慢性阻塞性肺病機械通氣新進展

王昕華

（無錫市第二人民醫院ICU，江蘇 無錫 214062）

慢性阻塞性肺病（Chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種以氣流受限為特征的肺部疾病，氣流受限不完全可逆，呈進行性進展[1]。成年男性COPD的發病率在4%～6%之間，死亡率居所有死因的第四位[2]。COPD患者需要呼吸支持的原因多種多樣，如急性加重，伴有其他內科疾病，外科擇期手術，這些情況對所有治療COPD病人的醫務人員、尤其是從事呼吸或危重病醫學的醫生來説都是一個巨大的挑戰。本文從幾個方面來回顧最近幾年有關COPD機械通氣的進展。

1 基本原理

COPD患者的急性呼吸衰竭常常是多因素引起的，如由于肺泡容積減少、死腔增加、呼吸力學改變而損害氧合；患者對于其他因素引起的肺部傷害的耐受力下降，如肺炎可能加重COPD患者原有的低氧血癥和/或二氧化碳儲溜，甚至需要機械通氣；COPD患者氣道陷閉、殘氣量（RV）增加使潮氣量（Vt）下降，病人通過增加呼吸頻率來代償，而這導致呼氣時間縮短，進一步加重呼氣性呼吸困難；其他如營養狀況下降、肺動脈高壓、慢性二氧化碳儲溜都可以損害呼吸功能。最終，患者呼吸效率下降，呼吸作功不穩定，呼吸肌疲勞，呼吸衰竭也接踵而來。COPD病人的呼吸衰竭有兩個特征：（1）患者呼吸系統已經疲勞，需要休息和機械通氣的幫助。（2）機械通氣要盡可能的減輕氣道陷閉。

2 無創正壓通氣（NIPPV）

當發生呼吸衰竭的COPD患者對支氣管擴張劑、糖皮質激素、氧療等保守治療無效時，NIPPV是有創機械通氣之外比較有吸引力的替代方案，它避免了有創通氣的一些缺陷，如氣道損傷、使用鎮靜劑、呼吸機相關性肺炎（VAP），可以經鼻罩或面罩給予呼吸支持，使用方便[3]。數十年的臨床使用和大量的隨機對照實驗證實了NIPPV對于COPD的有效性，然而，由于入選病例呼吸衰竭的誘發因素和嚴重程度的原因，無法進行交叉實驗研究[4，5]。Lightowler和Peter等學者的分析研究指出，已發表的文獻顯示NIPPV可以有效減少COPD急性加重期（AECOPD）患者的死亡率和對有創通氣的需要[6]；此后的一篇文獻中，Peter和Moran對所有的文獻進行回歸分析認為，血PH＜7.37或PCO2＞55mmHg的患者更可能從NIPPV獲益[7]；Celikel等學者的研究指出，呼吸衰竭病因復雜的COPD患者也能從NIPPV明顯獲益[8]。

NIPPV除了能夠減少COPD患者有創機械通氣的使用，還可以有利于減少有創機械通氣的時間，就是目前常提到的序貫通氣。至少有5項研究表明NIPPV可以使患者減少有創機械通氣時間，其中有2個關于COPD加重導致呼吸衰竭的研究都顯示了NIPPV的有效性；在Nava的研究中，把有可能脫機但T-管實驗失敗的COPD患者隨機分成繼續有創機械通氣和拔管行NIPPV兩組，結果表明NIPPV組較對照組的ICU住院日更短、院內肺炎發生率更低、生存率更高[9]；Burn等學者對5個隨機實驗的薈萃分析也得出了同樣的結論[10]。在以上的研究中，NIPPV大部分是采用雙水平正壓通氣（bilevel NIPPV）進行通氣支持，有2個實驗是采用了單純的CPAP輔助通氣，目前還沒有對這兩者進行比較的相關文獻。

3 有創機械通氣

AECOPD患者行NIPPV失敗發生率大概在50%左右，許多急性加重期的COPD病人常常伴有慢性呼吸衰竭導致的代償性呼吸性酸中毒，其入院前（COPD穩定期）的碳酸氫鹽水平常常提示患者的基礎PCO2水平，在沒有代謝紊亂的情況下，這一PCO2水平通常就是機械通氣所要達到的目標，也是人體中樞呼吸驅動和呼吸泵功能無法維持正常肺泡通氣這兩者重新平衡的結果。如果機械通氣的設置使患者產生一個“正常”的PCO2（40 mmHg），患者常出現代謝性堿中毒，從而導致脫機困難。因此“控制性低通氣”常用來指導治療，使患者的PCO2達到其基礎狀態水平、PH在7.35～7.38左右。

