咳痰机用于机械通气病人呼吸道清理效果的系统评价

随着医学发展，机械通气被广泛应用于危重病人中[1]。机械通气病人呼吸道分泌物若清除不充分，不仅会增加呼吸道感染风险，还会增加死亡率和住院费用等[2-3]。为了增强通气病人咳嗽效果，临床中会借助人工辅助排痰、空气堆积技术和机械吸-呼技术[4](俗称咳痰机)等为病人提供吸气正压，控制病人屏气时间并在呼气时快速转换成负压，从而产生一个高呼气流量以模拟咳嗽，但其治疗效果尚存争议[5-6]。目前尚无针对咳痰机清理机械通气病人呼吸道效果的系统性研究，故本研究对现有文献进行系统分析，以探讨咳痰机在机械通气病人呼吸道清理中的应用效果，为机械通气病人呼吸道管理提供参考策略。

1 资料与方法

1.1 纳入及排除标准

1.1.1 研究类型

随机对照试验，不考虑是否盲法或分配隐藏。

1.1.2 研究对象

行有创或无创机械通气且使用咳痰机的18岁以上病人。

1.1.3 干预措施

对照组病人实施机械通气常规呼吸道管理措施，干预组在对照组基础上单独使用咳痰机或使用咳痰机联合高频振荡排痰或振动排痰机。咳痰机使用方法规范：①调试仪器，选择模式；②根据病人状况，设置最佳吸气压力等参数；③准备无菌管道；④向病人送入5～60 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)正压，然后快速换至-5～-60 cmH2O负压，重复4～6次，每次休息20～30 s。

1.1.4 结局指标

主要结局指标：氧合指数、肺顺应性、机械通气时间、重症监护室住院时间。次要结局指标：低氧血症发生情况、肺部感染指标、氧分压及二氧化碳分压、降钙素原、医院感染发生率、再插管率、无创机械通气失败率。

1.1.5 排除标准

①通过多种渠道未获原文；②数据错误；③重复发表；④质量低的文献。

1.2 检索策略

手动检索中国和美国临床试验注册中心官网，计算机检索PubMed、Web of Science、Cochrane Library、EMBASE、CBM、中国知网和万方数据库，检索时限为建库至2018年1月。追查相关系统评价与纳入研究的参考文献。以PubMed为例，具体检索策略如下：

#1 “MI-E”[Title/Abstract] OR “cough assist*”[Title/Abstract] OR “cofflator*”[Title/Abstract] OR “cough machine*”[Title/Abstract] OR “in-exsufflator”[Title/Abstract] OR “in-exsufflators”[Title/Abstract] OR “in-exsufflation”[Title/Abstract] OR “in-exsufflations”[Title/Abstract] OR “cough augmentation”[Title/Abstract]OR “cough augmenting”[Title/Abstract] OR “cough augment”[Title/Abstract] OR “cough augmented”[Title/Abstract] OR “insufflation-exsufflation”[Title/Abstract] OR “insufflator-exsufflator”[Title/Abstract] OR “airs tack*”[Title/Abstract] OR “air-stack*”[Title/Abstract] OR “breath stack*”[Title/Abstract] OR “breath-stack*”[Title/Abstract] OR “lung volume recruitment”[Title/Abstract] OR “exsufflation”[Title/Abstract]

#2 “Clinical Trials,Phase Ⅱ as Topic”[Mesh] OR “Clinical Trials,Phase Ⅲ as Topic”[Mesh] OR “clinical trials，phase Ⅳ as topic”[Mesh] OR “controlled clinical trials as topic”[Mesh] OR “randomized controlled trials as topic”[Mesh] OR “intention to treat analysis”[Mesh] OR “pragmatic clinical trials as topic”[Mesh] OR “clinical trials,phase Ⅱ”[Publication Type] OR “clinical trials,phase Ⅲ”[Publication Type] OR “clinical trials,phase Ⅳ”[Publication Type] OR “controlled clinical trials”[Publication Type] OR “randomized controlled trials”[Publication Type] OR “pragmatic clinical trials as topic”[Publication Type] OR “single-blind method”[Mesh] OR “double-blind method”[Mesh] OR “random*”[Title/Abstract] OR “blind*”[Title/Abstract] OR “single blind*”[Title/Abstract] OR “double blind*”[Title/Abstract] OR “treble blind*”[Title/Abstract] OR “triple blind*”[Title/Abstract]

