經鼻高流量濕化氧療與無創正壓通氣治療AECOPD 并發呼吸衰竭對血氣分析指標及氧化應激的影響

徐亞琴，蔡珣，王圓圓

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）為常見的呼吸系統疾病，其特點是患病率、致殘率、病死率高，多表現為慢性持續性氣流受限［1］。而慢性阻塞性肺疾病急性加重期（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）以中老年患者居多，易并發呼吸衰竭，是COPD 患者病死率高的重要因素之一，且一般療效不佳［2］。無創正壓通氣（noninvasive positive pressure ventilation，NPPV）治療是以無創方式給予患者正壓輔助通氣，多采用鼻、面罩等，聯合藥物治療能夠幫助患者緩解或穩定病情，降低插管率并改善預后［3］。經臨床實踐發現，NPPV 能夠有效緩解AECOPD 并發呼吸衰竭患者呼吸困難程度，改善患者呼吸衰竭對血氣分析（blood gas analysis，BG）指標等的影響［4］，但該治療方式因耐受性較差、設備昂貴、操作要求較高，故無法普遍適用。經鼻高流量濕化氧療（high-flow nasal cannula oxygen therapy，HFNC）起初多用于呼吸衰竭患兒治療中［5］，后經臨床試驗發現，對成人輕中度單純低氧性呼吸衰竭患者也有一定療效［6］。HFNC 培訓、支持相對簡易，其經專用管路向患者供給加溫濕化的高流量氧氣，具有易耐受及舒適度高等特點，其適宜的氣道溫濕化可促進患者痰液引流等，在治療中具備潛在的積極意義［7］，但該治療方式在AECOPD 并發Ⅱ型呼吸衰竭患者的治療中經驗不足，對患者血氣分析指標及氧化應激（oxidative stress，OS）等指標影響程度尚未明確。故本研究將HFNC 與NPPV 應用于AECOPD 并發Ⅱ型呼吸衰竭患者中，致力于探討其對患者BG 指標及OS 的影響，旨在明確其臨床價值并評估可否適合基層推廣，為臨床治療提供科學依據。現將結果報告如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取南通大學附屬如皋醫院2019年6 月至2021 年6 月收治的119 例AECOPD 并發呼吸衰竭患者作為研究對象，依據其治療方式不同分為2 組，其中行HFNC 治療的63 例患者為HFNC組，行NPPV 治療的56 例患者為NPPV 組，2 組患者一般資料比較差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 HFNC 組和NPPV 組患者臨床資料比較［例（%）］

1.2 納入及排除標準 納入標準：（1）符合AECOPD的診斷標準［8］，且合并Ⅱ型呼吸衰竭；（2）PaO2低于60 mmHg、PaCO2高于50 mmHg；（3）無鼻面部創傷；（4）意識清醒，具有一定理解和表達能力，臨床資料完整；（5）符合《赫爾辛基宣言》中的倫理審查標準。排除標準：（1）年齡小于18 周歲；（2）病情危重，須緊急行有創插管治療；（3）依從性差，日治療時間不足3 h；（4）存在面部畸形無法使用面罩，合并肺大皰、大咯血、上氣道梗阻、氣胸、活動性肺結核等不適用HFNC、NPPV 治療者；（5）合并惡性腫瘤及心臟、腎臟、肝臟等功能嚴重不全者；（6）治療過程中死亡或病情加重須給予有創通氣；（7）已接受相關治療患者；（8）其他相關禁忌證。

1.3 方法 2 組患者均給予抗感染、舒展氣道、化痰、抗炎、維持內環境穩定等基礎治療。其中在抗感染治療前，對患者的痰液樣本進行涂片與細菌培養。針對由感染影響病情進展的患者，應及時更換抗菌藥物或依據抗菌藥物敏感試驗結果進行治療，本研究中2 組患者的抗感染治療效果相當。

