整夜多导睡眠监测评估无创正压通气对呼吸危重症监护室患者睡眠的影响研究

刘亚男，王玺，张成，申艳娥，马靖，王广发

睡眠对于维持正常的心理和生理健康具有重要意义。重症监护室（intensive care unit，ICU）患者的睡眠障碍与总住院时间及ICU住院时间延长、认知功能障碍、谵妄风险增加等关系密切[1]，并可导致患者死亡风险升高[2-3]，甚至出院后6个月仍影响患者的睡眠及生活质量[4]。

呼吸危重症监护室（RICU）患者普遍存在睡眠障碍，而睡眠障碍受多种因素的影响，如基础疾病、医疗及护理干预、环境干扰、药物（如镇静药物、神经肌肉阻滞剂）、机械通气等，其中机械通气是导致RICU患者睡眠障碍重要的因素之一，但既往研究主要集中在有创正压通气对RICU患者睡眠的影响。随着无创正压通气（noninvasive positive pressure ventilation，NIPPV）在RICU中的广泛应用，探索NIPPV对RICU患者睡眠的影响具有重要的临床价值。因此，本研究拟通过整夜多导睡眠监测（polysomnography，PSG）分析RICU患者睡眠结构的变化，并对比NIPPV患者与非NIPPV患者的睡眠差异，探索NIPPV对RICU患者睡眠的影响。

1 对象与方法

1.1 研究对象 连续纳入2012年5月至2018年4月于北京大学第一医院RICU住院并行整夜PSG的患者31例。纳入标准：年龄≥18岁；RICU住院时间≥72 h并行整夜PSG。排除标准：（1）行有创正压通气患者；（2）入院时合并新发中枢神经系统疾病患者；（3）血流动力学不稳定患者（如需持续泵注大剂量血管活性药物、严重心律失常、消化道大出血等）；（4）应用镇静、镇痛和肌肉松弛药物患者，如右美托咪啶、丙泊酚、吗啡等；（5）妊娠期妇女。本研究获得北京大学第一医院生物医学研究伦理委员会批准（伦理审查编号2021研089）。

1.2 研究方法

1.2.1 PSG 使用康迪多导睡眠监测设备进行床旁整夜PSG，监测时间≥8 h。按照国际10/20标准，分别连接脑电电极（O1、O2、C3、C4）、眼电电极、下颌肌电电极、心电图，检查口鼻气流、胸腹运动以及脉搏血氧饱和度（SpO2）。PSG的睡眠分期判读依据美国睡眠研究会2012年睡眠分期标准[5]分为非快速动眼睡眠（NREM）和快速动眼睡眠（REM），其中NREM分为N1、N2、N3期。睡眠技师按30 s/帧的速率进行人工报告判读，7 h睡眠中呼吸暂停及低通气反复发作≥30次，或呼吸暂停低通气指数（AHI）≥5次/h可诊断为睡眠呼吸暂停低通气综合征（SAHS）[5]。

1.2.2 NIPPV 使用飞利浦V60医用无创呼吸机，模式为双水平气道正压通气（BiPAP）、自主/时间（S/T）模式，记录行整夜PSG时患者呼吸机参数，包括吸气压力、呼气压力、呼吸频率和吸入氧浓度等。

1.2.3 资料收集 记录患者入住RICU时临床资料包括性别、年龄、身高、体质指数（BMI）、急性生理学与慢性健康状况评分法（APACHE Ⅱ）评分、基础疾病、主要诊断、实验室检查指标〔白细胞计数、血红蛋白、血白蛋白、超敏C反应蛋白（hs-CRP）、动脉血气分析〕、呼吸衰竭分型、总住院时间、RICU住院时间、近6个月曾入住RICU情况、住院期间死亡情况以及睡眠特征〔呼吸事件：AHI、呼吸紊乱指数（RDI）、总监测时间、总睡眠时间、睡眠潜伏期、睡眠效率，睡眠分期：REM及NREM时间、潜伏期及占比，脉氧：最低脉氧、睡眠时平均脉氧，心率：最低心率、最高心率、平均心率〕；呼吸衰竭分型标准：夜间脉氧及氧分压（PaO2）＜60 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）即诊断为呼吸衰竭，其中二氧化碳分压（PaCO2）≤50 mm Hg诊断为Ⅰ型呼吸衰竭，PaCO2＞50 mm Hg诊断为Ⅱ型呼吸衰竭。

1.2.4 分组方法 根据行整夜PSG时是否行NIPPV治疗分为NIPPV组及对照组（非NIPPV组）。

1.3 统计学方法 使用R 4.1.0统计软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料以（±s）表示，两组间比较采用独立样本t检验；非正态分布的计量资料以M（Q1，Q3）表示，组间比较采用Kruskal-Wallis秩和检验；计数资料以相对数表示，组间比较采用χ2检验或者Fisher's确切概率法。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床资料 本研究共纳入31例患者，其中男27例，女4例；年龄36～88岁，平均年龄（77.0±13.8）岁；平均BMI（25.8±6.2）kg/m2。主要诊断包括：慢性阻塞性肺疾病急性加重13例，重症肺炎8例，肺动脉高压8例，重症哮喘1例，肺栓塞1例；22例患者住院期间出现呼吸衰竭，其中Ⅰ型呼吸衰竭5例、Ⅱ型呼吸衰竭17例。NIPPV组15例，对照组16例，两组患者性别、年龄、BMI、APACHE Ⅱ评分、实验室检查指标、呼吸衰竭分型、总住院时间及RICU住院时间、近6个月曾入住RICU情况、住院期间死亡情况比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 两组患者临床资料比较Table 1 Comparison of patient characteristics

