电阻抗断层成像技术在重度ARDS俯卧位通气病人肺部护理中的应用进展

王文春，柏基香，李晓青，朱艳萍，于秉洋，马 璐

急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是指由各种肺内和肺外致病因素所导致的急性弥漫性肺损伤和进而发展的急性呼吸衰竭，表现为难以忍受的低血氧、呼吸困难等症状[1]，是重症监护病房(ICU)常见的危重疾病，常危及病人生命。全球每年约有300万例ARDS病例，美国约有20万例，每年导致74 500人死亡[2]。ARDS病人约占入住ICU病人的10%，25%的病人需要机械通气，死亡率在35%～46%[3-4]。ARDS病理生理改变是弥漫性肺泡损伤，各种临床损伤均可激活肺泡巨噬细胞，释放促炎细胞因子，这些细胞因子将中性粒细胞吸引到肺中，通过释放毒性介质损伤肺泡和毛细血管上皮[5]。受损的肺泡导致气体交换受损和顺应性下降，这是ARDS的标志[6]。随着对ARDS病理生理机制研究的深入，国内外已有多个指南推荐对于中重度ARDS病人应尽早进行俯卧位通气治疗，改善病人预后[7-9]。

在救治重度ARDS病人时，需不断评估病人肺部情况，目前临床上主要通过影像学检查来评估病人肺部情况[10-12]。在俯卧位通气时进行影像学检查有诸多不便，如难以床边实施、需中断俯卧位治疗、不能动态连续评估、治疗成本增加、不良事件发生率增加等[13-15]。电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)技术是一种床旁无创、无放射性、可实时监测的技术[16]。EIT目前主要应用领域为肺功能成像，近几年已应用于ARDS病人肺部评估[17]，其在俯卧位通气病人肺部护理中的应用值得探究。

1 EIT的工作原理

EIT是一种无创、无辐射的可在床边实时监控肺部通气量分布的临床成像工具。通过8～32个等间距的电极在胸腔周围施加电流，对病人呼吸时肺部电阻率变化进行估计成像。每次使用一对电极，其余电极读取产生的电压。依次交替进行，在周期结束时，根据特定的重建算法，一个完整电压测量用于产生一幅图像，每个图像帧都是与通常在基线时收集的参考周期相比较而生成的。在用精细的有限元网格重建之后，图像被投影到阵列中，每个像素将描述相对于参考时刻的时间间隔上的电阻率变化。在静脉注射高渗盐水后，电阻抗成像还可跟踪肺血流的分布。现代电阻抗断层成像设备每秒钟可产生多达50幅图像，可动态研究通气分布、局部肺灌注和肺脉动等[18-19]。肺EIT的状态图像分成几个平行区域或几个象限，即定制兴趣区(regions of interest,ROI)，在临床使用过程中将EIT设定成4层模式，将ROI1、ROI2区认定为非重力依赖区，ROI3、ROI4区认定为肺重力依赖区。当病人发生体位变化时，可导致肺重力依赖区的改变，可观察病人肺整体和局部通气分布的改变[20-23]。有学者通过对EIT在肺部监测中应用研究的突现词分析发现，“重症护理”是一个热门课题，但与其他学科建立合作需进一步研究[24]。

2 EIT在重度ARDS俯卧位通气病人肺部护理中的应用

2.1 必要性 2013年1项在重度ARDS病人[氧合指数(PaO2/FiO2)≤150 mmHg,呼气末正压(PEEP)≥5 cmH2O,吸入气中氧浓度分数(FiO2)>60%]应用俯卧位通气对病人预后影响的研究中发现，接受≥16 h俯卧位通气病人的28 d及90 d死亡率低于未接受俯卧位通气病人(16% vs 28.8%；23.6% vs 41%)，后续国内外多项研究显示，俯卧位通气可以降低ARDS病人的病死率[25-28]。因而后续指南提出重度ARDS病人应尽早进行俯卧位通气。但国内外研究显示，国外接受俯卧位通气治疗的重症ARDS病人的比例仅为16.3%，国内仅为8.7%[3,29]。俯卧位通气的依从性并不高，可能与缺乏及时有效的影像学检查，医护缺乏对病人肺部情况的监测有关。对于护士来说，可以床边使用EIT对病人的肺部情况进行监测，及时向医生反映病人肺部通气情况。让护士主导俯卧位通气的时机，为病人的抢救治疗争取时间，提高俯卧位通气依从性，降低重症ARDS病人的病死率。

