Tei指數(shù)評價雙水平正壓通氣治療COPD并發(fā)呼吸衰竭患者的右心功能

陳曉雪，宋德剛，孫立娟(.河北省秦皇島市第一醫(yī)院超聲一科，河北 秦皇島 066000；. 河北省秦皇島市第一醫(yī)院重癥醫(yī)學科，河北 秦皇島 066000)

·論 著·

Tei指數(shù)評價雙水平正壓通氣治療COPD并發(fā)呼吸衰竭患者的右心功能

陳曉雪1，宋德剛2，孫立娟1
(1.河北省秦皇島市第一醫(yī)院超聲一科，河北 秦皇島 066000；2. 河北省秦皇島市第一醫(yī)院重癥醫(yī)學科，河北 秦皇島 066000)

目的利用超聲心動圖Tei指數(shù)觀察雙水平正壓通氣治療慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)并發(fā)呼吸衰竭患者右心功能的改善情況，探討Tei指數(shù)對預測脫機是否有價值。方法選取COPD并發(fā)呼吸衰竭患者48例，入科后經(jīng)口氣管插管行機械通氣，分別于入科第1天(上機前)、第2天和第5天行血氣分析及床旁超聲心動圖檢查，記錄3個時點的心率(heart rate，HR)、呼吸頻率(respiratory rate,RR)、酸堿度(pH)、氧分壓(arterial partial pressure of oxygen，PO2)、二氧化碳分壓(partial pressure of carbon dioxide,PCO2)、氧飽和度(saturation oxygen，SO2)、右心室前后徑(right ventficular，RV)、右心室前壁厚度(right ventricular anterior wall thickness, RVAW)、肺動脈收縮壓(pulmonary arterial systolic pressure,PASP)、右心室Tei指數(shù)，并行對比。根據(jù)入科第5天脫機是否成功，將患者分為脫機成功組(35例)和脫機失敗組(13例)，就2組患者3個時點的Tei指數(shù)進行比較。結(jié)果入科第2天和入科第5天所有患者的HR、RR、PCO2明顯低于入科第1天，pH、PO2、SO2明顯高于入科第1天，PASP、Tei指數(shù)明顯低于入科第1天(P<0.05)。3個時點所有患者RV、RVAW差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。隨時間延長，2組患者Tei指數(shù)總體均呈下降趨勢，脫機成功組下降的幅度更大，組間、時點間、組間·時點間交互作用差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結(jié)論對于COPD并發(fā)呼吸衰竭患者，采用雙水平正壓通氣治療可明顯改善其癥狀及右心功能，提高治愈率；Tei指數(shù)是評價右心功能的較敏感指標，對預測脫機有一定價值。

