老年慢性阻塞性肺疾病患者夜间中枢驱动及呼吸力学的变化

韩继红 李 静 赵 婷

(新疆医科大学第六附属医院呼吸内科，新疆 乌鲁木齐 830002)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种常见病和多发病，常伴有呼吸肌和上气道的功能下降〔1，2〕，也常常合并阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)〔3〕。睡眠通过影响中枢呼吸驱动、上气道阻力、呼吸肌张力等来影响呼吸，可能导致COPD患者夜间病情进一步加重，而老年患者因体质较弱，更应该注重夜间呼吸情况。本研究通过比较老年COPD患者清醒和睡眠时中枢驱动和呼吸力学变化，探讨夜间老年COPD患者的呼吸生理变化，通过分析两者关系，为改善老年COPD患者夜间低通气、低氧血症和睡眠紊乱提供防治依据。

1 资料和方法

1.1对象 COPD组：选择门诊和住院部45例中、重度缓解期的COPD患者，其中男30例，女15例；年龄66～85〔平均(77.61±8.52)〕岁；纳入标准：①通过病史、体检、X线检查、肺功能检查诊断，均符合2005年“COPD全球倡议”〔4〕和2002年中华医学会呼吸病学分会制定的“COPD诊治指南”〔5〕中有关诊断标准；②不可逆的气道气流阻塞：第1秒用力呼气量(FEVL) 占预计值的百分比(FEV1%)为(46.25±11.61)%，FEV1与用力肺活量(FVC)的比值(FEV1/FVC)(43.80±9.62)%；支气管扩张剂后FEV1的改变<15%，绝对值改变<200 ml；③患者常接受常规治疗，检查前3 w处于稳定状态，无呼吸道疾病加重恶化情况。④患者使用的呼吸系统药物无改变，均签署知情同意书。排出标准：合并阻塞性睡眠呼吸暂停和其他呼吸系统疾病、严重心血管疾病、心理或系统性疾病〔7〕。

对照组：无心、肺及其他疾病史，肺通气功能正常的健康者30例，其中男20例，女10例，平均年龄(45.12±7.18)岁,均签署知情同意书。

1.2常规肺通气功能及气道阻力测定 德国CUSTO肺功能仪检测FVC：以爆发力、快速、用力、深长呼气时所测得的肺活量， 可得到FEV1、FEV1/FVC。它是诊断阻塞性通气功能障碍最常用的指标〔7〕。使用强迫振荡技术(FOT)检测气道呼吸阻力。

1.3膈肌肌电与呼吸力学的测定 用2%盐酸利多卡因表面麻醉鼻腔、咽喉部黏膜后，经鼻腔置入已用润滑膏润滑的胃、食道囊管、多导食道电极导管，并将其组成的5对记录导联连接到PCLAB生物信号放大器(RA-8，英辉医疗器械科技有限公司，中国广州)和Powerlab16 通导生理信号记录仪(ML796，AD Instruments公司，澳大利亚)。根据实时肌电图进行调整、移动及定位，当确定5个导联均可记录到膈肌肌电，将导管固定在鼻尖上。5个膈肌肌电导联信号通过信号放大器放大1 000倍，同时加设20～1 000 Hz的带通滤波和50 Hz的陷波滤波。

肌电的采样频率为1 000 Hz，以均方根(RMS)，由计算机以时间常数为100 ms，动态换算，作为膈肌电活动强度；流量和压力的采集频率为200 Hz。所有信号放大后经Powerlab 16导生理记录仪通过Chart5.2.1 软件记录和数据分析。

测试者取坐位、平卧位进行最大努力吸鼻(Sniff)，等肺容量最大吸气(MIP) 及最大吸气到总肺容量(TLC)，至少重复3次，持续5 s，三种动作均记录最大膈肌肌电(EMGdi-max)。EMGdi 滤除 20 Hz 以下的因食道蠕动等因素造成的基线摆动干扰波，带通为20～1 000 Hz。

采用呼吸驱动仪(Master Screen Body,JAEGER,德国)测定测试者清醒和睡眠状态下吸气相第0.1秒口腔阻断压(P0.1)。P0.1是反映呼吸中枢吸气驱动的重要指标，测定方法简单而无创，适用于危重患者〔8〕。

1.4呼吸流量的测定 以口鼻面罩记录气流，采用层流型流量计(MLT1000L，ADInstruments公司，澳大利亚)和差分压力传感器(ML141，ADInstruments公司，澳大利亚)检测呼吸流量(flow)。通过 flow对时间的积分求得潮气量(VT)，计算分钟通气量(VE)、呼吸频率(RR)、平均吸气流量(VT/Ti)、吸气时间占呼吸周期比值(Ti/TTOT)。

1.5多导睡眠图(PSG)监测 睡眠状态时同步监测PSG和呼吸动力学参数。记录包括脑电图、眼电图、心电图、下颌肌电、脉搏血氧饱和度(SpO2)、鼾声、体位、气流及呼气末CO2(NICO- 2，美国飞利浦伟康公司)。气流通过面罩连接流量头检测，呼气末CO2通过呼出端连接CO2传感器记录气流信号和呼气末CO2浓度检测，脉搏SpO2和呼气末二氧化碳分压(PETCO2)采用NICO2无创心肺功能监测仪(7600，Respironics 公司，美国)测定。

