经鼻高流量氧疗治疗慢性阻塞性肺疾病合并高碳酸血症性呼吸衰竭患者的有效性和安全性分析

侯会娜

（商丘市第三人民医院呼吸内科，河南 商丘476000）

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是临床常见的慢性气道疾病，在急性加重期可表现为高碳酸血症性呼吸衰竭，危及患者的生命［1］。目前临床治疗多采用无创通气（non⁃invasive ventilation，NIV）以纠正高碳酸血症并减轻通气负担［2－4］。经鼻高流量氧疗（high－flow nasal cannula，HFNC）是将高流量空氧混合气体加温加湿后再输送的新型氧疗方式，目前广泛用于重症监护病房急性低氧血症性呼吸衰竭，并显示出了优于NIV的通气改善效果［5－7］。近年来越来越多的研究将HFNC用于高碳酸血症呼吸衰竭，并且临床研究普遍认可HFNC和NIV对于改善高碳酸血症性呼吸衰竭血氧浓度和通气功能均有显著效果，但HFNC临床疗效是否优于NIV则存在一定的争议［8－9］。鉴于此，笔者对近2年本院收治的50例COPD合并高碳酸血症患者作为研究对象，比较治疗过程中其通气功能在血气分析中的反应，从而探讨HFNC在该类患者中是否具有治疗优势。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2017年5月至2019年4月商丘市第三人民医院收治的COPD合并中度高碳酸血症患者50例为研究对象。根据随机数字表法，将患者分为HFNC组和NIV组，各25例。HFNC组患者年龄45~83岁，平均（72.78±8.14）岁，男16例，女9例；COPD病程3~15年，中位病程8年；合并症：糖尿病7例，高血压15例，冠心病12例，其他脑血管疾病6例，阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（obstructive sleep apnea，OSA）15例；入院前主要治疗药物：吸入性糖皮质激素9例，β肾上腺素受体激动剂10例，抗胆碱能药物6例。NIV组患者年龄48~80岁，平均（70.97±7.95）岁，男18例，女7例；COPD病程2~15年，中位病程7年；合并症：糖尿病9例，高血压13例，冠心病10例，其他脑血管疾病7例，OSA 18例；入院前主要治疗药物：吸入性糖皮质激素8例，β肾上腺素受体激动剂12例，抗胆碱能药物5例。2组患者在性别、年龄、COPD病程、合并症以及入院前主要治疗药物等基线资料比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。本研究经医院医学伦理委员会批准。

1.2 纳入标准 （1）符合COPD的诊断标准［10］，确诊合并高碳酸血症（PaCO2＞45 mmHg）；（2）氧疗持续治疗时间＞72 h；（3）患者自愿加入研究并接受相关治疗方案，签署知情同意书。

1.3 排除标准 （1）经有创通气者；（2）合并有心、肝、肾等功能衰竭者；（3）严重鼻炎、鼻塞、呼吸道结构异常或面部创伤者；（4）伴有胃过度扩张、呕吐、气胸或恶性肿瘤者；（5）伴有HFNC或NIV禁忌证者；（6）因治疗不耐受而中断治疗者。

1.4 治疗方法 患者在入住重症监护室后均给予常规抗感染、抗炎、解痉平喘、祛痰以及合并症对症治疗。HFNC组患者应用经鼻高流量氧疗系统（型号：AIRVOTM2，Fisher＆Paykel Healthcare公司生产）进行氧疗，参数设定：空氧混合气体流量40~60 L／min，吸入氧浓度30%~35%，温度37℃，相对湿度100%。NIV组患者应用呼吸机（型号：E360，Newport Medical Instruments公司生产）S／T模式进行氧疗，参数设定：吸气气道正压10~12 cmH2O，呼气气道正压4~6 cmH2O，呼吸频率14~18次／min，吸入氧浓度30%~35%。

