Prone Positioning in Severe Acute Respiratory Distress Syndrome

N Eng J Med, 2013 May 20

一、研究背景：

1.       多年来，俯卧位被用于改善需要机械通气支持治疗的ARDS患者的氧合功能。随机-对照研究也证实，俯卧位通气较仰卧位通气能有效改善患者的氧合功能。

2.       进一步，许多证据显示俯卧位还能预防呼吸机相关性肺损伤。

3.       然而，在许多既往的研究中，上述这些病理学方面的益处并没有给患者带来更好的预后，因为既往研究并没有观察到俯卧位能够降低病死率，增加患者的存活机会。

4.       然而，有Meta分析结果提示，在严重低氧血症的ARDS患者中，俯卧位能够明显增加患者的存活，降低病死率。

5.       为了进一步明确俯卧位在严重ARDS中的治疗作用，本研究设计了一个前瞻性、多中心、随机-对照试验以探索早期应用俯卧位是否能提高ARDS患者的存活机会，降低ARDS的病死率。

二、研究目的：

评估早期实施俯卧位是否能给严重ARDS患者带来益处。

三、材料及实验方法：

1、   研究对象：

466例严重ARDS患者，达到以下标准：

(1)     满足美国欧洲联合会（AECC）的ARDS定义标准；

(2)     气管插管机械通气时间小于36小时；

(3)     严重ARDS（定义为：在吸氧浓度不小于0.6，PEEP不小于5cmH2O，潮气量约6ml/Kg理想体重下，氧合指数小于150mmHg，并且在12至24小时机械通气治疗后再次评估是否符合以上标准。）

2、   实验设计

(1)     患者均来自26个法国ICU和1个西班牙ICU，每个ICU均有俯卧位应用史5年以上；

(2)     由电脑来实施随机抽样；

(3)     患者均由集中网络管理系统（Clininfo）随机分配到俯卧位或仰卧位组；

(4)     患者若符合纳入标准，其下一代亲属将被告知并在阅读研究相关信息单后签署知情同意书，若患者在进入研究后恢复沟通和阅读能力时，将再次与患者本人确认是否愿意加入试验。

(5)     每个中心设置一名研究者负责患者的纳入。

3、   实施方案

(1)     符合纳入标准的ARDS患者，必须病情稳定12-24小时方可入组。俯卧位通气组，患者入组后1小时内必须改为俯卧位，并且持续16小时以上，试验中的所有ICU均遵循俯卧位标准，所有ARDS患者均使用ICU标准床位。仰卧位通气组患者，一直保持半卧位；

(2)     机械通气模式为容量控制模式，潮气量按理想体重6ml/kg设置，根据PEEP-FiO₂表选择PEEP。目标是维持吸气末平台压不超过30cmH₂O，动脉血PH 7.20-7.45，每组按预先设定的时间记录生理指标；

(3)     出现下列任一情况需停止俯卧位通气：氧合改善（定义为PaO₂/FiO₂ ratio of ≥150 mm Hg, 同时PEEP of ≤10 cmH2O，FiO₂≤0.6）；与仰卧位相比，PaO₂/FiO₂值下降超过20%；俯卧位期间发生并发症，导致必须停止俯卧位通气。

4、   数据的收集

(1)     在患者入院时，记录患者的年龄、性别、入ICU时的情况、McVabe评分、呼吸机的设置、从插管时间到随机抽样时间、身高、理想体重、SAPAⅡ评分、胸片上肺野的号码、动脉血气结果、平台压、动脉血乳酸水平、ARDS的原因、SOFA评分、肺损伤评分和第一次实施俯卧位治疗的时间；

(2)     每天记录一下事件，直到28天时：试图拔管、应用NO吸入、静脉使用阿米三嗪、使用ECMO、静脉给予镇静和神经肌肉阻断剂、并发症和SOFA评分；

(3)     呼吸机设置、平台压、呼吸系统静态顺应性和动脉血气结果在第一周时每天记录。

5、   结局的判定

(1)     主要的终点为28天病死率；

(2)     次要的终点为90天病死率、成功拔管率、住ICU时间、并发症、无创呼吸机的使用、气管切开率、无器官功能障碍的天数、和第一周的呼吸机设置、动脉血气分析结果、呼吸力学参数。

6、   统计学分析

连续变量用均值和标准差表示。用卡方检验或Fishers检验对组间数据进行比较分析。患者生存率用卡普兰-梅耶(Kaplan-Meier)生存分析法分析，并用对数秩(Log-rank)检验进行组间分析。根据实验中心设定的分层方法，用考克斯（Cox）比例风险回归模型分析28天和90天病死率差异。以上分析均采用SPSS17.0进行，P值小于0.05认为有统计学意义。

四、实验结果：

1、研究对象的筛选，见下表Figure 1

       从2008年1月1日至2011年6月25日，共有3449例ARDS患者收入ICU，对其中1434例患者进行筛选，576例患者拟进入试验，其中102例患者中，37例因在12-24小时症状得到改善而被排除，55例因存在程序安排方面的问题而被排除，10例因医生的因素而被排除，最终474例患者进入研究：仰卧位组234例，俯卧位组240例，详细的筛选流程图见下图1。仰卧位组3例因氧合指数大于150mmHg、1例因在12小时稳定期前就被纳入、1例因监护权问题而被排除，俯卧位组中2例在12小时稳定期前就被纳入、1例接受无创通气大于24小时而被排除，最终纳入466例患者进入意向治疗分析：仰卧位组229例，俯卧位组237例。

