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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新生儿急性呼吸窘迫综合征(NARDS)是新生儿重症监护病房(NICU)常见的危急重症，病死率高，治疗难度大[1]。机械通气是NARDS常用治疗方式之一，能提高动脉血氧饱和度，改善通气和灌注，复张塌陷的肺泡，从而有效治疗NARDS[2]。仰卧位是传统的通气体位，随着人们对急性呼吸窘迫综合征(ARDS)病理生理特点和机制的深入了解，俯卧位通气在改善呼吸衰竭和降低病死率方面的优势已引起广泛关注，但目前关于俯卧位通气在NARDS治疗中临床价值的报道尚较少见。本研究回顾性分析46例接受机械通气治疗的NARDS患儿的临床资料，探讨肺保护性通气策略下俯卧位通气对NARDS的治疗效果和对并发症发生情况、临床结局的影响，现报告如下。
1. 对象与方法
1.1 研究对象
回顾性选取2018年1月—2021年12月扬州大学附属医院NICU收治的46例NARDS患儿作为研究对象，其中男27例、女19例。将接受俯卧位通气治疗的20例NARDS患儿纳入俯卧位组，将接受常规仰卧位通气治疗的26例NARDS患儿纳入仰卧位组。纳入标准: ①符合2017年蒙特勒ARDS诊断指南[3](明确或可疑临床损伤后出现的急性呼吸窘迫; 氧合障碍伴随残气量下降，需行正压通气以利于肺复张; 肺水肿引起的呼吸衰竭不能完全由心力衰竭来解释; 胸X线片提示双肺弥漫性透光度下降和浸润影)者; ②需气管插管进行有创机械通气者; ③治疗前监护人签署知情同意书者。排除标准: ①因早产肺表面活性物质(PS)缺乏而引起新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)以及PS遗传缺陷者; ②合并染色体异常、严重遗传代谢性疾病和先天性缺陷(主要为先天性心脏病及先天性肺动脉高压)者; ③存在可能因俯卧位而加重病情的非肺部疾病(如腹腔高压、头面部损伤等)者; ④出生后心、肝、肾功能等严重不全者; ⑤治疗过程中监护人放弃治疗或转院治疗者。本研究经扬州大学附属医院医学伦理委员会审核批准(2021-YKL12-22-003)。
1.2 治疗方法
1.2.1 一般支持治疗
2组患儿均接受一般支持治疗，包括治疗原发病，保持气道通畅，改善循环，防止出血，控制感染，维持电解质、酸碱平衡以及血糖、血压稳定，营养支持等。
1.2.2 呼吸支持
2组患儿均接受气管插管呼吸机辅助通气治疗，采用肺保护性策略，小潮气量通气(4~6 mL/kg)。呼吸机初始模式设置为常频辅助/控制通气联合容量保证(A/C+VG)通气模式，初始参数设置为呼气末正压(PEEP)6~8 cmH2O、吸气峰压(PIP)20~25 cmH2O、呼吸频率(RR)30~40次/min、吸气时间(Ti)0.4~0.5 s、吸入氧分数(FiO2)50%~60%, 治疗时根据患儿病情变化情况及时调整呼吸机参数，使其血氧饱和度维持在90%~95%。对于入院时氧合指数(OI)≥8的NARDS患儿，给予PS治疗，若患儿ARDS无明显改善，则可给予第2剂甚至第3剂PS治疗[4]。若患儿病情加重，出现上下肢经皮血氧饱和度差值大于5%, 经心脏彩超证实存在新生儿持续肺动脉高压(PPHN)，在机械通气效果不佳时可给予血管扩张剂(如米力农、一氧化氮等)治疗[5]。若患儿出现难治性缺氧性呼吸衰竭和病情迅速恶化、OI>35, 可考虑转至有体外膜氧合(ECMO)的医疗机构进一步救治[6]。
1.2.3 通气体位
2组患儿入院后均被安置于多功能暖箱中，四肢摆放于舒适体位，避免受压，抬高患儿头部，抬高幅度一般为15~20°，头部交替偏左或偏右。俯卧位组患儿入院后即接受俯卧位通气治疗，采用人工徒手方式进行操作，安排2~3名医护人员进行辅助操作，1名医护人员负责对呼吸机管路进行保护，避免呼吸机管路脱出，并协助合理摆放患儿头部位置(侧位)，其他医护人员站在患儿一侧，托起患儿协助改变体位为俯卧位[7]。俯卧位治疗每4 h改侧卧位治疗1 h，治疗初期保持每天俯卧位通气时间长于16 h。仰卧位组患儿接受常规仰卧位机械通气治疗。
