半卧位，俯卧位，还是侧卧位？患者体位究竟怎么摆？

dearhang

检索：李若洁
翻译：雷晓婷
审核与编写：徐虹


编者按：患者体位与呼吸机相关肺炎的预防密切相关。到底哪种体位能有效预防感染，半卧位、俯卧位还是侧卧位？下面的这篇综述为我们详细介绍了各种体位的最新研究证据。



患者体位与呼吸机相关肺炎的预防


摘要


研究表明，平卧位的气管插管、机械通气患者，因吸入消化道病原体而患呼吸机相关肺炎的风险较高。上世纪90年代，半卧位推广于所有机械通气患者，临床发现促进了实践的根本变革。本文概述半卧位的主要特点、对肺部的影响及其存在的争议。同时，本文综述了俯卧位和侧卧位预防呼吸机相关肺炎的作用。文献回顾囊括实验室到临床的证据。文中也将讨论半卧位作为标准护理可能存在的问题，提出能改善气管插管、机械通气患者预后的其它选择。


前言


细菌定植的口咽分泌物经气管内套管（Endotracheal tube，ETT）吸入肺内，是呼吸机相关肺炎（Ventilator-associated pneumonia，VAP）的主要发病机制。气管内套管有扩大接触面、减少周围组织挤压和损伤的作用。然而，一旦发炎，套管表面形成皱褶，造成口咽分泌物持续吸入。病原体也可能附着于ETT内表面，形成生物膜；生物膜的破损脱落，造成细菌移位，促成下呼吸道定植。


从病因学上看，机械通气过程中，口咽部的优势菌群逐步变化，需氧革兰阴性菌、铜绿假单胞菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌占优势。虽然准确的定植源头和具体的细菌排序仍存争议，但口咽部是首要的病原体定植部位。胃内容物返流也利于细菌向口咽部移位，通过ETT吸入呼吸道，最终导致VAP。


过去几十年，为减少口咽部细菌定植和病原体吸入，在患者体位上做了很多研究。有力的实验室和临床证据证明，患者体位能够改善胃食管返流、口咽部内容物吸入，清除呼吸道积存的分泌物。因此，推荐体位干预措施以降低患者VAP的风险。


本文的目的是讨论实验室和临床研究评价体位在预防VAP上的效果，尤其重点关注半卧位和俯卧位。此外，也对近来提出的，称之为“垂头侧卧位”的体位更多详述，可行性的问题也在考虑内。


半卧位


自90年代后期开始，半卧位已经成为预防肺内吸入和VAP的标准护理。这个体位时，患者先放平，然后头部抬高至30-45度以达到半卧位（图1-A）。


是否所有插管患者都使用半卧位仍存极大争议。尤其是，对其广泛使用持怀疑态度的调查者首先质疑的是胃对VAP的致病性。大量研究并未发现胃内容物含菌与VAP的发病之间有何联系。因此假设口咽部和胃食管定植有微弱联系，使定植患者处于半卧位就不一定合理了。该体位能增加声门下气管套管以上细菌较多部位的静水压，因此增加通过气管套管的肺内吸入。


同时，几个临床前期研究也表明，在半卧位时，粘膜清除严重受损，病原体迁延向气管套管存留，定植，最后通过重力作用向肺移动。这将进一步促进鼻咽部病原体向肺的移位。

 
图1 对危重患者，尤其是插管患者，正确的体位可能预防呼吸机相关肺炎。
（A）半卧位。患者平卧，床头抬高30-40°。半卧位令食管方向高于水平，避免含菌胃内容物返流致口咽部细菌定植。
（B）俯卧位。患严重急性呼吸窘迫综合征者常采用俯卧位，以提高肺通气。据推测，俯卧位促进呼吸道分泌物清除、降低呼吸机相关肺炎的风险。
（C）垂头侧卧位。患者置于半侧卧位，类似于复苏体位；垂头位，但床头抬高5～10°。以胸骨切迹到口，通过气管中部的连线（图示红色虚线）作为体表标志，将患者置于该连线略低于水平面的位置，以确保气道和气管内插管低于水平面2-5°，每6小时轮换一侧。
 
