体外膈肌起搏联合HFNC对慢阻肺急性加重期机械通气患者动脉血气和肺功能的影响

王雨

(郑州大学附属郑州中心医院 呼吸与危重症科，河南 郑州 450000)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种以持续气流受限为特征的慢性支气管炎和(或)肺气肿，是临床常见的呼吸系统疾病，其具有高致残率及病死率，近年来发病率呈逐年上升趋势[1]。COPD急性加重期(AECOPD)是指COPD患者出现超越日常状况症状持续恶化，且原有常规治疗改变[2]，患者各类症状及肺功能进一步受损，部分患者引发呼吸衰竭[3]，然而目前尚无确切病因，一般认为吸烟、粉尘及化学物质吸入等环境因素及呼吸道感染等因素均具有较高风险[4]。目前临床以药物治疗、雾化吸入、氧疗等治疗方式为主，其中体外膈肌起搏是通过功能性电刺激膈神经，引起患者膈肌收缩，以达到改善通气目的的治疗方式[5]。经鼻高流量氧疗(HFNC)是指通过无需密封的鼻塞导管将一定浓度的氧混合高流量气体输送给患者的一种氧疗方式[6]，该法可迅速改善患者氧合，改善其呼吸功能，基于此，本研究应用体外膈肌起搏联合HFNC，探究其对AECOPD患者动脉血气和肺功能的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2021年1月至2022年1月郑州大学附属郑州中心医院收入的83例AECOPD患者，按照随机数字表法分为观察组(N=42)与对照组(N=41)。其中观察组男30例，女12例；年龄50～80岁，平均(67.54±3.25)岁；平均病程(9.58±1.37)年；吸烟史38例。对照组男31例，女10例；年龄50～80岁，平均(66.34±3.61)岁；平均病程(9.86±1.52)年；吸烟史36例。两组一般资料比较，差异无统计学意义(P＞0.05)，具有可比性。患者及家属均签署知情同意书，本研究经本院伦理委员会审批通过。

纳入标准：(1)符合临床中AECOPD相关诊断标准[7]；(2)年龄50～80岁；(3)无嗜酒或滥用药物者。

排除标准：(1)存在心脏、肾脏、肝脏等器官功能严重不全者；(2)认知或精神障碍者；(3)胸廓畸形及肺癌、肺间质纤维化等严重肺部疾病者。

1.2 方法

两组患者均提供基础治疗，包括营养支持、控制感染、维持酸碱平衡、缓解气道痉挛等，在此基础上，对照组给予HFNC治疗(Fisher-Paykel Optiflow system)，吸入氧浓度为30%～50%，氧流量为30～40 L/min，温度维持在37℃，湿度维持在100%，持续治疗24 h，治疗过程中密切关注患者鼻塞佩戴严密程度及临床表现，参数根据患者病情变化及时调整。观察组在对照组基础上给予体外膈肌起搏，患者取坐位或卧位，电极置于患者双侧胸锁乳突肌下端外缘1/3处，辅助电极置于双侧锁骨中线下第2肋间，起搏次数为9～15次/min，脉冲频率为40 Hz，脉冲幅度80 V，脉宽0.3 cm，刺激强度为15～30单位，遵循由弱至强原则，调整参数刺激强度逐步升高，治疗时间30 min/次，1次/d，治疗过程中密切关注患者临床表现、耐受程度等。

1.3 观察指标

治疗前及治疗结束后，采集两组患者桡动脉血，利用血气分析仪进行检测，比较两组患者治疗前后血气指标[氧分压(PaO2)、二氧化碳分压(PaCO2)、氧饱和度(SaO2)]变化；应用肺功能仪，检测并对比两组患者治疗前后肺功能指标[第1 s用力呼气量与所有呼气量比值(FEV1/FVC)、最大通气量(MVV)、用力肺活量(FVC)]变化；应用呼吸力学检测系统对两组患者进行检测，比较患者治疗前后呼吸力学指标[气道阻力(Raw)、气道峰压(PIP)、动态顺应性(Cdyn)]变化；采用超声测量，比较两组患者治疗前后膈肌活动幅度变化；按照6 min步行指南[8]，测试两组患者6MWD，测试2次后，以中间最佳值为最终结果，比较患者治疗前后6MWD变化，若出现颜面苍白、呼吸困难等不良反应时，则立刻终止测试。

