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谭伟 中国医科大学附属第一医院呼吸与危重症医学科 发布于2023-10-25 浏览 3886
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病情介绍
一般情况
老年女性患者，78岁。主诉：反复咳嗽、咳痰30年，气短、浮肿2年，加重伴昏睡3天。
30年前开始出现咳嗽咳痰，痰量较少，白色泡沫样痰，多在冬春季节出现，每次持续10余天，口服阿莫西林和复方甘草片后缓解。后续咳嗽咳痰症状反复出现，每次持续时间逐渐延长。2年前，咳嗽咳痰加重，终年不停，常伴有黄色黏痰，并于轻微活动后开始出现气短症状，时有双下肢浮肿，曾反复在当地多家医院就诊。诊断为“慢性支气管炎、肺气肿、肺心病”，予抗炎、利尿、平喘等治疗后好转。
患者入院3天前受凉感冒后出现咳嗽加重，咳黄色黏痰，不易咳出，气短，夜间不能平卧，尿量减少，双下肢浮肿，无发热、胸痛、咯血、头痛、呕吐等症状。在家静脉滴注莫西沙星，口服利尿剂和复方茶碱片治疗，症状无缓解，并逐渐开始出现神志淡漠，熟睡不易唤醒，为进一步诊治入院。
吸烟史40余年，每天10支，已戒2年。
T 36.9℃，R 35次/min，P 110次/min，BP 130/85 mmHg。昏睡，双侧瞳孔等大正圆，对光反射灵敏，球结膜水肿，口唇发绀。气管居中，颈静脉怒张。呼吸表浅，急促，胸廓对称，桶状胸。双肺呼吸运动一致，双肺叩诊呈过清音，听诊双肺呼吸音减弱，可闻及散在湿啰音，广泛干鸣音。剑突下可见抬举样心脏搏动，无震颤，心尖搏动位于左锁骨中线外2 cm，不弥散，心率110次/min，肺动脉瓣区第二心音亢进，剑突下闻及2级收缩期吹风样杂音。腹软，肝脏位于肋下2 cm，质地中等，脾脏肋下未及，移动性浊音阴性。双足凹陷性浮肿。病理反射未引出。
血生化：K+ 3.05 mmo/L，Cl- 86 mmol/L，Na+ 136 mmol/L，余基本正常。
慢性阻塞性肺疾病急性加重；肺心病；Ⅱ型呼吸衰竭；肺内感染；支气管扩张；离子紊乱（低钾、低氯血症）。
抗炎：美罗培南1.0g q8h+莫西沙星0.4g qd，静脉滴注。
平喘：多索茶碱0.2g bid静脉泵入；沙丁胺醇2.5 ml+普米克令舒1 mg每日3次雾化吸入；甲强龙40mg q8h静脉注射。
化痰：沐舒坦30mg q8h静脉注射。
营养对症支持。
COPD患者呼吸衰竭的机制
COPD是一种以持续性呼吸道症状和气流受限为特征的气道慢性炎症性疾病，呼吸症状和气流受限是由于气道和/或肺泡异常导致的，小气道疾病和肺实质破坏是其特征性病理改变[1]。COPD患者小气道的结构改变主要表现为杯状细胞数量的增加和Clara细胞数量的减少，导致黏液堵塞、平滑肌增生、气道壁纤维化[2]。这种小气道结构改变会导致气道半径减少，气道阻力明显增加。根据泊肃叶定律可知，在等截面的水平细管内做层流的黏性流体，其体积流量与管子两端的压强△P成正比，即：Q=π×R4×ΔP/8ηL，其中，R为管子半径，η为流体黏度系数，L为管子长度。因此，患者需要更多的吸气努力来克服；达到相同的潮气量，呼吸做功明显增加。气道阻力增加是导致COPD患者呼吸衰竭的重要机制之一，另外一个机制是肺动态过度充气。等压点学说提示我们，正常情况下，用力呼气时，由于气道存在阻力，肺内气体沿着周围气道至气道开口处，气道内压下降，我们将气道内压和胸内压相等的点称为等压点。等压点的位置不是一成不变的，在小气道阻塞、慢性支气管炎或肺气肿情况下，由于小气道堵塞狭窄，气道阻力增加，从而导致在气流呼出过程中，压力迅速下降。如果同时存在肺弹性回缩力的减弱，会导致等压点上移。如果等压点移动到没有软骨支撑的膜性气道时，可由于小气道动力性压缩而出现闭合，所以会出现呼气末肺容量增加，导致肺动态过度充气。
