Clinical application of ventilation in prone position in treatment of neonatal acute respiratory distress syndrome
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摘要:目的
观察俯卧位通气在新生儿急性呼吸窘迫综合征（NARDS）治疗中的应用效果。
方法回顾性选取46例NARDS患儿作为研究对象，将采用俯卧位通气治疗（俯卧位为主，交替侧卧位）的20例患儿纳入俯卧位组，将采用常规仰卧位通气治疗的26例患儿纳入仰卧位组。比较2组患儿机械通气治疗开始时和机械通气治疗4、24、48、72 h后的动脉血氧分压[pa（O2）]与吸入氧分数（FiO2）比值（P/F）、氧合指数（OI），观察2组治疗过程中肺表面活性物质（PS）使用次数和机械通气时间、总用氧时间、住院时间，并比较2组患儿治疗过程中相关并发症发生率、病死率等。
结果机械通气治疗4、24、48、72 h后，俯卧位组患儿pa（O2）、P/F均高于仰卧位组，OI值低于仰卧位组，差异有统计学意义（P < 0.05）；机械通气治疗72 h后，俯卧位组患儿动脉血二氧化碳分压[pa（CO2）]低于仰卧位组，差异有统计学意义（P < 0.05）。俯卧位组总用氧时间为（12.53±3.48）d，短于仰卧位组的（15.60±4.46）d，差异有统计学意义（P < 0.05）；2组PS使用次数、机械通气时间和住院时间比较，差异无统计学意义（P>0.05）；2组新生儿持续肺动脉高压发生率、病死率和并发症发生率比较，差异无统计学意义（P>0.05）。
结论俯卧位机械通气可有效改善NARDS患儿氧合功能及呼吸功能，缩短用氧时间，且不会增加相关并发症的发生。
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关键词:
- 俯卧位通气 /
- 新生儿急性呼吸窘迫综合征 /
- 动脉血气分析 /
- 仰卧位通气 /
- 并发症
Abstract:ObjectiveTo observe application effect of ventilation in prone position in treatment of neonatal acute respiratory distress syndrome (NARDS).
MethodsA total of 46 neonates with NARDS were retrospectively selected as study objects, among whom 20 cases with ventilation in prone position(mainly using prone position, and alternatively using lateral position) were included in prone position group, while 26 cases ventilated in conventional supine position were selected as supine position group. Arterial partial pressure of oxygen[pa(O2)] to inhaled oxygen fraction (FiO2) ratio (P/F) and oxygenation index of two groups of neonates at beginning of mechanical ventilation, and 4, 24, 48 and 72 h after mechanical ventilation were compared. The number of using pulmonary surfactant (PS) during treatment, mechanical ventilation time, total oxygen use time and length of hospital stay were observed, the incidence rates of related complications and the mortality during treatment were compared.
ResultsThe pa(O2) and P/F values of the neonates in the prone position group were higher than those of the supine position group, and the OI value was lower than that of the supine position group at 4, 24, 48 and 72 h after mechanical ventilation (P < 0.05); arterial partial pressure of carbon dioxide[pa(CO2)] after 72 h of mechanical ventilation was lower than that of the supine position group(P < 0.05). The total oxygen consumption time in the prone position group was shorter than that in the supine position group[(12.53±3.48) d versus (15.60±4.46) d, P < 0.05]. There were no significant differences in number of pulmonary surfactant usage, mechanical ventilation time and hospital stay (P>0.05). The incidence rates of neonatal persistent pulmonary hypertension, mortality, and complications between the two groups showed no significant differences(P>0.05).
ConclusionProne position mechanical ventilation can effectively improve the oxygenation and respiratory function of neonates with NARDS, shorten the time of oxygen use, and does not increase the occurrence of related complications.
