平均容積保證壓力支持與無創自動調節通氣對高碳酸血癥患者PaCO2影響的比較

馮濱 邵忠華

(桐鄉市第一人民醫院重癥監護室，浙江 桐鄉 314500)

高碳酸血癥呼吸衰竭是重癥監護室(ICU)入院的主要原因之一〔1,2〕。標準的壓力支持模式可能無法在給定時間內滿足患者在位置或呼吸學上的不同需求〔3〕。為了提高無創通氣(NIV)的效果，在高碳酸血癥患者中使用容積保證通氣模式，如平均容積保證壓力支持(AVAPS)模式〔4〕。雖然以往研究認為這種模式優于標準的雙級模式，但相比其他模式并沒有優勢〔5,6〕。

AVAPS模式的性能低于預期可能是因為這種模式下無法保證上氣道開放并消除阻塞性呼吸暫停〔7〕。近期出現一種自動調節通氣模式，即AVAPS自動調節呼氣氣道正壓(EPAP)模式(AVAPS-AE)。在該模式下，它可監控患者的上氣道阻力，并自動調節需要維持氣道開放的EPAP通氣。同時，吸氣-呼氣壓力均可自動調節實現目標潮氣量。本研究比較AVAPS-AE模式與普通AVAPS模式對重癥高碳酸血癥患者動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)的影響。

1 對象與方法

1.1研究對象 對ICU數據庫中73例在2015年10月至2017年9月桐鄉市第一民醫院重癥監護室的急性高碳酸血癥呼級衰竭(PaCO2>55 mmHg)患者進行篩查。根據73例患者的入院時PaCO2水平從高到低進行排序，排除最高和最低PaCO2水平患者，最終50例患者納入研究。23例患者被排除的主要原因是PaCO2水平(非常高或低)、每日通氣時間(<10 h)和在6 h內或出現超過1 h的持續高碳酸血癥或不耐受。患者均有自主呼吸，血流動力學狀態穩定，無慢性肺部疾病史。其中AVAPS-AE組28例，對照組22例，兩組人口統計學參數、診斷、肺功能和心臟功能比較差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 兩組治療前情況比較

APACHE：急性生理與慢性健康評分，FEV1：1 s用力呼氣容積，FVC：用力肺活量，EF：射血分數，PAP：肺動脈壓，OHS：肥胖通氣不良綜合征，COPD：慢性阻塞性肺病，CHF：充血性心力衰竭，LTOT：長期氧療，MV：機械通氣，BMI：體重指數

1.2研究方法

1.2.1設備儀器 無創通氣機選用飛利浦偉康BiPAP A40呼吸機，面罩采用該機器原裝配套面罩。血氣分析儀為美國雅培公司生產的i-STAT 床旁血氣分析儀。

1.2.2試驗分組 AVAPS-AE組使用飛利浦偉康BiPAP A40呼吸機AVAPS-AE模式進行通氣治療，對照組使用AVAPS模式通氣治療，入院前記錄近期的穩定肺功能測試和超聲心動圖值。OHS定義為由自身肥胖(BMI> 30 kg/m2)引起的，導致肺通氣不良和高碳酸血癥(PaCO2>45 mmHg)〔8〕。

1.2.3通氣模式設置 AVAPS：最大吸氣正壓為30 cmH2O，最小吸氣壓力比EPAP值高4 cmH2O。EPAP：5～8 cmH2O。根據患者打鼾或呼吸機的呼吸暫停警報或在NIV期間見到阻塞性呼吸暫停，ICU醫師將EPAP水平提高1～2 cmH2O。

AVAPS-AE：最大壓力為25～35 cmH2O，壓力支持(PS)最大值為15～25 cmH2O，PS最小值：5 cmH2O，EPAP最大值與最小值：15 cmH2O、5 cmH2O，上升時間：300 ms，AVAPS率：2 cmH2O/min。

在兩種模式中，扳機調整為自動跟蹤，目標潮氣量(VT)設為6～8 ml/kg(理想體重)，呼吸頻率設為14次/min呼吸。給予氧療以保持脈搏血氧儀測得的氧飽和度高于92%或PaCO2高于60 mmHg。 患者均在兩種模式下治療每天至少10 h。如果沒有改善PaCO2，且pH值或患者不耐受該模式，則將模式切換到其他模式〔雙水平式呼吸道正壓(BiPAP)，BiPAP自主呼吸定時模式(BiPAP-ST)，AVAPSS，AVAPS自主呼吸定時模式(AVAPS-ST)或AVAPS-AE〕。 除非有禁忌證，所有患者根據其基礎診斷接受標準藥物治療(抗生素，皮質類固醇，支氣管擴張劑)。由于利尿劑可能影響血清HCO3-和pH水平，因此記錄患者的利尿劑使用情況。

1.2.4觀測指標 根據ICU患者隨訪規則，所有患者的參數都記錄到ICU電腦的數據庫中。記錄每日呼吸機設置、使用時間、目標潮氣量，入組前吸氧2 L/min 狀態下進行血氣分析(ABG)監測，此后分別于接受治療后6 h、1、2、3、4 d進行ABG檢查，記錄ABG參數、呼吸機呼吸動力學監測結果(漏氣量，呼吸頻率，潮氣量，每天通氣時間等)。記錄PaCO2水平的減少量和減少時間及ICU監護的持續時間。在不同方面對PaCO2的反應進行評估，如PaCO2減少10% 或10 mmHg的患者比例和所需要的時間，在6 h內或4 d內的減少量。