1.3 观察指标
入院后，对2组患儿进行胸片、动脉血气分析等检查，记录机械通气治疗开始时的动脉血氧分压[pa(O2)]、动脉血二氧化碳分压[pa(CO2)]水平，计算pa(O2)与FiO2比值(P/F)，并根据机械通气的平均气道压(MAP)计算OI值[OI=(MAP×100×FiO2)/pa(O2)]; 机械通气治疗4、24、48、72 h后，分别对患儿进行血气分析检查，并记录各时点pa(O2)、pa(CO2)、P/F和OI值。患儿入院后连续3 d行心脏多普勒彩超检查(1次/d), 以存在动脉导管或心房水平右向左分流或肺动脉收缩压大于35 mmHg诊断PPHN[4]。观察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PPHN发生率、病死率等情况，同时记录2组患儿治疗过程中喂养不耐受、呼吸机相关性肺炎、暂时性血氧饱和度下降、气管插管移位、留置针滑脱等并发症发生情况。
1.4 统计学分析
采用SPSS 25.0统计学软件分析数据，符合正态分布的计量资料以(±s)表示, 2组间比较采用独立样本t检验，多个时点重复测量资料比较采用方差分析，非正态分布的计量资料以[M(P25, P75)]表示, 2组间比较采用Mann-Whitney秩和检验，组内比较采用Friedman秩和检验，计数资料以[n(%)]表示，组间比较采用χ2检验、连续性校正χ2检验或Fisher确切概率法。所有统计学检验采用双侧检验，以P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 一般资料比较
2组NARDS患儿性别、分娩方式、胎龄、Apgar评分、原发病因等一般资料比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表 1。
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 2.2 机械通气治疗不同时点血气指标水平比较
机械通气治疗开始时, 2组NARDS患儿pa(O2)、pa(CO2)、P/F和OI值比较，差异均无统计学意义(P>0.05); 机械通气治疗4、24、48、72 h后，俯卧位组pa(O2)、P/F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); 2组患儿机械通气治疗72 h后pa(CO2)比较，差异有统计学意义(P < 0.05)，其余时点pa(CO2)差异无统计学意义(P>0.05); 机械通气治疗后, 2组患儿pa(O2)、pa(CO2)、P/F和OI值均较治疗开始时改善，差异有统计学意义(P < 0.05)。见表 2。
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。 2.3 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
2组患儿PS使用次数、PPHN发生率和病死率比较，差异无统计学意义(P>0.05); 除死亡患儿外, 2组患儿机械通气时间、住院时间比较，差异无统计学意义(P>0.05); 俯卧位组患儿总用氧时间短于仰卧位组，差异有统计学意义(P < 0.05)。见表 3。
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。 2.4 治疗过程中并发症发生情况比较
2组患儿治疗过程中并发症发生情况比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表 4。
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 3. 讨论