1.4 数据分析

应用SPSS 19.0软件进行统计学分析，计量资料采用±s表示，以独立样本t进行检验，计数资料以%表示，以χ2进行检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组患者治疗前后血气指标变化比较

两组患者PaO2、SaO2治疗后均高于同组治疗前，且观察组高于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)；PaCO2治疗后低于同组治疗前，且观察组低于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)。见表1。

表1 两组患者治疗前后血气指标变化比较(± s )

表1 两组患者治疗前后血气指标变化比较(± s )

组别 例数 PaO2/mmHg t P PaCO2/mmHg t P SaO2/% t P治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后观察组 42 52.62±3.14 65.27±4.78 15.346＜0.00167.25±2.13 49.51±3.02 33.515＜0.00155.92±10.5378.24±10.66 10.766＜0.001对照组 41 53.18±3.86 63.39±4.35 12.542＜0.00167.34±2.15 51.08±3.36 28.217＜0.00155.84±10.2373.39±9.43 9.213＜0.001 t 0.725 2.128 0.191 2.486 0.035 2.500 P 0.470 0.036 0.848 0.014 0.972 0.014

2.2 两组患者治疗前后肺功能指标变化比较

两组患者FEV1/FVC、MVV、FVC治疗后均高于治疗前，且观察组高于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)。见表2。

表2 两组患者治疗前后肺功能指标变化比较(± s )

表2 两组患者治疗前后肺功能指标变化比较(± s )

组别 例数 FEV1/FVC/(%) t P MVV/L t P FVC/L t P治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后观察组 42 52.38±8.76 75.89±10.67 12.067＜0.00150.65±10.5963.72±9.48 6.738 ＜0.001 2.03±0.46 3.01±0.69 8.209 ＜0.001对照组 41 52.17±8.35 71.42±9.45 10.900＜0.00150.28±10.6358.26±11.57 3.642 ＜0.001 2.05±0.32 2.73±0.52 7.685 ＜0.001 t 0.111 2.301 0.158 2.586 0.229 2.421 P 0.911 0.023 0.874 0.011 0.819 0.017

2.3 两组患者治疗前后呼吸力学指标变化比较

两组患者Raw、PIP治疗后均低于同组治疗前，且观察组低于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)；Cdyn治疗后均高于同组治疗前，且观察组高于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)。见表3。

表3 两组患者治疗前后呼吸力学指标变化比较(± s )

表3 两组患者治疗前后呼吸力学指标变化比较(± s )

组别 例数 Raw/[cmH2O/(L·S)] t P PIP/cmH2O t P Cdyn/(mL·cmH2O-1) t P治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后观察组 42 15.21±2.19 9.84±1.73 14.299＜0.00132.88±3.09 25.51±2.46 13.855＜0.00120.58±2.79 31.21±3.34 17.339 ＜0.001对照组 41 15.01±2.23 10.54±1.18 13.708＜0.00132.17±3.26 26.71±2.14 10.613＜0.00120.62±2.96 29.87±3.15 15.382 ＜0.001 t 0.412 2.524 1.018 2.706 0.063 2.126 P 0.681 0.013 0.311 0.010 0.949 0.036

2.4 两组患者治疗前后膈肌活动幅度、6MWD变化比较

两组患者膈肌活动幅度、6MWD治疗后均高于治疗前，且观察组高于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)。见表4。

表4 两组患者治疗前后膈肌活动幅度、6MWD变化比较(± s )

表4 两组患者治疗前后膈肌活动幅度、6MWD变化比较(± s )

组别 例数 膈肌活动幅度/cm t P 6MWD/m t P治疗前 治疗后 治疗前 治疗后观察组 42 3.76±0.53 4.22±0.78 3.394 0.001 257.65±49.63 477.59±52.48 21.903 ＜0.001对照组 41 3.71±0.49 3.97±0.33 3.327 0.001 260.73±48.85 446.74±55.35 17.989 ＜0.001 t 0.445 2.324 0.284 2.910 P 0.656 0.022 0.776 0.010

