慢阻肺急性加重期机械通气优化策略研究

【摘要】：目的慢性阻塞性肺疾病急性加重期(AECOPD),无创机械通气(NIV)用于治疗AECOPD。NIV失败的危险因素包括基线血气异常和无法纠正的气体交换障碍、疾病严重程度增加、呼吸频率增加以及疾病严重程度评估。生物标志物包括降钙素原(PCT)是否可以作为一种标志物,预测COPD患者无创通气失败风险,尚无相关报道。本研究以AECOPD需要行NIV治疗的患者为研究对象,比较NIV成功与失败患者之间PCT水平、血气分析及血沉(ESR)、C反应蛋白(CRP)和中性粒细胞水平差异,评估上述指标对NIV失败风险的预测价值。方法所有2014年11月至2016年丨月确诊的COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭并行无创机械通气治疗的住院患者。所有患者无创通气前均行血常规、血沉、动脉血气分析、C反应蛋白和降钙素原检测。所有患者均由同一个接受过正规培训的医护小组负责治疗。NIV失败则行气管插管有创机械通气治疗。结果在整个研究中,402例患者接受筛查,最后376例患者纳入研究,并获得完整临床资料和血液检测结果,其中286例患者NIV治疗成功,90例NIV失败行气管插管有创机械通气治疗。NIV成功与失败组患者年龄、性别构成、稳定期肺功能、吸烟史、体重指数、血沉、中性粒细胞比较、白细胞计数比较差异无统计学意义,而NIV治疗前PCT、CRP、pH、PaCO2水平差异明显,有统计学意义。PCT水平与CRP仅呈弱相关(r = 0.176,P = 0.019),而与血气指标及其他炎性指标无任何相关性。二分类logistic回归分析发现高PCT,CRP和PaCO2水平是NIV失败的独立危险因素,OR值分别为2.2(95%可信区间(CI)1.2-3.2)、1.1(95%CI 1.1-1.2)和1.1(95%CI1.0-1.2)。通过绘制受试者工作曲线来评估PCT,CRP和PaCO2对NIV失败的预测价值,约登指数最高时PCT截断值为0.31ng/mL(敏感性为83.3%,特异性为83.7%);CRP截断值为15.0 mg/mL(敏感性为75.6%,特异性为93.0%);PaCO2截断值为73.5mmHg(敏感性为71.1%,特异性为100%)。曲线下面积(AUC)分别是 PCT0.854(95%CI 0.793-0.914),CRP 0.849(95%CI 0.787-0.911),PaCO20.828(95%CI 0.761-0.896),上述三个指标联合预测时,AUC为0.978(95%CI 0.961-0.995)。结论慢性阻塞性肺疾病急性加重期NIV失败较NIV成功患者PCT、PaCO2和CRP水平更高,pH更低,PCT、PaCO2和CRP与NIV治疗失败独立相关,预测截断值分别为0.31 ng/mL、73.5mmHg和15.0 mg/mL,三者联合预测价值更高。目的慢性阻塞性肺疾病急性加重期(AECOPD)能够诱发威胁生命的肺性脑病(hypercapnic encephalopathy,HE),需要紧急临床干预并给予呼吸机支持通气治疗。AECOPD合并HE患者通气支持的黄金策略是行有创机械通气(invasive mechanical ventilation,IMV)。为数不多的病例报道或小样本观察研究报道无创通气(NIV)治疗HE的临床效果,成功组NIV2小时血气指标和意识水平明显改善,显示NIV成功治疗HE的可行性。但是HE患者咳嗽反射差,无法有效自行清除气道分泌物,容易导致NIV治疗失败。部分研究对一些气道清除技术进行了探索,但不幸的是这些技术尚未用于HE以及气道分泌物非常多的患者。口咽通气道(OPA)能够帮助建立人工气道,防止舌体后坠压迫会厌,常用于意识障碍但存在自主呼吸患者,进行短期气道管理,以及经面罩进行手动通气支持。