital mortality(30%vs.53%;P=0.0241).Conclusion:Patients with severe pneumonia and acute respiratory distress syndrome can improve oxygenation through prone position ventilation during the use of extracorporeal oxygenation.prone position ventilation is associated with reducing hospital mortality.Keywords:prone position ventilation;Extracorporeal membrane oxygenation;Acute respiratory distress syndrome 0 引言 在急性呼吸窘迫综合征患者中，俯卧位通气增加呼气末肺容积1，改善通气-灌注，并降低通气性肺损伤的风险2。已有研究证实：俯卧位通气与严重的急性呼吸窘迫综合征患者的生存优势（吸入氧比例为150mmHg）显著相关3。对于严重低氧血症的患者，可能需要体外膜氧合来维持正常的气体交换，同时给予保护性或超保护性通气，从而允许肺得到“休息”并降低通气引起的肺损伤风险。俯卧位通气和体外膜氧合的结合具有合理的基本原理；然而，由于害怕患者发生危及生命的并发症，如套管移位或体外血流的突然减少。到目前为止，很少有研究关注俯卧位通气在重症肺炎伴急性呼吸窘迫综合征患者体外膜氧合支持期间的应用效果。本研究进行了一项多中心回顾性分析，以评估俯卧位通气在体外氧合支持的急性呼吸窘迫综合征患者中的有效性和安全性。次要目的是评估了应用俯卧位通气和死亡率之间的关系。1 资料与方法 本研究选取了 2018 年 1 月至 2022 年 12 月期间转诊到山西省肿瘤医院 ICU 接受体外膜氧合接受治疗的患者。本研究纳入了诊断为重症肺炎伴急性呼吸窘迫综合征并接受体外膜氧合支持治疗的患者。在俯卧位通气组中，体外膜氧合支持期间常规进行俯卧位通气。对照组中的患者常规采用仰卧位，未采用俯卧位通气治疗。采用常规的通气策略包括超保护性通气（即调整潮气量以维持驱动压力，10-12 厘米水柱，呼吸频率20/min）和使用中等程度的呼气末正压（PEEP）来维持部分肺气体交换。在两个研究组（俯卧位通气组和对照组）中，我们在基线时（即体外膜氧合支持开始前）收集了以下参数：年龄、性别、体重指数、并发症、ARDS 病因、PaO2：FIO2 比率、顺序器官衰竭评估（SOFA）评分、体外膜氧合支持前的治疗（即一氧化氮、俯卧位通气、肾脏替代治疗和机械通气时间）。在俯卧位组中，我们收集了以下数据：俯卧位通气开始时的体外膜氧合时间、俯卧位通气周期的次数和持续时间、俯卧位通气操作的并发症、中断的俯卧位通气周期的次数。并发症被分为主要的（心脏骤停或恶性心律失常、拔管和体外膜氧合插管移位）和次要的（所有其他可逆性并发症）类别。此外，对于每个俯卧位通气周期，确定以下四个不同的时间点：1、中国科技期刊数据库 医药 83 俯卧位通气周期前 1 小时 2、启动俯卧位通气周期时间3、结束俯卧位通气周期（俯卧位通气周期周期结束）4、俯卧位通气周期后的仰卧位。在每个时间点，收集体外膜氧合、呼吸和血流动力学参数。最后，我们评估了每个研究组患者的预后，包括体外膜氧合支持时间、在重症监护病房的住院时间、医院死亡率和死亡原因。2 统计学分析 收集入组时（基线）时人群的人口统计学和临床特征。俯卧位通气相关并发症的发生率以绝对和相对频率描述。该人群根据研究组（俯卧组和对照组）进行描述。两种治疗之间的人口统计学变量、临床基线参数和结果（死亡率、ECMO 持续时间和入院重症监护持续时间）各组的分类变量采用 x2 检验，连续变量采用 t 检验或 Mann-Whitney 检验。对于俯卧组患者，在每个时间点描述参数，并通过拟合线性混合效应模型进行比较，以考虑受试者内测量相关性。以不同的时间点为自变量，以患者为随机效应。采用两种不同的方法评估俯卧位通气与患者死亡率之间的关系，如下：第一种基于 logistic 多元回归模型，第二种基于两种治疗方法患者的倾向评分匹配。