经鼻高流量氧疗在慢性阻塞性肺疾病伴Ⅱ型呼吸衰竭患者中的应用效果▲

李发娟 兰巧斯 张桂宁 邓红菊 苏 晓

(广西医科大学第二附属医院重症医学科，南宁市 530007，电子邮箱：115627085@qq.com)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是严重影响人类健康的常见慢性病和多发病，其主要特征是持续性气流受限、进行性加重的呼吸困难，多发生于40岁以上中老年人群[1]。循证医学研究结果显示，我国40岁以上居民COPD发病率在9.9%左右，并呈逐年增长趋势[2]。急性低氧血症和Ⅱ型呼吸衰竭是COPD常见的急性并发症，而Ⅱ型呼吸衰竭合并肺部感染则是慢性阻塞性肺疾病急性发作期(acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD)患者死亡的高危因素[3]。除了药物治疗，长期氧疗或无创通气已经成为AECOPD、肺水肿和其他疾病在内的治疗呼吸功能不全患者的首选治疗方式。但因无创通气具有易漏气、增加心理压力、引起腹胀、口鼻眼干燥以及面部皮肤压力性损伤等不足，并非所有患者都能耐受[4]。因此，对于无创通气不能耐受或存在禁忌证的Ⅱ型呼吸衰竭患者，需要疗效更好、可替代的无创氧疗方式。经鼻高流量氧疗(high-flow nasal cannula，HFNC)是近年广泛应用于重症呼吸衰竭患者的新型无创氧疗方式，研究表明HFNC可降低机械通气拔管后、外科术后肺不张、急性心衰引起的Ⅰ型呼吸衰竭患者的再插管率和不适度，且具有耐受性好、温湿度效果满意及易操作等优势[6-8]，但HFNC应用于Ⅱ型呼吸衰竭的可行性和实际疗效却较少报道，且HFNC改善二氧化碳潴留的效果仍不明确[9]。本研究探讨HFNC在COPD伴Ⅱ型呼吸衰竭患者中的应用效果，以期为临床实践提供参考。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2017年10月至2018年10月入住我院ICU的89例COPD伴 Ⅱ 型呼吸衰竭患者为研究对象，男性66例，女性23例，年龄(68.5±7.32)岁。纳入标准：(1)依据呼吸衰竭、COPD防治指南与专家共识[10-12]明确诊断为COPD伴 Ⅱ 型呼吸衰竭的患者，且年龄≥40岁；(2)入住ICU前48 h内未经历气管插管或切开；(3)初始动脉血气参数为PaO2<60 mmHg、PaCO2>50 mmHg、氧合指数<300 mmHg、动脉血pH值7.20～7.35；(4)循环呼吸状况相对稳定。排除标准：(1)年龄<40岁，病史不完整；(2)诊断不明确；(3)肺氧合功能低下，需立即进行有创机械通气；(4)经医生查房后，患者预计生存期<1周；(5)存在严重鼻面部外伤或存在无创氧疗禁忌证；(6)患者及其家属不同意参加本研究。按入院初始氧疗方式将患者分为HFNC组46例和无创正压通气(noninvasive positive pressure ventilation，NIPPV)组43例。两组的临床资料差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性，见表1。本研究经医院医学伦理委员会批准，所有患者或家属均自愿参加本研究并签署知情同意书。

表1 两组患者临床资料比较

1.2 治疗方法 所有患者均给予支气管扩张剂、抗感染、祛痰止咳、基础护理等常规治疗，具体氧疗方式如下。(1)观察组采用费雪派克AIRVO2呼吸湿化治疗仪(新西兰Fisher&Paykel公司，型号PT101)进行HFNC氧疗。参数设定与调节：初始温度36℃～38℃，吸氧浓度为30%(20%～40%)，流量为 30～60 L/min。氧疗期间均由专业医护人员密切观察患者病情和血气参数变化。根据患者病情动态、生命体征和动脉血气检查具体结果调整吸氧流量和吸氧浓度，维持患者血氧饱和度≥90%。每次治疗时间>6 h，3 d为一个治疗周期。(2)对照组采用NIPPV氧疗，呼吸机为德昌科技有限公司生产的泰科BP840。根据患者面部特点选择合适的口鼻面罩，工作模式为S/T，初始吸氧浓度为40%(30%～50%),吸气压力为6～15 cmH2O，呼气压力为4～6 cmH2O，呼吸频率为12～18次/min；氧气压力由小到大渐进调整，调整数值以患者能耐受为准，分别于白天和晚上各氧疗通气6 h，3 d为一个治疗周期；氧疗中根据患者情况予以10～30 min的暂停时间，以方便患者排痰或进食；病情稳定后根据患者指脉氧和动脉血气参数逐步调整呼吸机参数，维持患者血氧饱和度≥90%。

