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夜间无创正压通气在多种疾病中的应用

发布时间:2015-08-19作者:jennifer_jjy

美国哥伦比亚大学 Romina Wahab 等学者就夜间无创正压通气在心脏呼吸系统疾病患者中的应用进行了系统综述,文章近期发表在 Expert Reviews 上,现全文编译如下。

在“铁肺”这一经典无创负压呼吸机问世以来,无创正压通气(NIPPV),特别是“夜间”无创正压通气,作为又一种经典通气模式正越来越广泛的运用在合并急性或慢性呼吸衰竭的心脏呼吸系统疾病患者中。

NIPPV 在急诊抢救及长期家庭应用中均发挥着积极作用。相较其他通气模式,NIPPV 的应用和撤离更为便捷,可避免气管插管、气管切开及其并发症,且 NIPPV 设备本身较为便携

尽管如此,不少医疗工作者和患者仍然不清楚如何正确应用 NIPPV。本综述将会系统阐述“夜间”无创正压通气(nNIV)模式在并发睡眠呼吸暂停、低通气和低氧血症的心脏呼吸系统疾病患者中应用的理论基础,具体操作及未来发展方向。

这些心脏呼吸系统疾病患者睡眠呼吸暂停、低通气和低氧血症往往是由于充血性心力衰竭(CHF)、慢性阻塞性肺部疾病(COPD)、肥胖低通气综合症(OHS)、囊肿性纤维化(CF)及神经肌肉疾病引起的。

 什么是“夜间”无创正压通气?

“夜间”无创正压通气某种程度上是一个误称。事实上,正确的描述应该是指无创正压通气在“睡眠”相关生理呼吸状态下的应用,这种通气模式并不仅限于夜间应用,也可应用于日间。尽管如此,“夜间”无创正压通气这一称呼已广泛的在各种文献中使用。因此在本综述中也使用这一名称。

不少心脏呼吸系统疾病患者往往会出现睡眠相关呼吸异常。在非快速眼动(NREM)睡眠中,在呼吸驱动下降及代谢因素的共同作用下,往往会出现短暂呼吸暂停、分钟通气量(VE)下降、上气道阻力及呼吸功增加及呼吸力学障碍。这种睡眠的短暂觉醒及一过性的呼吸困难往往会导致周期性呼吸及睡眠片段化。

在快速眼动(REM)睡眠中,呼吸驱动会变得不规则,同时会出现包括辅助呼吸肌在内的骨骼肌张力抑制。

NREM 和 REM 睡眠的这些特点可导致睡眠中出现呼吸暂停、浅慢呼吸、周期性呼吸、严重非窒息性肺泡通气不足和 / 或低通气 / 血流(V/Q)相关的动脉低氧血症。清醒时即存在气道张力下降、气体交换不足和 / 或呼吸驱动抑制的患者,这些症状表现的更为明显。

上述睡眠相关呼吸症状往往出现在通气机制异常及肺胸壁顺应性下降的患者中,如:伴有高残气量的肥胖及 COPD 患者、神经肌肉无力和肌强直(包括 COPD)患者及呼吸驱动异常患者。

大量研究已证实清醒和睡眠时的低通气及通气不足往往发生在以下两种情况下,即神经肌肉无力和 COPD 中。这两类疾病均会导致慢性低通气和呼吸衰竭等睡眠相关呼吸症状的出现。而 nNIV 也往往运用在这两类疾病中。

然而,越来越多的临床研究数据提示心脏呼吸系统疾病也会变现为清醒和睡眠中的重症睡眠相关呼吸紊乱和 / 或慢性肺泡低通气,同时伴随临床不良事件的发生。

通过 NIV 来治疗睡眠呼吸紊乱疾病的最根本目地在于:减少缺氧窒息的发生及因此而导致的急性和慢性心脑血管症状和睡眠紊乱,改善疾病和睡眠相关生活质量(QoL),尽量避免气管插管和 / 或气管切开通气支持。

