兩種膨肺技術(shù)在肌萎縮側(cè)索硬化機(jī)械通氣患者中的應(yīng)用

袁聰 王海播

肌萎縮側(cè)索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)是運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病中最常見(jiàn)的類(lèi)型。當(dāng)ALS病情進(jìn)展、無(wú)創(chuàng)通氣無(wú)法糾正呼吸衰竭或分泌物過(guò)多無(wú)法排出時(shí),常選擇有創(chuàng)呼吸機(jī)輔助呼吸[1]。目前對(duì)于ALS機(jī)械通氣患者的治療手段主要是有效的抗菌藥物和氣道分泌物的有效引流。ALS累及呼吸肌后會(huì)引起咳痰無(wú)力,造成氣道內(nèi)分泌物引流不暢,不僅為細(xì)菌定植提供理想環(huán)境,還會(huì)導(dǎo)致通氣血流比失調(diào),最終引起急性肺部感染或呼吸衰竭。咳嗽增強(qiáng)技術(shù)旨在輔助或模仿咳嗽動(dòng)作,從而促進(jìn)痰液向主氣道轉(zhuǎn)移。復(fù)蘇球囊膨肺(manual hyperinflation,MHI)作為ICU中最常用的咳嗽增強(qiáng)技術(shù),已被證實(shí)可有效移動(dòng)和清除機(jī)械通氣患者肺深部的分泌物、預(yù)防和治療因痰液堵塞導(dǎo)致的肺不張[2-3]。但MHI操作時(shí)需斷開(kāi)呼吸機(jī)管路可能增加交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)[4],且無(wú)法提供恒定的流速、準(zhǔn)確的潮氣量及氣道壓力等參數(shù),而上述參數(shù)的不確定性,可影響MHI治療的安全性和有效性[5]。此外,MHI治療的同質(zhì)性也較低[6-7]。Berney[8]等在2002年提出呼吸機(jī)膨肺(ventilator hyperinflation,VHI),VHI通過(guò)呼吸機(jī)設(shè)置一個(gè)較小的恒定流速、1～2s的吸氣暫停時(shí)間及較大的潮氣量來(lái)模擬MHI,可規(guī)避上述MHI的缺陷。目前,兩者在機(jī)械通氣患者中的排痰效果仍存在爭(zhēng)議[9-10]。為進(jìn)一步證實(shí)VHI是可供選擇的膨肺方法,筆者團(tuán)隊(duì)在ALS機(jī)械通氣患者中利用胸部電阻抗成像技術(shù)(electrical impedance tomography,EIT)觀察兩者的膨肺效果。

資料與方法

一、研究對(duì)象

1 本研究采用隨機(jī)數(shù)字表法,將2018年1月～2021年12月期間在河南省人民醫(yī)院呼吸重癥監(jiān)護(hù)病房治療的65例ALS機(jī)械通氣患者作為研究對(duì)象,隨機(jī)分為VHI組和MHI組,其中5例ALS患者因病情導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)終止,最終納入VHI組(n=30)和MHI組(n=30),其中男性39例,女性21例,年齡 20～69歲,平均年齡(50.05±11.26)歲。納入標(biāo)準(zhǔn):所有患者均符合《肌萎縮側(cè)索硬化診斷和治療中國(guó)專(zhuān)家共識(shí)2022》[1]中的診斷要求;年齡≥18歲;氣管插管或氣管切開(kāi);機(jī)械通氣時(shí)間≥24h;胸部CT或X線片證實(shí)患者發(fā)生肺不張,肺不張的診斷標(biāo)準(zhǔn)參考《呼吸內(nèi)科學(xué)高級(jí)教程》[11];既往無(wú)肺部疾病史。排除標(biāo)準(zhǔn):急性肺水腫;氣胸;氣道內(nèi)腫瘤堵塞或腫瘤外壓致氣道狹窄;支氣管胸膜瘺;平均動(dòng)脈壓<60mmHg(1mmHg≈0.133kpa);出、凝血機(jī)制嚴(yán)重障礙。本研究方案得到河南省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)[(2017)倫審第(10)號(hào)]。

2 兩組患者性別、年齡、診斷時(shí)的ALS功能評(píng)分量表評(píng)分、延髓部起病例數(shù)、插管天數(shù)、急性生理與慢性健康狀況評(píng)分等情況比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)?；颊咭话闱闆r(見(jiàn)表1)。