#3 #1 AND #2

1.3 文献筛选和资料提取

2名研究者根据纳入及排除标准独立筛选文献和提取数据，若有分歧2人讨论，仍不能解决则交由第3位研究者仲裁。提取的资料包括：①纳入研究基本信息，如作者、年份等；②病人基本信息，如年龄、性别、急性生理学与慢性健康状况评估Ⅱ(APACHE-Ⅱ)评分等；③纳入研究质量；④干预措施及时间；⑤结局指标。

1.4 质量评价

根据Cochrane Handbook偏倚风险评价工具[7]，2名研究者独立评价纳入研究质量，包括随机方法、分配隐藏、盲法、不完整数据报道、选择性报告和其他偏倚。每项以“低风险偏倚”“不清楚”和“高风险偏倚”进行评价，研究完全满足评价标准，提示发生各种偏倚可能性很小；部分满足标准，提示发生偏倚可能性为中度；研究完全不满足上述标准，提示发生各种偏倚可能性很大。

1.5 统计学方法

采用Stata 12.0软件进行分析，计量资料采用标准化均方差(SMD)或加权均方差(MD)统计，并计算95%置信区间(CI)。采用χ2检验，结合I2值进行异质性分析，若P>0.1，I2<50%，则认为各研究间统计学异质性可以接受，若P≤0.1，I2≥50%，说明同质性较差，各研究间统计学异质性较大，分析其异质性来源，对可能因素采用亚组分析，若研究组之间存在统计学异质性但无临床异质性或差异无统计学意义时，选用随机效应模型分析。若异质性过大、无法寻找异质性来源或结局指标无法合并，采用描述性分析。

2 结果

2.1 文献检索结果

共检索到文献1 510篇，其中中文81篇，英文1 429篇，运用EndNote X7和人工去重剔除重复文献后，获得文献1 100篇，根据纳入及排除标准，阅读题目、摘要及全文后，最终纳入文献6篇[8-13]，文献筛选流程及结果见图1。纳入研究基本特征见表1。

图1 文献筛选流程及结果

纳入研究(第一作者,年份)样本量(男/女,例) 病人特征年龄(岁)APACHE-Ⅱ评分(分)干预时间 干预措施 干预组对照组结局指标许欢等[8]2015干预组:54(29/25)对照组:43(21/22)气管切开行机械通气干预组:68.9±8.6对照组:72.2±7.9 干预组:24.6±6.3对照组:23.8±5.52周咳痰机机械通气病人常规呼吸道管理①②③⑥⑨ 唐春霞[9]2015干预组:24(18/6)对照组:24(16/8)人工气道行机械通气干预组:74.88±13.36对照组:75.58±11.23 干预组:23.21±5.31对照组:23.88±6.10 ≥5 d咳痰机机械通气病人常规呼吸道管理②⑥⑦郭鸿等[10]2015干预组:41(35/6)对照组:39(32/7)气管插管或气管切开行机械通气干预组:57.3±7.4对照组:59.7±6.9干预组:8.7±2.3对照组:8.3±2.1 7 d咳痰机联合高频胸壁振荡机械通气病人常规呼吸道管理②③⑤

(续表1)

