Effect of Different Prone Positions on Respiratory Function in Healthy Human

Yuan-da Xu, Ji-ping Xu, Yuan-ming Luo, Xian-yu Li

 The Guangzhou Respiratory Disease Institute, Guangzhou 510120

ABSTRACT

Objective: To study the effect of different prone positions on respiratory function in healthy Human.

Methods: We use the NICO monitor and gastro-esophageal pressure flow sensor to record the respiratory function variety of the four different breathing modes which included supine position, prone position, releasing abdomen prone position and spontaneous releasing the abdomen prone position.

Results: The situation is stable during the experiment, such as the rate of breath, the heart beat and the oxygen saturation (P>0.05); Although three different prone position could significantly lower the dead space (Vd/Vt) compared to the supine position (P<0.05), it could significant upgrade the mount of carbon-dioxide (VCO₂). The peak of inhale and exhale flow, alveolar tidal volume, minutes volume also get significant increase(P<0.05),especially the prone position mode. Spontaneous hold up and down the abdomen breath mode is the most comfortable among the three prone position breath modes. Not only the mechanism of breath according to the pressure and flow monitor of the gastro-esophageal, but also the work of breath(VCO2), tidal volume, minutes volume are the lowest among the three prone position. Conclusion: It is safe during this short-period of different prone position mode. It could significant lower the Vd/Vt compared to the supine position. Prone position may get more elastic resistance and increase the work of breath, but if we use the active spontaneous and hold up-and-down the abdomen may lower the work of breath.

Key words: Prone position；Ventilation

1974年起开始有人提出俯卧位通气（PP）应用于急性呼吸窘迫综合征（ARDS）作为改善肺氧合的一种通气策略^[1]，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^[2]，我们在俯卧位呼吸时首先引入了悬腹和同步呼吸等措施^[3]，期望能进一步提高俯卧位通气的效果。以下是评价不同俯卧呼吸生理变化的初步实验报告。

1．对象：

健康志愿者3名，2男1女，年龄28-38岁。

2．方法：

2.1 实验设备：

2.1.1智能同步试验用床，配备自动控制系统，可完成不同角度、不同体位的指令控制辅助、同步辅助通气 [专利申请号：2004201504106发明人李宪玉]。

2.1.2 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

2.1.3 胃内压、食道压检测装置POWERLAB生理信号多功能记录仪。

2.2 步骤

2.2.1 实验时间：每个体位采集稳定的10 分钟。

2.2.2 床体倾斜角度：20度。

2.2.3 控制通气呼吸比：2：1。

2.2.4 控制通气频率：小于或等于俯悬位状态下的自主呼吸频率。

2.2.5 控制通气动作幅度：以托板刚好接触受试者腹部为托板动作上限。

2.2.6 不同体位实验顺序：平卧-〉俯卧-〉俯悬腹卧-〉同步俯悬腹卧。

3．统计：

结果以均数±标准差表示，采用SPSS 13.0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 三种俯卧位呼吸与平卧呼吸比较均使Vd/Vt显著降低(P<0.05)(图1)

图1. 三种俯卧位呼吸与平卧呼吸对Vd/Vt的影响

4.2俯卧与平卧比较使二氧化碳产生量(VCO2)和分钟通气量显著增加(P<0.01)(图2)

图2．体位对二氧化碳产生量(VCO2)的影响

4.3 同步俯悬腹卧呼吸是俯卧呼吸中分钟通气量和肺泡通气量均最低(图3)

图3．体位对分钟通气量的影响

参考文献：

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.    Krayer SK, Rheder J, Vettermann EP, et al. Position and motion of the human diaphragm during anesthesia paralysis. Anesthesiology , 1989 ,70 :891 - 889.

3.    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

4.    Mutoh T, Guest J, LammJE, et al. Prone position alterts the effect of volume overload on regional pleural pressure and improves hypoxemia. Am Rev Respir Dis, 1992 ,146 :300 – 306

5.    Haefner SM. Complications of intermittentprone positioning in pediatric patients receiving extracorporeal membrane oxygenation for respiratory failure. Chest.123(5):1589-1594

6.    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

7.    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

作者简介：徐远达(1969-)，男(汉族)，安徽省人，医学硕士，呼吸内科副主任医师，副教授，主要从事急性呼吸衰竭的基础与临床方面的研究，以及急性和慢性肺动脉高压的基础研究，曾获广东省科技进步一等奖1项，广东省科技进步二等奖2项，发表学术论文20余篇，现任广东省危重病医学分会秘书。