读书报告丨俯卧位治疗急性低氧性呼吸衰竭和急性呼吸窘迫综合征

摘要

俯卧位是一种可立即获得、易于实施的干预措施，最初是在50多年前作为改善气体交换的方法被提出。作为难治性低氧血症的经验性治疗在临床上应用，多次临床试验证明，严重ARDS患者在各种呼吸条件下使用俯卧位，其死亡率降低。专家共识和指南推荐使用俯卧位来干预严重ARDS患者。持续的COVID-19大流行使俯卧位一度成为热点，包括在清醒、自主呼吸、非插管急性低氧性呼吸衰竭患者中广泛实施俯卧位。目前已有多项临床试验研究俯卧位在上述患者中的安全性和有效性，加深了我们对俯卧位在呼吸衰竭中的作用的理解。在这篇综述中，我们讨论了俯卧位的生理特征、临床结果数据、实际注意事项和遗留问题。

既往俯卧位的使用仅限于进展为ARDS的严重疾病。自2019年以来，ARDS的发病率急剧上升，部分原因是COVID-19大流行，导致全球COVID-19病例超过4亿例。临床表现包括急性低氧性呼吸衰竭和进展为ARDS的高发率。本文主要讨论了俯卧位的生理学原理及其在急性低氧性呼吸衰竭插管患者和非插管患者中的应用，ARDS中俯卧位的标志性试验的临床结果数据，近期在非插管患者中俯卧位的临床试验结果，实施俯卧位的实际考虑，遗留问题以及未来的研究方向。

生理特性

人体肺在呼吸中发挥着至关重要的作用，有效地将大气中的氧气转移到人体循环中。大多数哺乳动物如狗、猫、马和非人灵长类动物主要采取这一姿势。直立姿势的进化使人类呼吸系统暴露于不同且复杂的物理和生理作用中，这些包括重力的影响，周围结构（如心脏和隔膜）的相互作用，体重和体质，以及肺、脉管系统和胸膜的病理生理变化。

通气

在通气周期中，经肺压力的变化有助于肺泡扩张和肺通气。经肺压计算为气道压与胸膜压之差。在仰卧位时，由肺、心脏的重量和腹部压力产生的静水压力导致腹侧胸膜压力更负（在人类中是前部）。因此，当人类仰卧时，肺泡前部的扩张更大，而肺泡位于肺的背侧（人类的后侧），后者的扩张较小。当患者长时间保持仰卧位时，这些较小扩张的呼吸单位可能发展为明显的肺不张。

当仰卧位患者变为俯卧位时，周围结构的重力和压迫会重新分配呼吸系统中的各种动态压力，如图1所示。与前胸膜压相比，后胸膜压变得更负。心脏向胸骨移动，周围的横膈膜向尾端移动。

注：卧位对通气和灌注的影响。肺背侧的肺泡单位比腹侧的多。因此，重量压缩对背侧肺泡的影响比对腹侧肺泡的影响不成比例。当患者采用俯卧位时，背节更加扩张，因此能够更有效地参与气体交换。类似的，虽然不那么明显的作用也发生在灌注上。

CT扫描可以对胸骨和椎骨之间的体积中气体和组织的比例进行特定的量化，从而比较在仰卧位和俯卧位之间的变化，如下图所示。

注：俯卧位对胸骨与脊椎骨之间距离的气体与组织比（可被认为是肺单位的体积）的影响。如图所示，在仰卧位时，从胸骨到椎骨的气体与组织之比急剧下降，这表明无论是健康人还是ARDS患者，靠近胸骨的扩张力比靠近椎骨的扩张力高约3倍。俯卧位时，气体与组织的比例更为均匀，表明整个肺实质的力分布更为均匀。

灌注

在仰卧位时，重力作用导致后肺泡的高灌注。如前所述，这些后肺泡通气不良，经常塌陷。因此，作为最高灌注受体的后肺泡通气相对较差。然而，通气较好的前肺泡灌注相对较低。这些因素导致仰卧位患者更大程度的V/Q比例失调，导致氧合不良。

