Critical Care Medicine：通过EIT监测的肺重力依赖区塌陷比例可预测COVID-19相关ARDS对俯卧位 通气的氧合反应

翻译 袁雪燕/刘玲 江苏省重症医学重点实验室，东南大学附属中大医院重症医学科

审校 王俊  苏州大学附属第一医院

目的：随着新冠疫情的发展，大量COVID-19相关急性呼吸窘迫综合征的患者需进入ICU进一 步治疗，其中相当一部分患者需要俯卧位通气治疗，因此需要大量时间进行护理。选择必须接 受俯卧位通气治疗的患者似乎是一件有趣的事情，为此我们进行了一项评估仰卧位时通过电 阻抗断层成像监测的肺重力依赖区（以下简称依赖区）塌陷比例与俯卧位后氧合反应相关性 的研究。

设计：一项观察性前瞻性研究。

地点：2020年10月21日至2021年3月30日期间在Sainte-Anne军事教学医院和Timone大学医 院进行。

患者：连续收治50例入住我们ICU，并且需要进行机械通气的COVID-19相关ARDS患者。其 中24例（48%）患者接受了俯卧位通气治疗，共进行了58次俯卧位。

干预：每日分别记录仰卧位、俯卧位通气前后的EIT数据。根据EIT数据计算每日肺重力依赖区 塌陷率。俯卧位通气有反应性定义为PaO2 /FIO2 改善> 20%。

测量与主要结果：主要的结局指标是依赖区塌陷比例与俯卧位通气氧合反应性的关系。结果 证实依赖区塌陷比例与俯卧位通气的氧合反应性具有相关性（R2 = 0.49），其预测俯卧位反应 的精度高，对应的曲线下面积为0.94（95% CI，0.87 ~ 1.00；P < 0.001）。当依赖区塌陷比例大 于13.5%时得到最佳约登指数。其敏感性为92%（95% CI，78% ~ 97%），特异性为91%（95% CI，72% ~ 97%），阳性预测价值为94%（95% CI，88% ~ 100%），阴性预测价值为87%（95% CI，78 %~ 96%），诊断准确性为91%（95% CI，84% ~ 98%）。

结论：通过EIT监测的肺依赖性区塌陷（> 13.5%）对俯卧位时氧合改善具有较好的阳性预测 价值（94%）。

专家述评

袁雪燕/刘玲 江苏省重症医学重点实验室，东南大学附属中大医院重症医学科

俯卧位通气治疗作为急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）的主要治疗措施，已经被证实可改善特定患 者预后^[1]。由于新冠疫情导致的ARDS患者数量激增，需要俯卧位通气治疗的患者也随之增加。这大大加重了临床医护的工作量，增加 了医疗负担。而值得注意的是，ARDS作为一种异质性疾病，其对俯卧位通气治疗的效果存在一定的差异。实际上，只有约80%的患者 在第一次俯卧位后氧合得到明显改善^[2]。尽管近期研究证实俯卧位通气可改善中重度COVID-19相关ARDS患者的氧合并降低病死率， 但关于如何选择能够从俯卧位通气治疗中获益的患者仍是目前的一项难题。

目前观点认为俯卧位改善氧合的主要机制为促进背侧肺区的复张和减少通气/血流不匹配度等^[3]。因此，背侧肺区的塌陷程度可 能与俯卧位期间氧合反应性相关。通过电阻抗断层成像（electrical impedance tomography，EIT）监测肺容积的区域变化，评估俯卧位通 气对背侧肺区的塌陷比例的影响，可能选择出在氧合方面对俯卧位通气反应最敏感的患者^[4]。

该双中心、前瞻性研究纳入了24例接受机械通气并进行俯卧位通气治疗的COVID-19相关ARDS患者。根据俯卧位有无氧合反应 性将24例患者分为对俯卧位有氧合反应组（n = 12）和对俯卧位无氧合反应组（n=12），结果发现对俯卧位通气存在氧合反应的患者每 日肺重力依赖区塌陷率（–14%）明显高于没有改善氧合的患者（0.6%；P < 0.001）。俯卧位前24小时的仰卧位状态下监测的肺重力依赖 区塌陷率与俯卧位通气的氧合反应成线性相关（R2 = 0.49）。为明确肺重力依赖区塌陷率在预测俯卧位反应性中的预测价值，研究者对 比了不同肺重力依赖区塌陷率时俯卧位的氧合反应，结果显示肺重力依赖区塌陷率对俯卧位氧合反应的预测准确性高，其AUC为0.94 （95% CI，0.87 ~ 1.00；P < 0.001）。当依赖区塌陷比例大于13.5%时得到最佳约登指数。因此得出结论，通过EIT监测的肺重力依赖性区 塌陷（> 13.5%）对俯卧位时氧合改善具有较好的预测价值。