二、方法

1 由2名具有6年以上工作經(jīng)驗(yàn)的呼吸治療師(respiratory therapist,RT)進(jìn)行本研究的干預(yù)措施(以下稱(chēng)為RTA和RTB)。患者入組當(dāng)天(膨肺前)使用EIT監(jiān)測(cè)肺內(nèi)氣體分布情況,EIT是通過(guò)放置在胸部的一條電極縛帶連續(xù)發(fā)射阻抗波并根據(jù)阻抗波在胸腔內(nèi)穿透不同組織后的衰減程度構(gòu)建成圖像的一項(xiàng)新技術(shù)[12],可在床旁實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)、連續(xù)、動(dòng)態(tài)的肺內(nèi)氣體成像。RTA打開(kāi)胸電阻抗成像儀(Drager Medical,型號(hào) PulmoVista 500)進(jìn)行自檢。RTB根據(jù)患者體型選擇合適的電極縛帶置于胸廓第5肋間,將電極縛帶與成像儀連接。RTA通過(guò)屏幕觀察EIT圖像,圖像從胸側(cè)到背側(cè)被人為劃分為4個(gè)等距的 “感興趣區(qū)(region of interest,ROI)”,即ROI1、ROI2、ROI3、ROI4,在各ROI區(qū)分布的潮氣量占總潮氣量的比例定義為ROI%(ROI%=ROI區(qū)潮氣量/總潮氣量×100%),則ROI1%+ROI2%+ROI3%+ROI4%=100%。納入本研究的ALS 患者的影像學(xué)主要表現(xiàn)為肺重力依賴(lài)區(qū)域的肺不張,EIT顯示為ROI4區(qū)通氣不佳。所以本研究統(tǒng)計(jì)了患者膨肺前和膨肺3天后的ROI4區(qū)潮氣比例。

表1 兩組一般資料比較

2 干預(yù)方法 兩組患者在研究期間每天進(jìn)行常規(guī)胸部物理治療,包括機(jī)械深度排痰、體位引流、霧化吸入治療等措施,并于入組后第2、3、4天的早、中、晚各進(jìn)行一次膨肺。膨肺前30min,RTA充分抽吸氣道內(nèi)、口鼻、氣囊上分泌物,調(diào)節(jié)鎮(zhèn)靜藥物,消除患者的自主呼吸。VHI組患者取仰臥位,RTA調(diào)整呼吸機(jī)模式為容量控制通氣(VCV),設(shè)置潮氣量為原來(lái)模式下所監(jiān)測(cè)的潮氣量,呼吸頻率為6次/min,壓力上升時(shí)間為150ms,吸氣流速波形為方波,吸氣流速為20 L/min,吸氣暫停時(shí)間為1s～2s,PEEP設(shè)置不變,上調(diào)峰壓報(bào)警上限至45 cmH2O和高潮氣量報(bào)警上限至膨肺前潮氣量的2倍。然后,逐漸上調(diào)吸入潮氣量直至潮氣量達(dá)到初始潮氣量的1.5倍后保持不變,該過(guò)程嚴(yán)密限制氣道峰壓低于30 cmH2O～35 cmH2O。VHI持續(xù)1min～2min為一個(gè)治療周期,每次膨肺行6～8個(gè)治療周期,治療周期之間進(jìn)行1min～2min原模式和參數(shù)下的通氣,每次膨肺結(jié)束后恢復(fù)原模式和參數(shù)。由RTB將一次性使用吸痰器的吸氣管與負(fù)壓裝置連接,吸痰管插入人工氣道內(nèi)進(jìn)行吸痰,記錄吸痰器收集的痰液刻度,即為每次膨肺的排痰量。

MHI組患者取仰臥位,RTA首先打開(kāi)氧流量表連接于成人1500mL的復(fù)蘇球囊,然后斷開(kāi)呼吸機(jī),接著使用復(fù)蘇球囊連接人工氣道進(jìn)行球囊通氣,調(diào)節(jié)氧流量維持經(jīng)皮血氧飽和度在機(jī)械通氣期間的水平,待生命體征持續(xù)穩(wěn)定后,RTB開(kāi)始雙手慢而深的擠壓球囊至球囊容積的3/4,暫停1～2s后,雙手快速松開(kāi)球囊,余同VHI操作方法。兩組患者操作期間若生命體征出現(xiàn)明顯波動(dòng),則立即停止操作,待生命體征穩(wěn)定后方可繼續(xù)操作。

