平均容积保证压力支持与无创自动调节通气对高碳酸血症患者PaCO2影响的比较

冯滨 邵忠华

(桐乡市第一人民医院重症监护室，浙江 桐乡 314500)

高碳酸血症呼吸衰竭是重症监护室(ICU)入院的主要原因之一〔1,2〕。标准的压力支持模式可能无法在给定时间内满足患者在位置或呼吸学上的不同需求〔3〕。为了提高无创通气(NIV)的效果，在高碳酸血症患者中使用容积保证通气模式，如平均容积保证压力支持(AVAPS)模式〔4〕。虽然以往研究认为这种模式优于标准的双级模式，但相比其他模式并没有优势〔5,6〕。

AVAPS模式的性能低于预期可能是因为这种模式下无法保证上气道开放并消除阻塞性呼吸暂停〔7〕。近期出现一种自动调节通气模式，即AVAPS自动调节呼气气道正压(EPAP)模式(AVAPS-AE)。在该模式下，它可监控患者的上气道阻力，并自动调节需要维持气道开放的EPAP通气。同时，吸气-呼气压力均可自动调节实现目标潮气量。本研究比较AVAPS-AE模式与普通AVAPS模式对重症高碳酸血症患者动脉血二氧化碳分压(PaCO2)的影响。

1 对象与方法

1.1研究对象 对ICU数据库中73例在2015年10月至2017年9月桐乡市第一民医院重症监护室的急性高碳酸血症呼级衰竭(PaCO2>55 mmHg)患者进行筛查。根据73例患者的入院时PaCO2水平从高到低进行排序，排除最高和最低PaCO2水平患者，最终50例患者纳入研究。23例患者被排除的主要原因是PaCO2水平(非常高或低)、每日通气时间(<10 h)和在6 h内或出现超过1 h的持续高碳酸血症或不耐受。患者均有自主呼吸，血流动力学状态稳定，无慢性肺部疾病史。其中AVAPS-AE组28例，对照组22例，两组人口统计学参数、诊断、肺功能和心脏功能比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 两组治疗前情况比较

APACHE：急性生理与慢性健康评分，FEV1：1 s用力呼气容积，FVC：用力肺活量，EF：射血分数，PAP：肺动脉压，OHS：肥胖通气不良综合征，COPD：慢性阻塞性肺病，CHF：充血性心力衰竭，LTOT：长期氧疗，MV：机械通气，BMI：体重指数

1.2研究方法

1.2.1设备仪器 无创通气机选用飞利浦伟康BiPAP A40呼吸机，面罩采用该机器原装配套面罩。血气分析仪为美国雅培公司生产的i-STAT 床旁血气分析仪。

1.2.2试验分组 AVAPS-AE组使用飞利浦伟康BiPAP A40呼吸机AVAPS-AE模式进行通气治疗，对照组使用AVAPS模式通气治疗，入院前记录近期的稳定肺功能测试和超声心动图值。OHS定义为由自身肥胖(BMI> 30 kg/m2)引起的，导致肺通气不良和高碳酸血症(PaCO2>45 mmHg)〔8〕。

1.2.3通气模式设置 AVAPS：最大吸气正压为30 cmH2O，最小吸气压力比EPAP值高4 cmH2O。EPAP：5～8 cmH2O。根据患者打鼾或呼吸机的呼吸暂停警报或在NIV期间见到阻塞性呼吸暂停，ICU医师将EPAP水平提高1～2 cmH2O。

AVAPS-AE：最大压力为25～35 cmH2O，压力支持(PS)最大值为15～25 cmH2O，PS最小值：5 cmH2O，EPAP最大值与最小值：15 cmH2O、5 cmH2O，上升时间：300 ms，AVAPS率：2 cmH2O/min。

在两种模式中，扳机调整为自动跟踪，目标潮气量(VT)设为6～8 ml/kg(理想体重)，呼吸频率设为14次/min呼吸。给予氧疗以保持脉搏血氧仪测得的氧饱和度高于92%或PaCO2高于60 mmHg。 患者均在两种模式下治疗每天至少10 h。如果没有改善PaCO2，且pH值或患者不耐受该模式，则将模式切换到其他模式〔双水平式呼吸道正压(BiPAP)，BiPAP自主呼吸定时模式(BiPAP-ST)，AVAPSS，AVAPS自主呼吸定时模式(AVAPS-ST)或AVAPS-AE〕。 除非有禁忌证，所有患者根据其基础诊断接受标准药物治疗(抗生素，皮质类固醇，支气管扩张剂)。由于利尿剂可能影响血清HCO3-和pH水平，因此记录患者的利尿剂使用情况。

1.2.4观测指标 根据ICU患者随访规则，所有患者的参数都记录到ICU电脑的数据库中。记录每日呼吸机设置、使用时间、目标潮气量，入组前吸氧2 L/min 状态下进行血气分析(ABG)监测，此后分别于接受治疗后6 h、1、2、3、4 d进行ABG检查，记录ABG参数、呼吸机呼吸动力学监测结果(漏气量，呼吸频率，潮气量，每天通气时间等)。记录PaCO2水平的减少量和减少时间及ICU监护的持续时间。在不同方面对PaCO2的反应进行评估，如PaCO2减少10% 或10 mmHg的患者比例和所需要的时间，在6 h内或4 d内的减少量。

