无创正压通气对AECOPD患者呼吸肌疲劳的治疗作用

尚 东，党晓敏，杨 岚，韩建峰，孙忠民，冯思芳，阳 甜，马爱群

(西安交通大学医学院第一附属医院：1. 呼吸与危重症医学科；2.神经内科；3.心内科，陕西西安 710061)

◇临床研究◇

无创正压通气对AECOPD患者呼吸肌疲劳的治疗作用

尚 东1，党晓敏1，杨 岚1，韩建峰2，孙忠民1，冯思芳1，阳 甜1，马爱群3

(西安交通大学医学院第一附属医院：1. 呼吸与危重症医学科；2.神经内科；3.心内科，陕西西安 710061)

目的 采用随机平行对照研究，评价无创正压通气(NPPV)对于轻度慢性阻塞性肺疾病急性加重期(AECOPD)患者早期治疗的效果。方法 符合入选标准和排除标准的轻度AECOPD的40例患者，随机分为NPPV组和对照组进行治疗并观察治疗前后血气指标、呼吸肌疲劳指标的改变以及医疗花费情况。结果 NPPV组和对照组的PaCO2和pH值差异无统计学意义。NPPV组在治疗2 h时PaO2[(79.81±50.3)mmHg]明显升高，和对照组[(64.29±33.2)mmHg]比较差异有统计学意义。NPPV组膈神经动作电位[(200.67±54.0)μV]较治疗前[(127.03±36.0)μV]以及对照组[(150.53±52.0)μV]显著提高，均有统计学意义。NPPV组6 min步行距离[(400.25±70.5)m]较治疗前增加，和对照组[(338.41±70.9)m]比较差异有统计学意义。NPPV组的住院天数缩短，但同时治疗花费也增多，和对照组比较差异均有统计学意义。结论 NPPV对轻度AECOPD患者早期干预治疗后可以改善PaO2，缓解呼吸肌疲劳，提高活动耐力，但对PaCO2和pH值无改善。

慢性阻塞性肺疾病；无创正压通气；呼吸肌疲劳；膈肌肌电图

无创正压通气(noninvasive positive pressure ventilation, NPPV)治疗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样本病例分析及前瞻性对照研究所证实[1-3]，但在轻度AECOPD患者的治疗上还有争论。对AECOPD患者存在呼吸肌疲劳时，早期给予NPPV能否改善患者的生理学指标以及预后，目前相关研究还很少。本研究拟采用随机平行对照研究，对判定为呼吸肌疲劳的、轻度AECOPD患者给予NPPV治疗，观察治疗前后血气指标、呼吸肌疲劳指标的改变。

1 材料与方法

1.1 研究对象 将2009年3月至2011年1月入住西安交通大学医学院第一附属医院呼吸与危重症医学科的轻度AECOPD患者作为研究对象，符合入组条件的40例，获取患者或家属的知情同意书。

入选标准：年龄小于80岁；符合2007年中华医学会呼吸病学分会制定的AECOPD诊断标准[4]；血气分析：pH值≥7.35；PaCO2>45 mmHg；PaO2<60 mmHg；辅助呼吸肌评分>2分；最近1周未使用影响神经传导和肌肉收缩的药物如维库溴铵、苯二氮类等，并排除膈肌和膈神经本身的病变。排除标准：拒绝使用NPPV；pH值<7.20；格拉斯哥(Glasgow)评分>8分；上气道或颌面部损伤；气胸或纵隔气肿；患者痰液多，排痰不利者；循环不稳定者，动脉收缩压<90 mmHg；有严重心律失常；呼吸停止；严重脏器功能不全；严重腹胀。

1.2 分组及治疗 根据(random controlled trial, RCT)随机对照试验要求，采用随机数字表法，将研究对象随机地分为NPPV组和对照组。对照组给予低流量鼻导管氧疗；解痉平喘治疗；抗炎治疗；使用祛痰剂；使用抗感染药物。以上治疗方案必须由主治医师确定，根据患者情况随时调整治疗方案。NPPV组的治疗除给予上述治疗方案外，进行无创正压机械通气，使用美国伟康公司(Respironics Inc.)生产的BiPAP vision呼吸机，选用合适的鼻罩或鼻面罩。设定参数如下：通气模式S/T；吸气压(IPAP)自8～10 cmH2O开始；呼气压(EPAP)4～6 cmH2O；吸入氧(FiO2)300～500 mL/L。然后根据患者呼吸情况调节吸气压力水平(每次2 cmH2O)，使呼吸频率<28次/min，吸气潮气量在6～8 mL/kg左右，维持SaO2在90%以上。要求首次NPPV持续时间需达2 h以上，以后根据病情可以逐渐减少通气时间，连用5～10 d。