图1

2、研究对象的一般情况特征，见下表Table 1。由表可以看出，除了SOFA评分、应用镇静肌松药和血管加压素之外，两组之间患者的基本特征相似，ARDS的主要病因为肺炎。

2、Table 2显示的是在患者被纳入研究时的呼吸机设置、呼吸力学参数和动脉血气分析的结果。两组间的呼吸机参数设置、呼吸系统力学指标和动脉血气测量结果无统计学差异。

3、Table 3显示了本实验的主要和次要的结果。由表可以看出，俯卧位能够明显降低严重ARDS患者的28天死亡率，俯卧位组和仰卧位组患者的病死率分别为16.0% 和32.8%，在90天时，两组之间的死亡率仍存在显著差异。校准入组时的SOFA评分、使用神经肌肉阻断剂和血管加压素后，俯卧位组的病死率仍然显著低于仰卧位组，俯卧位组的拔管成功率明显高于仰卧位组。无创通气时间、住ICU时间和气胸发生率，两组之间无统计学差异。

4、Figure2显示，用卡普兰-梅耶(Kaplan-Meier)生存分析法得到的仰卧位组和俯卧位组第90天患者生存率散点图，结果提示俯卧位组患者的生存率明显高于仰卧位组，差异具有统计学意义（P<0.001）。

五、讨论：

1、   本研究结果显示对于严重低氧血症的ARDS患者，俯卧位治疗较仰卧位治疗具有更高的生存率。本研究的结果和既往的Meta分析结果和观察性研究结果一致。既往研究显示，与仰卧位相比，俯卧位能够明显减少实施肺复张时肺组织的过度膨胀，同时促进重力依赖区塌陷肺泡的复张。最终通过调节肺组织的均一性而帮助预防呼吸机相关性肺损伤。另外，肺组织的可复张性与低氧血症的程度相关。研究显示，俯卧位时从腹侧面到背侧面的跨肺压分布更均一。因此推测俯卧位治疗可能降低肺应力和应变。

2、   然而，本研究根据氧合指数四分位数来分析却并没有得到具有统计学意义的结果。可能的原因包括以下几个方面。

第一，严重ARDS患者入选时是基于氧合功能和PEEP、吸氧浓度水平三个方面。

第二，患者是在12至24小时之后纳入研究，而这段时间是确定是否符合ARDS标准的时间段，可能会影响对重症ARDS患者的选择。

第三，本研究实施俯卧位治疗的时间较长。

第四，俯卧位治疗占据了大约73%的时间，并且集中在较少的几天时间内。

第五，在本研究当中，潮气量设置比既往研究更小，并且平台压保持在30cmH2O以下。然而，由于所有俯卧位治疗的患者每天至少有一次被改回仰卧位，俯卧位治疗本身的作用并不能完全与仰卧位治疗的作用相互区分开。

3、   目前，俯卧位通气改善氧合的机制仍不明确。可能的机制主要为俯卧位时背侧重力依赖区肺泡通气改善，肺内重力梯度重分布，通气血流比例(V/Q)更加匹配；血流及水肿的重分布；功能残气量的增加；减少心脏的压迫。另外，俯卧位时局部膈肌运动改变及俯卧位更利于肺内分泌物的引流，可能也是改善氧合的原因之一。

4、   俯卧位通气治疗的适应证和应用时机，并不是所有的患者对俯卧位通气均有反应, 因此, 辨别出哪种患者对俯卧位通气治疗反应性较好对临床治疗非常有意义。因此，本研究针对严重ARDS患者早期应用俯卧位通气治疗，结果显示俯卧位通气可以改善患者生存率，对临床应用俯卧位通气有非常重要的意义。

六、研究的局限性

本研究也具有一定的局限性。尽管研究本身要求记录那些符合标准却没有被纳入研究的患者的数据，但只有少部分ICU按照要求去做，这使得研究无法全面的分析被排除患者的生理状况。

另外，本研究没有对液体平衡和儿茶酚胺类药物的累积使用量进行评估。而两组患者的基础SOFA评分、缩血管药物的使用和神经肌肉阻断剂的使用均可以影响实验的结果。然而，在校正了这些变量之后，俯卧位治疗组的病死率仍然明显低于仰卧位治疗组。

七、评论

1、   对于严重低氧血症（在吸氧浓度不小于0.6，PEEP不小于5cmH2O情况下，氧合指数小于150mmHg）的ARDS患者，早期、相对长时间的俯卧位治疗能够带来益处（即降低病死率）；

2、   “早期”实施俯卧位具体时机为何时仍未确定，尚需进一步研究；

3、   俯卧位通气技术的实施，需要医护人员熟练掌握该技术并规范操作，同时还需要团队协作、共同努力，才能达到好的效果，否则在应用的过程中很容易发生威胁患者生命的恶性事件。