在正常健康情况下，体位不同对全身氧合的影响很小，因为有强大的代偿机制，如高的通气和灌注储备。然而，体位的改变会严重影响患病和受损的呼吸系统。俯卧位可能在一组患者中导致更好的氧合，而其他患者可能没有差异，因为许多复杂的因素必须相互作用才能改善氧合，这些因素包括病理生理过程的程度和位置，如肺不张、实变、肺间质受累、局部和区域灌注差异、低氧性血管收缩、心输出量和贫血的影响。此外，特定的干预措施可以补充俯卧位的影响：通过机械通气或高流量鼻导管增加呼气末正压，通过镇静和神经肌肉阻断剂减少患者与呼吸机的不同步，并使用有助于改善肺血管床流量和心输出量的药物。

临床结果

ARDS

俯卧位已被充分研究用于治疗中度至重度ARDS。随着对ARDS认识的加深，该试验的一些局限性变得愈加明显，包括缺乏肺保护性通气策略[平均潮气量（Vt）10.3 ml/kg]和俯卧位时间有限（平均，7 h/d）。研究设计随着时间的推移而变化，多项研究进行了重大改变，包括实施肺保护性通气，延长俯卧位的时间，增强统计能力，以及在ARDS发病后更早地开始俯卧位。下表列出了重度和中至重度ARDS患者俯卧位的主要试验摘要。

2013年发表的PROSEVA试验是一项具有里程碑意义的试验，该试验证明俯卧位对降低严重ARDS患者的死亡率有益处（16% vs. 32.8%；P＜0.001)，无呼吸机天数减少。PROSEVA使用了所有研究中最低的潮气量（6 ml/kg理想体重）。此外，这是最大的从仰卧位到俯卧位的交叉率最低的研究。

基于这一证据，美国胸科学会、欧洲重症医学会临床实践指南强烈建议，对于严重ARDS患者，俯卧位≥12 h/d。同样，法国重症医学会对于PaO2/FiO2＜150 mmHg的ARDS患者，强烈建议采用俯卧位。

清醒俯卧位

由于COVID-19大流行，人们对清醒、自主呼吸、非插管患者的俯卧位[通常称为清醒俯卧位（APP）]的兴趣越来越大。面对越来越多的治疗需求，以减少对高级呼吸系统护理的需求，临床医生在非插管ARDS患者、重症COVID-19患者和轻度COVID-19患者中广泛使用APP，这一做法得到了社会和国家卫生研究院指南的支持。

APP在需要高流量鼻插管、无创正压通气或两者同时需要的患者中的作用已在随机对照临床试验中开展了研究，以及在需要少量或不需要补充氧气的患者中进行了研究（见下表）。

其他大型随机对照试验得出相互矛盾的结果。Alhazzani等研究纳入了400例患者，通过传统鼻导管氧疗、经鼻高流量氧疗或无创正压通气需要至少40%的氧气来进行APP或仰卧位，发现插管率的主要结局下降（34.1% vs. 40.5%）。然而，这些结果没有统计学意义。亚组分析显示，需要高流量氧疗的患者插管率有统计学意义的降低；然而，这些结果也显示了很高的错误发现率。本研究受到研究样本量调整和不精确效应量的限制。Rampon等纳入293例接受＜6 L/min补充氧的患者，接受电子建议进行APP或常规护理，结果发现氧合恶化率或ICU转移率无统计学差异。

在一项包括2669例患者的Meta分析中，共有11项随机对照试验和19项非随机对照试验，其中APP显著降低了插管率（RR 0.85；95%CI 0.74～0.98），这一发现主要见于需要高流量鼻导管和无创正压通气的患者。

