急性呼吸窘迫综合征(acuterespiratorydistresssyndrome，ARDS)是各种肺内外因素引起的以肺毛细血管通透性增加、双肺液体渗出及肺顺应性降低而导致的难治性顽固性低氧血症，最终导致呼吸衰竭的综合征。

ARDS常继发于严重的肺部感染、创伤、重症获得性疾病，如急性胰腺炎及休克等，引起患者急性呼吸衰竭，严重危及患者生命，是导致重症患者死亡的重要原因之一，其病死率可高达40％～50％，其中轻、中、重度患者的病死率分别约为27％、32％及45％。ARDS患者大多数死亡于顽固性低氧血症及其相关并发症，如循环衰竭、多器官功能衰竭等。ARDS的治疗包括：肺保护性通气、肺复张通气法、限制性液体管理、神经肌肉阻滞剂、体外膜肺氧合、高频振荡通气、糖皮质激素及一些吸入药物的使用，但目前尚无特异的药物治疗。

大型随机试验和最新的Meta分析表明，俯卧位联合肺保护性通气策略可提高ARDs患者生存率，并可减少呼吸机相关肺损伤。重度ARDS患者使用俯卧位联合肺保护性通气可显著降低其病死率。因此，熟悉俯卧位通气治疗ARDS的病理生理机制、适应证及禁忌证至关重要。

1俯卧位通气治疗AImS的病理生理机制

1.1胸膜腔压力梯度重新分布

正常人仰卧位时，腹侧肺组织、心脏及腹部脏器的重量可增加背侧胸腔压力，从而降低背侧肺组织的跨肺压。ARDS患者液体渗出使肺脏重量增加，加大了胸侧至背侧的胸腔压力梯度，减少了背侧依赖区的通气。研究表明，在同一肺组织水平面其血流灌注亦存在差异。肺组织局部血流灌注分布主要由非重力因素决定，如肺／心比例、低氧血症时的血管痉挛、肺组织背侧血管的传导性等。在健康肺组织中，肺血流灌注沿腹侧至背侧梯度逐渐增加，但有研究表明，在病变的肺组织中血液流动转向非依赖区，其主要涉及以下机制：缺氧致血管收缩、血管闭塞及外源性血管压迫。在ARDS患者中由于炎症和水肿引起的肺重量增加将作为超重力挤压血液流动、通气从依赖区域至非依赖区域逐渐增加。Alben等研究发现，患者处于俯卧位与仰卧位通气时，其部分肺组织受到的心脏重量挤压程度可能不同，该研究包括非ARDS患者，发现将患者转至俯卧位时可消除心脏对背侧肺组织的压缩力，并重新定向于腹侧肺组织的一小部分。同时也有研究发现，伴有充血性心力衰竭、心脏肥大的ARDS患者转至俯卧位通气后，可观察到明显、快速、持续的氧合改善，其部分原因可能是增大的心脏对于左下肺叶产生了减压效应。

因此，当ARDS患者俯卧位通气时其肺重力梯度逆转、心脏及腹部内容物对背侧肺组织的挤压减小。俯卧位通气不仅增加了ARDS患者背侧肺组织局部通气并减少了腹侧肺组织通气，还可使其胸膜腔压力、跨肺压力及局域通气分布在全肺更加均匀。心脏、腹部脏器对肺组织的挤压减少，除了使胸膜腔压力梯度重新分布外，亦使得全肺血液灌流更加均匀。

1.2通气／血流改善

ARDS患者仰卧位通气时背侧肺组织血流灌流占优势，不张的肺组织有所增加，背侧肺组织的血液灌流明显增多，引起通气显著减少甚至不通气，从而造成背侧肺组织肺内分流；相比于背侧，其胸侧肺组织则过度通气，血液灌流相对不足，导致无效通气增加，通气／血流严重失调。研究发现，当ARDS患者俯卧位通气时肺内分流减少，氧合增加。原因主要为ARDS患者处于俯卧位时通气虽未明显增加，但跨肺压压力梯度显著降低，肺一胸廓形状更加匹配(形状匹配模型)，肺泡通气更加均匀，无论是正常或受损肺组织，在仰卧位或俯卧位时，背侧肺血液灌流占优势，而当ARDS患者俯卧位时，胸侧肺组织血液灌流并不占优势哺J。因此，患者俯卧位通气时全肺血液灌流更加均匀化，通气／血流显著改善，氧合显著升高。同时也有研究’发现，ARDS患者俯卧位通气时肺内分流和死腔通气可分别减少21％一50％、20％一47％。

