無創(chuàng)正壓通氣在高碳酸血癥腦病綜合征中的應(yīng)用

葉曉芳 朱光發(fā)

近年來，無創(chuàng)正壓通氣(non-invasive positive pressure ventilation，NPPV)已發(fā)展成為多種病因引起的急性呼吸衰竭或慢性呼吸衰竭急性加重期的一線治療手段。無創(chuàng)通氣的合理使用可以減少人工氣道的使用，從而減少人工氣道相關(guān)性并發(fā)癥，改善呼吸衰竭患者的預(yù)后。高碳酸血癥性腦病綜合征(hypercapnic encephalopathy syndrome，HES)常見于嚴(yán)重呼吸衰竭和失代償性呼吸性酸中毒。依照國內(nèi)外指南，傳統(tǒng)有創(chuàng)機(jī)械通氣(conventional mechanical ventilation,CMV)是治療HES的常規(guī)手段和“金標(biāo)準(zhǔn)”。而HES患者由于存在意識障礙，情緒異常，常常導(dǎo)致NPPV依從性差，以及缺乏有效的氣道保護(hù)容易導(dǎo)致誤吸、肺炎和痰液引流不暢，故認(rèn)為NPPV是治療HES的禁忌證。由于有關(guān)NPPV的臨床隨機(jī)對照研究(RCT)總是將意識障礙的急性高碳酸血癥呼吸衰竭的患者排除在入選標(biāo)準(zhǔn)之外，導(dǎo)致目前尚缺乏循證醫(yī)學(xué)證據(jù)證明，CMV和NPPV對于HES 患者孰優(yōu)孰劣。但近期許多臨床研究均表明，NPPV對于單純性HES而無其他NPPV禁忌證的急性呼吸衰竭患者，如果在有經(jīng)驗(yàn)的呼吸治療中心密切監(jiān)護(hù)下使用，也是安全有效的。本文就HES的病理生理學(xué)及評估方法，NPPV代替CMV作為HES一線治療手段的臨床可行性和存在問題進(jìn)行闡述。

1.高碳酸血壓性腦病綜合征的病理生理

HES是由于急性呼吸衰竭(或慢性呼吸衰竭急性加重)合并嚴(yán)重失代償性呼吸性酸中毒引起的神經(jīng)精神障礙，包括認(rèn)知缺陷、煩躁不安、精神錯亂、撲翼樣震顫、嗜睡和昏迷等[1-2]。HES臨床表現(xiàn)差別很大，且具有可逆性。

(1)高碳酸血壓性腦病綜合征病理生理學(xué)尚未完全闡明，目前認(rèn)為是由于CO2潴留透過血腦屏障，引起腦脊液和腦組織酸中毒(H+濃度增加)，進(jìn)而影響到腦細(xì)胞代謝，以及腦細(xì)胞和腦組織的結(jié)構(gòu)和功能變化(表1，圖1)。由于CO2具有高脂溶性，容易透過血腦屏障，而碳酸氫根離子(HCO3-)為親水性，不易透過血腦屏障碳酸氫，急性呼吸性酸中毒于腦脊液pH值影響較代謝性酸中毒大得多。HES的臨床表現(xiàn)主要取決于腦脊髓pH值，而不是動脈血pH和/或PaCO2。在高碳酸血癥呼吸衰竭發(fā)生發(fā)展過程中，不恰當(dāng)氧療，導(dǎo)致血氧分壓過高，鎮(zhèn)靜劑的使用均可以導(dǎo)致PaCO2升高，加重HES。此外，患者合并缺血性腦病、腎功能損害和心功能不全等也可以影響患者意識改變，使得HES的臨床表現(xiàn)和治療復(fù)雜化[1,3]。

表1 HES的發(fā)生機(jī)制

圖1 HES發(fā)生機(jī)制 注：CBF：腦血流量；CSF：腦 脊液；ICP：顱內(nèi)高壓

(2)高碳酸血壓性腦病綜合征的臨床評估：目前臨床上有三種神經(jīng)功能評分系統(tǒng)用于評估HES嚴(yán)重程度：格拉斯哥昏迷量表(GCS)，腦病評分(ES)和Kelly- Matthay評分(KMS)(表2～4)。GCS在臨床上應(yīng)用廣泛，但始建于評估和監(jiān)測顱腦損傷后意識障礙水平[4]。ES是由Brochard等[5]引入的一個4級評分系統(tǒng)，用于高碳酸血癥急性呼吸衰竭的神經(jīng)功能障礙評估，但缺乏特異性和和清晰度(程度不同的意識障礙歸于同一級別)。KMS是6級評分系統(tǒng)，主要用于評估ICU病房中接受機(jī)械通氣患者的意識障礙[6]，同時也是評估RICU病房中接受NPPV治療HES患者預(yù)后的評分工具[7]。

