無創機械通氣聯合呼吸訓練在AECOPD合并呼吸衰竭患者中的應用評價

【摘要】 目的：探討無創機械通氣聯合呼吸訓練對慢性阻塞性肺疾病急性加重期（AECOPD）合并呼吸衰竭患者的效果。方法：前瞻性納入2019年2月—2022年2月桂林醫學院附屬醫院急診科收治的AECOPD合并呼吸衰竭患者共67例，采用隨機數字表法將患者分為兩組。對照組（n=33）接受間斷無創機械通氣治療，觀察組（n=34）在對照組基礎上增加主動呼吸訓練（包括上肢彈力帶阻抗訓練、縮唇腹式呼吸、呼吸訓練器使用）。記錄兩組2 d內撤機成功率、不良反應發生率，比較兩組氧合指數（OI）、動脈血二氧化碳分壓（PaCO2）、改良版英國醫學研究委員會（mMRC）呼吸困難問卷分級、呼吸頻率（RR）、自主呼吸潮氣量。結果：對照組2 d內撤機成功率為60.6%，觀察組為82.4%，觀察組的撤機成功率高于對照組（Plt;0.05）；觀察組咳痰乏力、呼吸疲勞發生率均低于對照組（Plt;0.05）；與治療前相比，兩組患者治療2 d后的OI和PaCO2均有顯著改善，差異均有統計學意義（Plt;0.05）；治療

2 d后，觀察組PaCO2低于對照組（Plt;0.05），但兩組OI比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05）；與治療前相比，兩組患者治療2 d后的mMRC呼吸困難問卷分級和RR均有明顯下降，自主呼吸潮氣量均有明顯提升，差異均有統計學意義（Plt;0.05）；治療2 d后，兩組mMRC呼吸困難問卷分級和RR比較，差異均無統計學意義（Pgt;0.05），但觀察組患者自主呼吸潮氣量明顯高于對照組（Plt;0.05）。結論：AECOPD合并呼吸衰竭患者進行無創機械通氣聯合呼吸訓練，能有效改善呼吸肌疲勞，增加肺通氣，提高撤機成功率。

【關鍵詞】 無創機械通氣 呼吸訓練 慢性阻塞性肺疾病急性加重期 呼吸衰竭

Application Evaluation of Non-invasive Ventilation Combined with Respiration Training in Patients with AECOPD Complicated with Respiratory Failure/YE Ning， LUO Miao， QIN Yan， TANG Lijuan. //Medical Innovation of China， 2024， 21（06）： 0-031

[Abstract] Objective： To explore the effect of non-invasive ventilation combined with respiration training on patients with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease （AECOPD） complicated with respiratory failure. Method： A total of 67 patients with AECOPD complicated with respiratory failure admitted to Department of Emergency， Affiliated Hospital of Guilin Medical University from February 2019 to February 2022 were prospectively included， and the patients were divided into two groups according to random number table method. The control group （n=33） received intermittent non-invasive ventilation treatment， and the observation group （n=34） was supplemented with active respiration training （including upper limb elastic band impedance training， pursed-lip abdominal breathing， and the use of respiratory trainer） on the basis of the control group. The weaning success rate within 2 days and the incidence of adverse reactions were recorded between the two groups， and the oxygenation index （OI）， arterial partial pressure of carbon dioxide （PaCO2）， modified medical research council （mMRC） dyspnoea questionnaire grade， respiratory rate （RR） and spontaneous breathing tidal volume were compared between the two groups. Result： The weaning success rate within 2 days was 60.6% in control group and 82.4% in observation group， and the weaning success rate in observation group was higher than that in control group （Plt;0.05）. The incidences of expectoration inertia and respiratory fatigue in observation group were lower than those in control group （Plt;0.05）. Compared with those before treatment， the OI and PaCO2 of the two groups were significantly improved after 2 days of treatment， the differences were statistically significant （Plt;0.05）. After 2 days of treatment， PaCO2 in the observation group was lower than that in the control group （Plt;0.05）， but there was no significant difference in OI between the two groups （Pgt;0.05）. Compared with those before treatment， after 2 days of treatment， mMRC dyspnoea questionnaire grade and RR of the two groups were significantly decreased， and the spontaneous breathing tidal volume were significantly increased， the differences were statistically significant （Plt;0.05）. After 2 days of treatment， there were no significant differences in mMRC dyspnoea questionnaire grade and RR between the two groups （Pgt;0.05）， but the spontaneous breathing tidal volume in the observation group was significantly higher than that in the control group （Plt;0.05）. Conclusion： Non-invasive ventilation combined with respiration training for patients with AECOPD complicated with respiratory failure can effectively improve respiratory muscle fatigue， increase lung ventilation， and improve weaning success rate.