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电阻抗层析成像(EIT)系统是近年发展的新技术，主要用于动态评估肺通气状态[1], 其通过绑缚在人胸廓规定位置(正力体型者一般在第4~6肋间)的16个电极发射阻抗波进而计算其在胸廓内不同组织间衰减的程度，并通过相应算法最后还原为肺组织断层影像[2-3]。EIT成像是连续的、动态的，通过监视屏幕，实时反映肺组织在吸、呼过程中的变化，还可通过该设备的局部定点监测功能对某一区域的肺组织通气状态进行评价，判断受检者是否存在病理状态或疾病的恢复程度[4-7]。目前，尚未有EIT检测健康成年人的参考数据(正常范围)[8]。本研究中探讨北京地区健康人肺组织的EIT测量值的正常范围，现报告如下。
1. 资料和方法
1.1 研究设计
本研究为分层抽样调查，以首都医科大学附属北京潞河医院体检中心受检人群为基础，按性别、年龄阶段、体质量指数(BMI)为抽样标准，收集2018年12月—2019年3月受检的102例健康志愿者的肺EIT数据。所有受试者均为汉族，其中青年(≤40岁)、中年(41~59岁)、老年(≥60岁)各34例，男性和女性各51例，年龄26~73岁，平均(43±12)岁，平均BMI为(24±4) kg/m2。受检人群基线特征见表 1。
表 1 受检人群基线特征(x±s)因素 受试者特征(n=102) 年龄/岁 43±21 性别 男 51 女 51 身高/m 1.65±0.08 体质量/kg 66.6±12.5 体质量指数/(kg/m2) 24±4 纳入标准: ①体格检查结果正常，没有吸烟、饮酒史和慢性病史者; ②体内没有植入性电子设备者; ③无胸、脊柱畸形者; ④同意进行EIT测量者。本研究已通过首都医科大学附属北京潞河医院伦理委员会批准(批准号2018LH-KS-015, 临床试验注册号ChiCTR1800015680)。
1.2 方法
根据EIT系统要求(Infinity C500, 德国Dräger, Ltd), 坐位检查时患者应坐直，然后根据患者的胸廓选择合适的电极条带，并将其固定在第4~5肋间处，待阻抗波成像稳定后开始记录。5 min后指示受试者以恒定的速度进行5次深呼吸以达到最大呼吸状态，然后继续平静呼吸5 min。随后，指示患者平躺，并按如上步骤继续记录10 min。重复上述过程3次后，收集阻抗值，并计算平均值。记录和保存的阻抗值包括总阻抗(GI)值和4个阻抗区域(ROI)，即ROI1~ROI4(图 1)。
1.3 统计学分析
采用SPSS 21.0和Matlab 7.0软件进行统计分析。性别和其他测量数据以中位数和四分位数表示。年龄、身高、BMI和EIT阻抗值等计数数据以(x±s)表示。不同年龄、性别、BMI和其他分层情况下的阻抗值范围的分析使用单因素方差分析。P＜0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 受试者在不同呼吸条件下坐姿和卧姿的肺GI值
一般最大呼吸状态下GI值高于平静呼吸，男性高于女性(卧位平静呼吸时除外)。见表 2。
表 2 在不同呼吸条件下坐位和仰卧位受试者的肺总阻抗分布(x±s)性别 坐位 卧位 平静呼吸状态 最大呼吸状态 平静呼吸状态 最大呼吸状态 男(n=51) 3 353 148±362 721 5 482 749±603 111 2 435 323±303 195 7 949 585±826 013 女(n=51) 1 910 780±230 168 4 227 808±522 656 2 685 644±30 117 4 500 566±496 294 2.2 受试者不同体位和呼吸状态下监测EIT时各区域阻抗值
男性受试者分别处于坐位和卧位时，其ROI2和ROI3区域数值在平静呼吸、最大呼吸状态下差异均有统计学意义(P＜0.05), 且占GI比率较高; 女性受试者的监测数据分布特点与男性基本相同，仅在ROI2区域有所不同，该区域平静呼吸和最大呼吸状态比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表 3、4。
