【摘要】 目的：探讨同步悬空俯卧位对健康人呼吸功能情况的影响。方法：9例健康人志愿者，在“人工呼吸床”上随机四种不同体位1、仰卧位2、悬空俯卧位3、托平俯卧位4、同步悬空俯卧位，每个体位观察10分钟，通过NICO无创心肺功能监测系统连续测定志愿者的呼吸动力学指标，同时通过呼吸功能检测电极监测食道压和胃压；结果：四种体位对心率、呼吸频率、氧饱和度、呼气末二氧化碳无明显的影响（P>0.05），其中同步悬空俯卧的呼吸频率是最慢的（15.1±4.3）/min，由慢至快呈现：同步悬空俯卧→仰卧→悬空俯卧→托平俯卧的趋势，同步悬空俯卧位的潮气量是最大的（584.6±151.3）ml，明显高于其余三种体位（P<0.05），同步悬空俯卧位较其它体位能显著降低死腔通气比率(Vd/Vt)0.43±0.8（P<0.05）的情况下，能显著提高肺泡潮气量（VTalv）375.2±145.2ml和肺泡分钟通气量（MValv）5.1±1.2L；同时经呼吸功能检测电极监测的跨膈压（Pdi）, 托平俯卧位的Pdi平均为13.5cmH₂O，较其它体位显著升高（P<0.05），平常的仰卧位Pdi平均10.1 cmH₂O，同步悬空俯卧位的Pdi平均为8.6 cmH₂O是四种体位中最低的；结论：同步悬空俯卧位经短时间观察是安全稳定的，能减少死腔通气、增加潮气量的前提下，不增加呼吸做功，志愿者的主观感觉最舒适。

【关键词】俯卧位；呼吸功；跨膈压

【Abstract】 Objective:  Explore the simultaneous suspended abdomen prone position on respiratory function in healthy situation. Methods: 9 cases of healthy volunteers ，In the "artificial respiration bed" on a random one of four different positions, 1.supine position 2.suspended abdomen prone position 3.flat prone position 4.Synchronization suspended abdomen prone position, each position observed for 10 minutes, by NICO non-invasive cardiopulmonary monitoring system for continuous determination volunteers breathing dynamics indicators, through the respiratory function test electrodes to monitor  esophageal pressure and gastric pressure. Results: Four positions have no obvious effect to human’s heart rate、breathing rate、oxygen saturation、end-tidal CO2（P>0.05），particularly, Synchronization suspended abdomen prone position demonstrates the lowest breathing rate（15.1±4.3）/min.In the process of the breathing rate from slow to fast of the four positions depicts a gradual change : Synchronization suspended abdomen prone position→supine position→suspended abdomen prone position →flat prone position, Synchronization suspended abdomen prone position reaches the biggest tidal volume（584.6±151.3）ml，going beyond the other three positions（P<0.05）.Significantly decreasing the (Vd/Vt) 0.43±0.8（P<0.05）, Synchronization suspended abdomen prone position is also capable of inceasing（VTalv）375.2±145.2ml and（MValv）5.1±1.2L ,meanwhile, the transdiphragmatic pressure (Pdi) of prone flat position measuring by the respiratory function test electrodes higher than other three positions（P<0.05）,The general Pdi in supine position is 10.1 cmH2O, however,the averaged Pdi of Synchronization suspended abdomen prone position is only 8.6 cmH2O, the lowest one among the four positions; Conclusions: Observed in a limited time,the synchronization suspended abdomen prone position is secure and stable. able to decrease the ventilation of physiological dead cavity and increase the tidal volume .meanwhile it has no negative effect to respiratory work, and is considered as the most comfortable position according to the participants

【key words】prone position; respiratory function; transdiphragmatic pressure

基金项目：广东省科技攻关项目（题目：同步变位与同步悬空腹变压装置在严重呼吸衰竭的应用与开发；编号：2007B031507010）

通信作者：徐远达 （广州医学院第一附属医院 呼吸内科主任医师 副教授 地址：广州市 沿江路 151号 邮编：510120 电话：020-33896986，电子邮件：xuyuanda@sina.com）

俯卧位能够改善通气和氧合状态的观点由Piehl等于2O世纪7O年代首先提出，作为一种辅助手段应用于急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的通气策略，但是俯卧位呼吸为非生理性呼吸，会受到胸廓活动限制、脊柱压迫、腹式呼吸受限等影响，有部分患者出现肺静态顺应性的下降^[1]。我们在俯卧位呼吸时首先引入了悬腹和同步呼吸等措施，期望能进一步提高俯卧位通气的效果。以下是评价同步悬空俯卧位对呼吸功能影响的实验观察。