考虑 5%的显著性水平进行统计学分析。数据在Excel 数据库中收集，并使用 JMP 14.0 软件（SAS 研究所）和 SAS 软件 9.4 版（SAS 研究所）进行分析。3 结果 共纳入 240 例患者，其中俯卧组 107 例，对照组133 例。表 1 显示了研究人群的基线特征和结果。对照组的简易器官衰竭评分较高（P0.001）。俯卧位通气组体外膜氧合前肾替代治疗使用频率较高，对照组体外膜氧合前一氧化氮使用频率较高。大约三分之一的患者在体外膜氧合前接受了俯卧位通气治疗。在接受俯卧位通气治疗的患者中，从体外膜氧合开始到第一次俯卧位通气开始的时间为 4（2-7）天。本研究共分析了 326 次俯卧位通气。俯卧位通气的平均持续时间为 15（12-18）小时。326 个俯卧位通气中有 21 个（6%）报告了轻微的可逆性并发症（见表 2）。6 例患者（2%）因俯卧位通气期间呼吸或血流动力学不稳定而中止。表 2 俯卧位通气的并发症 并发症 结果（N21）出血 4（1.2）外周血流减少 4（1.2）血流动力学不稳定 2（0.6）PaCO2 增高 1（0.3）下肢肿胀 1（0.3）面部肿胀 1（0.3）呕吐 1（0.3）PP 期间的呼吸和血流动力学参数见图 1 和表 3。图 1 不同时间点的氧合和呼吸力学情况 表 1 俯卧位组和对照组的研究人群特征 俯卧位组（n=107）对照组（n=133）性别 73(68.2)83(62.4)年龄 4813 4913 BMI 指数 28.56.5 28.48.1 ARDS 的发生原因 肺炎 99(92.5)121(91.0)其他 8(7.5)12(9.0)在 ECMO 之前，PaO2：FIO2 7329 7634 ECMO 前的俯卧位时间 34(31.8)38(35.2)ECMO 前一氧化氮 8(7.5)20(9.8)合并症 高血压 22(20.6)46(34.6)糖尿病 17(15.9)17(12.8)免疫缺陷 15(14.0)30(22.6)活动性恶性肿瘤 2(1.9)9(6.8)自身免疫性疾病 10(9.4)16(12.0)抑制免疫反应 7(6.5)10(7.5)其他慢性疾病 21(19.6)27(20.3)慢性阻塞性肺病 7(6.4)17(12.78)周围血管病变 6(5.6)4(3.0)慢性心力衰竭 6(5.6)7(5.3)慢性肾脏疾病 4(3.7)2(1.5)慢性肝病 5(4.7)6(4.5)中国科技期刊数据库 医药 84 肺内分流率和 PaO2：FIO2 比值显著改善，仰卧位后改善（时间点 4：时间点 1；P0.05)。在俯卧位通气后，呼吸系统的静态顺应性显著改善（时间点 4：时间点 1；P0.05)。血流动力学差异较小，俯卧位通气时平均肺动脉压和楔形压略高，而时间点 3 和 4 心率较低。两组间的死亡原因无显著性差异（P=0.223）。多器官功能衰竭或休克是导致死亡的主要原因（俯卧位组 54%，对照组 71%）。其他常见的原因是不可逆的肺损伤而停止治疗。医院死亡率的单因素逻辑分析显示：与死亡率显著相关的协变量包括年龄、高血压、免疫缺陷、简易器官衰竭评分、体外膜肺治疗前机械通气和俯卧位通气的时间。在调整了可能的混杂因素后，俯卧位通气与较低的医院死亡率显著相关（优势比为 0.50；95%置信区间0.290.87）。通过倾向评分匹配法确定了每组66例特征相似的患者，在这个匹配的样本中，与对照组患者相比，接受俯卧位通气的患者死亡率更低（30%vs.53%；P=0.0241），体外膜肺治疗持续时间更高（16 vs.10 天；P=0.0344）。4 讨论 本次回顾性队列研究对重症肺炎伴急性呼吸窘迫综合征患者在体外膜肺治疗期间使用俯卧位通气的主要结果如下：1、在经验丰富的 ICU 病房，体外膜肺治疗期间的俯卧位通气是安全的，6%的俯卧位通气操作会发生轻微并发症。在一小部分（2%）患者中，早期采用俯卧位通气后需要解决上述并发症。2、俯卧位通气在不损害血流动力学的前提下可改善氧合指数比值，减少肺内分流。3、即使在调整了两组之间的临床人口统计学参数差异后，在体外膜肺治疗期间接受俯卧位通气的患者死亡率更低。4、俯卧位组的体外膜肺支持持续时间较高。