無創(chuàng)正壓通氣對AECOPD患者呼吸肌疲勞的治療作用

尚 東，黨曉敏，楊 嵐，韓建峰，孫忠民，馮思芳，陽 甜，馬愛群

(西安交通大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院：1. 呼吸與危重癥醫(yī)學科；2.神經(jīng)內(nèi)科；3.心內(nèi)科，陜西西安 710061)

◇臨床研究◇

無創(chuàng)正壓通氣對AECOPD患者呼吸肌疲勞的治療作用

尚 東1，黨曉敏1，楊 嵐1，韓建峰2，孫忠民1，馮思芳1，陽 甜1，馬愛群3

(西安交通大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院：1. 呼吸與危重癥醫(yī)學科；2.神經(jīng)內(nèi)科；3.心內(nèi)科，陜西西安 710061)

目的 采用隨機平行對照研究，評價無創(chuàng)正壓通氣(NPPV)對于輕度慢性阻塞性肺疾病急性加重期(AECOPD)患者早期治療的效果。方法 符合入選標準和排除標準的輕度AECOPD的40例患者，隨機分為NPPV組和對照組進行治療并觀察治療前后血氣指標、呼吸肌疲勞指標的改變以及醫(yī)療花費情況。結(jié)果 NPPV組和對照組的PaCO2和pH值差異無統(tǒng)計學意義。NPPV組在治療2 h時PaO2[(79.81±50.3)mmHg]明顯升高，和對照組[(64.29±33.2)mmHg]比較差異有統(tǒng)計學意義。NPPV組膈神經(jīng)動作電位[(200.67±54.0)μV]較治療前[(127.03±36.0)μV]以及對照組[(150.53±52.0)μV]顯著提高，均有統(tǒng)計學意義。NPPV組6 min步行距離[(400.25±70.5)m]較治療前增加，和對照組[(338.41±70.9)m]比較差異有統(tǒng)計學意義。NPPV組的住院天數(shù)縮短，但同時治療花費也增多，和對照組比較差異均有統(tǒng)計學意義。結(jié)論 NPPV對輕度AECOPD患者早期干預治療后可以改善PaO2，緩解呼吸肌疲勞，提高活動耐力，但對PaCO2和pH值無改善。

慢性阻塞性肺疾??；無創(chuàng)正壓通氣；呼吸肌疲勞；膈肌肌電圖

無創(chuàng)正壓通氣(noninvasive positive pressure ventilation, NPPV)治療慢性阻塞性肺疾病急性加重期(acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease, AECOPD)患者合并呼吸衰竭已被大樣本病例分析及前瞻性對照研究所證實[1-3]，但在輕度AECOPD患者的治療上還有爭論。對AECOPD患者存在呼吸肌疲勞時，早期給予NPPV能否改善患者的生理學指標以及預后，目前相關(guān)研究還很少。本研究擬采用隨機平行對照研究，對判定為呼吸肌疲勞的、輕度AECOPD患者給予NPPV治療，觀察治療前后血氣指標、呼吸肌疲勞指標的改變。

1 材料與方法

1.1 研究對象 將2009年3月至2011年1月入住西安交通大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科的輕度AECOPD患者作為研究對象，符合入組條件的40例，獲取患者或家屬的知情同意書。

入選標準：年齡小于80歲；符合2007年中華醫(yī)學會呼吸病學分會制定的AECOPD診斷標準[4]；血氣分析：pH值≥7.35；PaCO2>45 mmHg；PaO2<60 mmHg；輔助呼吸肌評分>2分；最近1周未使用影響神經(jīng)傳導和肌肉收縮的藥物如維庫溴銨、苯二氮類等，并排除膈肌和膈神經(jīng)本身的病變。排除標準：拒絕使用NPPV；pH值<7.20；格拉斯哥(Glasgow)評分>8分；上氣道或頜面部損傷；氣胸或縱隔氣腫；患者痰液多，排痰不利者；循環(huán)不穩(wěn)定者，動脈收縮壓<90 mmHg；有嚴重心律失常；呼吸停止；嚴重臟器功能不全；嚴重腹脹。