表 3 男性在不同体位和呼吸状态下监测EIT时各区域阻抗值(x±s)体位 ROI1 ROI2 ROI3 ROI4 坐位 平静呼吸状态 329 333±35 865 1 388 769±151 770 1 486 407±157 902 405 268±37 318 占GI比率/% 9.2 39.3 42.0 9.1 最大呼吸状态 395 016±43 108 2 209 368±234 606 2 730 902±249 224 4 999 655±53 933 占GI比率/% 6.5 39.1 44.0 10.4 P 0.134 0.033 0.041 0.361 卧位 平静呼吸状态 315 780±40 612 1 144 899±152 959 998 874±117 619 270 181±34 262 占GI比率/% 12.2 42.2 35.2 10.4 平静呼吸状态 858 484±102 857 3 750 633±396 174 3 256 553 ±366 921 841 108 ±99 098 占GI比率/% 12.1 43.3 36.1 8.5 P 0.011 0.027 0.007 0.009 GI: 总阻抗; ROI: 阻抗区域。 表 4 女性在不同体位和呼吸状态下监测EIT时各区域阻抗值(x±s)体位 ROI1 ROI2 ROI3 ROI4 坐位 平静呼吸状态 329 333±35 865 1 388 769±151 770 1 486 407±157 902 405 268±37 318 占GI比率/% 9.2 39.3 42.0 9.1 最大呼吸状态 406 436±39 053 1 395 080±164 926 2 136 829±219 043 450 035±42 412 占GI比率/% 9.6 36.1 42.4 11.9 P 0.047 0.549 0.039 0.233 卧位 平静呼吸状态 204 920±25 017 1 130 797±131 072 1 283 676±125 979 239 077±24 757 占GI比率/% 10.8 40.6 38.1 10.5 最大呼吸状态 532 561±52 052 1 783 757±203 119 1 833 984 ±188 812 556 775±52 990 占GI比率/% 11.4 42.5 37.8 8.3 P 0.008 0.032 0.045 0.015 GI: 总阻抗; ROI: 阻抗区域。 3. 讨论
EIT技术是近年来在床旁实时监测心肺状态的一项新技术，用于监测肺通气状态[9]。其可连续、可视地监视整个肺部或肺部特定部位的通气状态[10]。EIT已用于呼气末正压滴定、气体陷闭等领域[11]。目前，尚未有EIT系统应用于正常人群肺通气阻抗值参考范围的报道。因此，本研究层抽样了102名健康志愿者，进行EIT肺阻抗值采样，并记录其在坐位和仰卧位下的平静呼吸和最大呼吸状态下的GI和ROI。ROI可体现肺局部动态通气变化，该区域的设定可分为4个区域，也可设为研究者想要观察的某些特定区域，以动态对比治疗前后的变化[12]。
102例健康参与者年龄和性别分布均匀，无病史或身体异常，体质量和BMI均正常，表明所有参与者可参与本研究。EIT的肺阻抗值测量结果表明，除平静呼吸状态外，在任何姿势和呼吸状态下，男性参与者的肺GI和ROI均高于女性，这与潮气量和肺活量的表现相同，表明男性GI和ROI通常高于女性[12-13]。平静呼吸状态下，女性GI高于男性，分析原因可能为女性以胸式呼吸为主; 平卧时男性膈肌上抬，导致GI较低。此外，本研究发现无论是男性还是女性，无论是坐位还是仰卧位，从最大呼吸中获得的GI都大于平静呼吸。4个ROI区域中, ROI2和ROI3是阻抗分布占比较高的区域，且不受性别、体位和呼吸状态的影响。但与平静呼吸相比，最大呼吸状态下ROI1和ROI4区域的阻抗值占GI值比例有不同程度的升高，显示这2个区域通气增加以适应机体的需要。
综上所述，本研究测量了健康志愿者肺EIT阻抗值的正常范围，有助于临床诊断和治疗相关疾病，可为进一步使用EIT提供理论依据。
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表 1 2组患儿一般资料比较(±s)[M(P25, P75)][n(%)]