1.3肺泡复张增加、过度扩张减少

ARDS患者由于双肺液体渗出，导致肺组织的重量增加，同时在肺重力依赖区通气减少，肺泡塌陷，从而形成压缩性肺不张，因此，可观察到患者仰卧位时，在垂直面上肺组织开放气道和气体量逐渐下降。进一步研究表明，肺水肿和增加的叠加力(心脏、腹部脏器对于重力依赖区肺组织的挤压)会引起ARDS患者背侧肺组织密度增加，同时心脏的挤压使得肺重力依赖区通气更加减少。而当患者俯卧位通气后，由于肺血流静水压的反转，肺组织密度增加区由背侧转至腹侧，俯卧位后腹侧肺组织作为重力依赖区可在数分钟内被压缩。此外，有学者提出，ARDS患者仰卧位通气时背侧肺组织的塌陷不仅是由于肺水肿和肺叠加力的增加，更是因为肺与胸廓的不同形状而造成肺泡扩张时的不均一。

单肺通常呈圆锥形，其依赖区较非依赖区体积大，而胸廓呈圆柱形，从而提出形状匹配”模型即富有弹性的圆锥体与坚硬的圆柱体之间的匹配。由于这两种结构有相同的容积，因此肺组织的顶端较低端扩张，即非依赖区较依赖区更加膨胀。当ARDS患者仰卧位通气时，肺重力、叠加力及肺一胸廓匹配在同一方向对肺依赖区都有不利的影响。相反，ARDS患者俯卧位通气时肺一胸廓匹配与重力、叠加力相抵消，使得肺依赖区更均匀的扩张。俯卧位通气时心脏对肺组织的挤压减少，减轻了对肺依赖区的压迫。因此，ARDS患者俯卧位通气时，在同一水平面背侧肺组织复张增加，腹侧肺泡过度扩张减少。另外，呼气末正压(PEEP)作为反作用力可对抗肺泡塌陷及压缩，使得重力依赖区的肺泡扩张。

1.4机械通气相关性肺损伤(VILI)减少

中一重度ARDS患者治疗措施主要是肺保护性机械通气，但机械通气在起到治疗作用的同时，亦会对肺组织造成一定的损害，即VILI，主要包括：肺泡过度通气、肺组织剪切伤及生物创伤(呼吸机相关性肺炎)。俯卧位通气可减少通气相关性肺损伤，主要体现在以下几方面。呼吸机会造成肺泡过度通气，是引起VILI的主要因素。俯卧位通气可使ARDS患者的跨肺压和肺局部通气更均匀，通过这种均质化，可消除患者过度的肺泡扩张。动物实验¨引表明，俯卧位通气对VILI有预防作用，可降低或延缓VIu的进展。

Galiatsoujo等通过比较ARDS患者仰卧位与俯卧位通气时的胸部CT，发现与仰卧位相比，俯卧位通气时患者存在显著的肺泡复张和较少的肺泡过度扩张，而此研究在肺叶损伤的患者中更加普遍。Comejo等证实并延伸了以上研究发现，即使在肺复张潜力低的ARDS患者中，俯卧位通气也能促使肺泡复张并减少过度扩张。

造成ARDs患者肺损伤的第二因素是肺剪切伤。在中一重度ARDs患者中，通常使用低潮气量、高PEEP作为肺保护性通气策略，以减少肺过度扩张和不均匀通气，但低潮气量通气可通过反复打开、关闭小气道和肺泡，影响肺表面活性剂及引起局部缺氧，从而造成肺组织损伤。气道和肺泡周期性的反复开放、闭合引起气道内产生剪切力，从而造成气道上皮细胞损伤即肺挫伤。同样的研究表明，俯卧位通气可通过降低ARDS患者肺泡不稳定性和周期性肺泡复张／去复张，减少肺组织剪切伤。

