摘要
为了评估无创机械通气(NIMV)对稳定型高碳酸血症慢性阻塞性肺疾病的临床影响,我们评估了运动能力、呼吸困难和简单生理参数的变化。这些影响在治疗和恢复期间的时间过程也被评估。
患者随机分为NIMV组(n = 27)和假NIMV组(n = 15),每3 h·d−1,每周5天,连续3周。6分钟步行距离(6MWD),动脉血气,肺活量测定,呼吸方式,口腔闭塞压(P0.1),呼吸系统阻抗(P0.1/潮汐量(VT)/吸气时间(t我))治疗期间每周测量一次,随访期间每2周测量一次。同时测量过渡性呼吸困难指数(TDI)。
在NIMV期间,二氧化碳动脉张力逐渐下降,同时伴有缓慢的深呼吸模式,一秒钟用力呼气量(FEV)成比例增加1)肺活量和P值显著降低0.1和P0.1/VT/t我.NIMV治疗后6MWD平均提高了76米,治疗后1周和2周分别提高了73米和61米。呼吸困难改善,平均TDI为3分。6MWD的变化与TDI高度相关,与FEV的变化程度较小1(r = 0.60)。
目前作者得出结论,无创机械通气对稳定型高碳酸血症性慢性阻塞性肺疾病具有显著和持续的临床影响。
无创机械通气(NIMV)在治疗严重慢性阻塞性肺疾病(COPD)和急性呼吸衰竭(ARS)患者方面已被证明是有用的。1.然而,关于其在稳定期COPD中的有效性的报道是有争议的2.在之前的一项研究中,目前的作者已经表明,间歇性的昼夜NIMV可以减少严重COPD患者的高碳酸血症和低氧血症3..这些变化的机制是肺收缩、呼吸负荷减少和通气模式改变的结合。目前的研究结果与之前的一项不受控制的研究一致4.这种通风策略的基本原理主要基于高通胀压力是成功的关键因素这一假设5在清醒的病人中进行严密的监护可以更好地实现这一目标。
为了确定这种新的通气策略是否具有先前报道的生理益处3.每周NIMV对伴有稳定高碳酸血症性呼吸衰竭的COPD患者的生理、呼吸困难和运动能力的影响进行了一项随机安慰剂对照研究。此外,还探讨了治疗结束后2周内NIMV的残留效应。
方法
病人
共有62名连续患者在智利大学Católica(圣地亚哥,智利)门诊接受慢性阻塞性肺病治疗6,其日间静息二氧化碳动脉张力(P,有限公司2≥6.65 kPa (50 mmHg),动脉血氧压(P啊,一个2) <7.98 kPa (60 mmHg),临床及功能稳定。共有12例患者被排除在研究之外:其中4例在1秒内预测用力呼气量(FEV)增加≥10%1), 3例患有阻塞性睡眠呼吸暂停,2例在前4周出现临床加重,3例患有其他伴发疾病(左心衰、周围血管闭塞性疾病、骨科疾病)。50名患者同意参加这项研究,该研究得到了Católica智利大学伦理委员会的批准。在入组研究前获得患者的书面知情同意书。所有患者在研究前戒烟≥1年,并接受长期氧疗。没有人参加呼吸训练计划,接受家庭机械通气,也没有先前接触过NIMV。
研究设计
NIMV的双臂单盲随机研究与进行假NIMV (s-NIMV),接受NIMV的几率为2:1,以增加平均NIMV效应的时间过程估计的精度。由于s-NIMV和NIMV在两个独立的房间进行,来自不同组的患者彼此没有接触,因此对随机化保持盲法。他们的主治医生和监督呼吸困难和运动耐量试验的护士也对治疗类型不知情。
患者首先进入两周的磨合期,使用他们目前的药物,在此期间他们熟悉测量。在招募时和磨合期结束时评估肺活量测定、动脉血气和临床状况。随后是为期3周的研究期,他们被随机分配到NIMV或s-NIMV,使用随机数表和密封信封。在门诊基础上,在肺功能实验室有经验的注册护士的直接监督下进行通气。研究期结束后,对患者进行为期2周的随访。