呼气末肺泡内残留的气体过多，在肺的弹性回缩下呼气末肺泡内呈正压,即内源性呼气未正压（PEEPi）[3]。PEEPi的形成对患者的呼吸和循环产生多种影响，例如：①增加呼吸功：降低吸气肌功能，增加氧耗量，导致呼吸困难；此外，PEEPi还影响吸气触发和人机同步性，导致呼吸机依赖和撤机困难；②增加肺损伤的风险：PEEPi使平台压升高，从而导致峰压升高；还可能导致局部/全肺压力增加，气压伤风险增加；③对循环系统的影响：PEEPi可导致肺泡周围毛细血管受压，肺血管阻力（PVR）增加；肺组织过度充气，脑内压升高，中心静脉压（CVP）也相应升高，使回心血量和心排血量下降，发生低血压。
当COPD患者进展到了严重呼吸衰竭阶段，需要有创通气的介入。在有创通气撤机过程中，无创通气（NPPV）可以作为辅助手段。美国一项有关慢阻肺急性加重（AECOPD）住院患者机械通气趋势的研究显示，近年来NPPV的使用比例逐渐增加，而有创通气的使用比例逐渐降低[4]。
GOLD指南推荐，NPPV是AECOPD患者首选的呼吸支持方式，与常规治疗相比，NPPV的成功率可达80%～85%。对于没有绝对禁忌证的患者而言，NPPV是AECOPD患者呼吸衰竭的首选通气方式，它可以改善气体交换，减少呼吸肌肉做功，减少气管插管，缩短住院时间，增加生存率（A级）。
GOLD指南推荐，AECOPD患者至少满足以下一项，即为NPPV的应用指征：①呼吸性酸中毒（PaCO2＞45 mmHg和pH≤7.35）；②严重的呼吸困难（呼吸肌肉疲劳和/或呼吸费力，包括呼吸辅助肌肉运动、胸腹矛盾运动或肋间肌肉收缩）；③吸氧后仍持续低氧。我国2009年发布的《无创正压通气临床应用专家共识》推荐NPPV是AECOPD的常规治疗手段（A级），对于轻度呼酸（pH＞7.35）患者，NPPV的使用存在争议；对于中度呼酸（pH 7.25～7.35）患者，推荐应用（A级）；对于重度呼酸（pH＜7.25）患者，建议“一对一”短时间试用。
（1）IPAP参数设置的原则和方法。①逐渐上调：由8 cmH2O逐渐上调，5～10 min逐步上调至目标水平，IPAP-EPAP一般建议大于4 cmH2O，用以克服管道阻力。②患者可以耐受的最高吸气压法：在20～30 min内逐渐增加到患者能耐受的最高压力。③既往研究显示治疗AECOPD的平均吸气压力为17～18 cmH2O。④一般不超过25 cmH2O：设置越高，患者不舒适感会明显增加：大多数人食道闭合压为23～25 cmH2O。⑤高强度NPPV（HI-NPPV）：设置无创参数（IPAP通常在20～30 cmH2O之间），使PaCO2恢复正常或尽可能低（患者耐受）。
（2）EPAP：PEEPi的50%～85%，NPPV情况下，不容易实现PEEPi的测量，更多是根据临床经验。PEEP设置一般为4～6 cmH2O的水平，一般不超过8 cmH2O。
（3）吸入氧分数（FiO2）：目标SpO2 88%～92%，原则是在维持患者足够的氧饱和度的前提下，设置尽可能低的FiO2水平。
（4）呼吸频率（RR）：一般设置为12～16次/min，设置目的主要是保证触发能力稍差的患者的安全性；患者可以自主触发，实际呼吸频率往往大于设置呼吸频率。
（5）吸气时间（Ti）：一般设置为0.8～1.2 s，在S/T模式下，如果患者触发良好，呼吸机送气是S状态时，Ti主要由患者决定，不能直接干预。
（6）潮气量（VT）：并非直接设置，潮气量是监测和评估的一项很重要的指标，增大通气量改善二氧化碳潴留。COPD患者功能残气量增加，肺的可活动区间较正常降低，一般不超过10 ml/kg。需要注意的是，NPPV时，呼吸机监测并不能完全反映真正输送到患者的潮气量，所以要综合评估。
推荐意见：对没有NPPV禁忌证的呼吸衰竭患者，可采用“试验治疗-观察反应”的策略（动态决策）【D级】。先试用NPPV观察1～2 h后，根据治疗反应来决定是否继续应用或改为有创通气。
治疗时间：初始24 h内实施时间（4～20 h/d）及整个疗程变化很大。AECOPD的治疗时间为每次3～6 h，每天1～3次。
NPPV过程中，监测非常重要。①观察患者的一般状态和神志，很多患者使用NPPV后，可能出现意识的变化，因此要准确评估患者的神志改变。②呼吸系统：呼吸困难的程度、呼吸频率、胸腹活动度、辅助呼吸肌活动、呼吸音、人机协调性等有无改善；③循环系统：观察心率和血压的变化。④通气参数：监测潮气量、压力、频率、吸气时间、漏气量等参数的变化。⑤血气分析：包括SpO2、pH、PaCO2、PaO2等指标，通过血气分析能够获知NPPV的疗效，因此是非常重要的监测指标。⑥不良反应：包括胃肠胀气、误吸、口鼻咽干燥、鼻/面部皮肤压伤、排痰障碍、耐受性、恐惧（幽闭症）、气压伤等。