没有预先定义插管标准，随着大流行和对病毒传播的理解的深入，不同医院的插管指征也不同。这些研究中APP的持续时间差异很大，1～16小时不等。许多研究的目标是只要患者舒适地耐受俯卧位。报道的俯卧位持续时间因研究而异，并且经常被不系统地估计，准确性未知。没有一项纳入标准鼻导管氧疗患者的试验显示APP组和仰卧位组的插管率有显著差异。一项试验表明，接受APP的患者需要更高氧支持的可能性增加。目前尚不清楚这种在轻度疾病中缺乏反应的结果是由于缺乏生理效应，还是患者无法长时间保持常规俯卧，还是两者都有。

实际考虑

尽管有共识建议和指南建议，俯卧位的临床应用依然不充分。2016年一项大型前瞻性观察性研究分析了严重急性呼吸衰竭的全球影响，纳入3022例ARDS患者，发现仅有16.3%的严重ARDS患者采用俯卧位治疗，这可能是由于对俯卧位的适应证和禁忌证的认识不足或对俯卧位并发症的担忧所致。

俯卧位唯一的绝对禁忌证是不稳定的脊柱骨折。相对禁忌证包括近期胸骨切开术、大面积腹/面部烧伤、不稳定骨盆或长骨骨折、颅内压升高和大咯血。妊娠不应被视为禁忌证，因为在妊娠期间，俯卧位是安全的，并且是美国妇产科学会针对与COVID-19相关的难治性低氧血症推荐的，并附有图片操作说明。APP的研究一般都会避免纳入此类患者。

俯卧位引起的并发症是罕见的。在PROSEVA研究中，两组间在不定期拔管、咯血、主支气管插管或心脏骤停方面无统计学差异。对8项随机对照试验的meta分析发现，行俯卧位的ARDS患者气管内管阻塞（RR 1.76；95%CI 1.24～2.50）和压疮（RR 1.22；95%CI 1.06～1.41）的发生率较高。研究表明没有增加并发症的发生风险，也没有增加皮肤破损、导管脱位、背部疼痛或全身不适的发生。

遗留的问题和未来的方向

早期肺损伤的病理生理特征和ARDS的进展尚不完全清楚。动物模型显示，早期俯卧位可能有助于减少肺损伤的进展。然而，这仍然是一个不确定的临床领域。对新兴成像技术的进一步研究，包括电阻抗断层扫描，区域通气指标的CT扫描量化，可以帮助临床医生更好地了解俯卧位的生理特征，并优化该技术的临床应用。

关于ARDS俯卧位的最佳时机和实施，仍存在一些临床问题。俯卧位疗程的最佳持续时间尚未确定，建议为12～16 h/d或更长。目前还不清楚何时停止俯卧位。在PROSEVA试验中，当俯卧位转换为仰卧位4 h后PaO2/FiO2＜150 mmHg，呼气末正压＜10 cmH2O, FiO2＜0.6时，停止俯卧位，但目前尚不清楚超过此点后继续俯卧位是否可以提供额外的益处。此外，这些标准不适用于低氧血症较轻的患者，即俯卧位开始时PaO2/FiO2＞150mmHg的患者。至少，我们建议继续治疗，直至气体交换明显改善，氧气需求减少，临床病程总体改善。

总结

使用俯卧位对急性低氧性呼吸衰竭和ARDS患者有许多生理上的益处。虽然曾作为难治性低氧血症的抢救治疗，但在该患者群体的随机对照试验中发现死亡率降低后，俯卧位成为ARDS的标准干预措施。在COVID-19大流行期间，俯卧位在急性低氧性呼吸衰竭（无ARDS）患者（包括非插管患者）中得到了广泛应用和研究，一些研究显示了有意义的临床益处，包括缩短了机械通气时间。临床医生在处理低氧血症性呼吸衰竭患者时，应充分了解俯卧位的生理特点和临床益处，并做好在急性低氧血症性呼吸衰竭和ARDS中实施俯卧位的准备。