纳入研究(第一作者,年份)样本量(男/女,例) 病人特征年龄(岁)APACHE-Ⅱ评分(分)干预时间 干预措施 干预组对照组结局指标尹桂华等[11]2012干预组:17(10/7)对照组:15(8/7)格林巴利综合征行机械通气干预组:30.4±4.5对照组:30.5±4.6未报道持续治疗至病人转出重症监护室咳痰机联合振动排痰法排痰机械通气病人常规呼吸道管理①④⑥ Gonɕalves等[12]2012干预组:35(21/19)对照组:40(28/7)机械通气干预组:62±19.2对照组:61.4±15.1未报道持续治疗至病人转出重症监护室咳痰机机械通气病人常规呼吸道管理①④⑧⑩ 岳伟岗等[13]201446(29/17)干预组:23对照组:23气管插管或气管切开行机械通气45.0±8.5未报道持续治疗至病人转出重症监护室咳痰机机械通气病人常规呼吸道管理②③⑥

注：①机械通气时间；②氧合指数；③肺顺应性；④重症监护室住院时间；⑤氧分压及二氧化碳分压；⑥肺部感染；⑦降钙素原；⑧无创通气失败率；⑨医院感染发生率；⑩再插管率；低氧血症发生情况

2.2 纳入研究的质量评价(见表2)

表2 文献质量评价

2.3 Meta分析结果

2.3.1 感染

1项研究[8]报道了医院感染发生率，干预组的医院感染发生率为24.1%，对照组为48.8%，两组比较差异有统计学意义(P<0.05)。4项研究[8-9，11，13]报道了肺部感染情况：许欢等[8]的研究中，干预组痰涂片或痰培养阳性率为66.7%，对照组为90.7%；尹桂华等[11，13]报道了肺部感染发生率，干预组发生例数为1例和(4.2±1.8)例，对照组发生例数为6例和(8.1±2.2)例；唐春霞[9]报道了肺部感染评分，干预组临床肺部感染评分为(3.46±1.47)分，对照组为(5.04±1.46)分，两组比较差异有统计学意义(P=0.001)，说明干预组肺部感染情况优于对照组，同时该研究显示，治疗5d后，干预组咳嗽峰流速[(235.28±33.32) L/min]高于对照组[(222.34±27.25) L/min]，干预组首次排痰量[(3.52±0.43) mL]高于对照组[(2.61±0.45) mL]，两组比较差异有统计学意义(P=0.011)。综上所述，咳痰机是一种有效的咳嗽增强技术，可有效清理呼吸道分泌物，减少肺部感染。

2.3.2 呼吸功能

4项研究[8-10，13]报道了氧合指数，各研究间异质性较大(I2=92.6%，P=0.000)，考虑是由于岳伟岗等[13]的研究病人均为神经肌肉疾病合并呼吸功能不全病人，与其他研究[8-10]病人存在较大差异，采用亚组分析后，除岳伟岗等[13]的其余各研究间异质性仍较大(I2=87.4%，P=0.000)，故选用随机效应模型分析，Meta分析结果显示：干预组氧合指数高于对照组，两组比较差异有统计学意义[SMD=1.88，95%CI(0.79，2.97)，P=0.001]，提示咳痰机能改善机械通气病人氧合指数。见图2。

图2 两组病人氧合指数森林图

3项研究[8，10，13]报道了肺顺应性，各研究间异质性较大(I2=96.0%，P=0.000)，考虑是由于岳伟岗等[13]的研究，病人均为神经肌肉疾病合并呼吸功能不全病人，与其他研究[8，10]病人存在较大差异，采用亚组分析后，除岳伟岗等[13]的其余各项研究间异质性(I2=0.0%，P=0.478)，选用固定效应模型分析，Meta分析结果显示：干预组肺顺应性高于对照组，两组比较差异有统计学意义[SMD=0.95，95%CI(0.65，1.25)，P=0.00]，说明咳痰机能改善病人肺顺应性。见图3。

图3 两组病人肺顺应性森林图

1项研究[11]报道了低氧血症发生情况，干预组17例病人中有3例病人发生低氧血症，对照组15例病人中有8例病人发生低氧血症，两组比较差异有统计学意义(P<0.05)。1项研究[10]描述了氧分压和二氧化碳分压，在分别治疗24 h、48 h、72 h、7 d后，干预组氧分压值均高于对照组，二氧化碳分压值均低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，可见，咳痰机有助于改善机械通气病人血氧情况。