除了这种比较理论化的争议，做了几个研究来试验半卧位对预防VAP的效果。


据我们所知，有一项重要的观察性研究和3项前瞻性随机临床试验评估了半卧位预防VAP的效果。第一个，Kollff等做了多因素分析来鉴别VAP的相关危险因素。作者发现，在插管后第一个24小时，保持平卧位与VAP发生有关（OR= 2.9; 95%CI, 1.3–6.8; P=0.013）。迄今，清晰阐释半卧位预防VAP效果的随机多中心临床研究只有一个。Drakulovic 等随机将86名患者分为半卧位组和水平卧位组。不过，该研究对象是一个内科ICU，严重肥胖，或腹部手术、神经系统手术患者被排除在外。此研究在第一次中期分析时即停止，因为微生物学证实，VAP在半卧位和平卧位患者中的发生率分别是2/39 (5%) 和 11/47 (23%)。多因素分析表明，平卧位是VAP的独立危险因素，指出胃肺途径是VAP发生的原因。


后来van Nieuwenhoven 等的研究中，221名患者被随机分入半卧位组和平卧位组。van Nieuwenhoven和Drakulovic两者研究的具体差异见表1。微生物学证实，109名平卧位组患者中，有8人患VAP（发生率为7.3%，7.8/1000机械通气日），112名半卧位组患者中有13人患VAP（发生率为11.6%，10.2/1000机械通气日），两组之间无差异。同样，第二个结果也未发现统计学差异。


该研究的一个特点是，通过持续记录患者体位，客观评价了半卧位预防VAP的益处。值得注意的是，治疗组患者需维持头和床呈45°角，然而这个角度实际仅能维持于15%的观察时间内。研究期间，干预措施的依从性在下降，研究第1天和第7天时，该角度平均值分别是28.1°和22.6°。平卧位组也有很大变异。实际上，患者第1天的体位在9.8 ± 3.9°，第7天14.8± 7.1°。


类似地，Keeley 等研究了56名患者，患者随机分为床头抬高25°组和45°组。25°组有54%患者临床诊断VAP，45°组有9%诊断VAP（P=0.176）。但该研究某些方法学上的不足可能使得它难以发现治疗组间VAP发生率的差异。


另外，最近有一项meta分析，包括878位患者、来自10个临床研究的汇总数据，比较了半卧位（30-60°）和平卧位（0-10°）的差异。与前述Drakulovic等人的研究结果一致，与0-10°的平卧位相比，更高的床头抬高角度（45度），降低了临床患VAP的风险（14.3 vs. 40.2%, RR=0.36; 95% CI: 0.25–0.50；证据质量中等）。经微生物学证实的VAP没有差异。然而，45°与25-30°的半卧位比较时，与 van Nieuwenhoven等人报道的一样，临床和病原学VAP的发生率没有差异。


表1 半卧位预防呼吸机相关肺炎的随机临床实验（英文文献）



缩略词： BAL，支气管肺泡灌洗液；ICU，加强监护病房；NA，不适用；NS，无显著差异；PSB，保护性采样毛刷；SDD，选择性消化道去污染；VAP，呼吸机相关肺炎；


总之，半卧位的预防价值仍缺乏临床证据。从现有临床证据来看，相比全水平卧位，可以外推为半卧位预防VAP，尤其对肠道营养患者。然而，尚不清楚：
1.床头抬高45°是否可行；
2.能够起到预防作用的最低床头抬高角度是多少；
3. ICU哪些人群适用干预措施；
4.半卧位对所有ICU人群是否都安全，特别是机械通气过程中出现口咽部细菌定植的患者。


俯卧位


近40多年来，俯卧位被用来均衡肺灌注，提高通气血流比值，降低机械通气造成肺损伤的风险（见图1-B）。


有些研究者提出俯卧位能够降低VAP发生的风险。这一预防机制还不够明确，但是研究者提出俯卧位能够促进有害体液排出，预防口咽部病原体向肺内转移。实际上，当患者处于俯卧位时，最有利于呼吸道分泌物外排。


