高流量氧療對慢性阻塞性肺疾病伴Ⅱ型呼吸衰竭的療效分析

周國平 張鑫 劉陽 孫文逵 戴山林

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是我國常見疾病。AECOPD時常合并Ⅱ型呼吸衰竭,氧療及輔助通氣的應用尤為重要。近年來經鼻高流量氧療(high-flow nasal cannula oxygen therapy,HFNC)逐步應用于臨床[1, 2],HFNC是一種經鼻持續為患者提供高流量吸入氣體的新型氧療方法。現已證實HFNC對急性Ⅰ型呼吸衰竭具有較好的臨床療效,對Ⅱ型呼吸衰竭也有一定療效,但對使用時機存在爭議[3]。目前無創輔助通氣(non-invasive ventilation,NIV)是AECOPD 并Ⅱ型呼吸衰竭常用的治療手段[4-6]。本研究通過回顧性分析比較 HFNC和 NIV 治療 AECOPD 伴急性輕中度Ⅱ型呼吸衰竭患者的臨床資料,探討 HFNC 治療此類患者的療效。

資料與方法

一、研究對象

收集2019年1月1日-2022年6月30日南京醫科大學第一附屬醫院呼吸與危重癥醫學科及南京市高淳人民醫院重癥醫學科156例AECOPD伴輕中度Ⅱ型呼吸衰竭患者的病歷資料,進行回顧性分析,其中HFNC患者94例,NIV患者62例。所謂輕中度Ⅱ型呼吸衰竭,是指動脈血氣分析提示pH 值>7.25,PaO2<60mmHg(或 P/F <300 mmHg),PaCO2>50 mmHg[7]。納入標準:(1)年齡≥40歲。(2)根據 《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013年修訂版)》診斷為 AECOPD[8]。(3)循環相對穩定。排除標準:(1)高碳酸血癥繼發于哮喘發作。(2)Ⅱ型呼吸衰竭繼發于藥物毒性或肺外因素。(3)存在氣道梗阻。(4)合并代謝性酸中毒。(5)NIV治療配合不佳。(6)NIV或者HFNC使用禁忌。(7)格拉斯哥昏迷量表(GCS)評分為8分以下。(8)48小時內轉換為有創機械通氣。(9)資料不全。兩組的臨床資料差異無統計學意義(P>0.05) (表1)。本研究經醫院倫理委員會批準[(同)2023-110-01]。

表1 兩組患者基本情況比較

二、治療方法

依據病案資料,所有入組的患者均予以解痙、平喘、化痰等常規治療,合并感染的患者予以合理的抗感染治療。(1)HFNC組患者予以Fisher-AIRVO2等經鼻高流量氧療機進行治療,依據患者病情予以合適的參數,并在治療過程中根據動態監測指標及血氣結果有所調整,所有患者治療過程中SpO2均在90%以上,且每天治療時間≥6小時。(2)NIV組患者予以PHILIPS-V60等無創呼吸機進行治療,根據患者顏面部及口鼻情況予以合適的口鼻罩或鼻罩,依據患者病情給與合適的模式及參數,并根據動態監測指標及動脈血氣結果對參數予以必要的調整,所有患者治療過程中SpO2均在90%以上,每日治療時間≥6小時。

三、觀察指標

(1)兩組患者治療前生命體征(包括體溫、呼吸頻率、心率、血壓等),動脈血氣分析結果(包括pH、P/F、PaCO2)。(2)兩組患者治療后1天、治療后7天呼吸頻率、心率、動脈血氣分析結果(包括pH、P/F、PaCO2)。(3)兩組治療過程中并發癥(包括焦慮/譫妄、腹脹、局部皮膚壓瘡、鼻腔粘膜出血)發生情況。

四、療效評價

治療有效定義為治療后患者臨床癥狀(呼吸頻率、心率)有所緩解, pH升至7.35及以上;PaO2增加至60mmHg及以上,P/F較前升高,PaCO2下降10%以上或降至50mmHg以下;療效欠佳定義為治療后患者的臨床癥狀與治療前相比無明顯改善,甚至更為嚴重, PaO2<60mmHg,P/F較前無升高,PaCO2下降不足10%[9, 10]。

五、統計學分析

結 果

一、兩組各時間點動脈血氣分析結果(pH、P/F、PaCO2)比較

pH、P/F、PaCO2值組間主效應差異無統計學意義(均P>0.05),時間點主效應差異具有統計學意義(均P<0.05),二者之間各指標均無交互作用(均P>0.05),進一步進行簡單效應分析結果顯示,HFNC組患者治療后第1天及第7天pH、P/F、PaCO2值均優于治療前,統計學有差異(P<0.05),NIV組治療后第1天及第7天pH、P/F、PaCO2值優于治療前,統計學有差異(P<0.05)(表2)。

表2 兩組患者pH、P/F、PaCO2值治療前后比較

二、兩組療效比較

兩組患者分別計算治療后第1天、第7天呼吸頻率、心率、pH、PaCO2、P/F改善率,進行統計學分析,提示兩組療效差異無統計學意義(P>0.05)(表3)。

表3 兩組患者治療效果比較[n(%)]

三、并發癥比較

HFNC組壓瘡、腹脹發生率低于NIV組,差異有統計學意義(P<0.05);HFNC組焦慮/譫妄發生率低于NIV組,差異無統計學意義(P>0.05);HFNC鼻腔黏膜出血發生率高于NIV組,差異無統計學意義(P>0.05)(表4)。

表4 兩組并發癥比較[n(%)]