[Key words] Non-invasive ventilation Respiration training Acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease Respiratory failure

First-author's address： Department of Emergency， Affiliated Hospital of Guilin Medical University， Guilin 541001， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2024.06.007

慢性阻塞性肺疾病急性加重期（AECOPD）伴呼吸衰竭患者常存在明顯的呼吸肌疲勞，給予無創機械通氣（non-invasive ventilation，NIV）能快速改善患者呼吸衰竭癥狀，降低氣管插管的風險[1]。但癥狀緩解后，大多數患者仍有呼吸肌乏力，仍需要間斷無創機械通氣輔助治療，其呼吸支持的時間與患者病情嚴重度相關。呼吸訓練有助于患者咳痰能力及呼吸肌功能的恢復，但考慮到AECOPD患者的風險因素，目前大多數研究都是在穩定期進行，少有在急性緩解期間的呼吸訓練研究[2]。本研究采用無創機械通氣聯合主動呼吸訓練的方式，對AECOPD合并呼吸衰竭患者進行早期肺康復訓練，評估無創機械通氣聯合呼吸訓練的可行性和應用效果，以期盡早改善患者呼吸功能、減少正壓通氣時間。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究前瞻性選取2019年2月—2022年2月桂林醫學院附屬醫院急診科收治的AECOPD合并呼吸衰竭患者67例。（1）納入標準：①參考文獻[3]《慢性阻塞性肺疾病急性加重（AECOPD）診治中國專家共識（2017年更新版）》，入院時符合AECOPD合并呼吸衰竭診斷標準；②動脈血氧分壓（PaO2）lt;60 mmHg，伴有或不伴有動脈血二氧化碳分壓（PaCO2）增高；③入院后給予無創機械通氣2～4 h，能耐受無創機械通氣且缺氧癥狀改善[經皮動脈血氧飽和度（SpO2）gt;90%]，雖可短暫撤離無創呼吸機，但存在呼吸急促及乏力癥狀，需要間斷行無創機械通氣治療；④神志清楚，能自主咳嗽咳痰；⑤年齡18～80歲。（2）排除標準：①嚴重血流動力學不穩定或pH值lt;7.2；②其他器官嚴重功能障礙；③因病情惡化而不能完成2 d研究。采用隨機數字表法將患者分為兩組，對照組33例，觀察組34例。本研究已征得本院醫學倫理委員會批準，患者及其家屬均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 方法

兩組患者均接受解痙、祛痰、抗感染、糾正電解質紊亂等常規治療。對照組接受間斷無創機械通氣治療，每天3次，每次約2 h，間歇期給予常規氧療，維持患者SpO2gt;90%，如果患者活動后氣促引起SpO2下降，或者患者呼吸乏力，可繼續給予無創機械通氣支持治療。觀察組在間斷無創機械通氣治療基礎上給予呼吸訓練，包括上肢彈力帶阻抗訓練、縮唇腹式呼吸訓練、呼吸訓練器使用。

1.2.1 無創機械通氣方法 使用斯百瑞ST-30H型無創呼吸機進行輔助通氣，采用S/T模式，參數為：吸氣相氣道正壓（IPAP）10～15 cmH2O，呼氣相氣道正壓（EPAP）4～6 cmH2O，吸氣時間0.8～1.2 s，備用呼吸頻率10～15次/min，氧濃度約30%，無創機械通氣期間允許臨時脫機飲水、咳痰。撤機標準：（1）吸入氣氧濃度（FiO2）≤0.35，SpO2gt;95%；（2）撤離無創機械通氣，患者輕度活動后無呼吸困難，呼吸頻率lt;22次/min。

1.2.2 呼吸訓練方法 醫護指導下進行，包含兩個內容：（1）無創機械通氣治療過程中，行上肢彈力帶阻抗訓練及縮唇腹式呼吸鍛煉；（2）非無創機械通氣期間，給予呼吸訓練器進行呼吸與排痰訓練。訓練期間，患者若出現如下情況則立即暫停訓練：心率lt;45次/min或gt;130次/min；呼吸頻率gt;30次/min；SpO2lt;88%或出現發汗、眩暈、胸悶痛、呼吸費力。上肢彈力帶阻抗訓練：符合成人牽拉力度的彈力帶兩條，一端固定在病床尾架上，另一端由患者雙手抓握進行上肢牽拉訓練。患者端坐位，根據自身耐力選擇不同彈力的彈力帶，訓練時可采取連續或間歇運動方式。訓練強度以心率不超過110次/min，SpO2達90%以上為有效，每天3次，每次約20 min。縮唇腹式呼吸：患者坐位，在呼氣過程中，治療師稍稍用力對腹部進行按壓，在吸氣的過程中對抗受壓。吸呼氣時用鼻吸氣嘴呼氣，吸氣和呼氣時間大約為1︰2，一般吸氣時間為2 s，在呼氣時嘴唇呈吹口哨狀，緩慢呼氣。呼吸訓練器（粵東械備20180033號，東莞永勝醫療制品有限公司和廣州呼研院聯合研制）使用：該型呼吸訓練器具有呼氣末正壓維持效果及振動排痰功能，在非無創機械通氣期間，患者口含呼吸訓練器進行呼吸及排痰訓練。