1.2 分組及治療 根據(jù)(random controlled trial, RCT)隨機對照試驗要求，采用隨機數(shù)字表法，將研究對象隨機地分為NPPV組和對照組。對照組給予低流量鼻導管氧療；解痙平喘治療；抗炎治療；使用祛痰劑；使用抗感染藥物。以上治療方案必須由主治醫(yī)師確定，根據(jù)患者情況隨時調(diào)整治療方案。NPPV組的治療除給予上述治療方案外，進行無創(chuàng)正壓機械通氣，使用美國偉康公司(Respironics Inc.)生產(chǎn)的BiPAP vision呼吸機，選用合適的鼻罩或鼻面罩。設(shè)定參數(shù)如下：通氣模式S/T；吸氣壓(IPAP)自8～10 cmH2O開始；呼氣壓(EPAP)4～6 cmH2O；吸入氧(FiO2)300～500 mL/L。然后根據(jù)患者呼吸情況調(diào)節(jié)吸氣壓力水平(每次2 cmH2O)，使呼吸頻率<28次/min，吸氣潮氣量在6～8 mL/kg左右，維持SaO2在90%以上。要求首次NPPV持續(xù)時間需達2 h以上，以后根據(jù)病情可以逐漸減少通氣時間，連用5～10 d。

1.3 輔助呼吸肌評分[5]0級：無明顯頸部肌肉緊張或周期性收縮；1級：頸部肌肉緊張但無明顯的肌肉活動；2級：可見頸部肌肉輕微的收縮活動；3級：頸部肌肉中度周期性收縮，不伴鎖骨上窩和肋間內(nèi)陷；4級：頸部肌肉強烈周期性收縮，伴鎖骨上窩和肋間內(nèi)陷；5級：頸部肌肉強烈周期性收縮，伴腹部矛盾運動。

1.4 膈神經(jīng)運動傳導圖 采用keypiont-worksta肌電圖儀(丹麥Medtronic公司)，用皮膚體表電極刺激膈神經(jīng)，刺激電極置于胸鎖乳突肌后緣甲狀軟骨水平，刺激時限0.2 ms，電流強度15～20 mA，于劍突和第7肋間與腋前線交點處記錄2組患者的膈肌復合動作電位。上述指標的測定均在9∶00～10∶00進行，以排除干擾因素。

1.5 其他觀察項目 6 min步行距離是在平坦的地面劃出一段長達30.5 m的直線距離，患者在其間往返走動，步履緩急由患者根據(jù)自己的體能決定，如患者體力難支可暫時休息或終止試驗。6 min后試驗結(jié)束，醫(yī)生統(tǒng)計患者步行距離。研究中同時統(tǒng)計患者的住院天數(shù)、住院花費以及插管次數(shù)等。

2 結(jié) 果

2.1 兩組研究對象一般資料的比較 將40例研究對象隨機分為NPPV組和對照組。2組一般人口學資料差異無統(tǒng)計學意義。NPPV組有1例因經(jīng)濟原因而退出，1例由于不能配合NPPV而退出，1例由于頻繁咳嗽咯痰，依從性差退出研究。對照組無病例退出實驗。兩組治療前的基本情況相似，具有可比性。

2.2 治療前后一般生理學資料和輔助呼吸肌評分的比較 NPPV組和對照組在治療前生理學指標和輔助呼吸肌評分差異無明顯統(tǒng)計學意義。NPPV組治療后在2 h就出現(xiàn)了呼吸頻率、心率的下降，輔助呼吸肌評分也明顯下降。對照組在72 h才出現(xiàn)呼吸頻率的減慢，但早期也表現(xiàn)輔助呼吸肌評分的下降，差異有統(tǒng)計學意義。2組的輔助呼吸肌評分相比差異有統(tǒng)計學意義(表1)。

表1 NPPV 組和對照組治療前后生理學資料和輔助呼吸肌評分的比較

Tab.1 Comparison of physiological data and accessory respiratory muscle score between NPPV group and control group before and after treatment (±s)

與0 h比較，△P<0.05；與2 h比較，#P< 0.05；與對照組比較，*P<0.05。

2.3 NPPV組和對照組治療前后血氣分析的比較 NPPV組和對照組的PaCO2和pH值比較差異沒有統(tǒng)計學意義。NPPV組在治療2 h時PaO2明顯升高，和對照組比較差異有統(tǒng)計學意義。但2組在72 h時PaO2比較，差異沒有統(tǒng)計學意義(表2)。

表2 NPPV組和對照組治療前后血氣分析的比較

Tab.2 Comparison of blood gas analysis before and after treatment between NPPV group and control group

(±s)

與0 h比較，△P<0.05；與2 h比較，#P<0.05；與對照組比較，*P<0.05。

2.4 NPPV組和對照組治療前后膈肌神經(jīng)運動和6 min步行距離的對比 兩組治療前膈神經(jīng)動作電位見圖1所示，相比較差異無統(tǒng)計學意義。NPPV組治療后動作電位顯著提高，和治療前以及對照組比較，差異均有統(tǒng)計學意義。對照組經(jīng)過治療后膈神經(jīng)動作電位較治療前也有所提高，差異有統(tǒng)計學意義。NPPV組6 min步行距離較治療前增加，和治療前以及對照組比較，差異均有統(tǒng)計學意義(表3)。