早有研究去评价这一假设并报告了阴性结果。Gillart等评价了15名ARDS患者俯卧位时黏膜分泌的效果，发现在俯卧位前后分泌物的重量没有显著差异。同样，与俯卧位有关的氧合水平的提高，与分泌物的量没有相关性。需要指出的是，呼吸道粘液的量其实是个不太好的说明黏膜清除功能的替代指标。


在评价俯卧位对VAP影响的随机临床研究中，报道了相反的结果。有两个研究表明俯卧位时VAP的发生率显著下降。相反的，其它研究在发现有统计学意义的结果上都是失败的。Sud等荟萃分析了7个研究，1066名ARDS 患者分为俯卧与水平卧位组，结果发现俯卧位显著降低VAP（RR=0.81%; 95%CI, 0.67–1.00; P=0.05）。


最后，最近Guerin 等发现，俯卧位对ARDS患者有益且降低死亡率。继而Ayzac 等回顾性评价了俯卧位对VAP的作用。不幸的是，他们发现VAP的累计概率高于平卧位（90天时，俯卧位组是46.5% [27–66%] ，而平卧位组是 33.5% [23–44%]，P=0.11）。


要正确解释这些重要研究的结果，就要强调VAP发生率仅仅是所有研究的一个次要结果，研究可能本身存在方法学上的局限性。比如，VAP的判定并非盲法，诊断方法的异质性较高，已知与VAP风险增加的危险因素未被控制；最后，大多数研究未能证明VAP有显著减少。总之，没有充分的证据支持对ARDS患者使用俯卧位预防VAP。未来的研究，在诊断准确的基础上，应进一步解释干预的正确性。然而，设计和开展一项俯卧位预防VAP的大型研究面临很多伦理和程序问题，可行性也值得商榷。


垂头侧卧位


十余年来，VAP发病机制的研究结果非常复杂。最初由马里兰州贝塞斯达美国国立卫生研究院发现，后来又成功地在本部门用动物实验再确认的研究结果，对半卧位所致VAP的基本原理提出了挑战。这些研究表明，重力对VAP的发病起着关键作用。半卧位时，气管插管、气管和胸部保持倾斜，使得气管内套管口有泄漏，口咽部病原菌向肺内转移。


国立卫生研究院做过一项动物长期机械通气模型研究，他们给健康绵羊做气管插管，插管时带入病原菌，病原菌通过向肺内转移使绵羊经常发生VAP。在本实验室，我们制作了小型猪的VAP模型，处于倾斜体位，类似于半卧位。通过肺部吸入定植有铜绿假单胞菌的口咽分泌物，人类VAP发病的主要机制在后一模型上得以重现。注入动物口咽部的铜绿假单胞菌，在重力作用下快速移位，进入气道定植于气管分泌物。VAP首先发生于右中下肺叶，就强烈提示着存在重力驱动的感染传播。


Panigada 等首先研究了ETT-气管这一轴线的方向影响到细菌定植及VAP发生。经机械通气72小时的绵羊被随机置于半卧位的模型或侧卧位模型（图2），另有一组侧卧位动物接受鼻饲饮食。


当动物处于半卧位时，肺功能显著下降，肺内细菌定植严重。尤其是，经过72小时机械通气，该组所有绵羊的肺、支气管、气管都有严重定植（103–109 CFU/g）。因严重的临床恶化和肺内细菌定植106–107 CFU/g，7只羊中有2只36小时后死亡。相反，侧卧位组的所有羊完成了72小时的研究，肺功能保留完好。尸检时，即使是鼻饲饮食的侧卧位组，也未发现有细菌肺内定植或VAP的表现。




图2
（A）半卧位模型，最初由Panigada 等报道。绵羊置于俯卧位，气管插管和气道与水平面呈30度角。
（B）维持气道和气管插管说评委或低于水平，以避免肺内吸入口咽部分泌物，作者将绵羊置于一个可旋转装置，通过旋转可以维持45度的半卧位，且能从一侧卧位调整为另一侧卧位。（经Panigada 等允许转载）