1.5 观察指标 （1）记录2组患者分别于治疗前、治疗24 h、48 h以及72 h时呼吸机测量的动脉血酸碱度（pH）、二氧化碳分压（PaCO2）、氧合指数（PaO2／FiO2）；（2）根据是否伴有OSA进行亚组分组，对HFNC组中OSA患者和无OSA患者、NIV组中OSA患者和无OSA患者血pH、PaCO2、PaO2／FiO2在治疗前、治疗24 h、48 h以及72 h各时间点变化。（3）记录治疗过程中呼吸窘迫加重（PaO2／FiO2持续降低）、低血氧症加重（血氧饱和度持续降低或持续＜90%）、二氧化碳潴留加剧（PaCO2持续升高或持续＞45 mmHg）以及其他不良反应的发生情况。

1.6 统计学方法 采用SPSS 24.0软件进行统计学分析，计量资料均符合正态分布，采用均数±标准差表示，采用独立样本t检验；部分资料（多时间点血pH、PaCO2、PaO2／FiO2水平）采用两因素重复测量方差分析，先检验是否存在异常值及是否符合正态分布；其次检验是否符合球形假设，不符合的进行修正；然后检验是否存在交互作用，如果不存在交互作用，分别检验两因素的主效应；计数资料采用［n（%）］表示，采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组患者在各时间点血气分析指标比较 2组患者PaCO2、PaO2／FiO2、pH未发现异常值且均符合正态分布（P＞0.05）。（1）PaCO2统计结果如下：时间×氧疗方法交互作用不具有统计学意义［F（3，72）＝0.086，P＝0.967］。氧疗方法对PaCO2水平的主效应无统计学意义；时间因素对PaCO2水平变化影响具有统计学意义［F（3，72）＝12.239，P＜0.01］。两两比较显示，治疗72 h的PaCO2水平与治疗前、治疗24 h的PaCO2水平比较，差异均有统计学意义（P＜0.01）。（2）PaO2／FiO2统计结果如下：时间×氧疗方法交互作用不具有统计学意义。进一步分析，氧疗方法对PaO2／FiO2、PaCO2水平的主效应无统计学意义；时间因素对PaO2／FiO2水平变化影响具有统计学意义［F（3，72）＝7.390，P＝0.001］。两两比较显示，治疗24 h、48 h、72 h的PaO2／FiO2水平与治疗前PaO2／FiO2水平比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）；治疗48 h、72 h的PaO2／FiO2水平与治疗24 h的PaO2／FiO2水平比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。（3）pH统计结果如下：时间×氧疗方法交互作用不具有统计学意义［F（3，72）＝1.385，P＝0.254］。进一步分析，氧疗方法对pH水平的主效应无统计学意义［F（1，24）＝1.086，P＝0.308］，时间因素对pH水平变化影响无统计学意义。

统计结果解读：2组患者各时间点PaCO2和PaO2／FiO2水平变化差异均有统计学意义（P＜0.05）；氧疗方法与时间交互作用下差异均无统计意义（P＞0.05），见表1。

表1 HFNC组和NIV组各时间点血气分析指标比较

2.2 OSA患者和无OSA患者各时间点血PaCO2比较 根据患者是否伴有OSA对不同氧疗方法患者进行分组，未发现HFNC患者两亚组、NIV患者两亚组PaCO2异常值，符合正态分布（P＞0.05），见表2。（1）HFNC组患者中，时间×OSA分组交互作用具有统计学意义［F（3，27）＝15.196，P＜0.01］。①OSA单独效应分析显示，OSA分组对治疗前的PaCO2水平影响无统计学意义［F（1，9）＝1.310，P＝0.282］；有OSA分组对治疗24 h、48 h、72 h PaCO2水平的影响有统计学意义［F（1，9）＝12.252，P＝0.007；F（1，9）＝9.510，P＝0.013；F（1，9）＝7.665，P＝0.022］。②时间单独效应分析显示，时间对OSA亚组PaCO2水平的影响具有统计学意义［F（3，42）＝37.982，P＜0.01］；两两比较显示，治疗24 h、48 h、72 h的PaCO2水 平 分 别 与 治 疗 前PaCO2水平比较差异均有统计学意义（P＜0.01）。时间对无OSA亚组患者PaCO2水平的影响具有统计学意义［F（3，27）＝9.713，P＝0.005］。两两比较显示，治疗48 h的PaCO2水平分别与治疗前、治疗24 h的PaCO2水平差异有统计学意义（P＝0.032、0.011）。见图1。（2）NIV组患者中，时间×OSA分组交互作用无统计学意义［F（3，18）＝0.652，P＝0.085］。主效应分析显示，时间对PaCO2水平的影响无统计学意义［F（3，18）＝1.494，P＝0.268］。有无OSA亚 组 分 组 对PaCO2水平的影响具有统计学意义［F（1，6）＝295.201，P＜0.01］，两两比较显示，OSA亚组PaCO2水平显著高于无OSA亚组，差异有统计学意义（P＜0.01）。