3 觀察指標(biāo) 使用EIT監(jiān)測(cè)并記錄患者膨肺前和膨肺3天后的ROI4區(qū)潮氣比例值,使用一次性吸痰器收集并記錄患者在入組后第2、3、4天每次膨肺后的排痰量,并計(jì)算出連續(xù)3天的日均膨肺排痰量。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

結(jié) 果

一、膨肺前、膨肺3天后兩組患者各項(xiàng)指標(biāo)比較

膨肺3天后,VHI組患者的日均膨肺排痰量顯著高于MHI組(P<0.05),兩組患者ROI4區(qū)潮氣比例較組內(nèi)膨肺治療前均有顯著增加(P<0.05),且VHI組ROI4區(qū)潮氣比例的增加顯著高于MHI組,組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(見(jiàn)表2)。

表2 膨肺前、膨肺3天后兩組患者各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比

討 論

一、膨肺促進(jìn)外周小氣道痰液清除的機(jī)制

普通吸痰管經(jīng)人工氣道只能夠抽吸氣管內(nèi)的分泌物,即使床旁纖維支氣管鏡吸痰也只能夠抽吸氣管至段支氣管管腔內(nèi)的分泌物,而膨肺作為ICU常用的咳嗽增強(qiáng)技術(shù),通過(guò)模擬咳嗽動(dòng)作可清除肺外周小氣道內(nèi)的分泌物。膨肺時(shí)較大的潮氣量可產(chǎn)生較高的氣道壓力,從而增強(qiáng)肺的側(cè)枝通氣[13],側(cè)枝通氣是指繞過(guò)正常氣道而經(jīng)其他通路進(jìn)行的肺泡通氣,包括肺泡與肺泡之間的Kohn孔,支氣管與支氣管之間的Martin通路,支氣管與肺泡之間的Lambert通路。膨肺潮氣量通過(guò)側(cè)枝通氣進(jìn)入因痰液堵塞遠(yuǎn)端小氣道而萎陷的肺泡中,在呼氣時(shí)膨肺潮氣量受到呼吸系統(tǒng)的彈性回縮力而產(chǎn)生呼氣流速,呼氣流速可將堵塞遠(yuǎn)端小氣道的分泌物不斷的沖刷至大氣道,從而促進(jìn)痰液清除和肺泡復(fù)張。另外,膨肺時(shí)以較低的流速輸送潮氣量可有助于產(chǎn)生較高的偏流(指呼氣與吸氣流速之間的差值),研究發(fā)現(xiàn)較高的偏流有利于氣道分泌物的清除[3]。

二、VHI是可供選擇的膨肺方法

本研究發(fā)現(xiàn)VHI組的日均膨肺排痰量顯著高于MHI組(P<0.05)。Jacob[10]等在48例機(jī)械通氣患者中比較VHI和MHI的排痰效果時(shí)發(fā)現(xiàn)VHI的排痰效果顯著優(yōu)于MHI,這和本研究的結(jié)果一致。而Savian等[14]發(fā)現(xiàn)MHI和VHI的排痰效果無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,其原因在于Savian等的研究中MHI期間患者處于淺鎮(zhèn)靜狀態(tài),吸痰時(shí)產(chǎn)生的咳嗽反射和膈肌、腹肌的收縮增加了呼氣流速,促進(jìn)了痰液的清除,MHI的排痰效果存在被夸大的可能。膨肺3天后,兩組患者ROI4區(qū)潮氣比例較組內(nèi)膨肺前均有顯著增加(P<0.05),這與田翠杰[12]等、崔少帥[15]等的研究結(jié)果一致。而VHI組ROI4區(qū)潮氣比例增加顯著高于MHI組的原因可能在于VHI清除了更多肺外周小氣道內(nèi)的分泌物,進(jìn)一步降低了氣道阻力,膨肺時(shí)避免了消耗過(guò)多的氣道壓力,從而使得更多的氣道壓力作用在萎陷的肺泡上,當(dāng)氣道壓力超過(guò)萎陷的肺泡內(nèi)壓時(shí),萎陷肺泡則發(fā)生復(fù)張,使得更多的潮氣量得以重新分布在ROI4區(qū)。其次,MHI操作時(shí)需斷開(kāi)呼吸機(jī)管路,造成PEEP作用缺失,導(dǎo)致復(fù)張肺泡發(fā)生去復(fù)張,研究發(fā)現(xiàn)PEEP作用消失后,肺不張面積可迅速增加至原有水平[16]。而VHI避免斷開(kāi)管路,所以,無(wú)論是否需要較高PEEP維持氧合的機(jī)械通氣患者均更容易從VHI中獲益。本研究首次將EIT運(yùn)用在評(píng)估咳嗽增強(qiáng)技術(shù)的排痰效果中,EIT 是一種功能成像,可在床旁連續(xù)、動(dòng)態(tài)顯示區(qū)域肺通氣分布情況,與胸部CT 相比,EIT在測(cè)量肺通氣方面顯示出高度的相關(guān)性[17],現(xiàn)有研究證實(shí)EIT可以準(zhǔn)確、可靠地監(jiān)測(cè)肺復(fù)張引起的肺容積變化[18-19]。EIT可以作為膨肺治療、霧化吸痰、床旁纖支鏡灌洗等療效評(píng)價(jià)的方法[20]。