肺疾病，慢性阻塞性；呼吸功能不全；呼吸，人工

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是臨床上常見的慢性呼吸系統(tǒng)疾病，隨著病情發(fā)展，肺動脈壓力呈不同程度增高，且肺動脈高壓(pulmonary arterial hypertrsion，PH)為該疾病發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，使右心負荷增加，右心形態(tài)和功能發(fā)生改變，甚至出現(xiàn)右心衰竭。呼吸衰竭是COPD患者急性加重期常見的并發(fā)癥，與肺動脈高壓互為因果，如不進行及時、有效的搶救，病死率很高。對于COPD合并呼吸衰竭患者雙水平正壓通氣已成為臨床常規(guī)治療手段，但其在改善患者肺部通氣、換氣的同時是否能降低肺動脈壓力、改善右心功能尚無超聲詳細量化報道。Tei指數(shù)可以綜合反映心臟收縮和舒張整體功能，且不受心臟幾何形狀的影響，近年來廣泛應(yīng)用于成年人、兒童及胎兒左、右心功能的評估[1-4]。本研究旨在利用Tei指數(shù)評價雙水平正壓通氣治療COPD并發(fā)呼吸衰竭患者右心功能的改善情況，并探討Tei指數(shù)是否對預測脫機有意義。現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2012年9月—2015年9月河北省秦皇島市第一醫(yī)院重癥醫(yī)學科收治的COPD急性加重并發(fā)呼吸衰竭患者48例，所有患者均符合COPD急性加重并發(fā)呼吸衰竭的診斷[5]，動脈血氣分析達到呼吸衰竭標準，且肺動脈收縮壓≥40 mmHg[6]，患者本人或授權(quán)委托人簽字同意行經(jīng)口氣管插管及機械通氣治療，治療48 h后依病情行脫機試驗，試驗成功患者予拔除氣管插管，拔管未復插(一般為24 h內(nèi))視為脫機成功，根據(jù)入科第5天脫機是否成功，將患者分為脫機成功組(35例)和脫機失敗組(13例)。脫機成功組男性20例，女性15例，年齡61～78歲，平均(67.25±4.73)歲；脫機失敗組男性8例，女性5例，年齡64～81歲，平均(70.43±5.12)歲。排除標準：①病情未能控制死亡者；②中途放棄治療者；③有嚴重肺部腫瘤、肺部纖維化及肺部栓塞者；④有原發(fā)性心臟疾病者；⑤有自發(fā)性或張力性氣胸者；⑥有近期胸部外傷及手術(shù)史者。

本研究通過我院倫理委員會批準實施。

1.2 研究方法

1.2.1 一般治療 所有患者行心電血氧監(jiān)護，采集血氣分析，重癥醫(yī)生行床旁氣管插管準備，包括丙泊酚誘導鎮(zhèn)靜、面罩給氧、開放靜脈通路等，超聲科醫(yī)生同時快速行床旁超聲心動圖檢查，檢查結(jié)束后行床旁氣管插管并完成有創(chuàng)機械通氣。另外，所有患者均接受我院重癥醫(yī)學科COPD標準治療，包括生命體征監(jiān)測[監(jiān)測心率(heart rate，HR)、血壓、血氧、體溫、心電圖]、病危護理、鼻飼進食、抗炎、擴張支氣管等。入科48 h后，積極評級患者，符合脫機試驗要求的患者，給予嘗試性脫機處理，部分患者脫機成功，部分患者脫機后短期(一般為24 h內(nèi))再次伴發(fā)呼吸衰竭，再次行氣管插管、呼吸機通氣。

1.2.2 呼吸機通氣 應(yīng)用德國Drager呼吸機(savina 300)，48例患者應(yīng)用經(jīng)口氣管插管(7.5號)行機械通氣，通氣方式為雙水平正壓通氣(Bi-level positive airway pressure，BiPAP)，通氣參數(shù)為： 吸氣相正壓20 cmH2O，呼氣相正壓 6 cmH2O，呼吸頻率(respiratory rate,RR)12次/min，吸氣時間1.6 s，吸呼比1∶2，呼吸機給氧濃度35%。于入科第1天(機械通氣前)、第2天、第5天監(jiān)測患者HR、RR、血氣分析[包括酸堿度(pH)、氧分壓(arterial partial pressure of oxygen，PO2)、二氧化碳分壓(partial pressure of carbon dioxide,PCO2)、氧飽和度(saturation oxygen，SO2)]。

1.2.3 超聲檢查 應(yīng)用荷蘭飛利浦公司的iE33彩色多普勒超聲診斷儀，S5-1探頭，2～4 MHz。于入科第1天(機械通氣前)、第2天、第5天行床旁超聲心動圖檢查，并連接體表心電圖同步監(jiān)測。