2017年, DE LUCA D等[3]比较了新生儿ARDS患者与其他年龄段ARDS患者在生物学、病理生理学及组织学方面的特征，提出NARDS的概念并制定相应的蒙特勒诊断标准，为NARDS的临床诊疗奠定了理论基础。机械通气是目前公认的治疗NARDS的常用呼吸支持手段，即使辅助通气技术水平不断提升，但NARDS的病死率仍处于较高的水平，因此有必要对传统通气策略进行不断改进。2020版《急性呼吸窘迫综合征患者俯卧位通气治疗规范化流程》[8]提出，对于ARDS所致顽固性低氧血症患者，在PEEP≥5 cmH2O、P/F < 150 mmHg时应积极行俯卧位通气。然而，目前关于俯卧位通气治疗在NARDS患儿中应用效果的报道很少。
本研究中，俯卧位组患儿机械通气治疗4、24、48、72 h后的pa(O2)、P/F均显著高于仰卧位组, OI值显著低于仰卧位组，且俯卧位组治疗72 h后的pa(CO2)显著低于仰卧位组。米洁等[9]研究显示，俯卧位通气患者治疗后的pa(O2)、pa(CO2)、OI值均较仰卧位通气患者改善显著，与本研究结果一致。俯卧位通气时，机体背侧的胸腔负压最大，有利于减少背侧肺泡塌陷以改善相应区域的通气，虽然腹侧的胸腔负压减小，但背侧通气区域肺顺应性更好，背侧区域增加的通气量相较腹侧区域减少的通气量更多[10]，加之新生儿心胸比率较大，取仰卧位时位于心脏下方受心脏压迫的肺区域较成人更多，而俯卧位通气时受压的肺区域可明显减小，使整个肺部的功能残气量和总通气量得到提高，有利于肺通气。取俯卧位时，肺部的血流亦重新分布，背侧区域血流较仰卧位时减少，而通气量增加，使得通气血流比值(V/Q)更趋合理[11], 有利于肺换气。因此，俯卧位通气有利于通气和换气的改善，能有效提升NARDS患儿的氧合效果。本研究结果显示, 2组患儿机械通气治疗4、24、48 h后的pa(CO2)均无显著差异，考虑是因为NARDS对患儿呼吸弥散功能影响不大，大部分患儿入院时并无严重高碳酸血症和二氧化碳潴留，治疗过程中pa(CO2)改善幅度较小。
本研究结果还显示，俯卧位组患儿的总用氧时间显著短于仰卧位组，表明俯卧位通气在缩短用氧时间方面存在一定优势。当患者接受俯卧位通气时，胸膜腔压力梯度变得均匀，各肺泡通气和膨胀情况也变得更均匀[12], MACKENZIE C F[13]发现胸膜腔压力梯度的改变有利于患儿肺部分泌物的引流，而气道分泌物的清除能减小气道阻力和提高氧合水平，有利于实施小潮气量机械通气、尽早撤离呼吸机和减少用氧时间。动物实验[14]结果显示，俯卧位通气可以降低ARDS模型大鼠支气管肺泡灌洗液(BALF)中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)水平，有利于减轻组织暴露于高浓度氧时发生的肺部炎症损伤。本研究中, 2组患儿PS使用次数、机械通气时间、住院时间无显著差异，这可能与样本量少有关。此外, 2组患儿PPHN发生率、病死率亦无显著差异，考虑是因为PPHN发生率、病死率与NARDS的原发病因和严重程度关系更密切。相关研究[15]对102例急性肺损伤患儿进行对照试验发现，俯卧位组和仰卧位组在住院时间、病死率和临床结局方面无显著差异，与本研究结果一致。
本研究发现，2组NARDS患儿在治疗过程中常见并发症(喂养不耐受、呼吸机相关性肺炎、暂时性血氧饱和度下降、气管插管移位和留置针滑脱)的发生率均无显著差异。雷光锋等[16]对儿童肺损伤进行研究，发现俯卧位通气不会增加相关并发症的发生，与本研究结果相似。一项Meta分析[17]显示俯卧位通气会增高气管插管滑脱及堵塞的发生率，但本研究中2组患儿气管插管移位的发生率并无显著差异，推测合理使用镇静剂和密闭式吸痰清理呼吸道可以降低机械通气患儿发生气管插管移位的风险。
综上所述，俯卧位通气可改善NARDS患儿的氧合功能，缩短用氧时间，且间歇改用侧卧位亦有利于患儿通气，相较完全俯卧位通气更便于护理操作，但俯卧位通气治疗对医疗团队的要求较高，需由专业的新生儿医护团队协作完成，从而尽可能减少并发症的发生。
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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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