因此我们提出一种多措施联合的早期2小时集束化NIV策略,用于HE患者治疗,即NIV初始治疗2小时内,重症监护病房进行密切监测下,给予反复经OPA吸引分泌物、保持合适体位、经无创呼吸机管路雾化吸入平喘化痰药物,保持气道通畅,促使患者意识迅速恢复。本研究目的是验证该策略的安全性和有效性,是否能够避免气管插管,同时观察其对远期预后影响。方法将2014年10月至2016年10月在呼吸内科重症监护病房(RICU)住院的AECOPD合并HE的患者纳入研究,随机分为两组,NIV和IMV组。NIV组初始治疗2小时内,给予以下通气策略:(1)保持半卧位或高坐位;(2)通过OPA负压吸引气道分泌物,每隔20-30分钟吸引一次;(3)经呼吸机管路雾化吸入平喘化痰药物。入选IMV组患者未经NIV尝试治疗,直接行经口气管插管呼吸机辅助呼吸。主要观察指标:集束化NIV初始治疗2小时的安全性(是否需要紧急气管插管)和有效性(血气和意识改善情况);主要并发症,尤其是脓毒症和院内感染(包括吸入性肺炎)事件。结果共有186例患者接受筛查,22例患者被排除。164例纳入研究,其中NIV组74例,IMV组90例,两组患者入院一般基线资料比较差异无统计学意义。与基线相比,两组患者机械通气2小时后,血气指标均明显改善,但两组之间pH,氧合指数和PaCO2变化趋势相似,组间比较差异无统计学意义(P值分别为0.124、0.095和0.740)。NIV组治疗2小时意识水平较治疗前明显好转(P0.001),IMV组由于给予镇静治疗,未对意识进行评估。与NIV组相比,IMV组并发症发生率更高,主要是由于接受更多的侵入性操作,导致院内感染。NIV组住院病死率更低,但随访1年病死率两组之间差异并无统计学意义。两组住院时间和机械通气时间并无差别,但NIV组脱机时间更早(log rank=9.635,P = 0.002)。结论在重症监护病房密切监测下,对AECOPD合并HE患者早期2小时集束化NIV治疗,治疗期间保持合适体位、雾化吸入平喘化痰药物,以及经OPA反复吸引口咽和主气道分泌物,这一策略是简单易行、安全有效的。与IMV相比,能够减少院内感染风险,降低气管插管率和住院病死率,脱机时间更早。目的呼气末二氧化碳(PETCO2)监测已经在重症监护病房开展,并逐渐应用到机械通气患者。常被用于评估气管插管位置是否在气道内,同样也用于指导机械通气期间根据目标潮气量,进行潮气量和呼吸频率的设置。除此之外,还能评估通气/血流失调严重程度;监测哮喘和慢性阻塞性肺疾病(COPD)死腔和气道阻塞程度;诊断肺栓塞,并与COPD急性加重进行鉴别;判断胸外按压是否到位,自主循环是否恢复;评估心输出量变化,预测液体反应性;辅助评估代谢和营养需求。在未进行机械通气情况下,PETC02用于评估PaCO2,但机械通气情况下,二者之间的相关性尚不清楚。方法选择2015年6月至11月在呼吸与危重症医学科经口气管插管或气管切开,行有创机械通气的患者。每例患者需要评估动脉血气时,同一时间检测PETC02,待数值稳定后,记录PETCO2数据。动脉血气分析采集桡动脉或股动脉血标本,床旁完成检测。PETCO2数据和动脉血气分析在5分钟内完成。比较不同呼吸机治疗模式、不同疾病类型和不同氧合指数下二者之间相关性。结果共有104例患者225组PETCO2和PaCO2结果纳入分析。在未区分呼吸机模式下,PETCO2和PaCO2之间具有明显正相关,相关系数为0.703,直线回归方程Y = 11.08 + 0.77x(Y:PaCO2;x:PETCO2)。不同呼吸机模式情况下,仅辅助/控制通气(A/C)模式下二者不具相关性(r=0.307,P=0.099),而同步间歇指令通气(SIMV)和自主通气(SPONT)模式下,二者具有明显相关性,但SPONT模式下相关性相对较弱(相关系数r=0.598,P0.001)。