三、膨肺注意事項(xiàng)

膨肺除嚴(yán)格遵循適應(yīng)證外,還應(yīng)注意如下幾點(diǎn):(1)研究MHI的臨床效果時(shí),多數(shù)研究[21-22]未使用壓力計(jì),而是大概擠壓復(fù)蘇球囊3/4的容積,可能無(wú)法保證MHI治療的同質(zhì)性和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,VHI利用現(xiàn)代呼吸機(jī)能精確監(jiān)測(cè)膨肺期間的壓力、容量、流速,可提高VHI治療的有效性和安全性,此外,VHI操作簡(jiǎn)單,無(wú)需斷開(kāi)呼吸機(jī)管路,可減少氣溶膠的擴(kuò)散和醫(yī)源性感染途徑,一定程度上降低交叉感染的風(fēng)險(xiǎn),間接節(jié)省醫(yī)療資源。(2)研究[23]指出非ARDS患者也存在機(jī)械通氣相關(guān)性肺損傷,而避免肺泡過(guò)度膨脹可減少肺部并發(fā)癥。膨肺期間較大的潮氣量可造成肺泡過(guò)度膨脹,雖對(duì)肺的持續(xù)影響較短暫,但仍要限制氣道峰壓<30 cmH2O～35 cmH2O,以避免氣壓傷、血流動(dòng)力學(xué)變化等并發(fā)癥的發(fā)生。(3)膨肺時(shí)增加偏流是促進(jìn)痰液清除的關(guān)鍵因素,VHI通過(guò)下調(diào)送氣流速可更容易實(shí)現(xiàn)較大的偏流,但需保證人機(jī)協(xié)調(diào),以不出現(xiàn)流速饑渴為前提,MHI通過(guò)緩慢擠壓球囊、快速松開(kāi)球囊以最大可能實(shí)現(xiàn)較大的偏流。(4)較高的膨肺潮氣量需要較長(zhǎng)的呼氣時(shí)間才能完全呼出,應(yīng)根據(jù)流速時(shí)間曲線的呼氣肢是否回到基線或患者的胸廓是否隨著呼氣結(jié)束回到吸氣初的位置來(lái)判斷呼氣時(shí)間是否足夠,以避免肺動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣及其造成的并發(fā)癥。

四、本研究的局限性和展望

本研究樣本量較少,且只在ALS機(jī)械通氣患者中比較了VHI和MHI的排痰效果和治療肺不張的情況,兩者在頸髓損傷、杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良、重癥肌無(wú)力等其他疾病中的應(yīng)用效果仍需進(jìn)一步探討。對(duì)于ALS機(jī)械通氣患者,VHI相較于MHI可清除更多的痰液和恢復(fù)更多因痰液堵塞導(dǎo)致肺背側(cè)不張的區(qū)域。VHI作為一種新型膨肺方式,可完全替代MHI應(yīng)用于ALS機(jī)械通氣患者中。目前關(guān)于膨肺的理論知識(shí)和實(shí)操技能還在臨床和科研工作中不斷積累和完善,如何根據(jù)現(xiàn)有的證據(jù)并結(jié)合臨床經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步優(yōu)化膨肺參數(shù)和制定標(biāo)準(zhǔn)化膨肺流程是未來(lái)研究的關(guān)鍵點(diǎn)。