高流量氧疗对慢性阻塞性肺疾病伴Ⅱ型呼吸衰竭的疗效分析

周国平 张鑫 刘阳 孙文逵 戴山林

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是我国常见疾病。AECOPD时常合并Ⅱ型呼吸衰竭,氧疗及辅助通气的应用尤为重要。近年来经鼻高流量氧疗(high-flow nasal cannula oxygen therapy,HFNC)逐步应用于临床[1, 2],HFNC是一种经鼻持续为患者提供高流量吸入气体的新型氧疗方法。现已证实HFNC对急性Ⅰ型呼吸衰竭具有较好的临床疗效,对Ⅱ型呼吸衰竭也有一定疗效,但对使用时机存在争议[3]。目前无创辅助通气(non-invasive ventilation,NIV)是AECOPD 并Ⅱ型呼吸衰竭常用的治疗手段[4-6]。本研究通过回顾性分析比较 HFNC和 NIV 治疗 AECOPD 伴急性轻中度Ⅱ型呼吸衰竭患者的临床资料,探讨 HFNC 治疗此类患者的疗效。

资料与方法

一、研究对象

收集2019年1月1日-2022年6月30日南京医科大学第一附属医院呼吸与危重症医学科及南京市高淳人民医院重症医学科156例AECOPD伴轻中度Ⅱ型呼吸衰竭患者的病历资料,进行回顾性分析,其中HFNC患者94例,NIV患者62例。所谓轻中度Ⅱ型呼吸衰竭,是指动脉血气分析提示pH 值>7.25,PaO2<60mmHg(或 P/F <300 mmHg),PaCO2>50 mmHg[7]。纳入标准:(1)年龄≥40岁。(2)根据 《慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2013年修订版)》诊断为 AECOPD[8]。(3)循环相对稳定。排除标准:(1)高碳酸血症继发于哮喘发作。(2)Ⅱ型呼吸衰竭继发于药物毒性或肺外因素。(3)存在气道梗阻。(4)合并代谢性酸中毒。(5)NIV治疗配合不佳。(6)NIV或者HFNC使用禁忌。(7)格拉斯哥昏迷量表(GCS)评分为8分以下。(8)48小时内转换为有创机械通气。(9)资料不全。两组的临床资料差异无统计学意义(P>0.05) (表1)。本研究经医院伦理委员会批准[(同)2023-110-01]。

表1 两组患者基本情况比较

二、治疗方法

依据病案资料,所有入组的患者均予以解痉、平喘、化痰等常规治疗,合并感染的患者予以合理的抗感染治疗。(1)HFNC组患者予以Fisher-AIRVO2等经鼻高流量氧疗机进行治疗,依据患者病情予以合适的参数,并在治疗过程中根据动态监测指标及血气结果有所调整,所有患者治疗过程中SpO2均在90%以上,且每天治疗时间≥6小时。(2)NIV组患者予以PHILIPS-V60等无创呼吸机进行治疗,根据患者颜面部及口鼻情况予以合适的口鼻罩或鼻罩,依据患者病情给与合适的模式及参数,并根据动态监测指标及动脉血气结果对参数予以必要的调整,所有患者治疗过程中SpO2均在90%以上,每日治疗时间≥6小时。

三、观察指标

(1)两组患者治疗前生命体征(包括体温、呼吸频率、心率、血压等),动脉血气分析结果(包括pH、P/F、PaCO2)。(2)两组患者治疗后1天、治疗后7天呼吸频率、心率、动脉血气分析结果(包括pH、P/F、PaCO2)。(3)两组治疗过程中并发症(包括焦虑/谵妄、腹胀、局部皮肤压疮、鼻腔粘膜出血)发生情况。

四、疗效评价

治疗有效定义为治疗后患者临床症状(呼吸频率、心率)有所缓解, pH升至7.35及以上;PaO2增加至60mmHg及以上,P/F较前升高,PaCO2下降10%以上或降至50mmHg以下;疗效欠佳定义为治疗后患者的临床症状与治疗前相比无明显改善,甚至更为严重, PaO2<60mmHg,P/F较前无升高,PaCO2下降不足10%[9, 10]。

五、统计学分析

结 果

一、两组各时间点动脉血气分析结果(pH、P/F、PaCO2)比较

pH、P/F、PaCO2值组间主效应差异无统计学意义(均P>0.05),时间点主效应差异具有统计学意义(均P<0.05),二者之间各指标均无交互作用(均P>0.05),进一步进行简单效应分析结果显示,HFNC组患者治疗后第1天及第7天pH、P/F、PaCO2值均优于治疗前,统计学有差异(P<0.05),NIV组治疗后第1天及第7天pH、P/F、PaCO2值优于治疗前,统计学有差异(P<0.05)(表2)。

表2 两组患者pH、P/F、PaCO2值治疗前后比较

二、两组疗效比较

两组患者分别计算治疗后第1天、第7天呼吸频率、心率、pH、PaCO2、P/F改善率,进行统计学分析,提示两组疗效差异无统计学意义(P>0.05)(表3)。

表3 两组患者治疗效果比较[n(%)]

三、并发症比较

HFNC组压疮、腹胀发生率低于NIV组,差异有统计学意义(P<0.05);HFNC组焦虑/谵妄发生率低于NIV组,差异无统计学意义(P>0.05);HFNC鼻腔黏膜出血发生率高于NIV组,差异无统计学意义(P>0.05)(表4)。

表4 两组并发症比较[n(%)]