NIMV通过硅胶面罩(Hans-Rudolph, Kansas City, MO, USA)和非再呼吸阀输送通过自发模式双水平气道正压通气(BiPAP)呼吸机(S/T-D型);呼吸器,Inc., Murrysville, Pennsylvania, USA)和s-NIMV通过西门子伺服通风机900C一台(西门子;索尔纳,瑞典)持续气道正压通气(CPAP)模式。未使用加湿器。NIMV和s-NIMV应用3 h·d−1如前所述,每周5天,连续3周3..NIMV组吸气压(IPAP)水平从8 cmH开始逐渐升高20比2cmh2在通气的第一个小时内走0步至最高耐受水平。在接下来的研究中,后者被认为是该特定患者的目标IPAP。在大多数情况下,需要在每次治疗开始时逐渐增加对目标IPAP的压力,以保持患者的舒适度。IPAP平均应用水平为18±2 cmH20,而呼气气道正压最小设定为2cmh2O). s-NIMV组CPAP水平较低,为2 cmH2使用了O。目前的作者先前已经表明,如此低的水平与吸气负荷的增加无关3..该方案允许管理补充O2为了维持动脉血氧饱和度(年代啊,一个2),接近94%。NIMV组中只有2例患者需要补充氧气才能达到目标年代啊,一个2,而所有对照组必须补充平均吸入氧分数0.24±0.03。
测量
测量是在基线进行的,即。在磨合期结束后,在治疗期的每周结束时,在最后一次机械通气后24小时,除了静息性呼吸困难的变化,该变化仅在治疗期结束时测量。治疗结束后7天和14天分别进行随访评估。
肺活量测定和动脉血气测定
受试者在吸入常规支气管扩张药物后4小时,在舒适的椅子上坐直,呼吸室内空气。使用校准过的干式肺活量计(Vitalograph®;根据美国胸科学会的标准7.参考值为Knudson的参考值et al。8.采用汽巴康宁238气体分析仪(汽巴康宁诊断公司;Medfield, MA, USA)。
呼吸模式,吸气肌功能和中枢呼吸驱动
用加热的汉斯·鲁道夫气体记录仪测量气流(型号3700A: Raytech Instruments;温哥华,不列颠哥伦比亚省,加拿大)和压差传感器(DP55±3cmh2O;Raytech仪器)。对流量信号进行数值积分得到体积。潮汐量(VT)、吸气时间(t我)及呼气时间(tE)、总呼吸持续时间和平均吸气流量(VT/t我)为1分钟流量和体积记录的平均值。气道开口压力(P啊,一个测量)通过差压传感器(DP55±100cmh2O;Raytech仪器)。压力和流量信号被放大(交流桥式放大器- acb模块;并通过16位模数转换器(Raytech Instruments的直接生理记录系统)以100hz的速率同时采样。最大吸气压力(P我,马克斯)从功能残量开始,在口部测量。口腔咬合压力(P0.1)使用单向阀(Hans-Rudolph, Kansas City, MA, USA)连接到附着在吸气线上的电动闭塞阀进行测量9.P0.1用于计算有效呼吸阻抗(P0.1/VT/t我)10吸气肌无创张力时间指数(TT)亩)11.
呼吸困难和运动耐受性
使用基线呼吸困难指数(BDI)评估基线时的呼吸困难。12.使用过渡呼吸困难指数(TDI)测量从基线开始的损伤变化。12.BDI评分范围为0-12分,评分越高,呼吸困难评分越低。TDI得分可以在-9-9分之间变化,变化越积极,改善越大。尽管最近的数据表明,TDI增加1个单位可能具有临床意义13在美国,分数增加2分可能会降低假阳性反应的风险14.通过6分钟步行距离(6MWD)测试评估运动能力15,而病人则呼吸室内空气。行走试验中出现的呼吸困难用博格量表进行评估16.平均增加54 m被认为代表COPD患者6MWD的临床显著变化17.
