功能残气量监测联合呼气末正压滴定在慢阻肺急性加重伴呼吸衰竭患者中的临床应用

高静茹 邸兴伟 杨 明 胡占升

慢性阻塞性疾病急性加重(AECOPD)以呼吸困难恶化为主要特征，不同患者呼吸困难症状持续时间各不相同，我国人口多、COPD患者基数大，对于家庭和社会都有极大的经济负担[1]。此病发病率及病死率一直居高不下，且急性加重是导致此类患者肺功能进一步恶化的主要原因。AECOPD后呼吸困难的改善与肺过度充气减少和随之而来的呼气流速增加有关[2]。特别是在ICU，机械通气是AECOPD危重患者常用的一种生命支持方式，用于机械辅助或替代自主呼吸。肺内动态充气过度形成内源性呼气末正压(PEEPi)，在机械通气治疗时，降低PEEPi、减少功能残气量(FRC)非常有利于恢复肺部呼吸功能和氧合能力，所以对于功能残气量的监测就十分必要。本研究应用美国GE HEALTH CARE R860呼吸机配置的功能残气量模块监测有创机械通气的AECOPD患者功能残气量，旨在探讨AECOPD患者功能残气量恢复量与患者病情及预后的关系，用于指导此类患者的治疗及预后评估，使患者获益。

1.资料与方法

1.1 研究对象 2020年5月至2021年5月锦州医科大学附属第一医院重症医学科收治的54例AECOPD患者。

1.1.1 纳入标准：符合2017年更新版慢性阻塞性肺疾病急性加重(AECOPD)诊治中国专家共识;年龄>18岁；严重呼吸窘迫或呼吸抑制(呼吸频率≥30次/分或<8次/分),在吸入空气状态下动脉血氧分压(PaO2)<60mmHg,或动脉血氧分压/吸入氧浓度<200mmHg；动脉血二氧化碳分压(PaCO2)>50mmHg或PaCO2持续升高伴有严重酸中毒(动脉血pH≤7.20)；行无创通气治疗失败者；患者可接受有创机械通气支持，并可成功拔管。

1.1.2 排除标准：年龄<18岁；妊娠；重型颅脑损伤、严重的颅内高压(颅内压>18mmHg)及有活动性出血者；胸部外伤、创伤性气胸及大量胸腔积液者；患有严重的支气管哮喘、间质性纤维化、肺栓塞、急性呼吸窘迫综合征(ARDS)者；有机械通气禁忌证者；不耐受气管插管，或持续无法脱管至死亡的。

1.1.3 拔管标准：胸片示支气管肺部感染影较前明显吸收，无明显融合斑片影；体温下降并低于38℃；痰液转为白色且痰量明显下降；患者有咳痰能力；pH≥7.30，PaO260～90mmHg,PaCO240～60mmHg。拔管后序贯给予无创机械通气。

1.1.4 伦理学：本研究经锦州医科大学附属第一医院伦理委员会批准，纳入患者家属签署知情同意书。

1.2 研究方案 所有纳入患者均给予气管插管，内径均为7.5mm，机械通气模式给予V-A/C，入室呼吸频率设定为15次/分，潮气量6ml/kg，吸呼比1:2，给予PEEPe(先给予60%PEEPi，期间可随PEEPi变化调整，以求尽量降低FRC)，分别于入室插管后(T1)、机械通气6h(T2)、20h(T3)及拔管前(T4)测定FRC、潮气量(VT)、呼吸频率(f)、呼吸功(WOBimp)、气道峰压(PIP)、平台压(Pplat)、PaCO2、PaO2、pH、平均动脉压(MAP)，按照机械通气治疗后功能残气量改善水平(FRC改善量/FRC改善前)分组。多项研究[2～5]显示AECOPD患者通过常规治疗或无创机械通气辅助后，FRC改善量可达到5%～10%，经后期治疗甚至可达10%以上。本研究以拔管前5%FRC改善水平分组，改善量在5%及5%以上的为A组，改善量不足5%的为B组。达到拔管标准后，给予拔管，序贯无创通气。本研究设置专人测定并记录患者一般资料、初始和后续参数和指标。纳入的患者均按照病原学指标选择相应抗生素抗感染、给予常规化痰、平喘、支气管舒张、营养支持等对症治疗，给予充分镇静镇痛，如有需要可加深镇静，必要时给予肌松药物治疗，按需吸痰。

1.3 呼吸力学监测 连接美国GE HEALTH CARE R860呼吸机，应用呼吸机配置的功能残气量模块测定无PEEPe下PEEPi、FRC，呼吸机自带参数测量系统测定VT、f、WOB、PIP、Pplat；给予常规PEEPe(60%～80%)后于机械通气6h、20h及拔管前3个时刻分别监测以上参数及指标。

1.4 其他指标监测 应用美国GEM Premier3500血气分析仪测定PaCO2、PaO2、PH，应用迈瑞T8监护仪测定MAP；于每次测量呼吸力学指标同时监测。

1.5 统计学方法 应用SPSS 26.0统计学软件对所收集的数据进行统计学分析，本研究主要运用的统计学方法：计量资料以(均数±标准差)表示，组间比较采用t检验；计数资料采用χ2检验，P<0.05判定为差异有统计学意义。

