经鼻高流量氧疗与无创通气交替使用对COPD 合并呼吸衰竭的疗效及其机制

刘福芸， 马海英， 郭丽维， 马 洁， 赵少辉

（宁夏回族自治区第五人民医院呼吸与危重症医学科，石嘴山 753000）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）的传统治疗方法仍然是姑息疗法，并且尚无用于疾病管理的再生方法[1-2]。对于COPD 重症患者，无创通气（non-invasive ventilation，NIV）已经成为首选的呼吸支持方式，因为它不仅能提高潮气量，而且可以保持足够的肺泡通气[3]。近年来，经鼻高流量氧疗（high-flow nasal cannula oxygen therapy，HFNC）已被证明是一种有效的NIV 支持方式，并且作为一种简单且耐受性良好的危重患者呼吸支持的替代疗法而受到关注[4]。因此，本研究拟通过比较交替使用HFNC 与NIV 的COPD 合并呼吸衰竭患者和接受常规治疗的患者肺功能相关指标、血气相关指标及炎症相关因子水平，初步分析HFNC 与NIV对COPD 合并呼吸衰竭患者的疗效。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2019 年10 月至2020 年10 月本院收治的COPD 合并呼吸衰竭的患者80 例，按照随机数表法将患者分为交替治疗组和对照组，每组40 例。其中交替治疗组男性27 例，女性13 例，平均年龄（62.5±5.7）岁，COPD 急性发作时间（57.9±37.2）h；对照组男性31 例，女性9 例，平均年龄（63.2±4.4）岁，COPD 急性发作时间（43.7±50.6）h。两组患者基本资料比较，差异均无统计学意义（P 均＞0.05）。本研究经过本院伦理委员会批准（批准文号：NK202013），所有患者均签署知情同意书。

1.2 COPD 伴随呼吸衰竭患者的诊断标准

根据《慢性阻塞性肺疾病诊治指南（2013 年修订版）（二）》[5]，动脉血气分析检测显示，血氧分压（partial pressure of oxygen，PaO2）≤60 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），二氧化碳分压（partial pressure of carbon dioxide，PaCO2）为46～59 mmHg。与此同时，患者伴随呼吸困难症状，被确定为COPD 合并呼吸衰竭患者。

1.3 纳入与排除标准

纳入标准：1）患者状况能够接受无创正压通气；2）精神状态较好并且意识清醒者。排除标准：1）有严重的并发症，如肝、肾、心肌及血液相关疾病者；2）患有恶性肿瘤者；3）有精神相关问题及意识不清者；4）患有严重的呼吸道相关疾病者；5）拒绝本次研究涉及的相关治疗者。

1.4 治疗方法

所有患者均接受氧疗、抗感染、化痰和抑制气道炎症等常规治疗。对照组：使用ESPRIT 型呼吸机［伟康医疗产品（深圳）有限公司］对患者进行无创呼吸机治疗。呼吸机设置参数为吸气相压力10～12 cmH2O，呼气相压力4～6 cmH2O，氧气浓度30%～40%，呼吸频率12～16 次/min。对患者的血气进行定期检查，根据患者耐受水平调整治疗参数。交替治疗组：使用HFNC 和NIV 对患者进行交替治疗，使用无创正压通气对患者治疗6 h后，用AIRVOTM2 型呼吸湿化器（新西兰费雪派克医疗保健有限公司）进行6 h HFNC治疗。仪器的氧气浓度为30%。根据治疗方式对患者进行HFNC 和NIV 交替治疗。两组患者的单个治疗疗程都为1 周。

1.5 疗效观察

1.5.1 观察指标 1）肺功能相关指标：使用爱来宝（济南）医疗科技有限公司的肺功能检测仪检测两组患者治疗前和治疗后的第1 秒用力呼吸量（FEV1）、用力肺活量（FVC）及呼气高峰流速（PEFR）。2）血气相关指标：使用丹麦雷度ABL9血气分析仪检测两组患者治疗前和治疗后的PaO2、PaCO2及pH 水平。3）炎性因子水平：两组患者在治疗前和治疗后，抽取空腹静脉血3 mL，通过离心法获得血浆。使用酶联免疫吸附试验（ELISA）试剂盒检测患者血浆中C 反应蛋白（Creactive protein，CRP）、白细胞介素6（interleukin，IL-6）和肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的表达。使用全自动血流变分析仪检测患者血液的红细胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate，ESR）。

1.5.2 疗效观察 显效：患者症状解除或明显恢复，生命体征变为正常；有效：患者症状有部分改善，生命体征有部分恢复；无效：患者症状及生命特征无恢复甚至加重。总有效率=［（显效+有效）例数/总例数］×100%。

1.6 统计学方法

采用SPSS 19.0 统计学软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料以均数±标准差（±s）表示，两组间比较采用独立样本t 检验。计数资料用例（%）表示，组间比较采用χ2检验。P≤0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者治疗前、后肺功能相关指标比较

治疗后两组患者的FEV1、FVC 和PEFR 水平较治疗前均上升（P 均＜0.05），且交替治疗组均高于对照组（P 均＜0.05），见表1。

表1 两组患者治疗前、后肺功能相关指标比较（±s）

表1 两组患者治疗前、后肺功能相关指标比较（±s）

与同组治疗前比较*P＜0.05；与对照组治疗后比较#P＜0.05。

组别n时间FEV1/LFVC/LPEFR/（L·s-1）对照组40治疗前51.7±6.91.2±0.21.9±0.4治疗后62.2±4.6*1.6±0.2*2.6±0.5*交替治疗组40治疗前50.1±5.41.3±0.32.1±0.5治疗后70.9±5.9*#2.4±0.3*#4.4±0.5*#