1.3 插管标准[13]动脉血pH值≤7.20且治疗中PaCO2进行性上升、PaO2进行性下降；缺氧症状未见纠正(充分吸氧条件下PaO2<50 mmHg)；意识障碍加重(格拉斯哥昏迷评分<7分)：昏迷、昏睡或谵妄持续加重；呼吸或心跳骤停；出现呼吸抑制(呼吸频率<8次/min)。

1.4 观察指标 (1)比较两组患者治疗前、氧疗后第1、2、3天的PaCO2、PaO2、氧合指数、动脉血pH值；(2)记录两组患者氧疗有效情况、ICU住院期间气管插管例数和病死例数，以及两组患者氧疗过程中不适症状(如皮肤压伤、咽喉部干燥、腹胀等)发生情况。其中氧疗有效定义为患者经初始氧疗方式治疗3 d内无氧疗升级(气管插管或气管切开)需要，氧合指数、PaO2、PaCO2、动脉血pH值逐渐改善[13]。

1.5 统计学分析 采用SPSS 22.0软件进行统计学分析。计量资料以(x±s)表示，组间比较采用成组t检验、配对t检验或t′检验；计数资料以例数或百分比表示，组间比较采用χ2检验或确切概率法；重复测量的计量资料比较采用重复测量方差分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组患者PaCO2、PaO2、氧合指数、pH值比较 两组的PaCO2比较，差异无统计学意义(F组间=0.322，P组间=0.566)，均有随时间变化的趋势(F时间=538.168，P时间<0.001)，分组与时间有交互效应(F交互=2.587，P交互=0.008)；两组的PaO2比较，差异有统计学意义(F组间=7.910，P组间=0.006)，均有随时间变化的趋势(F时间=278.677，P时间<0.001)，分组与时间无交互效应(F交互=0.206，P交互=0.873)；两组的氧合指数、pH值比较，差异均无统计学意义(F组间=0.008，P组间=0.928；F组间=1.106，P组间=0.296)，均有随时间变化的趋势(F时间=281.494，P时间<0.001；F时间=490.550，P时间<0.001)，分组与时间无交互效应(F交互=2.170，P交互=0.117；F交互=1.337，P交互=0.244)；两组患者在氧疗后第1、2、3天的PaCO2、氧合指数、PaO2及pH值均较干预前改善(均P<0.05)。见表2。

表2 两组患者氧疗后PaCO2、PaO2、氧合指数、pH值比较(x±s)

注：与治疗前比较，aP<0.05。

2.2 两组患者治疗情况 HFNC组氧疗有效42例(91.3%)，NIPPV组氧疗有效40例(93.0%)；HFNC组和NIPPV组各有2例(4.3%、4.7%)因病情迅速变化需要插管上机(均发生在氧疗3 d之后)；在后续治疗中HFNC和NIPPV组分别有1例(2.2%)、3(7.0%)例因重症肺炎、感染性休克持续加重治疗无效死亡。HFNC组氧疗过程中有1例(2.2%)患者主诉氧疗湿化温度稍高，调整后患者可耐受；NIPPV组有6例(14.0%)患者出现氧疗不适，其中腹胀1例、感觉密闭不适想要拔出无创面罩3例，另外2例诉咽喉部干燥，经过呼吸机参数调整和护士劝说后能继续坚持氧疗。两组的氧疗有效率、插管率、病死率及氧疗不适率差异均无统计学意义(χ2=0.091，P=0.763；χ2=0.196，P=0.658；χ2=0.338，P=0.561；χ2=2.785，P=0.095)。

3 讨 论

COPD的主要病理变化为持续气流受限导致的通气换气功能障碍，由于病程延长使得肺组织弹性逐渐减退，扩大的肺泡出现回缩障碍，致使残气量和残气量占肺总量的百分比增加，出现肺气肿，肺气肿可导致肺泡间的血流和血液弥散面积减少，从而增加通气死腔。通气与血流比例失调、弥散障碍共同作用导致肺换气障碍，通气和换气功能障碍最终引起不同程度的低氧血症和高碳酸血症，从而导致呼吸衰竭[14]。专家共识和临床实践指南指出，COPD或AECOPD患者呼吸衰竭的首选氧疗方式为无创氧疗[1，15]，低流量低浓度持续给氧可迅速纠正低氧血症并降低PaCO2，从而减少插管风险；同时可避免因高血氧解除低氧状态后对外周化学感受器的刺激所带来的二氧化碳潴留加重。因此与Ⅰ型呼吸衰竭只需解决由于手术损伤、急性肺水肿、气道梗阻及自发性气胸等引起的换气障碍不同，Ⅱ型呼吸衰竭患者在改善肺氧合的同时还需要解决本身存在的通气障碍(二氧化碳潴留)的问题。对于AECOPD患者，若无严重低氧血症、重度失代偿酸中毒、意识障碍等情况，一般推荐使用无创呼吸机治疗[16]。但近来有研究显示，虽然NIPPV能改善呼吸生理参数，但远期疗效仍不确切，并且相对于常规氧疗，NIPPV的不耐受性更明显[4]。王梅等[17]的研究则显示，与长期氧疗相比，长期NIPPV治疗重度COPD患者并未显现出更多益处。因此对于中重度COPD患者，应谨慎选择更高效、舒适的氧疗方式。