表2 格拉斯哥昏迷評分

注：GCS=E+V +M；從 3分 (最嚴(yán)重神經(jīng)系統(tǒng)損傷) 到15分 (正常)

圖2 臨床HES治療流程 注：FBO：纖維支氣管鏡檢查；ABG：動脈血?dú)夥治?/p>

級別表現(xiàn)0正常1亢進(jìn)或齒輪樣強(qiáng)直,無知覺異常2震顫、撲翼樣震顫或白天嗜睡3精神錯亂或躁動4虛脫或昏迷

2.高碳酸血壓性腦病綜合征的治療策略及NPPV應(yīng)用現(xiàn)狀

表4 Kelly-Matthay 評分

(1)高碳酸血壓性腦病綜合征呼吸支持和呼吸道管理應(yīng)該基于：①具有密切監(jiān)測條件(例如經(jīng)驗(yàn)豐富的RICU或ICU)；②呼吸衰竭“病因或誘因”的積極治療，加上“控制性氧療”(慎用氧療，避免因?yàn)檠醑煵划?dāng)導(dǎo)致PaCO2反彈)；③機(jī)械通氣能夠迅速糾正氣體交換異常和神經(jīng)精神功能紊亂；④保護(hù)無有效咳嗽患者的呼吸道，防止肺部感染(例如氣道粘液潴留和誤吸)； ⑤“控制”患者發(fā)生躁動，這可能發(fā)生在HES發(fā)作期或治療后進(jìn)入的“覺醒期”。

神志不清或躁動的HES患者對NPPV依從性差，咳嗽無力，缺乏有效的氣道保護(hù)能力，同時應(yīng)用NPPV容易導(dǎo)致胃脹氣，發(fā)生吸入性肺炎的風(fēng)險高。同時，一些臨床研究亦證明，意識障礙是影響NPPV預(yù)后的不利因素[8-9]?；诖耍瑖鴥?nèi)外的共識認(rèn)為，HES(例如GCS<10)禁止使用NPPV，建議行氣管插管(ETI)，傳統(tǒng)CMV被認(rèn)為是治療的“金標(biāo)準(zhǔn)”[10-11]。

(2)在NPPV治療高碳酸血癥急性呼吸衰竭的RCTs研究中，伴有精神狀態(tài)異常的患者均被排除在外[12]。迄今仍缺乏有效的隨機(jī)對照研究來證明在HES患者治療上，CMV與 NPPV孰優(yōu)孰劣。一些觀察性研究也沒有證實(shí)HES是NPPV取得成功的負(fù)面因素。相反，不少研究支持NPPV在HES中的應(yīng)用[13-19]。

1NPPV與CMV對于診斷為嚴(yán)重呼吸性酸中毒的慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary diseases,COPD)必須使用機(jī)械通氣的患者，二者在緩解呼吸肌疲勞、改善氣體交換和住院病死率方面功效是相當(dāng)?shù)模?NPPV代替CMV治療ARF由于避免了氣管插管及其他侵入性操作，有效的減少了呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎的(VAP)的發(fā)生；而且，RCT證實(shí)NPPV對于COPD合并重癥社區(qū)獲得性肺炎(CAP)的患者具有同樣的優(yōu)勢；3食管上段和下段括約肌張力(分別為40cmH2O和32cmH2O，1cmH2O=0.098kPa)具有天然生理屏障作用，保護(hù)NPPV使用過程免于發(fā)生胃脹氣和胃擴(kuò)張；4NPPV作為“終極療法”成功地挽救了一些處于疾病終末期的慢性呼吸系統(tǒng)疾病患者的生命；5在RICU采用NPPV治療COPD患者可以降低多器官功能衰竭(multiple organ failure,MOF)的發(fā)生率，從而降低醫(yī)療成本。