图1 氧疗方法对OSA亚组PaCO2水平改变影响差异

表2 是否合并OSA患者各时间点PaCO2水平比较

2.3 OSA患者和无OSA患者各时间点血PaO2／FiO2水平比较 根据患者是否伴有OSA对不同氧疗方法患者进行分组，未发现2组患者PaO2／FiO2异常值且均符合正态分布（P＞0.05），见表3。（1）HFNC组患者中，时间×OSA分组交互作用具有统计学意义［F（3，27）＝6.941，P＝0.004］。①OSA单独效应分析显示，OSA分组对治疗前、治疗24 h、48 h、72 h的PaO2／FiO2水平影响均有统计 学 意 义［F（1，9）＝56.951、10.449、11.713、11.547，P＝0.010、0.008、0.008］；②

表3 是否合并OSA患者各时间点PaO2／FiO2水平比较

时间单独效应分析显示，时间对OSA亚组PaO2／FiO2水平的影响有统计学意义［F（3，27）＝47.099，P＜0.01］，两两比较显示，各时间点间PaO2／FiO2水平差异均有统计学意义（P＜0.01）。时间对无OSA亚组PaO2／FiO2水平的影响差异有统计学意义［F（3，42）＝19.113，P＜0.01］。两两比较显示，治疗24 h、48 h、72 h的PaO2／FiO2水平分别与治疗前的PaO2／FiO2水平比较，差异均有统计学意义（P＝0.002、0.007、0.002）；治疗72 h的PaO2／FiO2水平分别与治疗24 h、治疗48 h的PaO2／FiO2水平比较，差异均有统计学意义（P＝0.003、0.011）。（2）NIV组患者中，时间×OSA分组交互作用具有统计学意义［F（3，27）＝5.508，P＝0.037］。①OSA单独效应分析显示，OSA分组对治疗前、治疗24 h、治疗48 h以及治疗72 h的PaO2／FiO2水平影响均有统计学意义［F（1，9）＝45.279、43.446、50.178、34.547，P＜0.01］。②时间单独效应分析显示，时间对OSA亚组PaO2／FiO2水平的影响具有统计学意义［F（3，42）＝17.062，P＜0.01］；两两比较显示，治疗24 h、48 h、72 h的PaO2／FiO2水平分别与治疗前PaO2／FiO2水平比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）；治疗72 h的PaO2／FiO2水平与治疗48 h的PaO2／FiO2水平相比差异有统计学意义（P＝0.005）。时间对无OSA亚组PaO2／FiO2水平的影响具有统计学意义［F（3，27）＝26.556，P＜0.01］。两两比较显示，治疗48 h、治疗72 h的PaO2／FiO2水平分别与治疗前PaO2／FiO2水平比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；治疗48 h、72 h的PaO2／FiO2水平分别与治疗24 h比较，差异均有统计学意义（P＝0.000、0.002）。

统计结果解读：OSA亚组和无OSA亚组患者在不同时间点PaO2／FiO2水平差异均有统计学意义（P＜0.01），时间和亚组交互作用下差异有统计学意义（P＜0.05），见图2。