我们最近对16只插管羊的研究，说明了ETT-气管方向对黏膜清除的影响。我们发现，气管黏膜的纤毛粘液运输速率，在ETT-气管方向高于水平和低于水平时，分别是2.0±1.9mm/分钟和2.1±1.1mm/分钟。说明重力没有影响纤毛粘液运输。但是，在半卧位动物中，粘液在纤毛作用下先朝发炎的ETT部位运输，积聚于气管近端；然后在重力作用下反向移动入肺（图3）。由于细菌渗漏至套关口周围，所有组气管套管口周围区域都有定植（103–109 CFU/g）。


因此，当气管近端的滞留粘液有细菌定植时，重力作用下的粘液回流就成为肺内定植的气管途径。实际上，气管近端和肺分离出相同的病原菌。相反，当气管所处角度低于水平面时，粘液不断向外清除，近端气道不被定植，避免了肺部感染。


在更新的一项研究中，我们用前述猪VAP模型确认了这一设想。我们发现，避免后续铜绿假单胞菌口咽部定植进展为VAD的唯一预防性干预措施，是垂头仰卧位。这一体位很好维持了粘液的清除，如期望的那样与肺部定植有关（图4）。


最后，我们也研究了垂头仰卧位预防气管内套管生物膜相关感染的作用。研究对象是气管插管、且均形成铜绿假单胞菌生物膜的18头猪。实验动物被随机分为机械通气24小时、48小时或72小时组。另有一组，用油酸制成ARDS模型，再接受机械通气48小时。研究发现，24小时组的动物未发生铜绿假单胞菌呼吸道感染；但48小时机械通气组、48小时机械通气且合并ARDS组，以及72小时机械通气组分别有20%,60%，以及25%发生铜绿假单胞菌气管支气管炎（p=0.327）。但是，甚至在肺损伤组中也未见VAP发生。因此，这些发现证实，侧卧垂头仰卧位也许能够离断ETT 生物膜相关定植与VAP发生。


图3 气管插管12小时后，气管保持水平位绵羊的气管粘液运动速率研究。黑白箭头指示了每一个钽片，以标记粘液的运动。
（A）钽片喷入气道后，有5个沉积在气道，其中4个落在气道背侧，1个落在气道腹侧，黑点所示。喷入后24分钟（B）和59分钟（C）显示，背侧粘液向声门运输，而气管腹侧粘液向肺移动。（D–E）80分钟后，粘液几乎达到气管内套管的一端，并在重力作用下向气管腹侧移动，再转向返流入肺（经Li Bassi等许可转载）



 
图4 以肺部铜绿假单胞菌定植情况，作为评价口咽分泌物含铜绿假单胞菌的猪的粘液清除功能。用指数衰减方程拟合预测，随粘液清除率降低，肺部铜绿假单胞菌负荷。图中的深灰和浅灰色部分、分别指粘液向肺部或声门的移动速度。根据回归方程，粘液向肺的移动速度为-1.27毫米/分钟，与肺部铜绿假单胞菌负荷3 log CFU／g相关。（经Li Bassi 等许可转载）
 
这些实验研究为反对半卧位，重视重力在肺部吸入、粘液滞留、VAP发病上的作用提供了有力的证据。总之，这些研究提示，气管插管且存在口咽部定植的半卧位患者中，重力促成的病原体向肺移位可能是造成VAP的危险因素。


但需注意，这些临床前研究显示出一些局限性。首先，这些动物的口咽部细菌定植，并非出现于插管时，或插管后即刻；而在机械通气患者中，口咽部菌群迁移为优势菌群通常是在机械通气后数天。其次，这些研究开展于深度镇静的动物；然而，最新的推荐强调对机械通气患者轻度镇静。最后，与人类相比，猪和羊的胃肠菌群不同，胃肺吸入的动力学可能也不同，尤其是反刍动物。因此，尽管这些研究为VAP发病和预防机制提供了新视角，尚需要临床研究来证实。