1.3统计分析 采用SPSS19.0软件进行t检验、方差分析、χ2检验、Mann-WhitneyU检验、Kaplan-Meier生存曲线、对数秩检验。

2 结 果

2.1两组PaCO2水平与血气分析比较 通气6 h内，两组PaCO2下降幅度差异有统计学意义(P<0.005)，两组PaCO2下降超过5 mmHg的患者比例差异有统计学意义(P=0.01)。两组的PaCO2水平降低10 mmHg或10%的患者人数相似，但在AVAPS-AE组中降低得更快(P<0.05)，见表2。

表2 两组PaCO2下降水平比较

与对照组相比，AVAPS-AE组HCO3-和PaCO2水平在治疗后4 d、PaCO2治疗后6 h显著下降(P=0.007，P=0.008)，见表3。图1显示了两组使用NIV治疗患者PaCO2水平降低至少10%的时间，组间对数秩检验的结果有显着性差异(P=0.007)。

表3 两组动脉ABG值比较

与对照组比较：1)P<0.05，2)P<0.01

图1 ICU停留期间NIV治疗后两组PaCO2水平降低10%的比率

2.2呼吸动力学参数 两组平均目标潮气量设置〔AVAPS-AE组(501±42)ml、对照组(497±3)ml，P=0.701〕，每日NIV使用时间〔AVAPS-AE组(11±2)h，对照组(10±3)h，P=0.456〕和利尿剂使用率(AVAPS-AE组为32%、对照组为44%，P=0.405)无统计学意义。虽然最大和平均吸气压力相似，但AVAPS-AE组中最大和最小呼气压力水平与对照组存在显著差异(P<0.001)，分钟潮气量、漏气量、潮气量AVAPS-AE组显著高于对照组(P<0.05,P<0.01)，表4。

AVAPS-AE组2例气管插管，对照组无插管。AVAPS-AE组和对照组的ICU停留时间差异无统计学意义〔(7.4±2.8)d 和(8.2±2.8)d，P=0.354〕。

表4 两组通气参数比较

与对照组相比:1)P<0.05，2)P<0.01，3)P<0.001

3 讨 论

自动调节EPAP多年来一直应用于治疗阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)〔9,10〕，如自动调节EPAP模式结合伺服通气用于治疗并发陈-施呼吸(CSR)和OSAS的患者〔11〕。同理，自动调节EPAP模式也可能在ICU或病房的高碳酸血症呼吸衰竭患者治疗上具有潜在优势。近年，有研究报道这种通气模式在治疗COPD和重叠综合征患者中是有效安全的〔12〕。这些疾病最严重的形式通常在ICU治疗，临床上在调整适当的压力和体积参数方面面临许多困难。首先，很难预测哪个患者会发生阻塞性呼吸暂停，因为不仅是肥胖病人，非肥胖病人若患有COPD、神经肌肉疾病和脊柱侧凸都可能发生阻塞性呼吸暂停〔13〕。其次，相对于患有轻度或中度睡眠呼吸暂停的患者，患有严重血气异常的重症患者可能需要在ICU中接受一整天的通气治疗。再者，临床医生通常没有时间进行这些频繁的调整，也无法准确预测病人所需要的吸气压和呼气压的确切值。本研究结果表明，AVAPS-AE模式在一定程度上可以满足这些期望，并且比AVAPS模式更有效地减少PaCO2。AVAPS-AE组中更有效减少PaCO2可能归因于由AVAPS-AE模式自动实现目标潮气量。AVAPS-AE模式能更好地消除上气道阻力，并自动调节需要维持气道开放的EPAP通气，因此阻塞情况有更高的EPAP水平。AVAPS-AE模式不仅能实现目标潮气量，还通过识别和治疗阻塞性呼吸暂停来治疗低通气综合征患者的高碳酸血症。

本研究表明两组患者的上气道阻力也相近，可预计大多数患者需要更高的EPAP水平，而AVAPS-AE模式可以满足这个要求〔14〕，这也是观察两种模式功效差异的一个重要方面。本研究表明AVAPS-AE模式可能在肥胖的患者人群中更有效。这也支持了我们的假设，即在ICU环境中及在大多数肥胖患者中，人工调节呼气压力通气存在不足。但是由于患者数量少，在这项研究中很难将肥胖和非肥胖的患者进行对比。

本研究结果表明在自动调节通气模式下能更快且有效地减少HCO3-水平。另一方面，利尿剂的使用也可能影响HCO3-但与现有的高碳酸血症无关〔15〕，故我们比较了患者的利尿剂使用率，但没有发现组间有任何显著差异。

ICU停留时间不仅仅与PaCO2水平有关。大多数的ICU患者都出现了潜在疾病(如慢性阻塞性肺病和心力衰竭)或感染，导致延长了独立于PaCO2水平的ICU住院时间，虽然两种模式下的ICU住院时间没有差异，但对于这些患者来说，快速减少PaCO2仍然十分重要。

在新的自动调节通气模式下，治疗期间没有遇到安全问题。AVAPS-AE组中有2例患者进行了气管插管，但与通气治疗无关。治疗的适应证为拔管后的高碳酸血症和脊柱后凸，在入院第一周都通过治疗获得了非常好的疗效，但后来并发了严重的肺部感染和败血症，不得不进行插管。一项在重叠综合征患者中进行的研究也支持了我们的结果，报道了自动调节通气模式是安全和有效的〔12〕。

这项研究获得了比较AVAPS-AE和AVAPS模式在改善急性高碳酸血症患者疗效的初步数据，提示两种模式的通气提供了类似的PaCO2控制，但是AVAPS-AE模式可以在容积保证模式下提供额外的优势，使PaCO2更有效和快速的降低。