HFNC 組患者采用TNI softFlow 經鼻高流量氧療儀（產自德國TNI medical AG 公司）治療，依據患者耐受性、依從性調節參數，氣體流量默認為20～30 L/min，若患者CO2潴留明顯則調整為45～55 L/min或更高，直至患者可耐受的最高流量；根據患者動脈BG 動態調整滴定，使氧體積分數維持在35%～60%，SaO2維持在88%～92%；根據患者舒適度、耐受度、痰液黏稠度，將溫度設為31～37 ℃。

NPPV 組患者采用Stellar 100/150 無創呼吸機［購自瑞思邁（北京）公司］治療，行口鼻面罩連接，設置為S/T 通氣模式，呼氣壓初始設置為2～4 cmH2O，隨后逐漸加壓，確保患者每次呼氣均有效；吸氣壓初始設置為4～8 cmH2O，根據患者耐受情況上調至適當的或可耐受的最高通氣水平，呼吸頻率設為10～15 次/min，壓力上升時間為0.8～1 s。根據患者最大耐受程度調節潮氣量，控制在7～9 ml/kg 范圍內，呼吸比設為1:（2～3），同期參數依據患者SaO2、PaCO2適當調節，確保SaO2維持在88%～92%。

1.4 觀察指標 （1）BG 指標。分別抽取2 組患者治療前以及治療3 d 后空腹肘靜脈血5 ml，在離心半徑為6 cm、轉速為3 000 r/min 下，離心15 min 后取上層血清待測，采用血氣分析儀（上海寰熙醫療器械有限公司）檢測患者動脈血氧分壓（arterial partial pressure of oxygen，PaO2）、動脈二氧化碳分壓（arterial carbon dioxide partial pressure，PaCO2）、血氧飽和度（blood oxygen saturation，SaO2）、動脈血氫離子濃度指數（hydrogen ion concentration，pH）水平。（2）OS 指標。收集對比2 組患者治療前以及治療3 d 后的MDA、SOD、GSH-Px 水平資料；分別采用硫代巴比妥法、黃嘌呤氧化酶法、比色法，檢測血清丙二醛（malondialdehyde，MDA）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）水平。（3）不良反應。收集對比2 組患者治療過程中不良反應發生情況，包括鼻腔出血、面部壓傷、影響吞咽、幽閉恐懼、胃腸脹氣、不耐受等。

1.5 統計學處理 采用SPSS 22.0 統計軟件進行數據分析，計數資料以百分比（%）表示，行χ2檢驗；符合正態分布的計量資料以±s表示，組內比較采用配對樣本t檢驗，組間比較采用獨立樣本t檢驗。以P＜0.05 表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 BG 指標水平比較 治療前，2 組患者的PaO2、PaCO2、SaO2、pH 水平差異均不明顯，組間比較差異無統計學意義（P＞0.05）。治療后，2 組患者的PaO2、SaO2、pH 水平相較于治療前均有所上升，Pa-CO2水平相較于治療前均有所下降，組內比較差異具有統計學意義（P＜0.05）；同時HFNC 組患者的PaO2、SaO2、pH 水平高于NPPV 組，而PaCO2水平低于NPPV 組，組間比較差異具有統計學意義（P＜0.05）。見表2。

表2 HFNC 組和NPPV 組患者PaO2、PaCO2、SaO2、pH 水平比較（± s）

表2 HFNC 組和NPPV 組患者PaO2、PaCO2、SaO2、pH 水平比較（± s）

注：與治療前比較aP＜0.05；HFNC 為經鼻高流量濕化氧療，NPPV 為無創正壓通氣，PaO2 為動脈血氧分壓，PaCO2 為動脈二氧化碳分壓，SaO2 為血氧飽和度，pH 為動脈血氫離子濃度指數

組別HFNC 組NPPV 組t 值P 值例數63 56 PaO2（mmHg）治療前56.83±6.84 57.01±6.97 0.142 0.887治療后78.52±9.14a 72.95±8.33a 3.459 0.001 PaCO2（mmHg）治療前57.13±3.65 56.88±3.72 0.370 0.712治療后43.72±2.57a 46.56±3.01a 5.551＜0.001 SaO2（%）治療前82.59±3.17 82.97±3.03 0.666 0.506治療后94.16±2.58a 91.84±3.27a 4.319＜0.001 pH治療前7.24±0.12 7.27±0.11 1.415 0.160治療后7.40±0.12a 7.35±0.15a 2.018 0.046