该研究为未来的研究带来了一些提示。首先，从生理角度来看，氧合的改善不仅仅依赖于通气，还依赖于肺血流，大量研究证实俯 卧位通气通过降低通气/血流不匹配度改善氧合。遗憾的是，该研究并未评估这一点。近期研究通过EIT监测COVID-19相关ARDS患者 肺内通气/血流匹配度，提示俯卧位总体上在早期可增加通气/血流匹配度和背侧通气比例^[5]。因此，增加肺血流在俯卧位前后的变化， 更能提高研究的可信度。其次，短期的氧合改善与长期预后改善的相关性仍存在争议。该研究仅局限于选择俯卧位氧合改善的患者， 并未探究对长期预后的评估。因此，未来需要进一步的临床研究评估肺依赖区塌陷率变化与预后的相关性。再者，该研究仅关注了接 受有创机械通气1周以内的COVID-19相关ARDS患者，因此其结果很难推理到其他原因导致的ARDS以及机械通气超过1周的患者。需 要进一步扩大研究对象以期推广到更大范围的人群中应用。

虽然，ARDS患者的俯卧位通气氧合反应性的预测是否有必要仍有争议。俯卧位可改善绝大部分ARDS患者的氧合，且俯卧位后 直接观察氧合的变化可能比任何手段更为直接。但是在新冠疫情导ICU人力资源紧张的前提下，提前预测俯卧位通气的氧合反应可能 具有一定的临床意义。该研究首次提出通过EIT监测的肺依赖区塌陷率预测俯卧位的氧合反应性，具有一定的创新性，可操作性强。对 于俯卧位通气氧合反应性的预测体现了ARDS患者精准化治疗的进步。

参考文献：

1. Guérin C, Reignier J, Richard JC, Beuret P, Gacouin A, Boulain T, et al. Prone positioning in severe acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med. 2013;368(23):2159-68.
2. 2. Camporota L, Sanderson B, Chiumello D, et al. Prone Position in COVID-19 and -COVID-19 Acute Respiratory Distress Syndrome: An International Multicenter Observational Comparative Study. Crit Care Med. 2022;50(4):633-43. doi: 10.1097/CCM.0000000000005354. 参考文献专家述评
3. Kallet RH. A comprehensive review of prone position in ARDS. Respir Care. 2015; 60(11):1660-87. doi: 10.4187/respcare.04271.
4. Victorino JA, Borges JB, Okamoto VN, et al. Imbalances in regional lung ventilation: A validation study on electrical impedance tomography. Am J Respir Crit Care Med. 2004; 169:791-800. doi: 10.1164/rccm.200301-133OC.
5. Cardinale M, Boussen S, Cungi PJ, et al. Lung-Dependent Areas Collapse, Monitored by Electrical Impedance Tomography, May Predict the Oxygenation Response to Prone Ventilation in COVID-19 Acute Respiratory Distress Syndrome. Crit Care Med. 2022;50(7):1093-102. doi: 10.1097/CCM.0000000000005487.

专家述评

李喆/皋源 上海交通大学医学院附属仁济医院重症医学科

俯卧位通气（prone ventilation，PV）可改善中重度急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）患者的氧合^[1] 。 COVID-19全球疫情中，相当一部分合并ARDS表现的患者接受了PV治疗。而基于COVID-19表型^[2] ，并非所有患者均能从PV中获益， 寻找便捷的临床手段识别PV有效患者，能够精准指导俯卧位治疗。已知俯卧位改善ARDS患者氧合的主要机制是增加重力依赖区通 气分布，Lee等报道PV时氧合改善和ARDS患者的生存率相关^[3] ，而仰卧位期间背侧区域塌陷是否能够预测俯卧位期间氧合改善并未 经过临床研究证实。