COPD、多发伤、严重脑血管疾病以及重症肺炎患者接受有创通气治疗时,PETCO2和PaCO2均呈正相关,相关系数分别为0.759、0.639、0.533和0.564。但在其他疾病类型患者中(包括肺部肿瘤、心功能不全),未发现二者具有相关性(r=0.043,P=0.862)。氧合指数200或≥200mmHg时,二者之间均明显正相关,相关系数分别为0.692和0.710。结论病情稳定接受有创机械通气的患者,不同呼吸机模式下、不同疾病类型、不同氧合指数时,二者均具有明显正相关。目的肺性脑病(HE)是一种潜在的、可逆的神经系统改变为表现的疾病,包括认知缺陷、心理焦虑、伴扑翼样震颤的意识错乱、昏睡、谵妄、昏迷,常继发于慢性阻塞性肺疾病急性加重期(AECOPD)合并高碳酸血症失代偿导致的呼吸衰竭。有创机械通气是慢性阻塞性肺疾病急性加重期合并HE机械通气支持的黄金策略。机械通气要保证有效肺泡通气量,使PaCO2逐渐下降到缓解期水平,以避免PaCO2下降过快而导致呼吸性碱中毒的发生。目前尚无法精确监测PaCO2下降趋势,且当前呼吸机设置策略无法准确控制PaCO2下降速度。呼气末二氧化碳监测(PETCO2)可以作为动脉血气分析的良好替代品,能够无创持续进行,健康人PETCO2与PaCO2相关性很好,但在机械通气时相关性如何尚不明确。本研究目的是观察HE患者机械通气治疗过程中,PaCO2与PETCO2之间的相关性,以及机械通气早期PETCO2下降趋势,并试图探索以PETCO2为目标导向的呼吸机参数设置新策略。方法本研究为前瞻观察性研究,将2015年10月至2016年10月在呼吸内科重症监护病房(RICU)住院的AECOPD合并HE的患者纳入研究,所有患者均接受有创呼吸机辅助呼吸。(1)每例患者根据诊疗需要评估动脉血气时,同一时间检测PETCO2,待数值稳定后,记录PETCO2数据,分析二者之间的相关性。(2)所有HE患者气管插管成功后,立即连接呼吸机辅助呼吸持续监测PETCO2,每间隔2分钟记录一次数据,持续观察其下降趋势,直到达稳态(观察20分钟波动幅度小于±2mmHg)。(3)患者接受机械通气治疗时间24-36小时后,患者处于完全控制通气,PETCO2处于稳态。调整呼吸频率,使目标分钟通气量从初始值逐渐降至4L/分,再逐渐升至10L/分,再逐渐降至初始呼吸频率设置,观察PETCO2和分钟通气量之间相关性。结果(1)共有24例患者70组数据纳入分析,在未区分呼吸机模式情况下,PETCO2和PaCO2之间具有明显正相关,相关系数为0.761,直线回归方程Y= 14.13+0.80x(Y:PaCO2;x:PETCO2)。不同呼吸机模式情况下,仅辅助/控制通气(A/C)模式下二者不具相关性(r=-0.016,P=0.980),同步间歇指令通气(SIMV)和自主通气(SPONT)模式下,二者均具有正相关性。氧合指数200mmHg时,相关系数r=0.765,P0.001;氧合指数≥200时相关系数r=0.759,P0.001。(2)共有9例患者在呼吸机治疗早期进行了连续PETCO2监测,呼吸机治疗开始后,PETCO2迅速下降,达稳态时间20-60分钟,且PETCO2初始值越高,达稳态所需时间越长,但多在1小时内趋于稳定。每位患者PETCO2下降趋势均符合回归方程Y=PETCO2初+b1x+b2X2(x表示时间,单位:分钟)。(3)共对12例患者进行了分析,获得58组数据,每次调整呼吸频率后约1-2分钟,PETCO2即稳定。呼吸稳定的情况下,PETCO2与分钟通气量呈负相关,相关系数为-0.560,回归方程 Y=66.82-3.06x(Y:PETCO2;x:分钟通气量)。结论 PETCO2与PaCO2 相关性较好,能够预测呼吸机治疗早期PaCO2的下降趋势,为防止过度通气、及时调整呼吸机参数提供依据。