自主過度通氣試驗對不同呼吸衰竭患者低氧血癥的影響及臨床意義

王慧玲 程忠 胡彥峰 任洪波 毛哲哲 郭淑霞 陳奎利

部分不伴肺部疾病的阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(OSAHS)存在日間低氧和二氧化碳潴留，少數可發生Ⅱ型呼吸衰竭［1］。隨著對睡眠呼吸障礙性疾病的深入認識，發現以呼吸衰竭入院的患者中此類患者并不少見［1］。發病機制可能與呼吸中樞對低氧和高二氧化碳的反應性低下有關，即屬于“不愿呼吸者”［2］。與常見的以肺功能受損為主的“不能呼吸者”相比，盡管二者臨床上均表現為呼吸衰竭，但診療手段并不相同。本研究將測定患者的呼吸中樞反應性探討其發病機制及自主過度通氣試驗在此類患者臨床識別及指導治療方案選擇中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 從2012年1月至2013年12月在邯鄲市中心醫院呼吸科睡眠中心就診的OSAHS患者中連續入組23例日間低氧伴或不伴二氧化碳潴留的患者，其動脈血氣分析達到呼吸衰竭診斷標準。其中男10例，女13例;年齡7～83歲，平均年齡(58±11)歲;患者均較肥胖，平均體重指數(BMI)為(32.98±4.18)kg/m2。結合肺CT、胸片檢查，根據常規肺功能檢查選擇1 s用力呼氣容積(FEV1)占預計值的百分比(FEV1%)＞70%者15例為研究者。從FEV1% ＜70%8例患者為對照。

1.2 方法

1.2.1 肺功能及血氣分析:患者在自主過度通氣前進行常規肺功能檢查測定1 s用力呼氣容積(FEV1)占預計值的百分比(FEV1%)、1 s用力呼氣容積占用力肺活量(FVC)比值(FEV1/FVC);血常規測定紅細胞計數、血紅蛋白、紅細胞比積;清醒、安靜、呼吸室內空氣下血氣分析測定 pH 值、PaCO2、PaO2、SaO2。

1.2.2 睡眠呼吸監測:多導睡眠監測(PSG)測定睡眠呼吸暫停低通氣指數(AHI)。

1.2.3 自主過度通氣試驗:所有患者在清醒、安靜、呼吸室內空氣下進行自主過度通氣(盡可能地深快呼吸)1 min，測定其過度通氣前后的脈搏血氧飽和度(血氧Holter儀)。其中10例測定了過度通氣前后的血氣分析。

1.2.4 呼吸中樞低氧反應性(ΔVE/ΔSaO2)、高 CO2反應性(ΔVE/ΔPaCO2)。低氧反應性采用 Rebuck和Campbell法:受試者重復呼吸袋內預置的普通空氣，呼氣端連接鈉石灰瓶以吸收多余的CO2，使PETCO2在試驗過程中維持在恒定水平。從SaO2降至90%時開始，每隔10 s同步記錄 VE和 SaO2，直到 SaO2降至70%左右時結束。高CO2反應性測定采用Read法:受試者重復呼吸預先配置在氣袋容量為肺活量 +1 L的高CO2混合氣［7%CO2，40%氧，53%氮，大約15～20 s出現CO2平臺后，每隔10 s鐘記錄VE和呼氣末CO2分壓(PETCO2)］。直到PETCO2達60 mm Hg左右為止。整個試驗過程中SaO2維持在98%以上。將VE分別與對應的 PETCO2和SaO2進行直線回歸，計算其斜率 ΔVE/ΔSaO2和 ΔVE/ΔPaCO2。

1.3 觀察指標 其中18例患者進行了持續氣道正壓通氣治療(CPAP)并測定治療前后血氣分析及ΔVE/ΔSaO2、ΔVE/ΔPaCO2，比較治療前后變化。

1.4 統計學分析 應用SPSS 13.0統計軟件，計量資料以±s表示，同一患者自主過度通氣前后的改變應用配對t檢驗，組間比較應用獨立樣本t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 自主過度通氣前后SpO2及PaO2變化 23例患者中15例患者自主通氣后SpO2顯著上升，為4% ～19%，平均(9.23±4)%，大多數達到正常水平，其中8例患者進行了過度通氣前后的血氣分析測定，PaO2明顯上升，為9.9 ～35 mm Hg，平均(22 ±7.8)mm Hg。8例患者變化不明顯，SpO2變化為0～5%，平均(2±1.5)%，其中2例患者進行了過度通氣前后的血氣分析測定，PaO2變化值為分別為2 mm Hg和－1 mm Hg。兩者差異有統計學意義(P＜0.01)。見表1。