治疗有效标准：气促改善，辅助呼吸肌运动减轻和反常呼吸消失，呼吸频率减慢，血氧饱和度增加，以及心率改善。
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呼吸支持方案
初始呼吸支持方案选择
疗效评估
有创通气指征[5]：①危及生命的低氧血症（PaO2<50 mmHg或PaO2/FiO2<200 mmHg）；②PaCO2进行性升高伴严重的酸中毒（pH 7.20）；③严重的神志障碍（如昏睡、昏迷或谵妄）；④严重的呼吸窘迫症状（如呼吸频率40次/min、矛盾呼吸等）或呼吸抑制（如呼吸频率＜8次/min）；⑤血流动力学不稳定；⑥气道分泌物多且引流障碍，气道保护能力丧失；⑦NPPV治疗失败的严重呼吸衰竭患者。
结合患者的具体情况，调整呼吸支持方案：建立人工气道，改为有创通气。气管镜检查可见双侧支气管内有大量痰液。患者气道分泌物引流不佳。
机械通气策略
机械通气的目标：改善氧合，纠正酸中毒，缓解呼吸肌疲劳。
符合COPD患者的要求：①使疲劳的呼吸肌得到休息；②尽量选择自主型通气模式；③维持适当的分钟通气量，避免过度通气，使动脉血气pH维持在正常范围，避免肺过度充气的进一步加重；④随着肺过度充气的减轻，使潮气量和呼吸频率逐渐符合深慢呼吸的特点；⑤适当控制氧浓度；⑥COPD患者比较容易接受机械通气，一旦发生人机对抗，因积极寻找原因，避免不加区别地长时间应用镇静剂。
（1）设置原则：设置较小的潮气量、较慢的呼吸频率、较高的峰流量和较长的呼气时间，以pH作为滴定目标，而不是以PaCO2（允许性高碳酸血症）为目标。
（2）模式选择：在患者呼吸驱动恢复前，首选A/C或SIMV模式，以压力或容量为目标；②有呼吸驱动力，采用PSV或低频率SIMV模式。
（3）初始设置：目标SpO2为88%～92%；I:E为1:3或更低；流速80～100 L/min；潮气量8 ml/kg；呼吸频率12～14次/min；气道峰压（PIP）＜40～45 cmH2O，气道平台压（Pplat）＜30 cmH2O；PEEP 5 cmH2O开始，并观察Pplat、PIP及血流动力学。
（4）存在自主呼吸的患者：PS模式，使潮气量达到8 ml/kg，最小触发流量或压力，峰流速80～100 L/min；PEEP 5 cmH2O开始，2 cmH2O递增，不超过10 cmH2O；呼气灵敏度：默认25%，可以增加。
在机械通气设置过程中，一定要考虑PEEPi的问题，因为它是COPD患者病理生理改变的一个非常重要的特征。如何减少PEEPi？
（1）减少分钟通气量：原则是分钟通气量应该以pH值滴定，而不是PaCO2。选择适当潮气量通气有利于预防过度通气。既往研究显示，在分钟通气量不断增加的情况下，呼气末容积增加；当分钟通气量恒定，潮气量过大，尽管延长呼气时间，呼气末容积也会增加[6]。因此，我们设置机械通气参数时一定要注意分钟通气量和潮气量的合理设置。
（2）增加呼气时间：可以通过以下方式增加呼气时间：①提高吸气流速，以减少吸呼比，从而呼气时间更长；②降低呼吸频率；③减少I:E（1:3～1:5）。在不同的分钟通气量下均发现，潮气量恒定，呼气时间越短，呼气末容积越大[6]。
（3）设置PEEP：COPD患者在呼气过程中可以出现小气道的陷闭，陷闭部位的压力称为临界关闭压，只要外源性PEEP（PEEPe）不超过临界关闭压，就不会影响肺泡内压，也不会影响呼吸的流速。这如同瀑布，只要不超过瀑布的上游水位，即使提高瀑布的下游水位，也不会对上游水位和水的流速产生影响，这就是“瀑布效应”学说。既往研究发现，大多数PEEPi为6～8 cmH2O，故PEEP可设置为PEEPi的50%～85%。在定容通气条件下，从低水平开始逐渐地增加PEEP，同时监测平台压，以不引起平台压明显升高的最大PEEP为宜。此外，还可以通过监测食道压，根据跨肺压设定PEEP。