(3)無創(chuàng)壓后適宜治療HES的相關(guān)臨床研究 1)Benhamou等于1999最先用NPPV治療HES。Benhamou用鼻罩進(jìn)行NPPV治療多種原因?qū)е碌募毙院粑ソ呋颊?，其中大部分患?24/30)出現(xiàn)意識障礙，3例GCS=3患者中有2例NPPV治療有效，NPPV的成功率為60%，之后陸續(xù)有多個臨床病例報道和非RCT研究證實(shí)NPPV治療HES患者的可行性。

2)Diaz等[20]報道了第一個前瞻性病例對照研究，NPPV治療急性呼吸衰竭療效時發(fā)現(xiàn)上機(jī)前昏迷(GCS≤8，95例)和未昏迷(GCS>8，863例)患者NPPV成功率/住院病死率分別為80%/26.3%和70%/33.2%，NPPV的療效與昏迷無關(guān)，而與患者基礎(chǔ)疾病有關(guān)?；A(chǔ)疾病是COPD和急性心源性肺水腫的療效好，而重癥肺炎和急性呼吸窘迫綜合征患者療效不佳。66例昏迷和220例無昏迷的COPD患者NPPV成功率/住院病死率分別是86.3%/27.2%和89.0%/20.4%。Scala等[21]發(fā)表了第二個前瞻性病例對照研究，用NPPV治療20例神志清楚(Kelly 1分組)和60例伴有不同程度的意識障礙(分為Kelly 2分、3分和>3分三組)的COPD 呼吸衰竭患者，結(jié)果1～3分三組NPPV成功率分別為85%、75%和70%，而Kelly>3分組(GCS為6～8)NPPV成功率僅為55%。

3)我們[22]曾報道第三個前瞻性病例，納入COPD急性高碳酸血癥性呼吸衰竭患者43例，其中A組22例(GCS<10)，B組21例(GCS≥10)，兩組為同期住院，組間年齡、性別構(gòu)成、吸煙史、COPD病程、既往醫(yī)療史均相似，結(jié)果顯示NPPV治療成功率A組和B組分別為73%和68%，住院病死率均為14%。A組NPPV的療效在Diaz的COPD昏迷組與Scala的Kelly>3分組療效之間。上述各前瞻性研究中NPPV療效的差異可能與患者年齡、入組病例數(shù)、COPD病程、嚴(yán)重程度、研究方法、療效判定標(biāo)準(zhǔn)及研究者NPPV技術(shù)水平等不同相關(guān)。同時，我們的研究還發(fā)現(xiàn)，A組患者需要的最高PS較B組高，且需要NPPV、住ICU和總住院時間均大于B組患者，認(rèn)為可能與患者基礎(chǔ)疾病較重(如APACHE II分值較高)造成氣道阻力較大和恢復(fù)時間較長有關(guān)。

(4)另一項(xiàng)病例對照研究[23]比較了NPPV和CMV的療效。20例在RICU采用NPPV治療的COPD加重，中-重度HES(即KMS≥3)患者，與另外20例在ICU采用CMV治療的COPD加重患者(年齡、SAPS II和動脈血?dú)鈬?yán)格匹配)。結(jié)果顯示，兩組患者2h的氣體交換均顯著改善。住院病死率，1年病死率和氣管切開率均相似，而NPPV組并發(fā)癥(HAP和膿毒癥)的發(fā)生率顯著低于CMV組(P=0.027)，且NPPV組機(jī)械通氣時間也較短(P=0.009)。作者認(rèn)為，如果沒有其他禁忌證，初始謹(jǐn)慎試用NPPV治療COPD急性加重和HES是可行的，但需要由經(jīng)驗(yàn)豐富的護(hù)理人員在密切監(jiān)視下進(jìn)行，并且具備床邊氣管插管條件，一旦無效可立即轉(zhuǎn)為有創(chuàng)通氣。

(5)Contou等[24]報道了一組NPPV治療急性高碳酸血癥性呼吸衰竭的前瞻性隊(duì)列研究，共納入242例患者，其中慢性呼吸衰竭急性加重146例(99例為COPD急性加重，47例為其他慢性肺部疾患)，心源性肺水腫67例，非慢性呼吸衰竭急性加重29例(主要為肺炎)；共31例昏迷患者。結(jié)果顯示總氣管插管率為15%，病死率為4%。有趣的是研究者發(fā)現(xiàn)NPPV失敗與非慢性呼吸衰竭急性加重、治療后1h依然有酸中毒及嚴(yán)重低氧血癥有關(guān)，而與患者治療時是否昏迷無關(guān)。