指标 分类 俯卧位组(n=20) 仰卧位组(n=26) χ2 P 性别 男 12(60.00) 15(57.69) 0.025 0.875 女 8(40.00) 11(42.31) 分娩方式 自然分娩 12(60.00) 17(65.38) 0.141 0.708 剖宫产 8(40.00) 9(34.62) 胎膜早破≥18 h 是 6(30.00) 8(30.77) 0.003 0.955 否 14(70.00) 18(69.23) 出生体质量/kg 2.81±0.69 2.92±0.73 -0.542 0.590 胎龄/周 36.50±2.62 37.04±3.18 -0.850 0.400 入院年龄/h 2.85(1.38, 7.55) 2.40(1.13, 4.25) -0.930 0.367 1 min Apgar评分/分 7.90±1.47 7.81±1.67 0.196 0.845 5 min Apgar评分/分 9.05±1.05 8.84±1.12 0.628 0.533 原发病因 肺出血 2(10.00) 2(7.69) < 0.001 1.000 感染 8(40.00) 9(34.62) 0.141 0.708 胎粪吸入综合征 4(20.00) 5(19.23) < 0.001 1.000 围生期窒息 2(10.00) 2(7.69) < 0.001 1.000 选择性剖宫产 2(10.00) 4(15.38) 0.009 0.924 其他 2(10.00) 4(15.38) 0.009 0.924 
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表 2 2组患儿机械通气治疗不同时点血气指标水平比较(±s)[n(%)][M(P25, P75)]
组别 指标 机械通气治疗时点 治疗开始时 治疗4 h后 治疗24 h后 治疗48 h后 治疗72 h后 俯卧位组(n=20) pa(O2)/mmHg 45.70±6.90 59.20±7.80*# 61.30±8.32*# 68.80±5.88*# 72.80±9.18*# pa(CO2)/mmHg 53.05±7.02 49.85±7.06* 48.40±6.91* 47.70±5.81* 44.45±4.44*# (P/F)/mmHg 74.14±11.28 132.83±22.25*# 155.06±36.83*# 193.42±51.45*# 248.16±62.03*# OI 18.24(16.59, 21.35) 9.71(8.11, 10.75) *# 7.71(6.75, 9.20)*# 6.06(5.22, 7.26)*# 3.86(3.49, 5.05)*# 仰卧位组(n=26) pa(O2)/mmHg 45.35±7.28 53.04±8.88* 55.58±7.09* 62.04±6.86* 67.96±6.91* pa(CO2)/mmHg 52.38±5.86 51.38±7.45* 50.04±8.21* 48.81±5.60* 47.42±4.92* (P/F)/mmHg 80.43±19.16 110.69±30.36* 123.57±30.50* 159.47±54.41* 207.49±68.36* OI 16.33(14.27, 22.45) 11.91(9.65, 14.86)* 10.57(7.99, 13.28)* 7.50(5.69, 9.13)* 4.50(3.90, 7.21)* pa(O2): 动脉血氧分压; pa(CO2): 动脉血二氧化碳分压; P/F: 动脉血氧分压与吸入氧分数比值; OI: 氧合指数。与治疗开始时比较, *P < 0.05; 与仰卧位组比较, #P < 0.05。
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表 3 2组患儿PS使用次数、机械通气时间、总用氧时间、住院时间和转归情况比较(±s)[n(%)]
组别 n PS使用次数/次 机械通气时间/d 总用氧时间/d 住院时间/d 发生PPHN 死亡 俯卧位组 20 1.20±0.62 6.78±2.37 12.53±3.48* 17.82±2.51 3(15.00) 3(15.00) 仰卧位组 26 1.23±0.51 8.22±2.82 15.60±4.46 18.86±4.25 5(19.23) 4(15.38) PS: 肺表面活性物质; PPHN: 新生儿持续肺动脉高压。与仰卧位组比较, *P < 0.05。
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表 4 2组患儿治疗过程中并发症发生情况比较[n(%)]
组别 n 喂养不耐受 呼吸机相关性肺炎 气管插管移位 留置针移位 暂时性血氧饱和度下降 俯卧位组 20 4(20.00) 1(5.00) 5(25.00) 3(15.00) 3(15.00) 仰卧位组 26 2(7.69) 0 3(11.54) 2(7.69) 0
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