無創正壓通氣在高碳酸血癥腦病綜合征中的應用

葉曉芳 朱光發

近年來，無創正壓通氣(non-invasive positive pressure ventilation，NPPV)已發展成為多種病因引起的急性呼吸衰竭或慢性呼吸衰竭急性加重期的一線治療手段。無創通氣的合理使用可以減少人工氣道的使用，從而減少人工氣道相關性并發癥，改善呼吸衰竭患者的預后。高碳酸血癥性腦病綜合征(hypercapnic encephalopathy syndrome，HES)常見于嚴重呼吸衰竭和失代償性呼吸性酸中毒。依照國內外指南，傳統有創機械通氣(conventional mechanical ventilation,CMV)是治療HES的常規手段和“金標準”。而HES患者由于存在意識障礙，情緒異常，常常導致NPPV依從性差，以及缺乏有效的氣道保護容易導致誤吸、肺炎和痰液引流不暢，故認為NPPV是治療HES的禁忌證。由于有關NPPV的臨床隨機對照研究(RCT)總是將意識障礙的急性高碳酸血癥呼吸衰竭的患者排除在入選標準之外，導致目前尚缺乏循證醫學證據證明，CMV和NPPV對于HES 患者孰優孰劣。但近期許多臨床研究均表明，NPPV對于單純性HES而無其他NPPV禁忌證的急性呼吸衰竭患者，如果在有經驗的呼吸治療中心密切監護下使用，也是安全有效的。本文就HES的病理生理學及評估方法，NPPV代替CMV作為HES一線治療手段的臨床可行性和存在問題進行闡述。

1.高碳酸血壓性腦病綜合征的病理生理

HES是由于急性呼吸衰竭(或慢性呼吸衰竭急性加重)合并嚴重失代償性呼吸性酸中毒引起的神經精神障礙，包括認知缺陷、煩躁不安、精神錯亂、撲翼樣震顫、嗜睡和昏迷等[1-2]。HES臨床表現差別很大，且具有可逆性。

(1)高碳酸血壓性腦病綜合征病理生理學尚未完全闡明，目前認為是由于CO2潴留透過血腦屏障，引起腦脊液和腦組織酸中毒(H+濃度增加)，進而影響到腦細胞代謝，以及腦細胞和腦組織的結構和功能變化(表1，圖1)。由于CO2具有高脂溶性，容易透過血腦屏障，而碳酸氫根離子(HCO3-)為親水性，不易透過血腦屏障碳酸氫，急性呼吸性酸中毒于腦脊液pH值影響較代謝性酸中毒大得多。HES的臨床表現主要取決于腦脊髓pH值，而不是動脈血pH和/或PaCO2。在高碳酸血癥呼吸衰竭發生發展過程中，不恰當氧療，導致血氧分壓過高，鎮靜劑的使用均可以導致PaCO2升高，加重HES。此外，患者合并缺血性腦病、腎功能損害和心功能不全等也可以影響患者意識改變，使得HES的臨床表現和治療復雜化[1,3]。

表1 HES的發生機制

圖1 HES發生機制 注：CBF：腦血流量；CSF：腦 脊液；ICP：顱內高壓

(2)高碳酸血壓性腦病綜合征的臨床評估：目前臨床上有三種神經功能評分系統用于評估HES嚴重程度：格拉斯哥昏迷量表(GCS)，腦病評分(ES)和Kelly- Matthay評分(KMS)(表2～4)。GCS在臨床上應用廣泛，但始建于評估和監測顱腦損傷后意識障礙水平[4]。ES是由Brochard等[5]引入的一個4級評分系統，用于高碳酸血癥急性呼吸衰竭的神經功能障礙評估，但缺乏特異性和和清晰度(程度不同的意識障礙歸于同一級別)。KMS是6級評分系統，主要用于評估ICU病房中接受機械通氣患者的意識障礙[6]，同時也是評估RICU病房中接受NPPV治療HES患者預后的評分工具[7]。

表2 格拉斯哥昏迷評分

注：GCS=E+V +M；從 3分 (最嚴重神經系統損傷) 到15分 (正常)

圖2 臨床HES治療流程 注：FBO：纖維支氣管鏡檢查；ABG：動脈血氣分析

級別表現0正常1亢進或齒輪樣強直,無知覺異常2震顫、撲翼樣震顫或白天嗜睡3精神錯亂或躁動4虛脫或昏迷

2.高碳酸血壓性腦病綜合征的治療策略及NPPV應用現狀

表4 Kelly-Matthay 評分

(1)高碳酸血壓性腦病綜合征呼吸支持和呼吸道管理應該基于：①具有密切監測條件(例如經驗豐富的RICU或ICU)；②呼吸衰竭“病因或誘因”的積極治療，加上“控制性氧療”(慎用氧療，避免因為氧療不當導致PaCO2反彈)；③機械通氣能夠迅速糾正氣體交換異常和神經精神功能紊亂；④保護無有效咳嗽患者的呼吸道，防止肺部感染(例如氣道粘液潴留和誤吸)； ⑤“控制”患者發生躁動，這可能發生在HES發作期或治療后進入的“覺醒期”。