2.2 睡眠特征 NIPPV组患者总睡眠时间、REM时间、NREM时间及N2时间均较对照组缩短，睡眠效率较对照组降低，平均心率较对照组增快，差异有统计学意义（P＜0.05）；两组AHI、RDI、总监测时间、睡眠潜伏期、REM潜伏期、REM占比、N1时间、N1比例、N2比例、N3时间、N3比例、最低脉氧、睡眠时平均脉氧、最低心率、最高心率比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表2 两组睡眠特征比较Table 2 Comparison of Sleep Characteristics

3 讨论

随着睡眠医学的不断进步，ICU患者的睡眠障碍得到广泛关注。危重症患者的睡眠障碍与蛋白质分解代谢增加、免疫功能降低和认知功能障碍密切相关，并增加了预后不良的风险[6-7]。目前国外相关研究集中在通过各种睡眠问卷评价睡眠障碍，但由于影响危重症患者睡眠障碍的因素纷繁复杂，睡眠问卷的信度及效度均较低[8]，因此有必要借助PSG予以评估。此外，NIPPV相比有创正压通气操作更加灵活，为危重症患者的呼吸支持提供了新途径，但关于NIPPV对RICU患者的睡眠影响尚无定论。

本研究通过整夜PSG客观评估RICU患者睡眠情况，结果显示，RICU患者普遍存在睡眠障碍。与健康成人相比，ICU患者总睡眠时间缩短、睡眠片段化、睡眠效率降低[9-10]。在睡眠分期方面，本研究发现NIPPV组患者与对照组患者均存在REM时间缩短，REM对于整夜睡眠结构及睡眠神经内分泌调节具有重要意义[11]，REM障碍还可能与ICU谵妄相关[12]，REM时间缩短或缺失、REM潜伏期延长与ICU患者的全因病死率增加相关[13]。

本研究发现，与对照组相比，NIPPV组患者总睡眠时间、REM时间、NREM时间、N2时间均明显缩短，NIPPV组患者整夜睡眠中位时间＜4 h。既往研究表明，ICU使用有创正压通气的患者因人机不同步、呼吸机噪声/报警[14]、呼吸机模式欠佳或支持不足/过度支持等均可导致睡眠障碍[15]，NIPPV也存在同样的问题，甚至由于NIPPV患者未使用镇静、镇痛药物，还可能会加重上述因素的影响。虽然NIPPV组患者APACHE Ⅱ评分与对照组无统计学差异，但显然需要呼吸支持的患者病情更危重，而躯体疾病、疼痛等均可影响夜间睡眠[16]。因此，本研究结果也支持NIPPV患者夜间睡眠时在密切监测下使用小剂量镇静药物，有可能会改善患者睡眠障碍[17]。

本研究结果显示，NIPPV组患者AHI与对照组相比差异无统计学意义，但改善趋势仍较明显。既往研究发现SAHS患者行夜间NIPPV治疗可维持气道开放，增加潮气量，改善睡眠效率[18]，本研究结果与之存在差异。这可能是因为研究对象不同，本研究纳入的均为呼吸系统危重症患者，入院时71%的患者存在急性呼吸衰竭，行NIPPV的主要目的是为了纠正低氧血症。ICU患者常见的睡眠障碍类型包括睡眠剥夺、睡眠片段化及睡眠结构异常[19]。本研究提示RICU患者应用NIPPV后，在纠正夜间低通气及呼吸暂停、改善血气的基础上，仍需关注患者夜间睡眠的结构及昼夜节律。此外，恰当的呼吸机模式及参数可能会改善患者夜间睡眠，同时在真实世界研究中发现伺服通气等更智能的通气模式有助于改善患者睡眠及生活质量[20-21]。因此个性化调整呼吸机参数，可能有助于改善行NIPPV患者睡眠质量。

综上，睡眠障碍是RICU患者的常见问题，行NIPPV患者更容易出现总睡眠时间和REM时间缩短及睡眠效率下降。建议及时行整夜PSG评估RICU患者的夜间睡眠情况，并根据睡眠报告予以助眠药物治疗、调整呼吸机参数，以改善患者预后。

作者贡献：刘亚男进行文章的构思、研究的设计与可行性分析，负责撰写论文；王玺、张成、申艳娥进行文献、资料、数据收集、整理及分析，负责论文的修订；马靖、王广发负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责、监督管理。

本研究局限性：

本研究系单中心回顾性研究，样本量较小，仅行一夜睡眠监测，存在一定的选择偏倚。此外，本研究未对环境及护理操作对睡眠的影响进行评估，未来可扩大样本量进行更全面的前瞻性研究。

本文无利益冲突。