统计分析
结果以均数±表示sd除非另有说明。各组基线值比较采用非配对t检验。采用卡方检验评价分类变量。根据基线的变化对结果进行分析。采用协方差分析(ANCOVA)来估计实验组和假手术组之间的变化差异,并以基线值作为协变量以及组分配18.重复测量的双向方差分析应用于从基线开始的每周变化,以检查时间和治疗之间的相互作用。如果治疗期间有明显的相互作用,即。不同时间组间的差异,事后在每个时间点采用非配对t检验进行组间比较分析。使用Pearson (r)和Spearman秩(rho)相关分析变量之间的关系。统计学显著性定义为双尾p<0.05。
结果
磨合期和基线测量
在参加这项研究的50名患者中,有8名患者表现出自发的P,有限公司2排除磨合期结束时≥0.399 kPa (3mmhg)或<6.65 kPa (50mmhg)。在42例随机患者中,FEV的平均变化1和P,有限公司2磨合期(5 mL和−0.0532 kPa(−0.4 mmHg))无显著性差异。磨合期结束时测量的一般基线特征,以及27名治疗组和15名对照组的呼吸药物情况见表1⇓.基线和最终(治疗结束)生理和临床变量显示在表2中⇓.
无创机械通气的生理效应
各组间基线值无显著差异。s-NIMV后各参数均无显著变化。NIMV期间,P,有限公司2随着缓慢而深的呼吸模式明显减少。P啊,一个2成比例地增加P,有限公司2减少。FEV1肺活量(FVC)呈比例增加,FEV随之增加1/植被覆盖度比值保持不变。有效呼吸阻抗(P0.1/VT/t我)和吸气肌负荷,如TT所反映的亩,在治疗结束时均有所下降。的小幅但显著的增长P我,马克斯也被发现了。
除对照组2例外,其余患者均有严重低氧血症(P啊,一个2< 7.315 kPa;55 mmHg)。经NIMV治疗后,有12例患者的甲状腺功能增高P啊,一个2≥7.315 kPa (55 mmHg),而s-NIMV后出现严重低氧血症的患者比例没有变化。
NIMV的临床效果
NIMV患者的6MWD显著增加,平均增加76米,同时行走测试结束时呼吸困难(博格量表)显著减少(表2)⇑).图1⇓左图显示了6MWD变化和TDI的单个值。在27例NIMV患者中,有19例患者的6MWD≥54 m增加,而对照组没有患者达到这一临床显著水平的改善。治疗结束时,NIMV患者的TDI也显著高于假手术组(3.1±1.2)与分别为0.07±0.7分;P <0.0001),表明呼吸困难减少。所有受试者都至少增加了1分,在27名接受治疗的受试者中,有23名受试者至少增加了2分。在对照组的受试者中没有发现这种程度的改善。在整个组中,6MWD和TDI的变化密切相关,如左图所示(rho = 0.90;p<0.0001)和FEV的变化1,如右图所示(r = 0.60;p < 0.0001)。其他生理参数的变化与6MWD的显著变化无关。相比之下,TDI与Δ密切相关P0.1/VT/t我(rho =−0.73),ΔP,有限公司2(rho =−0.71),ΔP0.1(rho =−0.66),ΔfR (rho =−0.64),ΔTT亩(rho = - 0.61), ΔFVC (rho = 0.58), ΔFEV1(rho = 0.55;所有病例P <0.0001)。
![图1 -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/26/6/1016/F1.medium.gif)
a) 6分钟步行距离(6MWD)与过渡性呼吸困难指数(TDI)的变化与基线(Δ)的关系;rho = 0.90;P <0.0001),虚线表示每个参数的临床有意义的改善;b) Δ6MWD和Δ一秒钟用力呼气量(ΔFEV1),回归线(Δ6MWD: 38+0.3×ΔFEV1;r = 0.60;p < 0.0001)。•无创机械通气(NIMV);○:sham-NIMV。
无创机械通气效果的时间过程
治疗期间和治疗后2周的每周变化见图2⇓和3⇓.图2⇓图3显示呼吸模式、动脉血气和肺活量测定⇓包括呼吸力学和运动能力。所有生理指标在治疗第一周结束时开始出现显著变化,但P我,马克斯和TT亩,后来发生了重大变化。这些效果是渐进式的,在第三周结束时达到最大。运动能力方面的临床改善反映了这些生理变化。所有这些变化在治疗后第一周逐渐消失,但大多数在停药后2周仍显着。在这一点上,94%的收益P我,马克斯6MWD的增益保持了82%,而FEV的增益仅为31%142%赞成VT52%的人P0.1/VT/t我.