神志不清或躁動的HES患者對NPPV依從性差，咳嗽無力，缺乏有效的氣道保護能力，同時應用NPPV容易導致胃脹氣，發生吸入性肺炎的風險高。同時，一些臨床研究亦證明，意識障礙是影響NPPV預后的不利因素[8-9]?；诖耍瑖鴥韧獾墓沧R認為，HES(例如GCS<10)禁止使用NPPV，建議行氣管插管(ETI)，傳統CMV被認為是治療的“金標準”[10-11]。

(2)在NPPV治療高碳酸血癥急性呼吸衰竭的RCTs研究中，伴有精神狀態異常的患者均被排除在外[12]。迄今仍缺乏有效的隨機對照研究來證明在HES患者治療上，CMV與 NPPV孰優孰劣。一些觀察性研究也沒有證實HES是NPPV取得成功的負面因素。相反，不少研究支持NPPV在HES中的應用[13-19]。

1NPPV與CMV對于診斷為嚴重呼吸性酸中毒的慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary diseases,COPD)必須使用機械通氣的患者，二者在緩解呼吸肌疲勞、改善氣體交換和住院病死率方面功效是相當的；2NPPV代替CMV治療ARF由于避免了氣管插管及其他侵入性操作，有效的減少了呼吸機相關性肺炎的(VAP)的發生；而且，RCT證實NPPV對于COPD合并重癥社區獲得性肺炎(CAP)的患者具有同樣的優勢；3食管上段和下段括約肌張力(分別為40cmH2O和32cmH2O，1cmH2O=0.098kPa)具有天然生理屏障作用，保護NPPV使用過程免于發生胃脹氣和胃擴張；4NPPV作為“終極療法”成功地挽救了一些處于疾病終末期的慢性呼吸系統疾病患者的生命；5在RICU采用NPPV治療COPD患者可以降低多器官功能衰竭(multiple organ failure,MOF)的發生率，從而降低醫療成本。

(3)無創壓后適宜治療HES的相關臨床研究 1)Benhamou等于1999最先用NPPV治療HES。Benhamou用鼻罩進行NPPV治療多種原因導致的急性呼吸衰竭患者，其中大部分患者(24/30)出現意識障礙，3例GCS=3患者中有2例NPPV治療有效，NPPV的成功率為60%，之后陸續有多個臨床病例報道和非RCT研究證實NPPV治療HES患者的可行性。

2)Diaz等[20]報道了第一個前瞻性病例對照研究，NPPV治療急性呼吸衰竭療效時發現上機前昏迷(GCS≤8，95例)和未昏迷(GCS>8，863例)患者NPPV成功率/住院病死率分別為80%/26.3%和70%/33.2%，NPPV的療效與昏迷無關，而與患者基礎疾病有關?；A疾病是COPD和急性心源性肺水腫的療效好，而重癥肺炎和急性呼吸窘迫綜合征患者療效不佳。66例昏迷和220例無昏迷的COPD患者NPPV成功率/住院病死率分別是86.3%/27.2%和89.0%/20.4%。Scala等[21]發表了第二個前瞻性病例對照研究，用NPPV治療20例神志清楚(Kelly 1分組)和60例伴有不同程度的意識障礙(分為Kelly 2分、3分和>3分三組)的COPD 呼吸衰竭患者，結果1～3分三組NPPV成功率分別為85%、75%和70%，而Kelly>3分組(GCS為6～8)NPPV成功率僅為55%。

3)我們[22]曾報道第三個前瞻性病例，納入COPD急性高碳酸血癥性呼吸衰竭患者43例，其中A組22例(GCS<10)，B組21例(GCS≥10)，兩組為同期住院，組間年齡、性別構成、吸煙史、COPD病程、既往醫療史均相似，結果顯示NPPV治療成功率A組和B組分別為73%和68%，住院病死率均為14%。A組NPPV的療效在Diaz的COPD昏迷組與Scala的Kelly>3分組療效之間。上述各前瞻性研究中NPPV療效的差異可能與患者年齡、入組病例數、COPD病程、嚴重程度、研究方法、療效判定標準及研究者NPPV技術水平等不同相關。同時，我們的研究還發現，A組患者需要的最高PS較B組高，且需要NPPV、住ICU和總住院時間均大于B組患者，認為可能與患者基礎疾病較重(如APACHE II分值較高)造成氣道阻力較大和恢復時間較長有關。