图2 氧疗方法对OSA亚组PaO2／FiO2水平改变影响差异

2.4 2组患者治疗过程中不良反应比较 HFNC 组患者治疗过程中仅发生1例鼻出血，而NIV组共发生不良反应3例，其中呼气窘迫加重1例，鼻出血2例，组间比较差异无统计学意义（χ2＝1.087，P＝0.297）。

3 讨论

本研究结果显示，在COPD合并高碳酸血症性呼吸衰竭患者中，HFNC治疗患者PaCO2和PaO2／FiO2水平与NIV治疗患者PaCO2和PaO2／FiO2水平改变相比，PaCO2和PaO2／FiO2水平均可随治疗时间的延长而明显改善，但在氧疗方式与时间交互作用下差异无统计学意义，由此提示2种氧疗方式下患者的肺通气状态均可随着治疗时间的延长而存在差异性改变，但治疗效果差异并不受氧疗方法影响。这与部分学者的研究结果较为一致，即HFNC与NIV作为改善肺通气功能的主要手段，治疗后的PaCO2改善程度相似［11－13］。景国强等［14］甚至发现对于在气管插管拔管后合并高碳酸血症的患者应用HFNC和NIV不仅对于PaCO2和PaO2／FiO2水平的改善作用相似，对于30 d内的再插管率和死亡率也并无显著差异。然而Bräunlich等［15］研究结果却显示，HFNC在治疗pH＜7.38的COPD患者 时，其改 善 血pH、降 低PaCO2方面效果更佳显著。Yuste等［16］也发现，对于不耐受NIV的患者在接受HFNC治疗后其呼吸衰竭可得到有效的改善。由此可见，HFNC与NIV在COPD患者中的治疗效果依然存在一定的差异，而其产生原因大多与患者呼吸衰竭严重程度以及合并症有关。

目前相关机制研究表示，COPD患者由于解剖死腔的增加，因此需要高水平的潮气量以维持PaCO2的稳定，但COPD患者普遍呈现出浅快呼吸特点，而这一现象与气道阻力增加所致的呼吸频率增快有关。此时患者进入睡眠状态则会进一步增加气道阻力，加剧呼吸通气障碍。Biselli等［17］通过观察HFNC和NIV在稳定期COPD患者睡眠期间的影响发现，NIV可增加患者的氧饱和度，降低呼吸频率和分钟通气量，而HFNC则在NIV基础上有更佳的效果，突出表现与在呼吸频率的改善更加显著，由此则认为HFNC可通过降低呼吸频率实现更加有效改善通气状态的作用。OSA作为COPD患者的常见合并症，对于合并高碳酸血症性呼吸衰竭的COPD患者来说无疑是增加了危及生命的风险，而通过上述相关研究结果可以推测HFNC在该类患者的治疗上更有优势。因此本研究对不同氧疗方式下患者进行亚组分组，并分别进行组内和组间比较，结果显示是否伴有OSA、治疗时间以及OSA与治疗时间交互作用均可导致患者PaCO2和PaO2／FiO2水平发生差异性改变，HFNC和NIV治疗患者不同时间点PaO2／FiO2水平差异均受OSA亚组影响，其中HFNC治疗对增加OSA患者PaO2／FiO2影响作用优于NIV，而HFNV治疗在降低PaCO2水平方面OSA患者优于无OSA患者。这与上述相关论述较为一致。然而由于本研究并不是以是否合并OSA作为研究对象的首选标准，因此患者在基线水平上存在组间差异，但通过分析HFNC和NIV治疗各个时间点PaCO2和PaO2／FiO2水平均值差可以发现，OSA患者中接受HFNC的患者PaCO2在治疗过程中可随着时间的延长而持续降低，而接受NIV患者则在首个24 h降低后呈现出回升的趋势。在PaO2／FiO2水平变化趋势上也可以通过趋势图发现HFNC治疗下其增长趋势明显优于NIV。

综上所述，本研究认为HFNC和NIV均可有效改善COPD合并高碳酸血症性呼吸衰竭患者肺通气状态，若患者合并有OSA则可优先选择HFNC。