4 動態肺過度充氣和內源性PEEP（PEEPi）

AECOPD患者氣道炎癥加重、水腫、支氣管痙攣以及氣道分泌物增多，使其氣道阻力增加、氣道塌陷和肺通氣不均一性進一步加重，如果呼氣時間相對不足，則呼氣末肺容積增加并超過正常的肺功能殘氣量（FRC），其結果就是動態肺過度充氣（dynamic hyperinflation，DH）和呼氣末氣道陷閉引起的呼氣末正壓，即內源性PEEP（intrinsic PEEP，PEEPi）。PEEPi存在時，呼吸機的流速-時間曲線常常表現為下一次吸氣開始之前的呼氣流速無法下降至零。

PEEPi可以產生諸多不良后果，但臨床上PEEPi的測定仍然是比較困難并容易出現錯誤的事情。逐漸增加外源性PEEP（extrinsic PEEP，PEEPe）直至容量切換通氣病人的平臺壓升高或壓力切換通氣病人的潮氣量下降，常常用來估計PEEPi，但此法并不精確和可靠；另一個替代測量方法是呼氣末氣道閉合法（EEO），通過在呼氣相最后0.5 s迅速阻斷氣道1～3 s，使肺內氣體重新分布、全肺壓力達到平衡，這時阻斷口病人端所側得壓力即為PEEPi，整個測定過程是在病人處于鎮靜肌松狀態下進行的，否則取得的數據不夠可靠；其它還有諸如體積描記法、靜態壓力-容量曲線法、阻斷器技術等也可以測量PEEPi。

5 動態肺過度充氣的后果

AECOPD病人呼氣功能受損，殘氣量和功能殘氣量升高，肺呈不均勻的過度充氣狀態，這使過度充氣明顯肺區壓迫鄰近功能相對較好的肺區，從而導致低氧血癥。隨著肺過度充氣的加重，PCO2上升，病人的分鐘通氣量（MV）增加，其分鐘通氣量和PCO2之間的正常關系喪失，過度充氣和高碳酸血癥容易發生人-機不協調；PEEPi的存在可以加重吸氣負荷，病人須要付出更大的吸氣努力才能降低胸腔內壓并觸發呼吸機，容易出現呼吸困難、無效吸氣努力增多、煩躁、人-機拮抗，這種情況可以通過應用PEEPe和改變呼吸機觸發方式得到一定程度的改善；由于呼氣末胸腔正壓，影響回心血流量和心臟的充盈，使心輸出量下降，在同時伴有血容量不足、使用鎮靜肌松劑時，易于出現低血壓，尤其是在氣管插管過程中[11]；最后，肺泡壓增高，使氣壓傷的危險性增加。

6 減少動態肺過度充氣

除了應用氣管擴張劑和抗炎藥物改善病人的基礎狀況外，減少肺過渡充氣最重要的方法就是增加呼氣時間，這可以通過降低呼吸頻率、改變吸呼比（I︰E）來實現。有2項研究表明，相對于方波和正玄波（指吸氣流速波形），在維持潮氣量、呼吸頻率、吸呼比不變的情況下，減速波形能更好的降低吸氣峰壓、生理死腔比率和PCO2，然而，這會導致動脈-肺泡氧分壓差（PA-aO2）增加。COPD患者發生極其嚴重的氣體陷閉并產生明顯低氧血癥和血流動力學危害時，使陷閉的氣體釋放出來或許是必要的[12]。在容量控制通氣時，選擇減速波形會使吸氣時間延長、呼氣時間縮短、內源性PEEP加重，因此，必須使呼吸頻率（RR）降低以便陷閉的氣體盡可能的釋放出來，而這通常需要在短時間內使呼吸頻率降至一個極其低的水平，此時，密切監護、鎮靜肌松可能是必要的。壓力切換通氣時潮氣量增加或容量切換時平臺壓下降是陷閉氣體釋放的有效臨床觀察指標。

目前，應用外源性PEEP來減輕COPD患者氣體陷閉仍然是有爭議的。正如前面提到的，外源性PEEP可以改善伴有PEEPi病人的吸氣觸發。許多實驗評估了外源性PEEP在減輕動態肺過度充氣方面的作用，但結果并不一致。有2例研究表明，在外源性PEEP小于80%PEEPi時，未見明顯不良影響，當PEEPe超過85%PEEPi時卻對氣體交換和血流動力學產生不良影響[13]；Caramez等學者進行的1項研究顯示，隨著PEEPe的逐漸增加，病人出現了三種情況：a）PEEPe逐漸增加，肺容量和相同容量的呼氣流速沒有明顯變化，當PEEPe超過某一閾值時，則出現肺過度充氣。b）隨著PEEPe的逐漸增加，肺過度膨脹進行性加重，相同容量的呼氣流速逐步下降。c）隨著PEEPe的增加，平臺壓和總PEEP（total PEEP）下降，相同容量的呼氣流速增加，呼氣末肺容積卻表現為反常下降[14]。他們發現病人對PEEPe的反應沒有預測價值，建議PEEPe一般調節至80%PEEP，并盡可能采取措施最大限度延長呼氣時間以減輕肺過度膨脹和PEEPi，其他學者研究的證實了同樣的結論。