与基线的变化(Δ): a)潮量(VT);B)呼吸频率(fR);C)二氧化碳动脉张力(P,有限公司2);d)用力呼气量(FEV)1).•无创机械通气(NIMV);○:sham-NIMV。第1、2、3周指治疗的第1、2、3周结束,P1、P2指随访的第1、2周。数值以平均值±表示扫描电镜.*: p< 0.05;**: p< 0.01;* * *: p < 0.001;#:组间比较p<0.0001。
从基线(Δ)的变化:a)有效呼吸系统阻抗(口闭塞压/潮气量/吸气时间;P0.1/VT/t我);B)最大吸气压力(P我,马克斯);c)吸气肌张力时间指数(TT)亩);d) 6分钟步行距离(6MWD)。•无创机械通气(NIMV);○:sham-NIMV。第1、2、3周指治疗的第1、2、3周结束,P1、P2指随访的第1、2周。数值以平均值±表示扫描电镜.*: p < 0.05;* * *: p < 0.001;#:组间比较p<0.0001。
讨论
本研究的主要发现包括:1)稳定型高碳血症性COPD患者每日短期间歇性NIMV可改善临床,减轻呼吸困难,增强运动能力,改善ABG、呼吸方式和呼吸力学。2)除吸入肌的卸荷作用在2周后才显著外,所有的生理效应在治疗的第一周内都是显著的。
无创机械通气的生理效应
改善P,有限公司2在使用负压或正压通气短期应用NIMV后,已有报道。Ambrosinoet al。19报告的减少P,有限公司2就在NIMV的两届会议之后斯卡诺报告了一种缓慢而深沉的呼吸模式et al。20.换气7天后,其他人换气4周后21,22.有趣的是,Gigliottiet al。21测量变化的顺序P,有限公司2和VT经过13天和27天的通气,发现改善是渐进的。上述所有研究都得出结论,NIMV的有益效果可归因于吸气肌功能的改善,特别是因为在通气过程中获得的休息可以缓解吸气肌可能的“慢性疲劳”。显然,目前的研究不支持这一假设,因为基线TT亩这些值大约是与吸气肌疲劳相关的临界水平的一半11.此外,P我,马克斯在所有其他变化发生后,仅在治疗期结束时显著增加。
为什么这些病人会减少呢P,有限公司2NIMV之后这么快?目前的作者先前已经表明,在NIMV会议期间潮汐量显着增加3.目前的研究表明,患者在疗程之间保持了一种深而缓慢的呼吸模式。这种呼吸模式已经被证明会减少P,有限公司2在高碳酸血症性慢性阻塞性肺病患者中,但据报道,它显着增加呼吸功并引起疲劳23.TT亩分析表明,在本研究的患者中并非如此,目前的作者认为这种影响可能是由观察到的较低的有效呼吸阻抗来解释的。事实上,在治疗的第一周,患者不仅可以在没有额外能量消耗的情况下达到更高水平的肺泡通气,而且他们实际上降低了TT亩有效呼吸阻抗进一步提高。目前的作者先前证明,肺体积缩小是解释这些益处的关键因素3.长效支气管扩张剂的使用也证明了这一点24,25.NIMV对肺活量、呼吸困难和运动耐量的影响不能归因于支气管扩张剂的使用,因为后者在两组中使用相似。然而,NIMV显然为接受适当支气管扩张治疗的患者提供了进一步的益处。
无创机械通气的临床效果
在本研究中,作者对NIMV的临床效果特别感兴趣。因此,6MWD的增加是令人印象深刻的,因为它以前只在非对照试验中报道过19,21,26.Renstonet al。27发现通气5天后6MWD增加。运动能力的改善也被报道在其他短19,21还有长期研究26.相比之下,随机对照试验未能显示6MWD的显著改善5,28- - - - - -31.有几个可能的原因可以解释这种差异。首先,在之前的大多数研究中,吸气压力的量都低于本研究,只有Meecham Jones的研究与之相似et al。