2 结 果

2.1基本情况与肺通气功能比较 COPD组与正常组、对照组比较，年龄、体重、体重指数(BMI)均无统计学差异(P>0.05)；对照组每位受试者的各项监测指标均在正常范围，而 COPD 患者肺通气功能有所下降，存在明显呼气气流受限，与对照组间存在统计学差异(P<0.01)。见表1。

表1 基本情况和肺通气功能的比较

2.2COPD组睡眠状态下呼吸力学和中枢驱动的变化 COPD患者睡眠状态下P0.1、MGdi%max、VT、VE、VT/Ti、RMS和SpO2比清醒状态有显著性降低(P<0.05或P<0.01)；PETCO2睡眠状态有显著性的升高(P<0.05)。RR和Ti/TTOT的差异无统计学意义(P>0.05)。对照组睡眠与清醒状态比较，P0.1、MGdi%max、VT、VE、VT/Ti、Ti/TTOT、RMS、SpO2、PETCO2均无显著性差异(P>0.05)。见表2。

表2 COPD组睡眠状态下呼吸力学和中枢驱动的变化

3 讨 论

COPD患者常常伴有不同程度的气道阻塞，从而使呼气流速受限，引起气体陷闭和肺过度膨胀〔9〕。本组资料提示COPD患者存在阻塞性通气功能障碍及呼吸肌功能障碍。

COPD患者睡眠期不同程度出现低通气、低氧血症、高碳酸血症，导致患者睡眠质量下降、增加肺源性心脏病发生率及夜间死亡率，患者夜间比白天更容易出现呼吸困难、呼吸衰竭。本研究结果表明患者气道阻力增高异常，肺顺应性降低，呼吸做功增大，机体通气应答明显下降，出现低通气，导致低氧血症。可能原因为入睡后呼吸肌力普遍下降，特别是上气道肌肉张力性活动和时相性活动减弱，导致上气道阻力显著增加有关〔10〕。

P0.1是平静呼吸时吸气努力开始后0.1 s时口腔内产生的压力，在神经传导通路正常的情况下〔8〕，是直接反映平静呼吸时中枢吸气驱动和呼吸肌驱动效果，但在呼吸肌功能减低的患者(低MIP)可能受呼吸肌力的影响〔11〕。COPD组患者为老年人，故选择测定P0.1，该技术可在静息状态自主呼吸下即可准确、快速地测出呼吸系统阻力和顺应性状，尤其适用于老年人〔12〕。VT/Ti和RMS也可评价中枢驱动，RMS为EMGdi振幅的均值，可准确反映神经肌肉的电活动能力和中枢驱动〔6〕。COPD组P0.1、VT/Ti和RMS比清醒状态下成正比例明显下降，提示睡眠状态下，患者中枢驱动和通气需求下降。P0.1对CO2敏感，睡眠状态下，P0.1降低时，PETCO2升高， 有CO2潴留的患者，原因是低MIP。EMGdi%max下降与VE呈正比例减少，提示老年COPD患者出现夜间低通气、呼吸衰竭的一个重要原因是呼吸中枢驱动下降。而对照组各项指标均无明显改变。

综上，老年COPD患者睡眠中表现呼吸力学异常变化，主要表现为气道阻力异常增高，呼吸肌力量减弱，呼吸做功显著增加，同时伴有中枢驱动和通气需求的降低；呼吸中枢驱动较清醒时显著下降，可能是造成患者夜间睡眠出现低通气、低氧血症、呼吸困难甚至是呼吸衰竭的重要原因之一。

4 参考文献

1徐 靖，袁 红，伍颖欣.慢性阻塞性肺疾病患者夜间低通气与呼吸中枢驱动的关系〔J〕.中华医学杂志，2013；93(6)：411-3.

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3Bradley TD,Rutherford R,Lue F,etal.Role of diffuse airway obstruction in the hypercapnia of obstructive sleep apnea〔J〕.Am Rev Respir Dis，1986；134(5)：920-4.

4Pacific A.COPD roundtable group.Global Initiative for chronic obstructive Lung disease strategy for the diagnosis，management and prevention of chronic obstructive pulmonary disease： an Asia-Pacific perspective〔J〕.Respirology，2005；10(1)：9-17.

5中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组.慢性阻塞性肺疾病诊治指南〔J〕.中华结核和呼吸杂志，2002；25(8)：453-60.

6陈 新，郑晶晶，陈 瑞，等.老年慢性阻塞性肺疾病患者睡眠状态下呼吸力学和中枢驱动的变化〔J〕.中华老年医学杂志，2012；31(9)：774-7.

7中华医学会呼吸病学分会.慢性阻塞性肺疾病(COPD)诊治规范〔J〕.中华结核和呼吸杂志，1997；20(4)：199-203.

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9王美琴，白春学，钮善福，等.慢性阻塞性肺疾病患者呼吸肌力的研究〔J〕.复旦学报(医学版)，2004；31(1)：63-5.

10陈 新，郭松文，郑晶晶，等.无创正压通气对睡眠状态下COPD患者呼吸力学和中枢驱动的影响〔J〕.中国病理生理杂志， 2012；28(7)：1297-301.

11杨 鹤，刘 志，于润江.慢性阻塞性肺疾病合并呼吸衰竭患者呼吸驱动与呼吸方式的分析〔J〕.中华结核和呼吸杂志，2002；25(2)：117-8.

12钟晓芃，朱宝玉.慢性阻塞性肺疾病患者运动能力与呼吸驱动、气道阻力及乳酸的相关性研究〔J〕.现代中西医结合杂志，2005；14(16)：2097-8.