2.2 OS 指標水平比較 治療前，2 組患者的SOD、GSH-Px、MDA 水平差異均不明顯，組間比較差異無統計學意義（P＞0.05）。治療后，2 組患者的SOD、GSH-Px 水平相較于治療前均有所上升，MDA 水平相較于治療前均有所下降，與治療前比較差異具有統計學意義（P＜0.05）；同時HFNC 組患者的SOD、GSH-Px 水平高于NPPV 組，而MDA 水平低于NPPV 組，組間比較差異具有統計學意義（P＜0.05）。見表3。

表3 HFNC 組和NPPV 組患者SOD、GSH-Px、MDA 水平比較（± s）

表3 HFNC 組和NPPV 組患者SOD、GSH-Px、MDA 水平比較（± s）

注：與治療前比較aP＜0.05；HFNC 為經鼻高流量濕化氧療，NPPV 為無創正壓通氣，SOD 為超氧化物歧化酶，GSH-Px 為谷胱甘肽過氧化物酶，MDA 為血清丙二醛

組別HFNC 組NPPV 組t 值P 值例數63 56 SOD（U/ml）治療前76.12±8.26 76.87±8.04 0.501 0.618治療后115.38±11.60a 92.45±10.15a 11.410＜0.001 GSH-Px（U/ml）治療前117.06±13.20 117.47±13.03 0.170 0.865治療后141.96±15.87a 129.46±14.93a 4.409＜0.001 MDA（nmol/L）治療前6.93±2.01 6.87±1.96 0.164 0.870治療后4.26±1.36a 5.68±1.52a 5.379＜0.01

2.3 不良反應比較 治療過程中HFNC 組患者發生鼻腔出血2 例（3.17%）、影響吞咽2 例（3.17%），NPPV 組發生鼻腔出血4 例（7.14%）、面部壓傷5 例（8.93%）、影響吞咽12 例（21.43%）、幽閉恐懼3 例（5.36%）、胃腸脹氣5 例（8.93%）、不耐受5 例（8.93%）；HFNC 組不良反應發生率為6.35%（4/63），低于NPPV 組的60.71%（34/56），組間比較差異具有統計學意義（P＜0.05）。見表4。

表4 HFNC 組和NPPV 組患者不良反應比較［例（%）］

3 討論

AECOPD 多并發Ⅱ型呼吸衰竭［9］，該類患者易發生酸堿失衡、臟器功能障礙等病癥，嚴重的可導致肺性腦病，若未得到及時診治，可危及生命；治療方式主要是短期內使患者通氣功能得到改善并糾正其酸堿失衡、電解質紊亂以及提高血氧濃度等［10］。有研究顯示，NPPV 可有效幫助患者呼吸窘迫、呼吸肌疲勞得到改善，糾正其呼吸性酸中毒及低氧血癥，以及降低插管率及病死率，是目前治療AECOPD 合并呼吸衰竭的首選方式［11-12］。但NPPV在臨床中易使患者出現幽閉恐懼、皮疹及皮膚破損等癥狀，以及影響患者進食飲水、交談等，并且該治療設備價格較高、操作反復，難以普遍應用于實際治療中［13］。而HFNC 能夠使患者吸氧濃度維持穩定，并存在一定的呼氣末正壓（positive end expiratory pressure，PEEP）效應，使呼氣末肺容積得到提高，改善患者生理舒適度，提升肺泡有效通氣量及糾正高碳酸血癥［14］。目前雖有HFNC 治療AECOPD 療效的相關報道，但對AECOPD 并發Ⅱ型呼吸衰竭患者分別應用NPPV、HFNC 治療后OS 等相關指標變化的文獻報道稀缺。