表1 自主過度通氣前后SpO2及PaO2變化

2.2 改善組和未改善組BMI、治療前血氣分析、呼吸中樞低氧、高二氧化碳反應性比較 自主過度通氣后低氧血癥明顯改善的患者FEV1/FVC在正常范圍(＞70%預計值)，而無明顯改善者FEV1/FVC低于70%。于是，根據自主過度通氣實驗后低氧血癥的改變將患者分為改善組和未改善組，對其BMI、治療前血氣分析和呼吸中樞對低氧和高二氧化碳的反應性進行比較。改善組4例、未改善組5例行呼吸中樞反應性測定，改善組患者低氧反應性均低于正常，為 －0.021～－0.282 L·min－1·%－1［正 常 值 (－ 0.38 ±0.04)L·min－1·%－1］，高二氧化碳反應性有 2 例分別為 1.888 和 2.338，其余均低于正常，為 0.052 ～0.952 L·min－1·mm Hg－1［正 常 值 (1.22 ±0.53)L·min－1·mm Hg－1］; 未 改 善 組 低 氧和高二氧化碳反應性 均 低 于 正 常， 分 別 為－0.039 ～ －0.085 L·min－1·%－1和 0. 004 ～0.638 L·min－1·mm Hg－1。2 組 BMI、治 療 前 pH值、PaCO2、PaO2、SaO2差異無統計學意義(P＞0.05)，呼吸中樞低氧反應性和高二氧化碳反應性差異無統計學意義(P＞0.05)。見表2。

表2改善組和未改善組BMI、治療前血氣分析、呼吸中樞低氧、高二氧化碳反應性比較±s

表2改善組和未改善組BMI、治療前血氣分析、呼吸中樞低氧、高二氧化碳反應性比較±s

組別 pH值 PaCO2(mm Hg) PaO2(mm Hg) SaO2(%) 低氧反應性(L·min －1·% －1)高二氧化碳反應性(L·min－1·mm Hg－1)BMI(kg/m2)改善組(n=4) 7.37 ±0.08 60.16 ±1.9 57 ±1.02 86.5 ±5.65 0.108±0.08 0.64 ±0.68 33.45 ±4.18未改善組(n=5) 7.36 ±0.06 66 ±12.8 49 ±9.39 84.9 ±7.99 0.07 ±0.019 0.27 ±0.23 31.8 ±4.33

2.3 2組患者持續氣道正壓通氣治療后血氣分析的改變 改善組中11例、未改善組7例在確診后應用了雙水平持續氣道正壓通氣(BiPAP)治療，吸氣壓14～26 cm H2O，呼氣壓6～8 cm H2O。分別比較治療前后血氣分析的改變。BiPAP治療后2組患者的PaO2均有顯著改善(P＜0.05)，2組PaO2治療后改善值差異無統計學意義(P＞0.05)。見表3。

表3 2組患者持續氣道正壓通氣治療后血氣分析改變±s

表3 2組患者持續氣道正壓通氣治療后血氣分析改變±s

組別治療前pH值 PaCO2治療前(mm Hg)PaO2治療前(mm Hg)SaO2治療前(%)治療后pH值治療后 PaCO2治療后(mm Hg)PaO2治療后(mm Hg) SaO2治療后(%)改善組(n=11) 7.37 ±0.08 60.16 ±1.9 57 ±1.02 86.5 ±5.65 7.41 ±0.04 46.7 ±5.2 71.1 ± 13.6 93.7 ± 3.3未改善組(n=7) 7.36 ±0.06 66 ±12.8 49 ±9.39 84.9 ±7.99 7.4 ±0.0460.1 ±7.97 70.3 ± 11.8 93.9 ± 1.9

3 討論

呼吸衰竭是由各種原因引起的肺通氣和(或)換氣功能嚴重障礙，致使在靜息狀態下不能維持有效的氣體交換，導致缺氧伴或不伴二氧化碳潴留，從而引起一系列生理功能和代謝紊亂的臨床綜合征，并除外心內解剖分流和原發于心排血量降低的原因［3］。臨床從常見發病機制上分為三種類型:(1)“不能呼吸”:可繼發于神經肌肉疾病、肺部疾病等。從我們的研究結果中可以看到SpO2及PaO2不能通過自主的過度通氣達到正常水平的這部分患者其FEV1占預計值的百分比(FEV1%)、FEV1/FVC%明顯低于正常，存在阻塞型通氣障礙，提示存在呼吸系統的病變，屬于這種類型。(2)“不愿呼吸”:這種呼吸障礙的產生是由于呼吸中樞化學感受器敏感性下降，對低氧和高二氧化碳的反應性下降，從而使呼吸中樞的驅動能力下降，造成通氣不足。從我們的研究結果中可見，患者的肺功能在正常范圍，卻存在嚴重的低氧血癥和高碳酸血癥，但這種低氧和高二氧化碳可通過患者主動的過度通氣而恢復正常。這部分患者就屬于這種類型。(3)“不該呼吸”:見于某些病態的過度通氣綜合征。由于過度通氣造成二氧化碳排出過多，形成的低碳酸血癥和呼吸性堿中毒［4，5］。