5.研究表明,高吸气压力可以改变呼吸模式,增加VT和tE3.,32,为减持提供了空间P,有限公司2减少肺部的恶性膨胀。目前的作者在这项研究和之前的研究中发现3.在日间监护下,逐渐增加到高吸气压力是可能的。应当注意的是,当在家中应用NIMV时,对该程序的监督是有限的,因此,由于口罩泄漏、患者与呼吸机之间的不同步以及不适,依从性降低33.最后,正如Wijkstra指出的et al。34随机对照试验中发现的6MWD (82 m)的置信区间上限较高,这表明至少一些患者在NIMV后可能会改善他们的运动能力。目前的数据与假设一致,因为只有70%的患者提交了NIMV(图1)⇑)增加6MWD≥54 m。值得注意的是,随访2周后,6MWD的改善程度比任何生理变化都要大。对这一发现的一种可能的解释是,这些患者在治疗期间可能增加了他们的日常体育活动,达到了一定程度的一般训练。
同样有趣的是,在所有接受治疗的受试者中都发现呼吸困难有所减少,而且这种变化比任何单一的生理参数都能更好地预测运动能力。两项随机对照试验报告了NIMV治疗后呼吸困难的改善30.,31.然而,这些研究并没有提出缓解呼吸困难的机制。目前的数据显示,这与吸入负荷的减少有关P0.1/VT/t我和TT亩),而较慢的呼吸速度则会促进肺部收缩。
一个意想不到的发现是,接受治疗的患者中有很高比例(27人中有12人)增加了他们的P啊,一个2治疗结束时,>为7.315 kPa (55 mmHg)。可以推测,部分患者可能不再需要长期O2治疗,导致生活质量显著提高。
临床意义
NIMV可能是严重高碳酸血症性COPD患者肺康复的有效组成部分。然而,在这种情况下交付NIMV的最佳时间表尚不清楚。在本研究中,NIMV在白天在医院的门诊患者中应用,以便对手术过程进行充分的监督。每天使用NIMV并没有被广泛接受,通常的做法是在晚上睡觉的时候在家里使用它5,28- - - - - -31.夜间应用NIMV的主要原因是研究表明,NIMV的益处与改善睡眠相关的低通气和睡眠结构有关5,35.然而,在一组患有肺外限制性疾病的患者中,Schonhoferet al。36NIMV在改善睡眠特征方面的效果是一样的,无论是白天还是晚上。此外,没有研究比较家庭的疗效与医院应用NIMV或解决监督的重要性。目前的研究提供了支持其白天使用的证据,与之前使用负压呼吸机的研究一致18- - - - - -20.,26,37.白天在医院环境中使用短期NIMV可以更密切地监督治疗和投保患者的依从性。虽然患者对该方案的长期依从性尚不清楚,而且广泛使用可能会导致严重的医院负担,但本研究表明,至少在启动NIMV后的头几周内,积极监督治疗是成功的主要因素。目前的数据还表明,NIMV不需要那么频繁地应用,因为在治疗结束后2周仍可发现残留效应。Fernandez先前曾报道过NIMV的残留效应et al。37也可以帮助解释gutisamurez的结果et al。26他们发现每周使用一次NIMV对高碳酸血症性COPD患者有好处。减少白天使用的频率可能会证明是有用的,并提高对NIMV的依从性,降低先前一些研究中发现的高辍学率28,29.
综上所述,从临床角度来看,本研究支持日间使用无创机械通气,如之前使用负压呼吸机所示。该研究还表明,无创机械通气不必每天使用,因为在停止后2周仍能发现残留的生理效应和运动能力的改善。每日和间歇应用无创机械通气可以使这种治疗对患者更耐受,辍学率更低。
- 收到了2005年3月22日
- 接受2005年8月11日
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