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急性呼吸窘迫综合征（ARDS）是重症病人呼吸衰竭的常见原因,特点为顽固性低氧血症和高死亡率。作为ARDS主要的辅助治疗手段,机械通气的直接作用是改善患者的通气情况。通过设定合适的呼气末正压（PEEP）可改善氧合、加速肺组织修复,但若PEEP设定不当会引起呼吸机相关性肺损伤（VALI）。因此,对ARDS患者的肺通气情况进行监测,并指导PEEP值设定,优化通气策略,对预防和降低VALI具有重要的临床意义。现有的临床检测手段如X线、CT等能提供准确的肺组织病变情况,但此类设备由于辐射性等原因无法开展动态检测和实时评估;临床监测手段主要包括动脉血气分析和机械力学参数,然而此类技术均不能提供肺局部通气功能信息。因此,针对ARDS机械通气时肺局部动态监测和评估、降低VALI发生率的需求,需要一种能够应用于床旁快速监测肺通气信息、反映肺局部通气状态从而及时调整通气策略的无创功能成像技术。电阻抗断层成像（electrical impedance tomography,EIT）作为一种动态、快速、无辐射、成本低、操作简单的功能成像技术,可通过连续实时的床旁监护提供局部肺通气信息,在肺部应用方面具有其独特优势。当前,肺部EIT临床研究主要集中于肺通气功能监测、肺灌注监测和机械通气监测三个方面。其中,针对EIT监测ARDS机械通气的方法尚无统一标准,现有的EIT功能图像（functional EIT,fEIT）和指标不能全面表征VALI发展过程,国外在这方面的研究刚刚起步、国内的研究还比较薄弱。因此,本文在回顾国内外ARDS及EIT相关研究的基础上,从EIT监测ARDS指导PEEP设定、降低VALI的需求出发,通过实验平台搭建、软件模块化设计、信号处理、特征指标提取、动物模型实验和临床试验等方法开展了系列研究。主要研究内容包括:（1）搭建了EIT实验平台,建立了数据处理方法基于现有的EIT硬件系统,开发了EIT监测ARDS机械通气的软件平台,该数据后处理平台稳定易用,具备辅助监测、功能信息分析、一维曲线和二维图像显示以及指标提取等功能。本部分建立了数据预处理方法和EIT指标提取方法,优化了与肺单元呼气时间常数相对应的EIT呼气时间常数τpixel指标,并对该指标开展了健康人和COPD的对照研究。结果表明,（?）与肺单元的体积呼气时间常数具有较强的相关性（r=0.773）;（?）指标可有效区分健康组和COPD患者组（p<0.05）,（?）随COPD严重程度递增。结论:（?）指标从肺单元呼气能力的生理物理角度为监测ARDS患者肺通气提供了新思路,为机械通气PEEP设定提供了新指标。（2）EIT监测小猪ARDS模型PEEP滴定的实验研究对小猪ARDS模型开展了EIT监测肺复张和PEEP滴定研究,对各项EIT指标与动态顺应性Cdyn指导的PEEP进行了对比分析。使用油酸静脉注射法复制小猪ARDS模型（n=9）,依次按照PEEP递增法（IP）、压力控制通气法（PCV）和持续性肺膨胀法（SI）实施肺复张和滴定,PEEP由20 cmH2O至0 cmH2O每隔2 cmH2O实施滴定,同步使用PEIT4系统进行EIT监测,记录动态顺应性等呼吸机通气参数。求取GI、ODCL以及t三项指标以评价肺通气分布均匀性、过度膨胀塌陷程度和呼气时间常数。结果表明:相较于传统Cdyn方法,EIT技术为ARDS小猪模型PEEP设定提供了2D可视化图像;EIT各项指标可以对肺复张过程进行动态监测,为PEEP滴定设置合适的PEEP值提供指导;相对EIT的GI和ODCL指标,（?）指标与Cdyn指导的PEEP结果更接近,表明提出的（?）指标对指导PEEP设定、预警VALI有更广泛的应用潜力。（3）EIT监测心脏术后ARDS患者PEEP滴定的试验研究对入组心脏术后机械通气ARDS患者（n=11）开展了EIT监测PEEP滴定研究。机械通气驱动压恒定15 cmH2O,PEEP递增法实施肺复张及PEEP滴定;使用德尔格Pulmovista 500型EIT系统进行同步监测。EIT指标GI、ODCL及（?）分别指导的PEEP值与呼吸机Cdyn指导的PEEP值进行对比,EIT成像结果与CT影像进行对照。结果表明,通过Cdyn指导的PEEP滴定过程,患者在滴定4h、8h后肺动态顺应性、氧合指数出现了较为明显的改善,EIT各指标和Cdyn方法指导的PEEP并无显著差异。影像学对照结果表明,fEIT图像上肺局部通气异常区与CT图像吻合,为EIT动态监测局部肺通气、预防VALI的发生提供了支撑。综上,本研究搭建了EIT肺通气监测实验平台,建立并实现了数据预处理和指标提取方法;优化了EIT呼气时间常数指标,验证了该指标的有效性;分别开展了EIT监测ARDS及PEEP滴定的动物实验和临床试验,与传统顺应性指导PEEP滴定方法进行了对比,验证了EIT在监测及指导PEEP滴定的应用价值。本研究的创新之处在于:1)开展了EIT指导ARDS机械通气PEEP设定的动物及临床实验系列研究,建立了EIT监测ARDS肺复张及PEEP滴定的方法;2)优化了EIT呼气时间常数指标,为fEIT反映肺单元呼气能力及通气不良区域打下了基础,为预警VALI的发生提供了参考。