引起VILI的第三个因素为生物创伤，即肺部炎症，是非生理机械力对肺组织的损伤。促炎细胞因子的释放和白细胞的募集等，会导致多器官功能障碍。Papazian等比较了ARDs患者在仰卧位通气与俯卧位通气时支气管肺泡灌洗液中自细胞计数和IL一8的水平，结果发现，ARDS患者处于俯卧位通气时可减少肺部炎症。另外，在一项关于俯卧位通气能否影响患者肺和“终末器官”(包括脑、心脏、膈肌、肝脏、肾脏和小肠)的组织学变化和细胞凋亡的研究中，发现俯卧位通气可降低肺损伤的程度和范围，并且与肺和“终末器官”的细胞凋亡降低相关。已有研究发现，机械通气可通过丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)引起异质性肺损伤。Park等在对暴露于有害通气的啮齿类动物肺的研究中发现，俯卧位通气通过增加MAPK磷酸酶1的表达，对肺具有保护作用，然而，仰卧位通气具有相反的作用。

1.5俯卧位通气对血流动力学的影响

Vieillard、Bamn等研究了俯卧位通气对重度ARDS患者右心室功能的短期影响发现，俯卧位通气会减少右心室扩大和室间隔运动障碍，从而减轻右心室负荷。Jozwiack等证实了ARDs患者处于俯卧位通气时对血流动力学有益的影响，主要为俯卧位通气会增加心脏前负荷、降低右心室后负荷并增加左心室前负荷，从而在前负荷充足的患者中引起心脏指数增加。跨肺压梯度升高表明，肺血管功能障碍是ARDS患者病死率增加的独立相关因素。在俯卧位通气期间，肺动脉闭塞压增加，且跨肺压梯度(平均肺动脉压相对于肺动脉闭塞压的差值)降低。因此，俯卧位通气可在ARDS患者机械通气时对右心室起到保护作用。

2俯卧位通气治疗ARDS的适应证及禁忌证

2.1适应证

俯卧位通气治疗ARDs主要适应于早期、重度(年柏林标准Pa02／Fi02≤mmHg)患者。但也有研究表明，俯卧位通气可降低中一重度ARDS患者(Pa02／Fi02≤mmHg)病死率。基于ARDs发病的病理生理，ARDS早期主要是肺组织液体渗出，免疫细胞介导破坏肺泡屏障，当肺泡上皮发生损伤，肺表面活性物质会减少，使得肺泡塌陷，不张的肺组织增加，故此时ARDs患者对俯卧位通气治疗比较敏感。随着病情的进展，肺透明膜逐渐形成，肺顺应性下降，通气受阻，肺泡上皮、内皮的破坏导致通气／血流失调，后期肺纤维化逐渐形成，此时ARDs患者对俯卧位通气的敏感性逐渐减弱。因此，ARDs患者俯卧位通气应尽早进行。

并且由前述可知，对于轻度及肺纤维化的ARDs患者，俯卧位通气治疗效果不明显。一项PROSEVA显示，俯卧位通气可降低重度ARDS患者51％的病死率，其疗效在重度ARDS患者中明显优于轻度患者，对轻度ARDS患者远期生存率提高并不明显，对于中度ARDS患者的疗效尚不可知。另一项Meta分析显示，俯卧位通气可降低ARDs患者26％的病死率，但仅针对于俯卧位通气≥16小时的重度患者。

2.2禁忌证

俯卧位通气可降低重度ARDs患者病死率，但在具体实施过程中，应考虑相关禁忌证。俯卧位通气治疗ARDS时绝对禁忌证较少，主要有不稳定性脊椎骨折、未监测或颅内压明显升高。有研究发现，俯卧位通气可增加患者颅内压，尤其是在伴有创伤性脑损伤的患者，因此对于颅内高压患者应禁止俯卧位通气，以免引起脑疝，从而危及患者生命。俯卧位通气治疗ARDS时存在较多的相对禁忌证，如腹腔高压症患者，俯卧位通气可增加肠道压力，使肠腔易于发生内瘘，同时增加腹内压。不伴有腹腔高压症患者，俯卧位通气后腹内压增加较小，未观察到任何不良影响。因此，伴有腹腔高压症的ARDs患者实施俯卧位通气时应慎重。此外，在血容量不足的ARDS患者中，俯卧位通气时可观察到血压明显下降，可能因为原本血容量不足和俯卧位通气后腹腔内压升高压迫下腔静脉综合作用使静脉回流减少。在血流动力学稳定的患者中，俯卧位通气并未引起显著的血压变化，因此，ARDS患者伴有血流动力学不稳定时亦是俯卧位通气治疗的相对禁忌证。