臨床上對于“不能呼吸”所造成的呼吸衰竭認識比較充分，能夠引起足夠重視，卻常常忽視因“不愿呼吸”造成呼吸衰竭的這部分患者。由于患者缺乏肺部疾患的相關病史，肺功能檢查可在正常范圍，如果對其缺乏認識，則很容易誤診或漏診，造成嚴重后果。有1例因雙膝骨性關節炎入骨科待手術，因夜間睡眠差，被給予舒樂安定2 mg口服后出現嗜睡，意識模糊，血氣分析二氧化碳分壓顯著升高，出現了肺性腦病。還有1例患者因不恰當的氧療造成二氧化碳上升引起昏迷。因此，在臨床上如何快速準確的鑒別診斷尤為重要。我們通過以上研究發現這類“不愿呼吸”或“忘了呼吸”的患者具有以下特點:(1)肥胖，多數伴有夜間睡眠呼吸紊亂;(2)低氧及二氧化碳潴留不能以心肺疾病等相關疾病解釋;(3)胸部影像學及肺功能大致正常;(4)低氧血癥可通過自主過度通氣而改善，即屬于可復性的呼吸衰竭。由于其呼吸中樞對低氧、高二氧化碳反應性降低，造成呼吸驅動能力下降，如果不恰當的應用鎮靜安眠藥或高濃度氧療等，就會進一步抑制呼吸中樞的反應性，使呼吸運動進一步減弱，導致癥狀加重。肥胖低通氣綜合征就是這類呼吸衰竭最為常見的疾病之一。

在研究中發現“不愿呼吸”的患者低氧和高二氧化碳反應性低于正常，但是，具有肺功能異常的“不能呼吸”的患者也存在低氧和高二氧化碳反應性下降，2組差異無統計學意義(P＜0.01)。1例患者為剖腹產術后出現低氧血癥，I型呼吸衰竭，臨床診斷疑為羊水栓塞，但自主過度通氣試驗發現患者過度通氣后動脈血氧分壓由55.2 mm Hg升至75.5 mm Hg，考慮低氧的主要原因為肺泡通氣不足。后通過進一步檢查最終除外了羊水栓塞的診斷，避免了患者不恰當的過度治療。由于自主過度通氣試驗簡單易行，在缺乏肺功能等檢查設備的基層醫院更值得推廣。

針對其發病機制的特點，增加患者的通氣量是最為有效的治療方法。本研究中，我們通過應用無創呼吸機治療人為的增加患者的通氣量，并有效治療其夜間睡眠呼吸紊亂，顯著改善了患者的缺氧狀態。此外，無創通氣治療還有助于減少呼吸肌活動性，降低吸氣負荷，緩解呼吸肌疲勞［6］。結果顯示，2組患者經無創通氣治療后血氣分析都得到了明顯改善，呼吸中樞的敏感性也有所恢復。但長期療效還需進一步跟蹤隨訪。

1 Leech J，Onal E，Aronson R.Voluntary hyperventilation in obesity hypoventilation.Chest，1991，100:1334-1338.

2 Rhoads CC，Brady JS.Idiopathic alveolar hypoventilation:clinical spectrum.Ann Intern Med，1969，71:271-87.

3 葉任高主編.內科學.第5版.北京:人民衛生出版社，2001.46.

4 韓芳，陳爾璋，魏海琳，等.肥胖通氣低下綜合征患者呼吸中樞反應性的改變與二氧化碳潴留的相關作用.中華內科雜志，1999，38:466-469.

5 張榮葆，丁東杰，陳爾璋，等.對慢性阻塞性肺病呼吸衰竭患者二氧化碳潴留機制的探討.中華內科雜志，1998，37:749-752.

6 Pankow W，Hijjeh N，Schulttler F，et al.Influence of noninvasive positive pressure ventilation on inspiratory muscle activity in obese subjects.Eur Respir J，1997，10:2847-2852.