2.2 两组患者治疗前、后血气相关指标比较

治疗后两组患者的PaO2和pH 水平较治疗前均上升、PaCO2水平均下降（P 均＜0.05），且治疗后交替治疗组患者的PaO2水平高于对照组、PaCO2水平低于对照组（P 均＜0.05），两组患者治疗后pH 水平差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表2 两组患者治疗前、后血气相关指标比较（±s）

表2 两组患者治疗前、后血气相关指标比较（±s）

与同组治疗前比较*P＜0.05；与对照组治疗后比较#P＜0.05。

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2.3 两组患者治疗前、后炎性因子水平比较

治疗后两组患者CRP、ESR、IL-6 和TNF-α水平均下调（P＜0.05），交替治疗组CRP 和IL-6水平均低于对照组（P 均＜0.05），两组患者治疗后的ESR 和TNF-α 水平差异均无统计学意义（P均＞0.05），见表3。

表3 两组患者治疗前、后炎性因子指标比较（±s）

表3 两组患者治疗前、后炎性因子指标比较（±s）

与同组治疗前比较*P＜0.05；与对照组治疗后比较#P＜0.05。

组别n时间CRP/（mg·L-1）ESR/（mm·h-1）IL-6/（ng·L-1）TNF-α/（ng·L-1）对照组40治疗前22.1±3.126.5.6±5.663.6±3.749.9±7.9治疗后16.7±2.2*16.7±4.3*52.4±6.1*40.7±4.3*交替治疗组40治疗前21.4±2.726.3±6.165.1±8.651.4±6.1治疗后12.9±1.7*#14.6±5.4*49.0±4.2*#38.9±6.6*

2.4 两组患者治疗效果比较

交替治疗组的治疗总有效率（85.0%）高于对照组（72.5%）（P＜0.05），见表4。

表4 两组患者治疗效果比较［例（%）］

3 讨论

COPD 最常见的并发症是患者经常伴有呼吸衰竭，这一现象与呼吸支持的需求增加和更大的死亡风险相关[6-7]。因此，需要寻找一种更好的呼吸支持方式来提高COPD 患者的生活质量，降低其死亡风险。在呼吸支持技术的应用上，NIV 技术已被证实可有效改善患者急性呼吸衰竭，避免气管插管和常规有创机械通气的负面影响，特别是呼吸机相关性肺炎[3，8]。近年来，高流量经鼻导管也开始被引入临床，HFNC 通过大口径鼻导管输送给患者加热的湿化空气-氧气混合物，对COPD 患者有潜在优势[9-10]。研究[11]表明，HFNC 可以预防低氧衰竭COPD 患者的病情急性加重，减少住院率并缓解症状。此外，余优琴等[12]研究表明，HFNC 能对吸入的气体进行加温与充分湿化，实现有效通气与有效排痰交替进行，从而形成良性循环，弥补单纯无创正压通气的不足。总之，上述研究均表明，NIV 和HFNC 能够较好地缓解COPD 合并呼吸衰竭患者的临床症状，提高其生活质量。

基于此，本研究评估了HFNC 与NIV 交替使用的患者和对照组患者各方面的差异。发现交替治疗组的治疗总有效率高于对照组。而对照组和交替治疗组患者在治疗后FEV1、FVC 和PEFR 水平均有所提高，并且交替治疗组患者的肺功能相关指标水平均高于对照组。结合已有的研究和本研究结果，可以推测交替治疗能够改善COPD 合并呼吸衰竭患者的肺功能。本研究还对两组患者的血气相关指标进行了测定，结果表明，两组患者在治疗后PaO2和pH 水平均上升，PaCO2水平均下降。而在治疗后血气相关的指标上，交替治疗组患者的PaO2水平高于对照组，PaCO2水平低于对照组。雷应军等[13]发现，使用NIV 等疗法能够帮助患者减少呼吸肌的运动、克服呼吸阻力、提高PaO2水平，可对肺内出现的不均衡状态进行调整，从而改善患者的通气功能。此外，王桂芳等[14]对80 例COPD 合并呼吸衰竭患者研究后发现，双水平气道正压通气疗法能有效改善患者的PaCO2、PaO2、pH 水平，且认为这些指标具有预后意义。结合本研究的上述结果，HFNC 与NIV 交替治疗能够缓解COPD 合并呼吸衰竭患者的呼吸衰竭症状，且其效果优于常规治疗。

本研究还评估了交替治疗组和对照组患者血清炎性因子水平的影响，两组患者治疗后CRP、ESR、IL-6 和TNF-α 水平均下调，并且交替治疗组治疗后的CRP 和IL-6 水平均低于对照组，而两组患者治疗后的ESR 和TNF-α 水平差异无统计学意义。COPD 在发展过程中经常伴有气道炎症的发生，这种情况的产生被认为是由炎性细胞的相互作用及分泌相关炎性因子引起的。其中CRP、IL-6 和TNF-α 一直被视为COPD 恶性进展中炎症方面的生物标志物[15]。经鼻高流量加温湿化吸氧治疗COPD 合并呼吸衰竭的患者后，其CRP、IL-6 及TNF-α 指标均下降[16]。还有研究[17]发现，NIV 治疗COPD 合并慢性呼吸衰竭患者后，患者的CRP、IL-18 及前列腺素E2等指标显著下降。本研究结果提示，交替治疗组COPD合并呼吸衰竭患者肺功能相关指标和病情得到改善可能与炎性因子水平下降有关。

综上所述，接受HFNC 与NIV 交替使用的COPD 合并呼吸衰竭患者肺功能、血气功能及炎症水平均得到改善。