正常的心血管和心肺功能受重力影响。体位和姿势的变化改变了心血管和心肺系统的重力梯度和压力大小,影响着最佳的血液流动和氧气运输。
当长期制动或者保持一个姿势的话会对患者的氧转运产生不利影响,特别是那些年老、肥胖或危重的患者。因此,需要考虑体位和姿势的改变用来改善氧转运和灌注。本文就探讨不同体位对患者肺功能以及血流动力学的影响,以期在临床上实施更精准的体位干预!
·一、体位对胸壁运动的影响 ·
通过对立位、坐位、俯卧、右侧卧、左侧卧和仰卧6种姿势使用光电体积描记研究发现,与其他体位相比,坐位下胸壁直径变化和与胸腔内容积方面都有更大的改善。而仰卧位对腹部胸壁运动和体积的增强作用更大。
可能的机制是:与仰卧位相比,坐位时一方面作用在胸壁上的重力较低,从而胸壁有更大的顺应性,另一方面,重力相对膈肌来说是助力,因此有更大容积的变化。
而仰卧位时,由于腹壁的张力相对较低,从而增加膈肌移动空间和腹壁运动。
·二、体位与肺功能指标 ·
· 2.1 FVC ·
多项研究研究了FVC和体位之间的关系,发现无论是健康受试者还是肺疾病、心脏病、神经肌肉疾病和肥胖症患者,相较于仰卧位、右侧卧位、左侧卧位,站立位与坐位时FVC有显著增加。
卧位时FVC下降原因:可能是由于静脉回流的的增加引起肺部血流量增加以及由于卧位的腹腔内压引起的膈肌向头部移位(肥胖患者最明显)。
侧卧位FVC下降原因:包括左右肺解剖差异导致的气道阻力增加和肺顺应性减少,以及纵隔结构的移位。
需要注意的是,对于CHF患者来说,长期的衰竭继发性的心脏扩大,随着心脏尺寸的增加,肺容量、机械功能和弥散能力下降 ,因此在侧卧位时,扩大心脏挤压肺组织,压迫气道和肺实质,继而引起FEV1和FVC减少。最终CHF患者在仰卧位时表现出肺弹性负荷和阻力负荷的同时增加。
对于颈部脊髓损伤(四肢瘫痪)患者来说,FVC和FEV1在仰卧时比在坐位时高。因为腹肌和部分肋间肌的瘫痪,膈肌在仰卧位移动度增加。
· 2.2 FEV1·
直立位FEV1也较高。卧位限制了呼气量和流量,可能的原因是重力的存在引起气道阻力的增加,肺的弹性回缩力的减少,或用力呼气的机械优势的减少。
· 2.3 FRC·
据报道,直立位时,正常人群和轻度至中度肥胖患者中FRC会增大,原因为直立时肺血容量减少和膈肌的下降幅度更大,因此也可以观察到,从仰卧位变为直立位时,由于血流量和重力因素的改变FRC增加,然而,在CHF患者中,坐位和仰卧之间的FRC无差异。
· 2.4 PEF·
发现PEF,PEmax 和 PImax 在健康受试者和肺部疾病患者中直立位置增加。这可能与肺容积随体位的变化有关
肺容量越大,肺和胸壁的弹性回缩力越大。此外,呼气肌处于长度-张力曲线的最佳区域,因此能够产生更高的胸内压,快速推动空气通过狭窄的气道,从而产生更高的PEmax、 PEF和 FEV1。随着肺容量的减少,肌肉长度变得不那么理想,这导致坐姿的PEmax比立位低,甚至比卧位更低。
· 2.5 坐位与站位·
与站立相比,坐位往往会导致肺容积减少。这可以用几种机制来解释。
1)在坐着时,腹部器官较高,限制了膈肌运动,减少了吸气量。2)腹部肌肉在长度-张力曲线中处于较不理想的位置,因为髋部屈曲和腹部内容物较高位置的组合施加向上的压力。
3)椅背可能会限制胸部的扩张。
·三、体位对呼吸力学的影响 ·
与仰卧位(supine position,SP)相比,俯卧位(prone position,PP)减少了(ARDS)患者肺应力和应变的不均一性分布。
无论健康人群还是ARDS患者,俯卧位下气体/组织比分布较均匀
在其他不同的体位当中,呼气末Pes从仰卧位(头抬高30度)到水平仰卧位显著增加,然后在水平俯卧位下降,俯卧位(头抬高15度)进一步下降。
而食道压(Esophageal Pressure,Pes)可以线性的反应胸内压变化。胸内压可用于PEEP滴定,对于ARDS患者,由于气道阻力的增加导致Ppl增加,如果Ppl相对于Palv较高,则可能出现肺泡塌陷。具体呼吸力学内容在往期已有阐述→第142期 呼吸力学-从基础到临床
·四、 体位对血流动力学的影响 ·
体位对血流动力学的生理效应是由重力和压力介导的。不同体位的重力和压力的存在将影响心脏的位置、心脏或各腔室的大小、室间隔偏移程度;心脏的顺应性以及胸壁结构等,从而对心率、血压以及氧耗量产生影响。
· 4.1 静息心率(HR) ·
静息心率由高到低依次为坐位、RSL(右侧卧位)、HD-S(头低仰卧位)、LSL(左侧卧位)、H-S(水平卧位)
与平卧位相比,坐位时心脏需要克服更多的重力(高于心脏的血管)以维持心输出量。
· 4.2 收缩压·
体位对收缩压的影响:各体位平均收缩压降低顺序依次坐位、H-S(水平仰卧位)、HD-S(头低仰卧位)、RSL(右侧卧位)和LSL(左侧卧位)。
侧卧时心脏受压,心室顺应性降低,心室舒张末压力升高。侧卧时,一个心室受到心包、心外胸内结构和腹腔器官的压迫时,还可能损害另一个心室的舒张充盈。最终降低舒张期左心室充盈压力。
· 4.3 静息耗氧量·
体位对VO2·min·m2的影响。耗氧高低顺序依次为坐位、HD-S(头低仰卧位)、H-S(水平仰卧位)、RSL(右侧卧位)和LSL(左侧卧位)。
体位对氧耗量的改变可能是因为不同体位下影响静脉回流和心输出量所需的心肌做功的不同。相比于立位,平卧时,减少了因重力留在下肢血管的血流量同时心脏将血液输送至脑动脉时无需克服重力,进而增加通过心肺统循环的血流量和减少了心肌做功,最终减少耗氧量。
需要注意的是,平卧位较低的心脏做功和氧耗量有利于氧转运受损的患者;然而,我们也要考虑平卧位的诸多不良影响,包括心肌和冠状血管受压导致的机械阻力增加以及重力阻力减少导致心肌适应性改变。总之,在保证气体交换和机体氧合的同时维持心血管对重力的适应是所有卧床患者的一个重要目标。
· 五、小结 ·
不同的体位对于不同年龄、不同疾病患者的生理学效应不尽相同。
总的来说,直立位时有最佳的FVC;水平卧位时有最低的心脏输出做功以及俯卧位肺内应力和肺组织应变分布相对均匀。因此,在临床上面对存在各种问题和疾病的患者时,应综合考虑通气-灌注-心脏负荷的情况以选择最佳体位。
· 参考文献 ·
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