在二維狀態(tài)下取胸骨旁左心室長軸切面，測量右心室前后徑(right ventricular,RV)、右心室前壁厚度(right ventricular anterior wall,RVAW)；取四腔心切面，以彩色多普勒顯示三尖瓣口最大反流束，并用連續(xù)多普勒測量其最大流速，無右心室流出道梗阻及肺動脈瓣狹窄時，可根據(jù)三尖瓣反流估測肺動脈收縮壓(pulmonary arterial systolic pressure,PASP)=右心室收縮壓(right ventricular systolic pressure,RVSP)，根據(jù)改良柏努力公式RVSP=4 V2+右心房壓(right atrial pressure，RAP)，V為三尖瓣最大反流速度；當吸氣時下腔靜脈呼吸塌陷率為100%時，RAP<5 mmHg；當吸氣時下腔靜脈呼吸塌陷率>50%時，RAP=5～10 mmHg；當吸氣時下腔靜脈呼吸塌陷率<50%時，RAP=>10～15 mmHg[7]。按照計算公式：Tei指數(shù)=(心室等容收縮時間+等容舒張時間)/射血時間=(a-b)/b，a為右房室瓣血流頻譜上一個心動周期A峰的終點到下一心動周期E峰起點時間，b為肺動脈射血時間[8-9]。測量并計算得到右心室Tei指數(shù)，所測數(shù)值取3個心動周期的平均值。

1.3 統(tǒng)計學方法 應(yīng)用SPSS 13.0軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料比較采用單因素方差分析、q檢驗和重復測量的方差分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 HR、RR、血氣分析指標比較 入科第2天和入科第5天所有患者的HR、 RR、PCO2明顯低于入科第1天，pH、PO2、SO2明顯高于入科第1天，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；入科第2天與入科第5天各指標差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 3個時點HR、RR、血氣分析指標比較Table 1 Comparison of HR, RR and blood gas analysis in the three time spots (n=48，±s)

*P<0.05與入科第1天比較(q檢驗)

2.2 超聲指標比較 入科第2天、入科第5天所有患者PASP、Tei指數(shù)明顯低于入科第1天，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；入科第2天和入科第5天PASP、Tei指數(shù)比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；3個時點所有患者RV、RVAW差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表2。

2.3 脫機成功組和脫機失敗組Tei指數(shù)比較 2組患者隨時間延長，Tei指數(shù)總體呈下降趨勢，脫機成功組下降的幅度更大，組間、時點間、組間·時點間交互作用差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表3。

表2 3個時點超聲指標比較Table 2 Comparison of the index of echocardiography in the three time spots (n=48，±s)

*P<0.05與入科第1天比較(q檢驗)

表3 脫機成功組與脫機失敗組Tei指數(shù)比較Table 3 Comparison of the Tei index between successful taking-off group and failure taking-off group ±s)

3 討 論

COPD是一種以慢性進行性氣道阻塞為特征的疾病，主要表現(xiàn)為呼氣性呼吸困難，常引起低氧血癥和二氧化碳潴留[10]，使肺動脈阻力增加，導致肺動脈高壓，當COPD患者出現(xiàn)呼吸衰竭時，將進一步導致肺動脈壓力的升高，且二者互為因果，右心壓力和容量負荷也隨之增加。COPD患者反復出現(xiàn)感染，導致肺部過度充氣，呼氣時相延長，引起呼吸肌過度疲勞，因此在并發(fā)呼吸衰竭時給予輔助通氣尤為重要。盡管無創(chuàng)機械通氣的應(yīng)用使部分病情較輕的患者呼吸衰竭得以改善，但對于呼吸肌疲勞不能緩解或呼吸道分泌物過多而咳嗽無力患者，無創(chuàng)呼吸機有其局限性，可能會加重病情[11]。有創(chuàng)機械通氣可以快速清除氣道分泌物，使氣道暢通，糾正低氧血癥和高碳酸血癥，有效改善呼吸衰竭患者的癥狀。