4.無創(chuàng)壓后適宜治療HES面臨的問題與困難

采用NPPV治療HES首要困難是患者可能不配合。煩躁或激動的患者可能無法耐受面罩和正壓機(jī)械輔助呼吸機(jī)。盡管由經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)護(hù)團(tuán)隊(duì)為患者提供NPPV，但嚴(yán)重人-機(jī)不同步、嚴(yán)重漏氣導(dǎo)致呼吸機(jī)工作失常或患者頻繁自行摘除面罩等，都可能使得NPPV無法進(jìn)行。臨床醫(yī)生一般對于煩躁不安患者通過鎮(zhèn)靜提高NPPV的依從性，以此提高NPPV對于HES的療效。

一項(xiàng)多中心調(diào)查資料顯示[25]，對于NPPV過程中使用鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛藥物的問卷，回答同意的醫(yī)生比例較少(<25%)，且存在地域差異(北美醫(yī)生高于歐洲醫(yī)生)和專業(yè)差異(重癥監(jiān)?？漆t(yī)生高于呼吸科醫(yī)生)。最常用的藥物是勞拉西泮(北美)和嗎啡(歐洲)。監(jiān)護(hù)室的設(shè)置和護(hù)士患者比例影響本次調(diào)查NPPV應(yīng)用期間使用鎮(zhèn)靜劑問題的結(jié)果，表明只有在能夠得到嚴(yán)密監(jiān)測的情況下才可能使這種做法“安全”，為的是防止呼吸抑制，減少不良事件發(fā)生。到目前為止為數(shù)不多的研究[26,27]探討了是否應(yīng)該對NPPV適應(yīng)性差的患者使用鎮(zhèn)靜劑，以提高患者的依從性，提高NPPV的使用成功率。然而，對于這一問題，在臨床常規(guī)實(shí)施之前，需要進(jìn)一步研究這種做法的風(fēng)險收益比。這種策略將取決于環(huán)境、團(tuán)隊(duì)經(jīng)驗(yàn)、所用藥物的種類，更重要的還有對于患者病情的正確評估。

NPPV治療HES患者還存在氣道管理、痰液引流、防止痰堵、誤吸等一系列問題。有研究報道顯示，一些非侵入性的理療技術(shù)可能會改善COPD患者氣道痰液的清除，改善NPPV使用條件[28,29]。但迄今沒有任何研究證實(shí)，上述技術(shù)對于NPPV治療HES患者對改善氣道痰液引流有什么影響。Scala等[30]研究了一組COPD急性加重期因?yàn)闅獾来罅糠置谖飳?dǎo)致HES，需要?dú)夤懿骞芎虲MV，通過早期使用纖維支氣管鏡檢查(FBO)吸痰使得NPPV治療而取得成功的病例。作者認(rèn)為，早期應(yīng)用FBO吸痰，加強(qiáng)氣道管理，使NPPV在HSE治療上是可行的，以此拓寬了NPPV應(yīng)用范圍。同時，NPPV在治療其他低氧性或高碳酸血癥性急性呼吸衰竭患者的過程中，成功使用FBO進(jìn)行了支氣管肺泡灌洗，也間接支持FBO使用的安全性[31]。

5.結(jié)束語

由于HES患者存在意識障礙，缺乏有效的氣道保護(hù)，痰液引流不暢，痰堵誤吸的風(fēng)險高，傳統(tǒng)上不建議NPPV在HES中使用，而CMV被認(rèn)為是“黃金標(biāo)準(zhǔn)”。然而，越來越多的資料顯示，在有經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)密切監(jiān)護(hù)和CMV隨時可行的條件下，NPPV是可以選擇性地并謹(jǐn)慎用于COPD呼吸衰竭合并HES患者的(圖2)。但不應(yīng)常規(guī)推薦大規(guī)模地應(yīng)用NPPV治療HES，不適當(dāng)?shù)匮舆t氣管插管可能增加嚴(yán)重全身并發(fā)癥的風(fēng)險，并最終增加患者的病死率。仍然需要進(jìn)一步大規(guī)模的臨床對照研究，以確認(rèn)NPPV治療HES取得成功的可行性，明確應(yīng)用鎮(zhèn)靜和FBO為基礎(chǔ)的策略克服NPPV治療HES的不足，提臨床療效和安全性。