3项研究[8，11-12]报道了机械通气时间，各研究间异质性较大(I2=94.4%，P=0.000)，考虑是由于尹桂华等[11]采取的干预措施是咳痰机联合振动排痰法，采用亚组分析后，除尹桂华等[11]的其余各研究间异质性仍较大(I2=52.3%，P=0.148)，选用随机效应模型分析，Meta分析结果显示：干预组机械通气时间短于对照组，两组比较差异有统计学意义[SMD=-2.21，95%CI(-3.74，-0.67)，P=0.005]，说明咳痰机有助于减少病人机械通气时间。见图4。

图4 两组病人机械通气时间森林图

2.3.3 重症监护室住院时间

2项研究[11-12]报道了重症监护室住院时间，各研究间异质性较大(I2=55.0%，P=0.136)，采用随机效应模型分析，Meta分析结果显示：干预组重症监护室住院时间与对照组比较，差异无统计学意义[SMD=-0.51，95%CI(-1.14，0.12)，P=0.111]。见图5。但对Gonalves等[12]的研究进行分析发现：干预组拔管后的重症监护室住院时间为(3.1±2.5) d，少于对照组住院时间[(9.8±6.7) d]，两组比较差异有统计学意义(P<0.05)。

图5 两组病人重症监护室住院时间森林图

2.3.4 降钙素原

1项研究[9]报道了降钙素原，治疗5 d后，干预组降钙素原低于对照组，两组比较差异有统计学意义(P<0.01)。

2.3.5 通气失败率、再插管率

1项研究[12]报道了通气失败率、再插管率，结果显示：干预组通气失败率与再插管率低于对照组，两组比较差异有统计学意义(P<0.05)。

3 讨论

3.1 研究结果分析

咳痰机模仿正常咳嗽机理，利用压力差诱导咳嗽，以清理呼吸道[14]。唐春霞[9]干预发现：治疗5 d后干预组咳嗽峰流速增加，高于对照组咳嗽峰流速，与Chatwin等[15]研究结果一致。同时，本系统评价显示：咳痰机可以减少机械通气病人感染发生情况，原因可能是咳痰机可有效辅助机械通气病人清理呼吸道，表现为排痰量增多，吸痰间隔时间延长，吸痰次数减少[13，15]，从而避免病人痰栓堵塞，改善病人肺通气和氧合功能，缩短机械通气时间，降低重症监护室感染。与王莹等[16-17]认为的咳痰机能有效清理呼吸道，改善机体氧合相一致。但与空气堆积技术相比，咳痰机未显示出明显治疗优势[18]；当咳嗽峰流速>5 L/s时，咳痰机也未显示出优势[5]。因此，需更多临床试验来验证咳痰机的治疗效果，明确其在不同病人中的具体参数。

本系统评价分析了氧合指数、肺顺应性等呼吸功能指标，结果提示：咳痰机有助于改善病人氧合指数。可能是由于高压力差咳痰机在肺部产生大量高速气流，有利于促进分泌物排出[19]，其联合振动排痰仪等辅助技术，治疗效果更佳。肺顺应性受机械通气等因素影响[20]，咳痰机一定程度上可改善病人肺顺应性(P=0.015)。

3.2 纳入研究质量分析

本系统评价各研究间存在一定异质性，原因可能为咳痰机联合使用的咳嗽辅助技术不一致或病人基本信息不同。进一步分析纳入研究发现：①大部分研究未使用盲法，可能存在解读偏倚；②咳痰机使用策略无法统一；③阴性结果文献较少，可能存在发表偏倚，以上问题可能影响文献质量和合并效果。

4 局限性和启示

本系统评价纳入文献数量较少，样本量较小。系统评价为制订机械通气病人呼吸道分泌物干预措施提供了参考，但受纳入研究数量影响，还需进一步开展更多高质量研究予以验证。