患者機械通氣的目的首先在于支持肺泡通氣，有效糾正低氧血癥和高碳酸血癥，緩解呼吸肌疲勞。另外，COPD患者隨著肺動脈壓力的增加會出現(xiàn)右心擴大和右心衰竭，嚴重威脅著患者的生命，機械通氣可以改善右心功能，其機制可能如下。①COPD患者失代償期存在低氧血癥和二氧化碳潴留，低氧可誘導產(chǎn)生內(nèi)源性縮血管介質(zhì)，引起肺血管收縮，還可導致肺動脈結(jié)構(gòu)重建和原位血栓形成，是肺動脈高壓的危險因素[12]，二氧化碳潴留引起的酸中毒也可導致肺血管收縮，低氧血癥和高碳酸血癥同時存在會加重肺動脈壓力[13]。此時右心通過代償能力克服肺動脈壓力升高帶來的阻力，隨著病情進展，終致右心衰竭，肺動脈高壓的形成是導致肺心病的關(guān)鍵病理環(huán)節(jié)，同時肺動脈高壓也是影響COPD患者預后的危險因素[14]。而機械通氣可增加肺泡通氣量，防止肺泡萎縮，有效排出CO2，最大程度地提高PO2，并降低PCO2，減輕肺血管收縮，有效控制肺動脈高壓，從而改善患者的右心功能。②正壓通氣使胸內(nèi)壓升高，回流的靜脈血減少；且正壓通氣擠壓心包，增加心包腔壓力，舒張末期右心容積減小，使回心血量減少，右心室前負荷減輕。有研究顯示，與自主呼吸時相反，這種變化對肺心病失代償期的右心功能可能有利[15]。③同時機械通氣使胸內(nèi)壓增高，心室跨壁壓降低，也可使右心后負荷降低，進而改善右心功能。本研究中，給予COPD并發(fā)呼吸衰竭患者BiPAP機械通氣，第2天、第5天與第1天比較，患者的常規(guī)指標、PASP及右心功能均有改善，提示BiPAP機械通氣能夠改善患者的臨床癥狀及右心功能。

入科第2天和入科第5天的各項指標差異無統(tǒng)計學意義，可能由于部分患者病情好轉(zhuǎn)，成功脫機后呼吸機通氣治療中斷，COPD患者脫機成功后雖臨床狀態(tài)好轉(zhuǎn)，但其血氣分析、血氧、RR、HR常常比脫機前略差。脫機未成功患者因持續(xù)機械通氣，血氣分析、血氧、RR、HR等指標大多會持續(xù)好轉(zhuǎn)。同理，繼續(xù)接受呼吸機通氣治療的患者PASP及右心功能也可能會繼續(xù)好轉(zhuǎn)。

右心室形態(tài)復雜，有發(fā)達的肌小梁，心動周期中變形明顯，常規(guī)超聲很難根據(jù)標準幾何形態(tài)準確測定右心室容積及估算射血分數(shù)。Tei指數(shù)即心肌做功指數(shù)，是綜合評價心臟收縮和舒張功能的指標，不受血壓、心率和年齡的影響，不依賴心室?guī)缀文Ｐ偷臏y量，在提出之初，主要用于評價患者左心功能，隨著超聲醫(yī)學的進步和發(fā)展，其適用范圍不斷拓展，逐漸運用于患者右心功能的評價，且顯現(xiàn)出明顯優(yōu)勢[16-17]。還有研究發(fā)現(xiàn)，Tei指數(shù)在肺心病患者和健康人群的差異明顯，敏感度、特異度高[18]。本研究中，經(jīng)機械通氣治療后PASP及Tei指數(shù)明顯降低，差異有統(tǒng)計學意義，提示機械通氣治療后肺血管阻力明顯下降，右心室整體功能有較明顯的改善。本研究結(jié)果還顯示，反映右心室形態(tài)的RV、RVAW在治療前后差異無統(tǒng)計學意義，這種結(jié)果可能說明在右心室形態(tài)改變不明顯時，Tei指數(shù)已有改變，因此用反映心臟整體功能的Tei指數(shù)來評價右心室功能更具優(yōu)勢。另外，在對脫機成功組和脫機失敗組不同時點的Tei指數(shù)進行比較時發(fā)現(xiàn)，隨著時間的延長，2組Tei指數(shù)總體均呈下降趨勢，脫機成功組下降的幅度更大，組間、時點間、組間·時點間交互作用差異均有統(tǒng)計學意義，原因可能是隨著各種引起右心衰竭因素的減弱，部分患者右心功能恢復較快，在各項呼吸指標達標的基礎(chǔ)上，脫機試驗更容易成功，但脫機成功組Tei指數(shù)第5天較第2天略有增高，可能與成功脫機后呼吸機通氣治療中斷有關(guān)，因此Tei指數(shù)可能對預測脫機有一定意義，但仍需加大樣本量一步研究。