表3 NPPV組和對照組治療前后膈肌神經(jīng)運動和6 min步行距離的比較

Tab.3 Comparison of diaphragmatic neuromotor and six-minute walk distance before and after treatment between NPPV group and control group (±s)

與0 h比較，△P<0.05；與對照組比較，*P<0.05。

2.5 NPPV組和對照組住院天數(shù)、費用、插管率的比較 NPPV組的住院天數(shù)縮短，但同時治療的花費也升高了，2組比較差異均有統(tǒng)計學意義。NPPV組有1例患者由于痰液粘稠，PaCO2不斷升高，行插管治療。插管率為6%；而對照組有2例患者進行了插管，1例為PaCO2進行性升高，1例為合并休克，插管率為10%。2組的插管率差異無統(tǒng)計學意義(表4)。

表4 NPPV 組和對照組住院時間、費用、插管率的對比

Tab.4 Comparison of hospital stay, hospitalization cost and intubation rate between NPPV group and control group (±s)

與對照組比較，*P<0.05。

圖1 NPPV組治療前的膈肌肌電圖(潛伏時間7.3 ms，動作電位100 μV)

Fig.1 Diaphragmatic muscle electromyography of NPPV group before treatment phrenic nerve latency was 7.3 ms and phrenic nerve action potential was 100 μV

3 討 論

Ⅱ型呼吸衰竭是AECOPD最常見的并發(fā)癥之一，威脅患者的生命安全。在AECOPD患者發(fā)生呼吸衰竭之前，盡早控制和緩解呼吸肌疲勞、改善氣體交換，防止呼吸功能不全進一步加重，對于避免氣管插管和治療原發(fā)病具有十分重要的意義[6]。NPPV是指患者通過鼻罩、口鼻面罩或全面罩等無創(chuàng)性方式，將患者與正壓呼吸機相連進行輔助通氣[7]。NPPV治療嚴重的AECOPD合并急性呼吸衰竭患者，與標準藥物治療比較可以大大減少患者的氣管插管率和相關(guān)的并發(fā)癥，降低患者死亡率，縮短患者的住院時間，從而減少患者的經(jīng)濟負擔[8-9]。目前，隨著對NPPV的認識不斷加深，NPPV的適應證也不斷擴大。本研究著眼于AECOPD輕度合并呼吸肌疲勞的患者，目前對此類患者的研究還比較少。

本研究中NPPV組治療后2、72 h PaO2較治療前均有明顯改善，而對照組治療后2 h PaO2較治療前無明顯改善，在72 h PaO2較治療前有明顯改善，且NPPV組與對照組比較，治療后2、72 h PaO2差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，說明NPPV 改善COPD患者缺氧的療效優(yōu)于傳統(tǒng)常規(guī)治療。NPPV有效地糾正缺氧是其突出的優(yōu)越之處。缺氧對機體產(chǎn)生明顯的損害，比如使呼吸肌易于疲勞、心肌收縮性受損、肺血管收縮、心臟負荷加重等，迅速糾正患者的缺氧對于COPD患者的治療極為重要。

NPPV組和對照組治療后2、72 h PaCO2和pH值較治療前均無明顯改善。本實驗結(jié)果顯示兩組的PaCO2改善程度差異無統(tǒng)計學意義。分析認為還與下列因素有關(guān): 與本研究的入組標準相關(guān)；人機配合問題，我們在實驗中觀察到NPPV的效果與患者的配合關(guān)系密切，配合較差的患者其排出CO2的作用較差；臨床醫(yī)師的耐心和經(jīng)驗的不均衡；迅速糾正缺氧。

本研究NPPV組在治療后2、72 h就使得患者的輔助呼吸肌評分改善，均明顯優(yōu)于對照。同時，治療7 d 后其膈神經(jīng)肌電圖的檢查中，膈神經(jīng)的傳導時間無明顯差異，但是膈神經(jīng)的動作電位較治療前顯著提高，同時NPPV組的動作電位的提高，較對照組有統(tǒng)計學意義。作為衡量綜合運動能力的6 min步行距離，NPPV組也有明顯提高。表明NPPV治療AECOPD患者呼吸肌疲勞改善優(yōu)于常規(guī)藥物。