本研究的优势在于生理数据和结果数据的结合，同时控制了回顾性研究设计的内在偏倚。采用倾向评分匹配分析尽量减少使用俯卧位通气时出现选择偏倚的风险。迄今为止，俯卧位通气治疗严重急性呼吸窘迫综合征可能是与危重患者生存优势相关的单一治疗3。它重新分配机械通气负荷，减少潮气量恶性膨胀，并使经肺压力的分布均匀化4，从而降低了由肺泡过度拉伸和周期性肺不张引起的肺损伤风险。多项研究和元分析结果表明，中度至重度急性呼吸窘迫综合征患者早期应用俯卧位通气治疗周期持续时间大于等于 12 小时可显著降低患者的死亡率。对于严重急性呼吸窘迫综合征患者来说，尽管优化了机械通气设置和采用了救援操作，仍然会不可避免地出现难治性低氧血症，此时，可能需要采用体外膜肺支持来改善气体交换，减少肺的机械通气负担，从而降低通气引起的肺损伤风险。从理论上来讲，俯卧位通气和体外膜肺联合使用可能会进一步提高对肺的保护作用。然而，尽管有这种强大理论背景支持，关于俯卧位通气在体外膜肺治疗中应用的文献数据很少，主要来自小型、单中心的回顾性研究5,6，关于在体外膜肺支持过程中应用俯卧位通气产生益处的数据也很有限7,8。本研究显示：对照组的住院死亡率较高，这可能是由于患者在使用体外膜肺之前有多器官功能衰竭。Guervilly 及其团队在对 168 例体外膜肺患者进行的回顾性研究中首次报道了体外膜肺治疗期间的俯卧位通气与生存率改善之间的关联9。然而，在这项研究中，表 3 不同时间点的呼吸和血流动力学参数 1 仰卧位（通气前）2 俯卧通气开始 3 俯卧通气结束 4 仰卧位（通气后）P 值 血流量 3.80.8 3.80.8 3.70.7*3.70.7*0.003 气流量 6.52.5 6.52.5 6.52.5 6.52.5 0.808 吸入氧浓度（ECOMO）8420 8221 8022*8023*0.001 潮气量 232112 231117 235115 244118*0.026 平台压 263 263 263 263 0.370 呼气末正压通气 153 163 163 163 0.088 驱动压 113 103 103 103 0.059 呼吸顺应性 2314 2415 2415 2515*0.038 呼吸频率 149 149 137 138 0.038 氧分压 7624 7919 8741*7926%0.001 二氧化碳分压 487 487 487 477 0.146 PH 值 7.420.05 7.410.05 7.410.05 7.420.05 0.072 中国科技期刊数据库 医药 85 俯卧位组的研究对象与来自同一个 ICU 的对照组。因此，使用俯卧位通气的决策是基于主治医生的临床判断，这可能导致较高的选择偏倚（即，临床医生可能已经决定在生存机会最高的患者中使用俯卧位通气）。我们的研究证实了俯卧位通气和死亡率降低二者之间的联系。但由于采用了观察性设计，因此无法得出在体外膜肺治疗期间使用俯卧位通气与降低死亡率之间存在因果关系的结论。5 结论 在体外膜肺氧合患者中应用俯卧位通气可改善氧合，并与降低医院死亡率相关。体外膜肺氧合治疗期间，俯卧位通气对死亡率的影响还需要进一步通过前瞻性研究来证实。参考文献 1Gattinoni L,Tognoni G,Pesenti A,Taccone P,Mascheroni D,Labarta V,et al.;Prone-Supine Study Group.Effect of prone positioning on the survival of patients with acute respiratory failureJ.N Engl J Med,2001(345):568-573.2Munshi L,Del Sorbo L,Adhikari NKJ,Hodgson CL,Wunsch H,Meade MO,et al.Prone position for acute respiratory distress syndrome:a systematic review and meta-analysisJ.Ann Am Thorac 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