本研究結果顯示，2 組患者分別經HFNC、NPPV 治療3 d 后通氣功能均有所改善，同時HFNC組患者PaO2、SaO2、pH 水平高于NPPV 組，而PaCO2低于NPPV 組（P＜0.05），提示HFNC 治療AECOPD并發Ⅱ型呼吸衰竭相較于NPPV，對患者BG 指標改善效果更好，究其原因可能是HFNC 治療儀器由鼻塞式輸氧管、濕化加熱系統及流量發生裝置等組成，可使呼吸道阻力明顯下降，增強肺泡通氣量，從而達到改善患者舒適度的目的［15］；并且經高流量氧氣沖刷下，促使呼氣末殘留的CO2加快排出，盡可能地避免了CO2重吸收；此外，高通氣量情形下具有PEEP 效應，有利于患者塌陷的肺泡復張，使其呼氣末肺容積得到提升，最終使患者氧合功能得以改善［16］。

AECOPD 患者肺部OS 反應存在明顯增強，機體自由基、氧化物大量釋放，呼出氣一氧化氮（fractional exhaled nitric oxide，FeNO）水平明顯上升。SOD 是一種抗氧化金屬酶，可促進超氧陰離子生成O2、H2O2，并且可減少細胞遭受氧自由基的損傷，從而抑制過氧化產物生成［17］；MDA 水平能夠體現自由基損害細胞而引發的脂質過氧化反應程度［18］；而血清中MDA、SOD 及GSH-Px 水平高低能夠間接體現機體清除自由基能力的強弱。因此，檢測患者MDA、SOD 及GSH-Px 水平可幫助了解其氧化/抗氧化狀態及失衡程度［19］。本研究結果顯示，2 組患者分別行HFNC、NPPV 治療3 d 后MDA、SOD 及GSH-Px 水平均有明顯改善，同時HFNC 組患者的SOD、GSH-Px 水平高于NPPV，而MDA 水平低于NPPV 組，提示HFNC 治療AECOPD 并發Ⅱ型呼吸衰竭相較于NPPV，對患者OS反應緩解效果更佳。HFNC 通過加溫加濕處置患者吸入的氣體，使其與患者生理呼吸狀態更為相近，從而降低并發癥的發生率，提高其舒適度，并可促進小氣道收縮，提升氣道黏膜纖毛功能，幫助濕化氣道分泌物，促使清除氣道分泌物［20］。本研究中HFNC 組患者僅有4 例出現鼻腔出血或吞咽受影響，其不良反應發生率為6.35%，明顯低于NPPV 組的60.71%，提示HFNC 治療AECOPD 并發Ⅱ型呼吸衰竭能夠有效降低患者不良反應率，其采用大孔鼻塞無需接觸患者面部，避免患者發生皮損或幽閉恐懼。本研究中患者鼻部少許損傷是由于患者病情較重、躁動不安，在治療時扯脫導管，導致導管反復摩擦鼻中隔部位。而NPPV 須行呼吸面罩治療，同時為了維持潮氣量，對面部有一定壓力，致使患者發生面部壓瘡、幽閉恐懼的風險上升，并且正壓通氣發生胃腸脹氣概率更高，導致吞咽功能受限，最終引發患者不耐受［21］。HFNC因其符合生理通氣的特點，供氣流速大于或約等于患者自主吸氣流速，使患者自主呼吸流速需求得以滿足，并能夠確保患者吸氧濃度不受其吸氣方式影響，最終使患者呼吸困難等癥狀得以緩解［22］；HFNC 采用高流量氣體對患者鼻咽部解剖死腔持續沖刷，可有效促進其肺部氣體交換，降低呼出氣體再吸率，盡可能清除CO2，從而有效減少胃腸脹氣等并發癥的發生率，提高患者的依從性［23］。

綜上所述，HFNC 治療AECOPD 并發Ⅱ型呼吸衰竭相較于NPPV，對患者BG 指標及OS 改善效果更明顯，不良反應發生率更低。