本研究结果显示，两组的PaCO2、氧合指数、pH值差异无统计学意义(P>0.05)，HFNC组的PaO2高于NIPPV组(P<0.05)；而两组的PaO2、氧合指数、pH值均有随时间延长而升高的趋势，PaCO2有随时间延长而降低的趋势(均P<0.05)，说明HFNC与NIPPV一样能有效缓解COPD伴Ⅱ型呼吸衰竭患者的呼吸困难症状，改善肺氧合水平，这与国内研究结果[18]相似。HFNC能改善Ⅱ型呼吸衰竭患者肺氧合可能与其产生的物理效应有关，包括增加咽部无效腔冲洗(减少无效通气)、降低气道阻力(减少呼吸做功)、产生持续的类似呼吸机提供的呼气末正压(避免肺泡塌陷)、增强氧气输送[19]。虽然HFNC与NIPPV一样能改善AECOPD患者血气参数，具有较高的氧疗有效率(91.3%、93.0%)，但本次研究结果还显示，两组的PaO2、氧合指数、pH值随时间变化的趋势差异无统计学意义(P>0.05)，而HFNC组PaCO2随时间下降的幅度略优于NIPPV组(P<0.05)，提示长期应用HFNC的有效性与NIPPV一样，仍需进一步验证。此外，两组ICU住院期间插管率和病死率差异无统计学意义(P>0.05)，这与其他学者的研究结果[20]相似。但在郭力源等[21]的研究中，HFNC在降低插管率方面更有优势，与本研究结果不同，这可能与本研究选择患者的标准与上述文献不同、重症患者个体差异较大、观察时间较短、插管上机标准不统一、HFNC改善Ⅱ型呼吸衰竭患者二氧化碳潴留效果有限等因素有关。本研究结果还显示，两组患者氧疗不适率差异无统计学意义(P>0.05)，与相关研究结果[20]相似，说明HFNC可作为NIPPV的替代氧疗方式，且其并不会增加患者的氧疗不适感。

有学者指出，HFNC虽然能提供类似呼吸机提供的呼吸末正压，但压力仅在2～4 cmH2O,不能满足需要进行压力支持通气的患者，其是否会导致Ⅱ型呼吸衰竭患者原有二氧化碳潴留加重还需要深入探讨[22]。Kang等[23]的研究也显示，不合理的HFNC治疗会导致患者错过机械通气治疗的最佳时间，增加呼吸机依赖风险、住院时间和远期病死率，这提示进一步明确HFNC的具体适应证和应用时机是亟待解决的问题。虽然支持HFNC应用于Ⅱ型呼吸衰竭患者的证据在逐渐增多，但现有研究仍在HFNC是否能有效改善二氧化碳潴留的问题上存在不同意见。例如HFNC应用于稳定型COPD患者的随机对照研究[24]和慢性COPD伴高碳酸血症的病例对照研究[25]均显示，HFNC虽然可以改善肺氧合、减少呼吸频率、缓解呼吸困难症状，但不能改善高碳酸血症。但也有研究得出相反结果：HFNC 氧疗与长期氧疗均能降低稳定期COPD伴高碳酸血症患者的经皮动脉二氧化碳分压水平，而且在改善肺氧合、呼吸功能、增加潮气量方面HFNC似乎更有优势[26]；Pilcher等[27]的研究也显示，相比于常规氧疗，30 L/min的HFNC能有效善患者的血氧饱和度，而治疗30 min后HFNC组的经皮二氧化碳分压均值也较鼻导管氧疗组明显下降。然而，现有的小样本、短观察周期、非完全随机对照研究仍然不足以证明HFNC在改善二氧化碳潴留、降低COPD患者插管率和病死率方面较常规氧疗更有优势，是否将HFNC优先应用于稳定期、急性发作期COPD伴高碳酸血症的患者，或者COPD患者有创机械通气后的序贯治疗，仍需要大规模、多中心的前瞻性随机对照研究，以便为临床应用提供更有力的循证依据。

本研究存在以下不足：(1)本研究属于观察性队列研究，相对于真正的随机对照试验，在研究设计方面存在一定局限性；(2)本研究样本量较小；(3)本研究未对纳入的Ⅱ型呼吸衰竭患者进行病情分级，可能存在由于个体差异、病情严重程度不同而影响HFNC和NIPPV氧疗效果的情况。

综上所述，作为无创氧疗方式，HFNC与NIPPV一样能有效缓解COPD伴Ⅱ型呼吸衰竭患者的呼吸生理参数和肺氧合水平，可作为不能耐受NIPPV患者的氧疗替代方式。