1.3 觀察指標及判定標準

（1）治療效果：統計2 d內撤機成功率。（2）不良反應：統計2 d內發生咳痰乏力（較治療前加重）、心率增快（gt;120次/min）、人機對抗（自主呼吸與呼吸機不協調）、呼吸疲勞（呼吸淺快及費力，頻率gt;22次/min）的例數。（3）血氣分析：采集橈動脈血進行血氣分析檢測，獲取觀察組和對照組治療前及治療1、2 d后PaO2、PaCO2；FiO2在該型無創呼吸機中可直接顯示，計算PaO2/FiO2獲得氧合指數（OI）。（4）肺通氣功能：比較兩組治療前及治療1、2 d后改良版英國醫學研究委員會（mMRC）呼吸困難問卷分級、呼吸頻率（RR）、自主呼吸潮氣量。mMRC呼吸困難問卷分為0～4級，0級：劇烈運動時出現呼吸困難；1級：行走爬緩坡時發生氣促；2級：因步行時氣短而需要休息；3級：步行時需要停下喘氣；4級：穿脫衣服時會發生呼吸困難。無創呼吸機的S/T模式中，可以直接顯示患者自主呼吸時的潮氣量。

1.4 統計學處理

采用SPSS 26.0統計軟件進行數據統計分析。計數資料以率（%）表示，組間比較采用字2檢驗；計量資料以（x±s）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，組內比較采用配對t檢驗。Plt;0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 基線資料

對照組男28例，女5例；年齡47～80歲，平均（68.27±9.20）歲；觀察組男27例，女7例；年齡44～79歲，平均（65.94±7.58）歲。兩組患者性別、年齡比較，差異均無統計學意義（Pgt;0.05），具有可比性。

2.2 治療效果及不良反應

觀察組的撤機成功率（82.4%）高于對照組（60.6%）（Plt;0.05）；觀察組咳痰乏力、呼吸疲勞的發生率均低于對照組（Plt;0.05），但兩組心率增快、人機對抗發生率比較，差異均無統計學意義（Pgt;0.05）。見表1。

2.3 氧合功能

治療前、治療1 d后，兩組OI及PaCO2比較，差異均無統計學意義（Pgt;0.05）；與治療前相比，兩組患者治療2 d后的OI和PaCO2均有顯著改善，差異均有統計學意義（Plt;0.05）；治療2 d后，觀察組PaCO2低于對照組（Plt;0.05），但兩組OI比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05）。見表2。

2.4 肺通氣功能

治療前，兩組mMRC呼吸困難問卷分級、RR和自主呼吸潮氣量比較，差異均無統計學意義（Pgt;0.05）；與治療前相比，兩組患者治療2 d后的mMRC呼吸困難問卷分級和RR均有明顯下降，自主呼吸潮氣量均有明顯提升，差異均有統計學意義（Plt;0.05）。治療2 d后，兩組mMRC呼吸困難問卷分級和RR比較，差異均無統計學意義（Pgt;0.05），但觀察組患者自主呼吸潮氣量明顯高于對照組（Plt;0.05）。見表3。

3 討論

無創機械通氣是AECOPD合并呼吸衰竭的一種重要治療方式，通過提供壓力支持而減輕呼吸肌做功，可迅速改善肺通氣狀況，糾正低氧血癥和高碳酸血癥[4]。但患者氧合改善后，仍然存在呼吸肌疲勞和咳痰乏力情況，稍活動后易出現缺氧表現，需要間斷給予無創呼吸支持。且單純的無創機械通氣，并不能改善患者氣道廓清能力，若長時間無法撤機，反而會加重患者焦慮感，增加呼吸機相關性膈肌功能障礙發生風險，導致患者撤機時間延長或失敗[5]。