2.2 俯卧位通气中的应用

2.2.1 体位引流的动态监测，指导气道吸引 俯卧位通气目前被认为是治疗重度ARDS病人的有效策略。俯卧位通气可减少病人背侧区域的肺内分流，使得非重力依赖区的肺泡得以充盈，改善ARDS病人氧合，利于肺保护性通气的实施[30-31]。同时，俯卧位通气也是体位引流的方式之一，可以促进痰液引流[32]，使气道分泌物增加。护士可通过EIT对俯卧位病人肺部进行可视化监测，动态监测肺部引流情况，指导吸痰的时机，及时清理呼吸道，保持病人呼吸道通畅。

2.2.2 辅助呼吸机参数设置 国内外研究发现，与传统的PEEP设定方法相比，EIT导向PEEP滴定可以提高ARDS病人的PEEP值及氧合指数，改善肺顺应性[33-36]。有研究发现，EIT可以辅助医生进行呼吸机模式的选择[37-38]。护士通过床边持续EIT监测，可以辅助医生进行PEEP滴定，协助医生调整呼吸机模式及参数，提高护士在俯卧位通气中的参与度，加速病人的康复。

2.2.3 呼吸机相关不良事件的预防 已有研究证实在气胸监测方面，EIT与CT图像有较高的相关性，且灵敏度达100%[39-41]。ARDS病人气胸的发病率为8%～10%[42]，ARDS的病理生理机制导致病人易发生气胸，病人俯卧位时，护理难度增加，更需警惕气胸的发生。护士在床边监护时，可以通过EIT的肺部成像对病人是否发生气胸进行研判，及时识别气胸，协助医生及时进行快速处理；俯卧位通气时常需使用大剂量镇静镇痛药物，以保证肺保护通气策略的实施，这些药物的使用可导致病人常出现人机不同步现象，可延长呼吸机使用时间，增加医疗成本，提高病人病死率等不良后果[43-45]。临床上，对于通气不同步的监测及识别仍相对缺乏[46]，EIT是目前唯一可床边持续动态监测及识别通气不同步现象的技术[19,47]。床边护士可结合呼吸机报警及EIT监测到的肺部成像结果，尽早识别病人俯卧位通气时人机不同步现象，配合医生及早干预，调整呼吸机参数，减少并发症的发生。ARDS病人的肺被称为“婴儿肺”[48-49]，是因为各种因素导致病人肺的有效通气组织减少，进而引发肺萎陷，临床上常通过肺复张进行治疗。但在俯卧位时，肺复张后的效果不能及时通过CT监测，此时EIT的便捷性、及时性、连续性便可体现，护士可通过EIT协助医生监测肺复张效果，预防肺不张或过度通气。

2.3 目前存在的问题 在EIT出现之前，临床上主要根据病人肺整体力学、血流动力学、血气分析、超声和X线图像评估床边肺功能。与其他方法相比，只有EIT能准确揭示局部肺功能的空间分布，其应用前景广阔。但目前EIT推广和应用仍存在许多问题，如数据采集和设备维护成本高，由于EIT仅仅是一种监测工具，而不是诊断或生命支持工具，其应用的必要性受到争议；其次，由于缺乏EIT相关知识，医护人员的使用积极性不高，大多数ICU中医护人员工作负担重，不愿意在日常工作中增加额外的工作量；此外，ICU病人已经有很多线缆连接到各种监控设备上，EIT线缆可能会增加额外的负担。因而，EIT的全面推广仍需较长时间。

3 小结

近几年EIT因其无创、便捷、持续动态等特性在临床医疗救治中的应用越来越广泛，相关研究也在增多，也有相关规范共识的出版。但在重症护理方面，EIT的相关研究仍相对缺乏。在新型冠状病毒肺炎疫情下，俯卧位通气也成了一项常规干预手段。俯卧位通气增加了ARDS病人气道护理工作的难度和强度，未来我们可以利用EIT的优势，结合俯卧位通气病人肺部护理的重点和难点进行相关研究，推广EIT在病人肺部护理中的应用。