3 讨 论

AECOPD患者由于呼吸功能受损严重，自主呼吸困难，多在ICU且通过机械通气来代替自主呼吸[9].然而长时间机械通气会致使患者膈肌等呼吸肌群肌力及耐力下降[10]，肺通气功能下降，二氧化碳潴留、缺氧程度加重，AECOPD患者肺部气体交换效率下降[11]，血气指标则出现PaO2下降、PaCO2升高的情况。在本研究中，两组患者PaO2、SaO2及膈肌活动幅度治疗后均高于同组治疗前，且观察组高于对照组；PaCO2治疗后低于同组治疗前，且观察组低于对照组。该结果说明体外膈肌起搏联合HFNC与单用HFNC均可有效提升PaO2、SaO2及膈肌活动幅度，降低PaCO2，体外膈肌起搏联合HFNC改善效果较单用HFNC更为显著。究其原因为，体外膈肌起搏通过对膈神经电刺激，促使膈肌进行反复收缩及舒张[12]，从而使患者膈肌肌力及耐力得到锻炼与加强，膈肌活动幅度提升，入肺气体量增加，进而提高气体交换效率，改善氧合，缓解慢性缺氧及二氧化碳潴留等问题。而HFNC可通过输送高流量空氧混合气体，减少患者呼吸过程中动力消耗[13]，膈肌疲劳得以缓解，从而改善肺通气及换气功能，促使患者血氧含量提升，血气指标得到改善。

在呼吸过程中，60%～80%的通气支持功能由膈肌承担[14]，然而由于AECOPD患者膈肌等呼吸肌群肌力及耐力下降等因素，呼气压力及吸气压力不足，造成二氧化碳潴留，以及气道内大量黏性分泌物、小气道狭窄、动态肺过度充气等因素[15]，患者肺部气道阻力上升，动态顺应性下降，出现呼吸困难。在本研究中，两组患者FEV1/FVC、MVV、FVC及Cdyn治疗后均高于治疗前，且观察组高于对照组；Raw、PIP治疗后均低于同组治疗前，且观察组低于对照组。该结果说明体外膈肌起搏联合HFNC与单用HFNC均可有效降低患者气流受限的发生率，改善其通气能力，增强肺功能，体外膈肌起搏联合HFNC较单用HFNC改善效果更为显著。究其原因为，气道压力上升及动态顺应性下降等因素，进一步增加患者膈肌的工作负荷[16]，从而使得膈肌活动幅度下降，致使呼吸驱动下降，肺部过度充气，体外膈肌起搏通过增强膈肌肌力及耐力，改善患者呼气压力及吸气压力[17]。当患者呼吸深度增加时，其通气能力则得到恢复，呼吸驱动上升，最大通气量及用力肺活量改善，气道受阻得到改善，顺应性提高。HFNC可减少呼出气体再吸入，提高有效通气量[18]，提高呼吸效率，两者联合应用可显著改善患者氧合，缓解呼吸困难。

患者肺功能受损与其日常生活活动能力密切相关，而有研究[19]表明，6MWD与肺功能严重程度具有较好的相关性，是用于评估AECOPD患者肺功能严重程度及运动能力的常用指标之一，在本研究中，两组患者6MWD治疗后均大于治疗前，且观察组大于对照组，说明体外膈肌起搏联合HFNC与单用HFNC均有利于患者运动能力改善。究其原因认为，由于体外膈肌起搏可有效改善患者氧合，提高通气能力，缓解缺氧及二氧化碳潴留等因素，且HFNC显著改善呼吸效率，使得患者肺功能恢复进度加快，运动耐量迅速改善[20]，从而提高生活质量。

此外，由于本文研究对象不足且观测指标不够全面，研究尚存在不完善之处，有待扩大样本量，进一步完善研究以取得更为确切的研究成果。

综上所述，体外膈肌起搏联合HFNC可有效提高氧合，促使肺功能显著增强，改善呼气压力及吸气压力，降低患者气流受限，增强膈肌肌力及耐力，提高膈肌活动幅度，缓解呼吸困难。