NPPV能有效改善COPD患者呼吸肌疲勞可能與以下因素有關(guān)：①改善氣體交換：糾正低氧血癥，可以改善呼吸肌的缺氧狀態(tài)；②對抗內(nèi)源性PEEP(PEEPi)：COPD患者普遍存在PEEPi，由于氣道阻力的增加，導致呼氣流速受限，導致患者呼吸肌做功明顯增加[10]。本研究通過呼吸機設(shè)置了4～6 cmH2O的PEEP，可以支撐氣道，緩解或消除PEEPi，改善呼吸肌疲勞；③緩解呼吸肌疲勞，讓患者的呼吸肌得到充分休息：減少其能量消耗，降低了患者的呼吸負荷。

本研究結(jié)果還提示應用NPPV治療COPD可顯著提高患者的6 min步行距離。盡管這項測試非常簡單，但卻是反映治療前后運動耐力的可靠指標[11]。本研究NPPV組患者的6 min步行距離明顯增加，表明NPPV治療后可改善COPD患者的臨床癥狀，提高其運動耐力。

研究還顯示NPPV組住院時間明顯縮短，但住院費用明顯增加。本研究NPPV組的患者均在我科RICU中接受治療，而對照組在普通病房接受治療，住院費用增加的主要原因可能是治療的地點不同造成的。兩組均無病例死亡。達到插管標準者NPPV組為6%(1/17)，而對照組為10%(2/20)，但差異無統(tǒng)計學意義。本實驗結(jié)果顯示兩組插管率差異無統(tǒng)計學意義，可能與樣本量較小有關(guān)。

總之，NPPV對于輕度AECOPD患者，其pH值≥7.35，PaCO2>45 mmHg者，可以迅速改善患者的缺氧，緩解呼吸困難，改善呼吸肌疲勞，縮短理論住院時間，但也增加患者的治療費用。因此，對于輕度的AECOPD患者是否需要NPPV治療還有爭論。但由于本研究樣本量偏小，而且目前類似的前瞻性研究尚不多，其與常規(guī)治療相比的優(yōu)越性還有待更多大樣本的臨床研究來確定。

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(編輯 國 榮)

Treatment of respiratory muscle fatigue in patients with AECOPDby non-invasive positive pressure ventilation

SHANG Dong1, DANG Xiao-min1, YANG Lan1, HAN Jian-feng2,SUN Zhong-min1, FENG Si-fang1, YANG Tian1, MA Ai-qun3

(1.Department of Respiratory and Critical Care Medicine; 2. Department ofNeurology; 3. Department of Cardiology, the First Affiliated Hospital,Medical School of Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710061, China)

Objective A randomized parallel control study was conducted to evaluate the effect of non-invasive positive pressure ventilation (NPPV) on early treatment of patients with mild acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease (AECOPD). Methods We selected 40 patients with mild AECOPD according to the inclusion and exclusion criteria and randomly divided them into NPPV group and control group. The changes of blood gas index and respiratory muscle fatigue index as well as hospitalization cost were observed before and after treatment. Results There was no significant difference in PaCO2or pH value between NPPV group and control group. PaO2[(79.81±50.3)mmHg] significantly increased at 2 h after treatment in NPPV group compared with that in control group [(64.29±33.2)mmHg] (P<0.05). The phrenic nerve action potential significantly increased in NPPV group [(200.0±54.0)μV] compared with that before treatment (127.0±36.0)μV and that in control group [(150.0±52.0)μV] (P<0.05). In NPPV group, six-minute walk distance [(400.2±70.5)m] increased compared with that before treatment [(340.19±60.8)m] and it was significantly different from that in control group [(338.4±70.9)m] (P<0.05). The length of hospital stay shortened but hospitalization cost increased in NPPV group compared with those in control group. Conclusion NPPV can improve PaO2, relieve respiratory muscle fatigue, and improve activity tolerance in patients with mild AECOPD after early intervention treatment, but does not improve PaCO2or pH.

chronic obstructive pulmonary disease; noninvasive positive pressure ventilation; respiratory muscle fatigue; phrenic nerve motor conduction diagram

2014-05-13

2014-06-05

陜西省科技發(fā)展計劃項目(No.2008K14-08) Supported by the Research Development Program of Shaanxi Province (No.2008K14-08)

馬愛群，教授. E-mail: maaiqun@hotmail.com

尚東(1974-)，男(漢族)，主治醫(yī)師，博士. 研究方向：COPD，肺炎，重癥醫(yī)學. E-mail: sd74@vip.sina.com

時間：2014-09-17 16∶29 網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1399.R.20140917.1629.001.html

R563

A

10.7652/jdyxb201406019