1.3統計分析 采用SPSS19.0軟件進行t檢驗、方差分析、χ2檢驗、Mann-WhitneyU檢驗、Kaplan-Meier生存曲線、對數秩檢驗。

2 結 果

2.1兩組PaCO2水平與血氣分析比較 通氣6 h內，兩組PaCO2下降幅度差異有統計學意義(P<0.005)，兩組PaCO2下降超過5 mmHg的患者比例差異有統計學意義(P=0.01)。兩組的PaCO2水平降低10 mmHg或10%的患者人數相似，但在AVAPS-AE組中降低得更快(P<0.05)，見表2。

表2 兩組PaCO2下降水平比較

與對照組相比，AVAPS-AE組HCO3-和PaCO2水平在治療后4 d、PaCO2治療后6 h顯著下降(P=0.007，P=0.008)，見表3。圖1顯示了兩組使用NIV治療患者PaCO2水平降低至少10%的時間，組間對數秩檢驗的結果有顯著性差異(P=0.007)。

表3 兩組動脈ABG值比較

與對照組比較：1)P<0.05，2)P<0.01

圖1 ICU停留期間NIV治療后兩組PaCO2水平降低10%的比率

2.2呼吸動力學參數 兩組平均目標潮氣量設置〔AVAPS-AE組(501±42)ml、對照組(497±3)ml，P=0.701〕，每日NIV使用時間〔AVAPS-AE組(11±2)h，對照組(10±3)h，P=0.456〕和利尿劑使用率(AVAPS-AE組為32%、對照組為44%，P=0.405)無統計學意義。雖然最大和平均吸氣壓力相似，但AVAPS-AE組中最大和最小呼氣壓力水平與對照組存在顯著差異(P<0.001)，分鐘潮氣量、漏氣量、潮氣量AVAPS-AE組顯著高于對照組(P<0.05,P<0.01)，表4。

AVAPS-AE組2例氣管插管，對照組無插管。AVAPS-AE組和對照組的ICU停留時間差異無統計學意義〔(7.4±2.8)d 和(8.2±2.8)d，P=0.354〕。

表4 兩組通氣參數比較

與對照組相比:1)P<0.05，2)P<0.01，3)P<0.001

3 討 論

自動調節EPAP多年來一直應用于治療阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征(OSAS)〔9,10〕，如自動調節EPAP模式結合伺服通氣用于治療并發陳-施呼吸(CSR)和OSAS的患者〔11〕。同理，自動調節EPAP模式也可能在ICU或病房的高碳酸血癥呼吸衰竭患者治療上具有潛在優勢。近年，有研究報道這種通氣模式在治療COPD和重疊綜合征患者中是有效安全的〔12〕。這些疾病最嚴重的形式通常在ICU治療，臨床上在調整適當的壓力和體積參數方面面臨許多困難。首先，很難預測哪個患者會發生阻塞性呼吸暫停，因為不僅是肥胖病人，非肥胖病人若患有COPD、神經肌肉疾病和脊柱側凸都可能發生阻塞性呼吸暫停〔13〕。其次，相對于患有輕度或中度睡眠呼吸暫停的患者，患有嚴重血氣異常的重癥患者可能需要在ICU中接受一整天的通氣治療。再者，臨床醫生通常沒有時間進行這些頻繁的調整，也無法準確預測病人所需要的吸氣壓和呼氣壓的確切值。本研究結果表明，AVAPS-AE模式在一定程度上可以滿足這些期望，并且比AVAPS模式更有效地減少PaCO2。AVAPS-AE組中更有效減少PaCO2可能歸因于由AVAPS-AE模式自動實現目標潮氣量。AVAPS-AE模式能更好地消除上氣道阻力，并自動調節需要維持氣道開放的EPAP通氣，因此阻塞情況有更高的EPAP水平。AVAPS-AE模式不僅能實現目標潮氣量，還通過識別和治療阻塞性呼吸暫停來治療低通氣綜合征患者的高碳酸血癥。

本研究表明兩組患者的上氣道阻力也相近，可預計大多數患者需要更高的EPAP水平，而AVAPS-AE模式可以滿足這個要求〔14〕，這也是觀察兩種模式功效差異的一個重要方面。本研究表明AVAPS-AE模式可能在肥胖的患者人群中更有效。這也支持了我們的假設，即在ICU環境中及在大多數肥胖患者中，人工調節呼氣壓力通氣存在不足。但是由于患者數量少，在這項研究中很難將肥胖和非肥胖的患者進行對比。

本研究結果表明在自動調節通氣模式下能更快且有效地減少HCO3-水平。另一方面，利尿劑的使用也可能影響HCO3-但與現有的高碳酸血癥無關〔15〕，故我們比較了患者的利尿劑使用率，但沒有發現組間有任何顯著差異。

ICU停留時間不僅僅與PaCO2水平有關。大多數的ICU患者都出現了潛在疾病(如慢性阻塞性肺病和心力衰竭)或感染，導致延長了獨立于PaCO2水平的ICU住院時間，雖然兩種模式下的ICU住院時間沒有差異，但對于這些患者來說，快速減少PaCO2仍然十分重要。

在新的自動調節通氣模式下，治療期間沒有遇到安全問題。AVAPS-AE組中有2例患者進行了氣管插管，但與通氣治療無關。治療的適應證為拔管后的高碳酸血癥和脊柱后凸，在入院第一周都通過治療獲得了非常好的療效，但后來并發了嚴重的肺部感染和敗血癥，不得不進行插管。一項在重疊綜合征患者中進行的研究也支持了我們的結果，報道了自動調節通氣模式是安全和有效的〔12〕。

這項研究獲得了比較AVAPS-AE和AVAPS模式在改善急性高碳酸血癥患者療效的初步數據，提示兩種模式的通氣提供了類似的PaCO2控制，但是AVAPS-AE模式可以在容積保證模式下提供額外的優勢，使PaCO2更有效和快速的降低。