綜上所述，有創(chuàng)機械通氣是治療COPD并發(fā)呼吸衰竭患者的有效措施之一，而Tei指數(shù)這一較新的評價心功能的超聲指標可能會在右心衰竭的診斷及療效評估等方面發(fā)揮重要的作用，其具有廣泛的應(yīng)用前景，值得推廣。

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(本文編輯：趙麗潔)

Evaluation of bi-level positive airway pressure ventilation therapy on right ventricular function in COPD patients combined with respiratory failure by Tei index

CHEN Xiao-xue1, SONG De-gang2, SUN Li-juan1
(1.DepartmentofUltrasoud,theFirstHospitalofQinhuangdaoCity，HebeiProvince，Qinhuangdao066000,China; 2.DepartmentofIntensiveMedicine,theFirstHospitalofQinhuangdaoCity，HebeiProvince，Qinhuangdao066000,China)

Objective To examine the improvement of Bi-level positive airway pressure(BiPAP) ventilation therapy on right ventricular function in chronic obstructive pulmonary disease(COPD) patients combined with respiratory failure by Tei index. To discuss if Tei index is valuable to predict the time for taking off ventilatior. Methods Forty-eight cases of COPD patients combined with respiratory failure were selected in ICU of our hospital, all of whom were given invasive mechanical ventilation with oral trachea cannula. Then the blood gas analysis and bedside echocardiography were examined in the first day(before BiPAP therapy), the second day and the fifth day after entering ICU. The heart rate(HR), respiratory rate(RR), power of hydrogen(PH), partial pressure of oxygen(PO2), partial pressure of carbon dioxide(PCO2), saturation oxygen(SO2), right ventricular diameter(RV), right ventricular anterior wall thickness(RVAW), pulmonary arterial systolic pressure(PASP) and right ventricular Tei index were recorded and compared among the three time spot. The patients were divided into two groups called successful taking-off group and failure taking-off group according to if they had been taken off ventilatiors or not in the fifth day. Tei index was compared between the two groups in the three different time spots. Results Compared with the indexes in the first day, the heart rate, respiratory rate and blood gas analysis of the patients were significantly improved and the PASP, right ventricular Tei index were significantly better in the second and fifth day(P<0.05), and the difference was statistically significant. While the difference of RV and RVAW had no statistical significance. The difference of all the index between the second day and the fifth day had no statistical significance. With the time lapsing, The Tei index of the two groups was in a downward trend and the dates of the successful taking-off group declined by a large margin. The difference between groups,among time spots and among crossover effect of time and grouping factor had statistical significance. Conclusion Invasive BiPAP ventilation can obviously improve the right ventricular function and cure rate in COPD patients combined with respiratory failure. Tei index is a sensitive index for evaluating right heart function and may be valuable to predict the time for taking off ventilatior.

pulmonary disease, chronic obstructive； respiratory insufficiency； respiration, artificial

2016-10-24；

2016-12-14

陳曉雪(1982-)，女，河北張家口人，河北省秦皇島

R563.9

A

1007-3205(2017)04-0450-05

10.3969/j.issn.1007-3205.2017.04.019

市第一醫(yī)院主治醫(yī)師，醫(yī)學碩士，從事超聲醫(yī)學診斷研究。