然而，臨床醫生主要的困難是如何準確監測PEEPi，并使所設定的PEEPe不超過PEEPi。目前有好幾種方法，但操作起來比較復雜。實驗研究中常用的兩種方法是呼氣末阻斷技術和食道球囊測定法，許多學者對這兩種方法進行了比較，其中Gladwin和Pierson兩位學者回顧了相關文獻指出：沒有明顯的證據表明PEEPe可以開放氣道，但PEEPe有助于減輕輔助通氣患者的呼吸作功（WOB）和觸發作功。

7 其它輔助措施

許多其它技術被用于COPD病人的機械通氣，其中應用最廣泛的或許就是氦—氧混合（helium/oxygen）通氣了，它可以在氣道阻力增加時繼續提高氣體流速。已證實，氦—氧混合通氣可以降低PEEPi和胸腔內壓、減少呼吸作功、降低氣道阻力；改善血流動力學并有助于脫機[15]。其它研究顯示其可以減少住院日和醫療花費。一個小樣本研究表明NO對AECOPD患者并無益處，另一實驗顯示了俯臥位通氣有助于改善嚴重低氧的AECOPD病人的氧合，且促進痰液引流，但對生存率似乎沒有影響。

8 脫機（Weaning）

大量文獻論述了各種各樣有助于COPD病人脫離有創機械通氣的方法。前面已經提及了有關早期拔管繼以NIPPV（即序貫通氣）的益處。此外至少有2例研究顯示氦—氧混合通氣可以減少再插管的發生率，Jaber等學者的研究表明，氦—氧混合通氣可以降低拔管后病人的跨膈壓（Pdi）和壓力時間指數（pressure-time index）、提高病人的舒適度；Diehl等學者也證實了在拔管前后使用氦—氧混合的益處。對于最初脫機失敗的COPD病人，有必要制定脫機策略。Vitacca等學者的研究專門分析了轉入長期脫機的病人，他們發現壓力支持（PS）和自主呼吸實驗（SBT）兩種脫機方式在脫機成功率、并發癥以及脫機時程方面并沒有區別，他們指出制定明確的脫機方案是最重要的[16]。Reissmann等學者證實，在保留自主呼吸的插管的COPD病人，5～7.5 cm H2O的CPAP比起沒有CPAP的對照組更少出現SBT失敗和呼吸困難，呼吸更平緩。加用PEEPe對于T-管實驗失敗病人或許是有益的，拔管失敗的患者，在下次拔管后應給予5～7.5 cm H2O CPAP/PEEP[17]。

眾多的學者曾經尋找各種可以預測脫機成功或失敗的指標。Alvisi等學者觀察了28例不滿足標準脫機拔管指標的病人，對之進行呼吸力學分析，并和同期脫機實驗成功的病人進行比較，他們發現兩者之間的各種參數和評分沒有明顯的區別[18]；Zanotti等學者發現呼吸系統順應性小于88.5 ml/cm H2O和拔管失敗相關[19]；另一個研究中發現機械通氣期間胃粘膜PH（PHi）≤7.30和SBT實驗及拔管失敗發生率相關。

脫機失敗的病人需要評估其神經肌肉疾病的可能性。在一小樣本的研究中，Amaya-Villar等學者發現機械通氣超過48 h、甲基強的松龍用量超過240 mg的入住ICU的AECOPD病人中，有超過三分之一的患者出現急性神經肌肉性疾病，他們對糖皮質激素使用總量、疾病初始的嚴重程度、膿毒癥的進展、神經肌肉阻斷劑的應用等指標評價時發現神經肌肉阻斷劑和急性神經肌肉性疾病的發生并無明顯相關性[20]。

9 結論

總之，COPD病人的機械通氣治療對ICU的臨床醫生來說是一巨大的挑戰。顯然，大部分發生急性呼吸衰竭的病人可以從NIPPV中獲益，如果使用有創機械通氣，那麼必需盡可能減少動態肺過度充氣現象；通常，最好的策略是使機械通氣的病人充分休息，等待病人從急性疾病中回復，并最終脫離機械通氣。

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