在临床工作中，下列情况下可能存在PEEPi：①呼吸机波形：流量时间波形和流量容积曲线在呼气末不能回到零；②容量控制通气出现气道峰压和平台压增加；③患者出现吸气负荷增大的表现（如三凹征）以及由此产生的人机不协调；④难以用循环系统问题解释的低血压。
PEEPi分为静态PEEPi和动态PEEPi。静态PEEPi需要在镇静情况下通过呼气末阻断方法进行测量，这种方法测得的值是整个肺泡的平均PEEPi。动态PEEPi需要通过食道压引导，得到的值是肺泡内最小的PEEPi[7]。因此可以通过食道压监测引导PEEP的设置。
患者从接受机械通气开始就应该评估其撤离呼吸机的时机。
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进一步处理
患者上机7天后，症状明显改善：清醒状态，气短症状明显减轻，痰液明显减少。血气分析：pH 7.4，PaO2 70 mmHg，PaCO2 54 mmHg，HCO3- 34.3 mmol/L。血常规：WBC 10.3×109/L，RBC 4.1×1012/L，HGB 128 g/L，PLT 110×109/L，CRP 56 mg/L，PCT 1.3 ng/ml。此时考虑撤离呼吸机。
与普通患者不同，COPD患者撤离呼吸机要根据肺部感染控制窗（pulmonary infection control window，PIC窗）进行判断。如果患者因感染原因入院，在痰液引流问题已经得到解决，严重呼吸衰竭得以纠正，但仍然存在呼吸肌疲劳和呼吸力学异常，此时可以考虑拔除气管插管。因为这种情况下。如果继续进行有创通气，可能会导致呼吸机相关性肺炎（VAP）的发生。
早在2006年国内就开展了有创无创序贯通气的前瞻性多中心研究，即以PIC窗为切换点行有创与无创序贯机械通气治疗COPD所致严重呼吸衰竭的多中心前瞻性随机对照研究。与常规通气组比较，序贯通气组的有创通气时间和住ICU时间均明显缩短，VAP发生率和病死率也显著降低[8]。2018年一项荟萃分析纳入了25项研究共1000多例患者，结果发现有创无创序贯通气可以降低医院病死率和VAP发生率，缩短ICU住院时间，尤其是COPD患者获益更加明显[9]。
4
调整方案及疗效评价
①呼吸支持：撤机拔管，序贯无创。②抗炎治疗：降阶梯。③平喘：激素逐渐减量。
本例患者我们考虑使用NPPV+HFNC，希望能将二者的优势相结合，最终达到冲洗CO2，减少重复呼吸，加温湿化，利于痰液排出，对抗PEEPi的目的。对于NPPV耐受性较差、痰液引流欠佳以及鼻导管氧疗不能维持的患者，可以考虑NPPV+HFNC，但应注意，这种方法对部分患者可能有效，NPPV仍是一线治疗措施。
一项单中心、非盲、交叉研究比较了拔管后COPD患者HFNC与常规氧疗的临床效果，研究纳入14例拔管后COPD患者，干预措施为2次1小时的HFNC（HFNC1和HFNC2）中间使用1小时的常规低流量氧疗，结果发现：与常规氧疗相比，HFNC可以降低呼吸驱动和减少呼吸功[12]。
5
转归
患者使用HFNC+NPPV后，神志清楚，痰液引流改善，听诊双肺少量湿啰音；血常规：WBC 4.1×109/L，NEU% 50.5%，HGB 111 g/L；血气分析：pH 7.42，PaO2 60 mmHg，PaCO2 62 mmHg，HCO3- 35 mmol/L。患者病情好转后出院。
6
小结
COPD是一种持续存在的气流受限性气道慢性炎症性疾病，小气道疾病和肺实质破坏是其特征性病理改变；气道阻力增加和动态肺过度充气是COPD发生呼吸衰竭的重要机制，也是机械通气设置调节的要点。NPPV是AECOPD首选的呼吸支持方式，其可降低气管插管率，缩短住院时间，增加生存率。有创通气时应以pH作为滴定目标；尽量减少PEEPi，并注意拔管时机的选择。COPD患者的有创无创序贯撤机中，NPPV辅助撤机疗效确切，仍是治疗的首选，HFNC可以考虑在NPPV的间歇联合应用。
参考文献
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作者介绍 谭 伟
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