1 对象

1.1 研究对象

健康人9名，6男3女，年龄21岁—35岁。

1.2 研究设备

1.2.1高效辅助通气装置——“人工呼吸床”：配备自动控制系统，可完成不同角度、不同体位的指令，通过特制托板上下移动实现同步悬空腹变压和同步辅助通气的功能 [专利申请号：2004201504106发明人李宪玉] ^[2]。

1.2.2 NICO无创心肺功能检测系统：采用FICK部分CO2重复吸入法，无创持续地监测心肺功能，提供全面的临床帮助。

1.2.3 呼吸功能检测电极：连接POWERLAB生理信号多功能记录仪连续监测胃内压、食道压，计算吸气相的跨膈肌压（Pdi）

2 方法

2.1研究方法：健康志愿者佩戴Respironic公司的鼻罩随机以不同体位卧于“人工呼吸床”上，将鼻罩与流量传感器连接，通过NICO无创心肺功能检测系统监测健康志愿者呼吸全过程的潮气量、分钟通气量、呼吸频率、心率及氧饱和度。

2.2 得到健康志愿者的同意后，经鼻自行吞入呼吸功能检测电极（专利发明人：罗远明200520132911），定位后随机以不同体位卧于“人工呼吸床”上，连接POWERLAB生理信号多功能记录仪连续监测胃内压、食道压，计算吸气相的跨膈肌压（Pdi）。

2.2 研究体位：仰卧位（图1）；悬空俯卧位（托板下移）（图2）；托平俯卧位（托板不移动）（图3）；同步悬空腹俯卧位（托板随呼吸上下移动 图2）。每位健康人按照随机顺序选择体位进行试验。每个体位观察10分钟，床体倾斜角度20度，控制通气呼吸比2：1；通气频率设定小于或等于仰卧位时的自主呼吸频率，流量传感器置于鼻腔前，托板的摆动与志愿者的呼吸同步；而控制通气动作幅度以托板刚好接触托平腹部为动作上限。

3 统计

结果以均数±标准差表示，采用SPSS 16.0软件进行统计分析，离散资料进行卡方检验，连续资料进行方差分析，P<0.05为统计学显著差异，P<0.01为统计学差异非常显著。

4 结果

4.1 数据筛选：研究中观察发现，前2分钟是志愿者处于调整适应阶段，四种体位的各项指标变化差异均较大，误差较明显；从第3分钟开始，各项指标的变化基本趋于平稳，稳定性好，故统一采用第3分钟到第10分钟内的数据进行分析。

4.2四种体位对心率、呼吸频率、氧饱和度、呼气末二氧化碳无明显的影响（P>0.05）表1：

三种俯卧位对心率略有影响，增快了基础的心率，但无统计学差异（P＞0.05），说明四种体位未对心率的影响不大。

其中同步悬空俯卧的呼吸频率是最慢的（15.1±4.3）/min，由慢至快呈现：同步悬空俯卧→仰卧→悬空俯卧→托平俯卧的趋势。

4.3四种体位对通气功能的影响

同步悬空俯卧位的潮气量是最大的（584.6±151.3）ml，明显高于其余三种体位（P<0.05），同步悬空俯卧位较悬空俯卧位和托平俯卧位显著降低死腔通气比率(Vd/Vt)0.43±0.8（P<0.05）的情况下，较其它三种体位（包括仰卧位）显著提高肺泡潮气量（VTalv）375.2±145.2ml和肺泡分钟通气量（MValv）5.1±1.2L；虽然三种俯卧位较生理体位仰卧位的呼吸流速均增加，但无显著差异（P>0.05）

4.4经呼吸功能检测电极监测四种体位的跨膈压（Pdi）表3：

 托平俯卧位的Pdi平均为13.5cmH₂O，较其它体位显著升高（P<0.05），平常的仰卧位Pdi平均10.1 cmH₂O，同步悬空俯卧位的Pdi平均为8.6 cmH₂O是四种体位中最低的；研究结束后了解健康人对四种体位舒适性的评价，其中6名健康人认为同步悬空腹俯卧位最感舒适，2名健康人认为仰卧位最感舒适，悬空位俯卧位及托平俯卧位次之，舒适感总体呈现同步悬空腹俯卧位>仰卧位>悬空俯卧位>托平俯卧位。