俯卧位通气治疗ARDS患者的其他相对禁忌证还包括腹部开放性伤口、多发性创伤伴不稳定性骨折、妊娠、股骨或骨盆骨折安置外固定器、体质量kg、近期接受过胸部或颌面部大手术、大咯血需要立即手术治疗、近期腹部手术、2天内植入心脏起搏器等，在对具有上述情况的ARDS患者运用俯卧位通气时应在专业医师团队的全面权衡后实施，在实施过程中应考虑并防止潜在的并发症。

3俯卧位通气治疗ARDS患者的持续时间

俯卧位通气治疗ARDS患者的最佳持续时间尚不明确，但有研究发现，持续时间≥12h／d的患者较12h／d的患者病死率明显降低。因此，俯卧位通气至少持续10～12h，且持续16～20h的治疗效果更好。

在重度ARDS患者的早期治疗中，进行较长时间(至少16h)的俯卧位通气能够显著降低患者28d和90d的病死率。也有研究表示，采用16h／d持续4d、18h／d持续8d的治疗方案，均可获得良好的临床效果。重度ARDS患者俯卧位通气2—4h后，其肺部通气明显改善，但超过4h后其肺通气或氧合指数改善不明显。改善肺通气只是俯卧位通气的其中一个优势，俯卧位通气的其他影响则需要更长时间才能显现，例如改善右心室功能，利于痰液排出，改善患者预后。至于何时恢复仰卧位通气，在相关研究中发现，重度ARDS患者至少持续16h／d，直到实现持续氧合改善(即在PEEP≤10cmH20时，Pa02／Fi02≥mmHg且在仰卧位通气后FiO2≤60％至少持续4h)。尽管如此，患者俯卧位通气的最佳持续时间仍不统一，但过早结束俯卧位通气可使得肺泡去复张，甚至会导致呼吸机相关肺损伤。因此，俯卧位通气至少持续16h／d，当观察到患者临床指标(如PaO2／FiO2、肺复张、通气效率、静态顺应性)持续改善时方可停止。

4俯卧位通气改善早期、重度AlmS患者预后

俯卧位通气治疗可改善重度ARDs患者预后，降低患者28d、90d病死率，并减少机械通气、拔管时间，使患者通气、血流灌注更加均匀，并降低肺部应变。俯卧位通气可改善ARDS患者预后，除与改善患者气体交换有关，更与降低肺部的局部应变有关。

4.1改善氧合

在所有临床及动物实验中发现，俯卧位通气可改善ARDS的氧合，主要原因与肺复张及通气／血流改善有关，即俯卧位通气增加了ARDS患者背侧肺组织的通气，但转至俯卧位通气后血流的分布未见明显改变。因此，可以认为氧合改善的机制是背侧肺组织的复张大于腹侧肺组织的扩张。为改善氧合，肺泡复张致部分肺泡过度扩张，但通气不一定良好，因此，患者俯卧位通气时氧合的改善和CO2的清除可能存在不同的模式。

4.2清除C02

在ARDS中C02清除减弱反映了肺实质结构的改变，如肺泡壁破坏、微血栓形成、囊肿、气泡及水肿，也可预测患者的预后。当患者转至俯卧位通气后，PaCO2及无效腔不一定会改变，将ARDS患者第一次转至俯卧位通气后，根据其PacO2的改变分成两组(Pac02降低组、Pac02增加组)，在分钟通气量不变的情况下，PaC02降低组较PaCO2增加组有更好的肺复张及预后，这与氧合反应无关。