美國胸科學會/歐洲呼吸學會指南建議，AECOPD可進行肺康復治療，以促進呼吸功能改善[6]。主動呼吸訓練及排痰訓練，有助于患者呼吸肌的鍛煉，促進氣道廓清和痰液排出。患者在急性期緩解后，獨立進行呼吸運動訓練的能力仍是不足的，存在氧耗增加的風險，因此，在無創呼吸支持下進行間斷主動性呼吸運動訓練的方式，可以發揮患者的主動性，減少呼吸疲勞，降低氧耗增加的風險[7]。張穎等[8]研究顯示，單純無創機械通氣在改善患者肺功能方面的作用不甚明顯，在無創機械通氣治療基礎上給予呼吸訓練，患者動脈血氣指標改善較對照組更早且更為明顯，其肺功能、呼吸功能評分均有明顯改善。本研究顯示，采用呼吸訓練聯合無創機械通氣的觀察組，其2 d撤機成功率高于對照組（Plt;0.05），且觀察組咳痰乏力、呼吸疲勞發生率均明顯低于對照組（Plt;0.05），提示呼吸訓練可改善患者呼吸肌功能，促進咳痰能力并有助于更早的撤離呼吸機。

呼吸肌疲勞和咳痰乏力是導致AECOPD患者合并呼吸衰竭的主要原因[9]。患者出現呼吸衰竭，多與肺部炎癥有關，痰液排出不暢會增加小氣道阻力，加重患者呼吸肌疲勞。單純的無創機械通氣治療，不利于患者的主動性咳痰訓練，甚至有可能增加患者肺部痰液蓄積的風險。本研究顯示，與治療前相比，兩組患者的OI及PaCO2在治療2 d后均有顯著改善（Plt;0.05），表明無創機械通氣對于患者的肺通氣及氧合功能都具有較好的治療效果，這可能與患者呼吸肌疲勞和感染的控制需要有關。組間比較顯示，觀察組治療2 d后的PaCO2較對照組更低（P=0.039），提示呼吸訓練對患者氧合功能的改善更為顯著，這可能與呼吸肌力的快速恢復及氣道廓清改善有關。分析兩組患者治療前后mMRC呼吸困難問卷分級、呼吸頻率、自主呼吸潮氣量的差異性，結果顯示，兩組患者治療后各指標均有顯著改善，且觀察組治療后的自主呼吸潮氣量明顯高于對照組（Plt;0.05）。無創機械通氣可減輕患者呼吸肌的疲勞，改善呼吸困難癥狀，聯合呼吸訓練后的患者自主呼吸潮氣量改善更優，考慮與呼吸訓練有助于患者氣道廓清并促進膈肌功能恢復有關。

呼吸訓練方式的選擇，應當兼顧呼吸肌訓練及排痰訓練，才能更好地改善患者癥狀[10]。本研究采取的呼吸訓練主要包括上肢彈力帶阻抗訓練、縮唇腹式呼吸，以及呼吸訓練器的應用。其目的在于：上肢彈力帶阻抗訓練是一種有氧運動鍛煉，通過呼吸肌的伸展運動從而增加了胸壁的活動度，擴大了呼氣流量，減少了殘氣量，進而減輕呼吸困難[11]。縮唇腹式呼吸是一種吸氣抗阻訓練，縮唇呼吸可防止呼氣時小氣道過早陷閉，有利于氣體的充分排出，改善氣體交換和肺泡換氣[12]。腹式呼吸可增加膈肌的收縮力，協調膈肌與腹肌在呼吸運動中的活動，提高潮氣量，減少功能殘氣量，改善換氣功能[13]。研究表明吸氣肌訓練可改善運動能力及生活質量，呼氣肌訓練可增加呼吸肌肌力，緩解COPD患者呼吸困難[14]。呼吸訓練器能夠幫助患者掌握肺通氣和肺換氣之間的平衡，增強呼吸肌的耐受力和協調性，提高鍛煉效率[15]。本研究中采用廣州呼研院研發的呼吸訓練器，具有咳嗽時氣道峰壓限制和震顫排痰的作用，有助于患者的氣道廓清，使氣道通暢，降低氣流阻力[16]。早期呼吸訓練有助于改善患者呼吸肌耐力，利于氣道廓清，提高脫機成功率[17]，但多數患者伴有緊張和焦慮情緒，無創機械通氣及呼吸訓練時的不適感可能會加重焦慮，從而降低患者的依從性[18]。專業的呼吸治療醫護人員，能給予患者規范的操作及指導，有助于提高患者呼吸訓練的依從性和訓練質量，對患者的訓練強度和頻率進行個體化評估，也利于治療過程中的風險防范[19-20]。

綜上所述，在AECOPD合并呼吸衰竭患者中進行無創機械通氣聯合主動呼吸訓練治療，能夠有效改善患者呼吸肌疲勞，促進氣道廓清和膈肌肌力恢復，提高撤機成功率。

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（收稿日期：2023-07-13） （本文編輯：陳韻）