5 讨论

仰卧位作为生理体位,由于重力作用使胸内压自上而下负值逐渐减小，靠前胸壁的肺组织的胸内负压较大，同时背面肺组织受腹内压和心脏及纵隔的压迫，故前胸壁肺泡的充气程度和功能残气量比背面的好；在发生ALI/ ARDS时,这个梯度更为显著。大部分下垂肺区胸膜腔内压正值较大,在吸气末不能产生足够的负压使气道开放并保持气道开放,导致下垂区的肺泡萎陷。而俯卧位则相反，减少从前胸壁到背部的压力梯度，改变局部区域的跨肺压，继而会改变肺重力依赖区和非重力依赖区的气流分布，使气流在肺内的分布更均匀^[3]，通气血流灌注比值(V/ Q) 更加匹配，从而改善氧合。

但俯卧位呼吸毕竟是非生理性的，会受到胸廓活动受限、脊柱压迫、腹式呼吸受限等影响，有部分会表现出肺静态顺应性的下降^[5]，俯卧呼吸要克服更多弹性阻力，呼吸的气流流速增加，有可能使呼吸做功增加，考虑主要由于腹式呼吸受限所致。

因此通过主动的同步和悬腹，依靠“人工呼吸床”，即同步悬空俯卧呼吸希望能达到理想的效果；首先是同步，通过接近志愿者鼻孔的精密流量传感器捕捉吸气流量的变化^[4]，托板主动下移，启动吸气过程，托板下移产生悬腹，由于膈肌和腹腔脏器受自身重力作用下移，而膈肌的尽量下移不单可使胸廓容积大大增加，拉动产生胸腔负压完成吸气过程，且抑制了原本俯卧位时胸式呼吸为主的吸气过程，数据显示这种体位的潮气量最大；仰卧位呼气过程是由膈肌和肋间外肌的松弛实现的，有部分胸廓的弹性回缩力，部分是腹肌的收缩力，俯卧位悬空时，呼气过程更加依赖腹肌的收缩，这时的托板复位产生主动呼气过程，减少了腹肌做功，如果志愿者是镇静状态，这种效果可能更加明显，此外，托板作用下进一步增加腹内压，使膈肌上抬及胸腔最大限度回缩，有可能减少死腔量，减少呼气末功能残气量，数据显示同步悬空俯卧体位的死腔通气比率最小，还增加了志愿者有效的肺泡潮气量、肺泡分钟通气量，使呼吸效率增强^[6]。

三种俯卧位较生理体位仰卧位的呼吸流速均增加，虽然无显著差异，但有可能增加呼吸做功，降低舒适性，数据显示同步悬空俯卧体位的Pdi平均为8.6 cmH₂O是四种体位中最低的，甚至低于生理体位仰卧位，提示这种体位不增加呼吸做功，志愿者的主观感觉最舒适。

由于同步悬空俯卧体位的特性，首先对某些膈肌无力或膈肌麻痹的患者，长期单纯胸式呼吸，而占全肺五分之四的中下肺叶的肺泡却得不到有效的通气，可考虑作为休息康复疗法应用；减少死腔通气、增加潮气量，又不增加呼吸做功、增加耗氧，有可能作为传统俯卧位通气的补充，应用于ARDS的救治。

参考论文：

1、  McAuley DF, Giles S, Fichter H, et al . What is the optimal duration of ventilation in the prone position in acute lung injury and acute respiratory distress syndrome ? Intensive Care Med ,2002 ;28 :414～418

2、  李宪玉,刘敏,张波，等.与呼吸同步变换体位对呼吸功能的影响. 航空军医, 2005, 33：16-17

3、  戢新平, 刘志, 郭文英. 体位改变对兔急性肺损伤生理和病理的影响. 中国病理生理杂志. 2006, 22( 3):572- 576

4、  许继平，钟秋海，徐远达，智能控制和建模仿真在机械通气中的应用. 中国生物医学工程学报. 2007（3）：150-155.

5、  高景利, 李晓岚, 赵宏艳，等. 俯卧位机械通气治疗肺内/外源性急性呼吸窘迫综合征的比较研究. 中国危重病急救医学. 2005.17(8):487-491

6、  徐远达，许继平，罗远明，健康人不同俯卧位形式对呼吸功能影响机制的初步探讨麻醉与监护论坛 2007，14（3）153-155