(4)另一項病例對照研究[23]比較了NPPV和CMV的療效。20例在RICU采用NPPV治療的COPD加重，中-重度HES(即KMS≥3)患者，與另外20例在ICU采用CMV治療的COPD加重患者(年齡、SAPS II和動脈血氣嚴格匹配)。結果顯示，兩組患者2h的氣體交換均顯著改善。住院病死率，1年病死率和氣管切開率均相似，而NPPV組并發癥(HAP和膿毒癥)的發生率顯著低于CMV組(P=0.027)，且NPPV組機械通氣時間也較短(P=0.009)。作者認為，如果沒有其他禁忌證，初始謹慎試用NPPV治療COPD急性加重和HES是可行的，但需要由經驗豐富的護理人員在密切監視下進行，并且具備床邊氣管插管條件，一旦無效可立即轉為有創通氣。

(5)Contou等[24]報道了一組NPPV治療急性高碳酸血癥性呼吸衰竭的前瞻性隊列研究，共納入242例患者，其中慢性呼吸衰竭急性加重146例(99例為COPD急性加重，47例為其他慢性肺部疾患)，心源性肺水腫67例，非慢性呼吸衰竭急性加重29例(主要為肺炎)；共31例昏迷患者。結果顯示總氣管插管率為15%，病死率為4%。有趣的是研究者發現NPPV失敗與非慢性呼吸衰竭急性加重、治療后1h依然有酸中毒及嚴重低氧血癥有關，而與患者治療時是否昏迷無關。

4.無創壓后適宜治療HES面臨的問題與困難

采用NPPV治療HES首要困難是患者可能不配合。煩躁或激動的患者可能無法耐受面罩和正壓機械輔助呼吸機。盡管由經驗豐富的醫護團隊為患者提供NPPV，但嚴重人-機不同步、嚴重漏氣導致呼吸機工作失?；蚧颊哳l繁自行摘除面罩等，都可能使得NPPV無法進行。臨床醫生一般對于煩躁不安患者通過鎮靜提高NPPV的依從性，以此提高NPPV對于HES的療效。

一項多中心調查資料顯示[25]，對于NPPV過程中使用鎮靜鎮痛藥物的問卷，回答同意的醫生比例較少(<25%)，且存在地域差異(北美醫生高于歐洲醫生)和專業差異(重癥監專科醫生高于呼吸科醫生)。最常用的藥物是勞拉西泮(北美)和嗎啡(歐洲)。監護室的設置和護士患者比例影響本次調查NPPV應用期間使用鎮靜劑問題的結果，表明只有在能夠得到嚴密監測的情況下才可能使這種做法“安全”，為的是防止呼吸抑制，減少不良事件發生。到目前為止為數不多的研究[26,27]探討了是否應該對NPPV適應性差的患者使用鎮靜劑，以提高患者的依從性，提高NPPV的使用成功率。然而，對于這一問題，在臨床常規實施之前，需要進一步研究這種做法的風險收益比。這種策略將取決于環境、團隊經驗、所用藥物的種類，更重要的還有對于患者病情的正確評估。

NPPV治療HES患者還存在氣道管理、痰液引流、防止痰堵、誤吸等一系列問題。有研究報道顯示，一些非侵入性的理療技術可能會改善COPD患者氣道痰液的清除，改善NPPV使用條件[28,29]。但迄今沒有任何研究證實，上述技術對于NPPV治療HES患者對改善氣道痰液引流有什么影響。Scala等[30]研究了一組COPD急性加重期因為氣道大量分泌物導致HES，需要氣管插管和CMV，通過早期使用纖維支氣管鏡檢查(FBO)吸痰使得NPPV治療而取得成功的病例。作者認為，早期應用FBO吸痰，加強氣道管理，使NPPV在HSE治療上是可行的，以此拓寬了NPPV應用范圍。同時，NPPV在治療其他低氧性或高碳酸血癥性急性呼吸衰竭患者的過程中，成功使用FBO進行了支氣管肺泡灌洗，也間接支持FBO使用的安全性[31]。

5.結束語

由于HES患者存在意識障礙，缺乏有效的氣道保護，痰液引流不暢，痰堵誤吸的風險高，傳統上不建議NPPV在HES中使用，而CMV被認為是“黃金標準”。然而，越來越多的資料顯示，在有經驗的團隊密切監護和CMV隨時可行的條件下，NPPV是可以選擇性地并謹慎用于COPD呼吸衰竭合并HES患者的(圖2)。但不應常規推薦大規模地應用NPPV治療HES，不適當地延遲氣管插管可能增加嚴重全身并發癥的風險，并最終增加患者的病死率。仍然需要進一步大規模的臨床對照研究，以確認NPPV治療HES取得成功的可行性，明確應用鎮靜和FBO為基礎的策略克服NPPV治療HES的不足，提臨床療效和安全性。