1.3 辅助呼吸肌评分[5]0级：无明显颈部肌肉紧张或周期性收缩；1级：颈部肌肉紧张但无明显的肌肉活动；2级：可见颈部肌肉轻微的收缩活动；3级：颈部肌肉中度周期性收缩，不伴锁骨上窝和肋间内陷；4级：颈部肌肉强烈周期性收缩，伴锁骨上窝和肋间内陷；5级：颈部肌肉强烈周期性收缩，伴腹部矛盾运动。

1.4 膈神经运动传导图 采用keypiont-worksta肌电图仪(丹麦Medtronic公司)，用皮肤体表电极刺激膈神经，刺激电极置于胸锁乳突肌后缘甲状软骨水平，刺激时限0.2 ms，电流强度15～20 mA，于剑突和第7肋间与腋前线交点处记录2组患者的膈肌复合动作电位。上述指标的测定均在9∶00～10∶00进行，以排除干扰因素。

1.5 其他观察项目 6 min步行距离是在平坦的地面划出一段长达30.5 m的直线距离，患者在其间往返走动，步履缓急由患者根据自己的体能决定，如患者体力难支可暂时休息或终止试验。6 min后试验结束，医生统计患者步行距离。研究中同时统计患者的住院天数、住院花费以及插管次数等。

2 结 果

2.1 两组研究对象一般资料的比较 将40例研究对象随机分为NPPV组和对照组。2组一般人口学资料差异无统计学意义。NPPV组有1例因经济原因而退出，1例由于不能配合NPPV而退出，1例由于频繁咳嗽咯痰，依从性差退出研究。对照组无病例退出实验。两组治疗前的基本情况相似，具有可比性。

2.2 治疗前后一般生理学资料和辅助呼吸肌评分的比较 NPPV组和对照组在治疗前生理学指标和辅助呼吸肌评分差异无明显统计学意义。NPPV组治疗后在2 h就出现了呼吸频率、心率的下降，辅助呼吸肌评分也明显下降。对照组在72 h才出现呼吸频率的减慢，但早期也表现辅助呼吸肌评分的下降，差异有统计学意义。2组的辅助呼吸肌评分相比差异有统计学意义(表1)。

表1 NPPV 组和对照组治疗前后生理学资料和辅助呼吸肌评分的比较

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

与0 h比较，△P<0.05；与2 h比较，#P< 0.05；与对照组比较，*P<0.05。

2.3 NPPV组和对照组治疗前后血气分析的比较 NPPV组和对照组的PaCO2和pH值比较差异没有统计学意义。NPPV组在治疗2 h时PaO2明显升高，和对照组比较差异有统计学意义。但2组在72 h时PaO2比较，差异没有统计学意义(表2)。

表2 NPPV组和对照组治疗前后血气分析的比较

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

(±s)

与0 h比较，△P<0.05；与2 h比较，#P<0.05；与对照组比较，*P<0.05。

2.4 NPPV组和对照组治疗前后膈肌神经运动和6 min步行距离的对比 两组治疗前膈神经动作电位见图1所示，相比较差异无统计学意义。NPPV组治疗后动作电位显著提高，和治疗前以及对照组比较，差异均有统计学意义。对照组经过治疗后膈神经动作电位较治疗前也有所提高，差异有统计学意义。NPPV组6 min步行距离较治疗前增加，和治疗前以及对照组比较，差异均有统计学意义(表3)。

表3 NPPV组和对照组治疗前后膈肌神经运动和6 min步行距离的比较

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

与0 h比较，△P<0.05；与对照组比较，*P<0.05。

2.5 NPPV组和对照组住院天数、费用、插管率的比较 NPPV组的住院天数缩短，但同时治疗的花费也升高了，2组比较差异均有统计学意义。NPPV组有1例患者由于痰液粘稠，PaCO2不断升高，行插管治疗。插管率为6%；而对照组有2例患者进行了插管，1例为PaCO2进行性升高，1例为合并休克，插管率为10%。2组的插管率差异无统计学意义(表4)。

表4 NPPV 组和对照组住院时间、费用、插管率的对比

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

与对照组比较，*P<0.05。

图1 NPPV组治疗前的膈肌肌电图(潜伏时间7.3 ms，动作电位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 讨 论