四、HFNC组内PaCO2、pH及联合诊断对治疗效果的预测价值评价

对HFNC组PaCO2、pH及联合诊断对治疗效果进行评价,根据ROC曲线分析结果显示,pH的ROC曲线下面积为0.831,PaCO2对应的ROC曲线下面积为0.315,二者联合的ROC曲线下面积为0.771,根据约登指数最大原则计算出pH、PaCO2相应的截断值分别为7.318、67.50(见图1和表5)。

图1 HFNC组pH及PaCO2的受试者工作特征曲线(ROC)

表5 HFNC组pH及PaCO2的ROC曲线下面积及截断值

讨 论

HFNC广泛应用于各种原因导致的Ⅰ型呼吸衰竭[11, 12]以及机械通气撤机后的序贯治疗[9, 13],然而,已有研究表明,AECOPD合并重度高碳酸血症的HFNC的疗效不佳[14]。重度Ⅱ型呼吸衰竭一般指:患者症状严重,可能危及生命的状态,呼吸频率>30次/min;使用辅助呼吸肌;精神状态的急性变化;动脉血气分析结果除了PaCO2升高,pH值亦明显降低(pH≤7.25)[7]。HFNC是否适用于AECOPD合并轻中度Ⅱ型呼吸衰竭的患者仍有待探讨。为了使本研究结果更加可靠,我们排除了有可能影响疗效的其他合并疾病:如药物毒性或非肺病因、存在气道梗阻的患者、神志不清、代谢性酸中毒患者等。NIV治疗AECOPD伴有Ⅱ型呼吸衰竭的患者,NIV的疗效较确切[15]。本文通过对156例AECOPD伴轻中度Ⅱ型呼吸衰竭患者的回顾性分析对比HFNC和NIV的疗效,来作进一步分析。

HFNC改善氧合及促进呼气CO2排出的机制为通过含氧高流量气体持续冲刷生理死腔(鼻咽解剖死腔),从而增加肺泡有效通气量,减少呼吸肌做功,缓解呼吸困难,降低呼吸频率,改善患者氧合[16]。高流速气体会产生一定的气道正压,气体流量每增加10 L/min,平均气道压可增加0.51 cmH2O[17],且呼气时获得的压力比吸气时要高,形成类似于一定的呼气末正压(positive end-expiratory pressure,PEEP),能够部分对抗AECOPD形成的内源性PEEP(intrinsic PEEP,iPEEP),改善肺的顺应性,增加潮气量,从而增加 CO2排出[18]。

本研究发现HFNC应用于AECOPD伴轻中度Ⅱ型呼吸衰竭时,pH、PaCO2、 P/F均能得到明显改善(P<0.05),与近年来一些研究结果类似[19, 20]。本文结果还发现HFNC改善pH、P/F、PaCO2能力较NIV相当。这个结论对AECOPD伴轻中度Ⅱ型呼吸衰竭患者而言,又多了一种可选择的治疗方法,有较好的临床应用前景。

使用NIV的患者往往需要较好配合度,若使用过程中出现人机不协调,烦躁等不能耐受的情况,可使得患者氧耗增加,病情恶化,不利于患者的恢复[21]。在危重症新型冠状病毒感染肺损伤的研究中发现NIV使用过程中由于面罩不适、压疮、紧张焦虑、腹胀等导致失败率很高[22]。HFNC通过宽大的双鼻塞持续性高流速给氧,避免了面罩所产生的幽闭感,患者可以自由呼吸,从而使得患者对治疗的配合大大提高,并减少了气体进入消化道的可能性,从而避免了胃胀气的发生[23]。本研究发现,相对于NIV,HFNC的腹胀、压疮的发生率均低于NIV,然而两种治疗方式对焦虑/谵妄及鼻腔黏膜出血的并发症没有差异。既往有文献报道HFNC其他比较少见的并发症,比如气胸、心动过缓等[16, 23],本研究未发现。

对于AECOPD患者何时启用HFNC、何时停用HFNC,目前较多的研究主要注重于Ⅰ型呼吸衰竭。如近年来一系列学者使用Rox指数(SpO2/FiO2与呼吸频率的比值)来预测接受HFNC的Ⅰ型呼吸衰竭患者治疗成功与否[24, 25]。本研究从PaCO2及pH值来讨论对于伴有Ⅱ型呼吸衰竭的AECOPD患者何时启用HFNC较为合适,通过对HFNC组PaCO2、pH及联合诊断对治疗效果进行评价及ROC曲线分析,我们发现pH值特异度更好,且pH为7.318时作为HFNC使用的节点,即当pH>7.318时使用HFNC治疗很可能获得较好的疗效,而pH<7.318时使用HFNC治疗的疗效可能欠佳,这也能说明对于pH值越低、PaCO2越高的患者疗效越差,对于此类患者,应用时需更多的关注患者的状态,指导患者正确的呼吸方式,设定合适的HFNC参数,尤其是流量。本研究为回顾性分析,样本量偏小,且未纳入治疗失败的患者,故该结论存在一定程度的偏倚,有待进一步的随机更大样本的前瞻性研究进一步验证该观点。

综上所述,HFNC应用于AECOPD伴轻中度的Ⅱ型呼吸衰竭患者,可明显改善pH、PaCO2、P/F,其疗效与NIV相当,腹胀、压疮的并发症发生率小于NIV。pH对AECOPD伴Ⅱ型呼吸衰竭患者应用HFNC的疗效有重要的预判意义,pH≥7.318时HFNC能取得较好疗效,但pH<7.318的患者使用HFNC的疗效可能欠佳。