我们最近完成了一项大型随机临床实验(重力与VAP实验,ClinicalTrials.gov上可查到,NLM序列号是: NCT01138540)，以确定垂头侧卧位是否可以减少气管插管的成人VAP发生。设计重力与VAP实验，是为了解释前述实验结果，评价干预措施的可行性和安全性。


在实验设计上，我们遇到一些困难：首先，人类气管的角度是前上到后下，在这个方向上，通过一个大角度的垂头侧卧位，就能使气管角度低于水平。因此，我们决定保持患者于半侧卧、轻度垂头位，以提供倾斜的气道通路。此外，由于气管套管置于气管中段，我们试图保持胸骨切迹至口的轴线水平位或略低于水平，以避免气管套管口的漏出（见图1-C）。此外，我们使气管套管近段和呼吸回路的方向保持在水平面以下，促进呼吸道分泌物清除，避免可能的人工气道内液体的吸入。需要注意，根据俯卧位的实验经验，可能会出现少数的并发症，诸如，面颈部水肿，高眼压，胃食管反流增加，鼻饲饮食困难，受压腿腓总神经压迫和一侧腋窝神经血管压迫。此外，患者需每6小时人工从一侧翻向另一侧，也增加了护工的工作量。


重力与VAP研究的结果是期待已久的。同时，就我们所知，试图解释上述成人危重患者VAP发生的理论的报道仅有一个。研究人员实验了可行性和预防效果，胃肺吸入，通过侧卧体位，而不是垂头位。10名患者被置于侧卧位（图5），比较于另10名置于半卧位的患者。在侧卧位时，患者每2-4小时翻身一次，直到24小时。这个研究表明，侧卧水平位是可行的，不会造成严重的副反应。侧卧位时，气管吸出物内，作为胃肺吸入指示物的胃蛋白酶并未增加。但却发现7名半卧位的患者（所有气管吸出物样本的33%），和5名侧卧水平位患者（所有气管吸出物样本的38%）气管吸入物有胃蛋白酶，p=0.32。有趣的是，作者还发现，当使用侧卧位时，脱机时间更多、VAP发生率也更低，但因样本量小而说服力欠缺。


此外，Aly 等随机分析了60名水平仰卧位的插管婴儿，气管套管或垂直于体位，或置于一侧、维持于水平位（图6），并评估气道内定植情况。5个机械通气日后，水平仰卧位组30个患儿中，有26人气道培养阳性（87%）；侧卧位组30个患儿中，有9人阳性，P＜0.01。


图5 45度半侧卧水平位的气管插管的病人，由Mauri等人最先报道。
在身体后置楔型垫以取得半侧卧位。床是水平的，病人的头部和气管导管置于一侧，以改善分泌物引流。（经Mauri等人许可转载）



 
图6 该体位最先由Aly等报道。
(A) 婴儿被置于水平仰卧位，气管插管垂直于其体位。 
(B) 患儿被置于侧卧位，气管插管和呼吸回路位于水平位，以减少重力作用下的病原体吸入。（经Aly等许可转载）


结论


总之，气管插管的危重患者常常被置于半卧位或俯卧位。半卧位最初提示能阻止消化道病原体吸入，预防VAP。然而，半卧位与水平仰卧位相比，仅有一个研究显示能降低VAP。不断有实验研究的结果提示，重力作用下，病原体从口咽向肺移位，是VAP的基本发病机制。如患者有口咽部定植，则半卧位加剧这一机制。但是，临床应用和转化这些概念仍有困难。近来完成的一项有关侧卧垂头位的随机临床试验，将揭示这些有争议的论点。俯卧位主要用在急性呼吸窘迫综合征的患者，理论上，这一体位能改善低氧血症、利于呼吸道分泌物引流。但俯卧位不作为有效预防VAP的推荐。
 
文献来源：Bassi GL, Xiol EA, Pagliara F, et al. Body Position and Ventilator-Associated Pneumonia Prevention.Semin Respir Crit Care Med, 2017, 38(3):371-380. 
图文编辑：小小牧童
审稿：孙庆芬 赵静