Ⅱ型呼吸衰竭是AECOPD最常见的并发症之一，威胁患者的生命安全。在AECOPD患者发生呼吸衰竭之前，尽早控制和缓解呼吸肌疲劳、改善气体交换，防止呼吸功能不全进一步加重，对于避免气管插管和治疗原发病具有十分重要的意义[6]。NPPV是指患者通过鼻罩、口鼻面罩或全面罩等无创性方式，将患者与正压呼吸机相连进行辅助通气[7]。NPPV治疗严重的AECOPD合并急性呼吸衰竭患者，与标准药物治疗比较可以大大减少患者的气管插管率和相关的并发症，降低患者死亡率，缩短患者的住院时间，从而减少患者的经济负担[8-9]。目前，随着对NPPV的认识不断加深，NPPV的适应证也不断扩大。本研究着眼于AECOPD轻度合并呼吸肌疲劳的患者，目前对此类患者的研究还比较少。

本研究中NPPV组治疗后2、72 h PaO2较治疗前均有明显改善，而对照组治疗后2 h PaO2较治疗前无明显改善，在72 h PaO2较治疗前有明显改善，且NPPV组与对照组比较，治疗后2、72 h PaO2差异有统计学意义(P<0.05)，说明NPPV 改善COPD患者缺氧的疗效优于传统常规治疗。NPPV有效地纠正缺氧是其突出的优越之处。缺氧对机体产生明显的损害，比如使呼吸肌易于疲劳、心肌收缩性受损、肺血管收缩、心脏负荷加重等，迅速纠正患者的缺氧对于COPD患者的治疗极为重要。

NPPV组和对照组治疗后2、72 h PaCO2和pH值较治疗前均无明显改善。本实验结果显示两组的PaCO2改善程度差异无统计学意义。分析认为还与下列因素有关: 与本研究的入组标准相关；人机配合问题，我们在实验中观察到NPPV的效果与患者的配合关系密切，配合较差的患者其排出CO2的作用较差；临床医师的耐心和经验的不均衡；迅速纠正缺氧。

本研究NPPV组在治疗后2、72 h就使得患者的辅助呼吸肌评分改善，均明显优于对照。同时，治疗7 d 后其膈神经肌电图的检查中，膈神经的传导时间无明显差异，但是膈神经的动作电位较治疗前显著提高，同时NPPV组的动作电位的提高，较对照组有统计学意义。作为衡量综合运动能力的6 min步行距离，NPPV组也有明显提高。表明NPPV治疗AECOPD患者呼吸肌疲劳改善优于常规药物。

NPPV能有效改善COPD患者呼吸肌疲劳可能与以下因素有关：①改善气体交换：纠正低氧血症，可以改善呼吸肌的缺氧状态；②对抗内源性PEEP(PEEPi)：COPD患者普遍存在PEEPi，由于气道阻力的增加，导致呼气流速受限，导致患者呼吸肌做功明显增加[10]。本研究通过呼吸机设置了4～6 cmH2O的PEEP，可以支撑气道，缓解或消除PEEPi，改善呼吸肌疲劳；③缓解呼吸肌疲劳，让患者的呼吸肌得到充分休息：减少其能量消耗，降低了患者的呼吸负荷。

本研究结果还提示应用NPPV治疗COPD可显著提高患者的6 min步行距离。尽管这项测试非常简单，但却是反映治疗前后运动耐力的可靠指标[11]。本研究NPPV组患者的6 min步行距离明显增加，表明NPPV治疗后可改善COPD患者的临床症状，提高其运动耐力。

研究还显示NPPV组住院时间明显缩短，但住院费用明显增加。本研究NPPV组的患者均在我科RICU中接受治疗，而对照组在普通病房接受治疗，住院费用增加的主要原因可能是治疗的地点不同造成的。两组均无病例死亡。达到插管标准者NPPV组为6%(1/17)，而对照组为10%(2/20)，但差异无统计学意义。本实验结果显示两组插管率差异无统计学意义，可能与样本量较小有关。

总之，NPPV对于轻度AECOPD患者，其pH值≥7.35，PaCO2>45 mmHg者，可以迅速改善患者的缺氧，缓解呼吸困难，改善呼吸肌疲劳，缩短理论住院时间，但也增加患者的治疗费用。因此，对于轻度的AECOPD患者是否需要NPPV治疗还有争论。但由于本研究样本量偏小，而且目前类似的前瞻性研究尚不多，其与常规治疗相比的优越性还有待更多大样本的临床研究来确定。

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(编辑 国 荣)

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

陕西省科技发展计划项目(No.2008K14-08) Supported by the Research Development Program of Shaanxi Province (No.2008K14-08)

马爱群，教授. E-mail: maaiqun@hotmail.com

尚东(1974-)，男(汉族)，主治医师，博士. 研究方向：COPD，肺炎，重症医学. E-mail: sd74@vip.sina.com

时间：2014-09-17 16∶29 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1399.R.20140917.1629.001.html

R563

A

10.7652/jdyxb201406019