四、HFNC組內PaCO2、pH及聯合診斷對治療效果的預測價值評價

對HFNC組PaCO2、pH及聯合診斷對治療效果進行評價,根據ROC曲線分析結果顯示,pH的ROC曲線下面積為0.831,PaCO2對應的ROC曲線下面積為0.315,二者聯合的ROC曲線下面積為0.771,根據約登指數最大原則計算出pH、PaCO2相應的截斷值分別為7.318、67.50(見圖1和表5)。

圖1 HFNC組pH及PaCO2的受試者工作特征曲線(ROC)

表5 HFNC組pH及PaCO2的ROC曲線下面積及截斷值

討 論

HFNC廣泛應用于各種原因導致的Ⅰ型呼吸衰竭[11, 12]以及機械通氣撤機后的序貫治療[9, 13],然而,已有研究表明,AECOPD合并重度高碳酸血癥的HFNC的療效不佳[14]。重度Ⅱ型呼吸衰竭一般指:患者癥狀嚴重,可能危及生命的狀態,呼吸頻率>30次/min;使用輔助呼吸肌;精神狀態的急性變化;動脈血氣分析結果除了PaCO2升高,pH值亦明顯降低(pH≤7.25)[7]。HFNC是否適用于AECOPD合并輕中度Ⅱ型呼吸衰竭的患者仍有待探討。為了使本研究結果更加可靠,我們排除了有可能影響療效的其他合并疾病:如藥物毒性或非肺病因、存在氣道梗阻的患者、神志不清、代謝性酸中毒患者等。NIV治療AECOPD伴有Ⅱ型呼吸衰竭的患者,NIV的療效較確切[15]。本文通過對156例AECOPD伴輕中度Ⅱ型呼吸衰竭患者的回顧性分析對比HFNC和NIV的療效,來作進一步分析。

HFNC改善氧合及促進呼氣CO2排出的機制為通過含氧高流量氣體持續沖刷生理死腔(鼻咽解剖死腔),從而增加肺泡有效通氣量,減少呼吸肌做功,緩解呼吸困難,降低呼吸頻率,改善患者氧合[16]。高流速氣體會產生一定的氣道正壓,氣體流量每增加10 L/min,平均氣道壓可增加0.51 cmH2O[17],且呼氣時獲得的壓力比吸氣時要高,形成類似于一定的呼氣末正壓(positive end-expiratory pressure,PEEP),能夠部分對抗AECOPD形成的內源性PEEP(intrinsic PEEP,iPEEP),改善肺的順應性,增加潮氣量,從而增加 CO2排出[18]。

本研究發現HFNC應用于AECOPD伴輕中度Ⅱ型呼吸衰竭時,pH、PaCO2、 P/F均能得到明顯改善(P<0.05),與近年來一些研究結果類似[19, 20]。本文結果還發現HFNC改善pH、P/F、PaCO2能力較NIV相當。這個結論對AECOPD伴輕中度Ⅱ型呼吸衰竭患者而言,又多了一種可選擇的治療方法,有較好的臨床應用前景。

使用NIV的患者往往需要較好配合度,若使用過程中出現人機不協調,煩躁等不能耐受的情況,可使得患者氧耗增加,病情惡化,不利于患者的恢復[21]。在危重癥新型冠狀病毒感染肺損傷的研究中發現NIV使用過程中由于面罩不適、壓瘡、緊張焦慮、腹脹等導致失敗率很高[22]。HFNC通過寬大的雙鼻塞持續性高流速給氧,避免了面罩所產生的幽閉感,患者可以自由呼吸,從而使得患者對治療的配合大大提高,并減少了氣體進入消化道的可能性,從而避免了胃脹氣的發生[23]。本研究發現,相對于NIV,HFNC的腹脹、壓瘡的發生率均低于NIV,然而兩種治療方式對焦慮/譫妄及鼻腔黏膜出血的并發癥沒有差異。既往有文獻報道HFNC其他比較少見的并發癥,比如氣胸、心動過緩等[16, 23],本研究未發現。

對于AECOPD患者何時啟用HFNC、何時停用HFNC,目前較多的研究主要注重于Ⅰ型呼吸衰竭。如近年來一系列學者使用Rox指數(SpO2/FiO2與呼吸頻率的比值)來預測接受HFNC的Ⅰ型呼吸衰竭患者治療成功與否[24, 25]。本研究從PaCO2及pH值來討論對于伴有Ⅱ型呼吸衰竭的AECOPD患者何時啟用HFNC較為合適,通過對HFNC組PaCO2、pH及聯合診斷對治療效果進行評價及ROC曲線分析,我們發現pH值特異度更好,且pH為7.318時作為HFNC使用的節點,即當pH>7.318時使用HFNC治療很可能獲得較好的療效,而pH<7.318時使用HFNC治療的療效可能欠佳,這也能說明對于pH值越低、PaCO2越高的患者療效越差,對于此類患者,應用時需更多的關注患者的狀態,指導患者正確的呼吸方式,設定合適的HFNC參數,尤其是流量。本研究為回顧性分析,樣本量偏小,且未納入治療失敗的患者,故該結論存在一定程度的偏倚,有待進一步的隨機更大樣本的前瞻性研究進一步驗證該觀點。

綜上所述,HFNC應用于AECOPD伴輕中度的Ⅱ型呼吸衰竭患者,可明顯改善pH、PaCO2、P/F,其療效與NIV相當,腹脹、壓瘡的并發癥發生率小于NIV。pH對AECOPD伴Ⅱ型呼吸衰竭患者應用HFNC的療效有重要的預判意義,pH≥7.318時HFNC能取得較好療效,但pH<7.318的患者使用HFNC的療效可能欠佳。