2.结果

2.1 两组一般资料对比 两组患者一般资料比较，差异无统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 一般资料

2.2 两组呼吸力学指标对比 呼吸力学指标监测显示，与B组相比，A组于机械通气20h及拔管前FRC、PIP、Pplat、VT、f、WOBimp均明显好转(P<0.05)，两组PEEPi各时段相比差异无统计学意义(P>0.05)。MAP监测显示，两组MAP于20h及拔管前有显著差异(P<0.05)。见表2。

表2 呼吸力学指标

2.3 两组血气指标对比 血气分析指标监测显示，两组各时段PH、PaCO2、PaO2相比，差异无统计学意义(P>0.05)；两组MAP于20h及拔管前有显著差异(P<0.05)。见表3。

表3 血气分析指标

2.4 两组其他指标对比 两组的再插管率、28天死亡率、ICU住院时长均有显著差异(P<0.05)。见表4。

表4 其他指标

3.讨论

慢性阻塞性肺疾病急性加重(AECOPD)可导致较高的发病率和死亡率，这种恶化具有高度可变的临床表现，可能反映了慢阻肺病理生理学的潜在异质性，以及对各种触发事件的反应差异。

在ICU，机械通气仍是AECOPD患者治疗中的重要部分，及时的机械通气呼吸支持可挽救患者的生命。AECOPD患者存在动态过度充气，动态过度充气的存在意味着肺泡压力在整个呼气期间保持正压，呼气末的这种正压被称为内源性呼气末正压(PEEPi)。AECOPD后呼吸困难的改善与肺过度充气减少和随之而来的呼气流速增加有关[2]，利用机械通气呼吸机调节帮助患者尽快改善肺过度充气，改善患者呼吸困难是治疗重症AECOPD患者必不可少的。本研究的目的在于通过FRC监测联合PEEP滴定，尽量降低患者FRC改善患者的临床症状，研究不同FRC改善量的AECOPD患者的差异。

AECOPD患者呼吸急促、FRC进行性增加，再加上氧化/抗氧化失衡及感染引起的肺炎症损伤[6]，导致患者逐渐出现严重乏氧及呼吸性酸中毒。本研究显示，通过降低患者FRC，患者的PIP、f等呼吸力学指标得到显著改善后，患者的呼吸困难也得到缓解。Haluszka J等[7]发现动态PEEPi和FEV1之间存在显著的相关性，他们认为气道阻塞严重程度的增加促进了PEEPi的升高和伴随的动态高充气。除此之外，COPD患者气道阻力增加加上肺实质的损伤及破坏，患者在呼气时小气道很容易发生动态闭合和塌陷，使肺内呼出气体不完全，所以给予PEEPe打开小气道，呼气时间也可得到相应的延长。2015年Biselli P等[8]发表的对18例COPD患者睡眠的研究发现患者上气道阻塞时，代偿性时间反应较大，虽然这些定时反应可以减少通气不足，但由于呼气时间显著减少，也可能会增加动态高充气的风险。

本研究选择利用FRC这个指标对患者治疗效果及预后进行评估，原因是FRC可以很好地反映肺部过度充气的情况，而患者呼吸困难的临床症状和运动能力与其肺部过度充气情况直接相关，而常用的COPD诊断指标FEVl%pred、FEVl/FVC并不能充分、准确地反映患者肺过度充气情况。给予PEEPe后确实降低了患者吸气的压力，但VT并不会大幅度改变，但对于PIP、Pplat、WOBimp指标两组的改善均较明显。有研究显示PEEPe是降低了患者呼气末肺泡与中心气道之间的压力差来降低呼吸功的[9]。Song Y等[10]研表示在AECOPD患者中通气支持对急性冠脉综合征患者预防和治疗急性肾功能衰竭至关重要。虽然无创通气越来越多地被建议作为主要选择，但在某些情况下气管插管机械通气不可避免。在此基础上又不得不提的是，AECOPD患者不宜长期留置气管插管，即使在ICU，若患者达到拔管指征应尽快拔管[11]。感染[10]、离子紊乱[12]、通气时间过长甚至某些慢性病[13]均对患者撤机存在影响，故此类患者的治疗仍需要全面评估。

AECOPD患者氧合差、高碳酸血症严重应滴定补充氧以改善低氧血症，美国《呼吸与重症医学杂志》中提到此类患者目标饱和度应为88%～92%，一旦开始吸氧，应检查血气以确保满意的氧合，而不会出现二氧化碳潴留和(或)恶化的酸中毒[14]。本研究中遵循满意氧合的概念，两组患者的低氧血症及高二氧化碳血症均得到明显改善。

虽然体检对一般健康很重要，但慢性阻塞性肺病很少能诊断。气流受限/过度充气的物理迹象通常无法识别，直到肺功能明显受损。本研究的不足之处在于观察指标仅局限于呼吸力学及血气分析指标，未多方面评估患者病情且样本量较少，炎症细胞及炎症因子等都有可能对患者预后产生影响[15,16]。

综上所述，FRC监测可用于指导AECOPD患者机械通气治疗，FRC的减少能显著改善患者的肺功能，提高治疗效果，改善预后，可应用于临床。