Cardinale等发表了前瞻性、单中心研究，通过电阻抗断层成像（electrical impedance tomography，EIT）方法床旁连续每天测定仰卧 位通气时潮汐阻抗变化（tidal impedance variation，TIV）和呼气末肺阻抗变化（end expiration lung impedance，EELI）并计算每日重力依 赖（dependent area，DA）区肺塌陷百分比ΔEELI，分析其对俯卧位通气后氧合分数（P/F ratio）变化的预测价值。最终50例接受有创机械 通气的COVID-19合并中重度ARDS患者纳入分析。研究发现，接受PV（24例）患者每日仰卧位DA ΔEELI明显高于未接受PV（26例）的 患者。在接受PV患者中，PV 应答组（12例）每日仰卧位DA ΔEELI绝对值明显高于非应答组（12例），每日仰卧位DA塌陷与对PV后的氧 合反应之间存在线性相关性（R2 = 0.49）。进一步分析所有接受PV患者的一共58个俯卧位疗程发现，应答疗程（36个）和非应答疗程（22 个）相比，相较于CT等传统影像学手段，仰卧位DA ΔEELI是唯一与俯卧位后氧合反应显著相关的变量，且PV前DA ΔEELI>13.5% 预测 PV反应性的敏感性、特异性均达到90%以上。虽然本研究为单中心研究且样本量较小，但从多方面证明在俯卧位前DAΔEELI能够高效 识别PV后P/F ratio增加大于20%的患者，从而为临床选择对PV有反应的患者提供了有效方法。

Haddam等曾尝试使用仰卧位时肺部超声评估ARDS患者PV时氧合反应，获得阴性结果^[4]。本研究弥补了临床缺乏仰卧位时预测 俯卧位氧合反应的方法空缺，但本文中有以下问题值得商榷：

1.EIT隔日测定EELI变化的可比性

本研究通过隔日EELI差值计算每日塌陷百分比的计算方法需要进一步订正。根据文中描述，研究使用的EIT设备EELI绝对值测 定取决于基线^[5]，而ARDS患者临床病情复杂，即使研究者使得患者体位、绑带位置等一切混杂因素一致，仍难以保证同一患者相隔24 小时基线一致，因此，隔日EELI变化可比性差。现有EIT研究中，常使用基线EELI对EELI绝对值进行矫正，本文如进行更精确的EIT算法校准，结果也许会更可信。

2.PV获益并不局限于氧合

本研究以氧合改善作为判断俯卧位有反应的指标，意图以此指导临床选择COVID患者进行PV治疗。但PV获益并不局限于氧合， 这点在既往俯卧位通气相关的肺保护研究中已被EIT监测证实，比如：EIT通气监测显示接受ECMO的ARDS患者俯卧位后全肺通气均 一性获得改善^[6]；EIT灌注监测显示俯卧通气可同时增加重力依赖区通气和灌注，改善了通气血流比^[7]。因此，若将本研究结果运用指 导临床识别PV有反应患者，可结合多方面EIT信息综合评判。

3.COVID-19合并ARDS患者早期俯卧位通气值得尝试

本研究纳入的50例患者均在有创机械通气后才尝试俯卧位通气，对COVID-19患者，早期呼吸治疗（如HFNC、NIV）期间进行俯卧 位通气可能可以避免气管插管，值得尝试^[8]。

参考文献

1. Guerin C, Reignier J, Richard JC, et al. Prone positioning in severe acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med 2013;368(23):2159-2168.
2. Gattinoni L, Coppola S, Cressoni M, et al. COVID-19 Does Not Lead to a "Typical" Acute Respiratory Distress Syndrome. Am J Respir Crit Care Med 2020;201(10):1299-1300.
3. Lee HY, Cho J, Kwak N, et al. Improved Oxygenation After Prone Positioning May Be a Predictor of Survival in Patients With Acute Respiratory Distress Syndrome. Crit Care Med 2020;48(12):1729-1736.
4. Haddam M, Zieleskiewicz L, Perbet S, et al. Lung ultrasonography for assessment of oxygenation response to prone position ventilation in ARDS. Intensive Care Med 2016;42(10):1546-1556.
5. Frerichs I, Amato MB, van Kaam AH, et al. Chest electrical impedance tomography examination, data analysis, terminology, clinical use and recommendations: consensus statement of the TRanslational EIT developmeNt stuDy group. Thorax 2017;72(1):83-93.
6. Franchineau G, Brechot N, Hekimian G, et al. Prone positioning monitored by electrical impedance tomography in patients with severe acute respiratory distress syndrome on veno-venous ECMO. Ann Intensive Care 2020;10(1):12.
7. Wang YX, Zhong M, Dong MH, et al. Prone positioning improves ventilation-perfusion matching assessed by electrical impedance tomography in patients with ARDS: a prospective physiological study. Crit Care 2022;26(1):154.
8. Li J, Luo J, Pavlov I, et al. Awake prone positioning for non-intubated patients with COVID-19-related acute hypoxaemic respiratory failure: a systematic review and meta-analysis. Lancet Respir Med 2022;10(6):573-583.