另一个重要目地是通过 NIV 来改善患者(有呼吸暂停、低通气和 / 或低氧血症)清醒时低通气和呼吸衰竭症状;降低高碳酸血症水平、改善血红蛋白氧合,从而打断因慢性高碳酸血症导致的化学感受器和通气驱动抑制的恶性循环;减少睡眠中高碳酸血症、酸中毒和低氧血症相关的呼吸肌肌力下降和外周神经功能受损。

若 nNIV 治疗能有效改善睡眠效率,那也意味着 nNIV 能减少因通气驱动抑制所致的睡眠剥夺症状。

对睡眠时呼吸功增加的患者,即使睡眠时没有特定的通气或气体交换问题,应用 nNIV 也可起到“肌肉休息”的疗效。“肌肉休息”作用可减少睡眠相关呼吸功,加强呼吸肌收缩和通气作用。这一作用主要应用于神经肌肉无力患者(也包括合并 COPD 的患者)。这种“肌肉休息”作用结合了负压通气和正压通气的特点。

但需指出的是,目前尚无系统研究能证明对于特定疾病,如:气流受限、神经肌肉无力等,nNIV 疗效优于清醒通气支持。事实上,大量研究发现,清醒状态下或非睡眠相关 NIV 可显著改善患者通气效果。只有一个前瞻病例对照研究发现,日间 NIV 和 nNIV 在慢性低通气患者中对生理指标(PaCO2,pH)的改善有类似的疗效。

 nNIV 应用的基本原则

应用 nNIV 的目的是为特定疾病提供充分的通气支持,使患者自觉舒适,改善睡眠质量,减少人机对抗(PVD),降低空气泄漏的发生。应对使用 nNIV 的患者进行长期随访,以改善患者依从性及 nNIV 疗效。

应根据患者疾病及呼吸机特点来选择相对应的最佳 NIV 模式(如:持续正压通气,固定双水平气道正压通气,自适应伺服通气和平均容积保证压力支持通气)。

在固定双水平气道正压通气模式中,呼气压力(EPAP)可帮助患者克服气道阻力,维持呼吸道通畅;而吸气正压(IPAP)水平应高于 EPAP 水平,以产生足够压力梯度来确保克服整个呼吸回路中(从呼吸机,管路,面罩,患者气道到肺)的阻力以达到通气目标。通过监测 PaCO2 或 etCO2 水平来判断睡眠呼吸通气的疗效。

NIV 中,呼吸节律可以是自主的、机控的或自主结合机控。虽然有研究显示相较容量限制 NIV,压力限制 NIV 会使患者更觉舒适、胃肠道不良反应较少;但总体来说,压力和容量限制 NIV 在慢性呼吸衰竭患者中疗效类似。

此外,还有一些动态模式,如成比例辅助通气(PAV):根据患者瞬时吸气努力大小按照既定比例提供同步的吸气压力支持;自适应饲服通气和平均容积保证压力支持通气则能保证患者的压力支持。

和有创机械通气一样,应用 nNIV 时须充分考虑 PVD 的可能性,特别在使用 nNIV 进行多导睡眠监测或评估 nNIV 治疗无效的原因时,如:应用 nNIV 后患者症状无改善、仍出现夜间低氧血症或高碳酸血症时。

PVD 主要表现为呼吸机触发异常(无效触发、双重触发和误触发)和 / 或呼吸机辅助通气时机异常(呼吸机辅助通气与病人吸气活动无关)。

图 1 和图 2 中分别显示了 nNIV 中 1:1 同步触发和 PVD 情况下的触发延迟。需仔细评估和客观监测 nNIV 设置(如:触发灵敏度、吸气时间限制、吸气上升时间及吸气压力辅助时间)和 nNIV 模式(自主模式或时间切换模式)。

QQ截图20150819100126.jpg

图 1:对一个具有代表性的肌萎缩性侧索硬化症患者进行 120 秒的多导睡眠监测,该患者正在进行固定双水平气道正压通气,呼吸机根据患者吸气动作进行 1:1 同步触发,按预设的吸气压力提供压力支持,指末血氧饱和度维持在 90%。注:显示的压力是实际压力的 10 倍。ABDM:在腹部测量呼吸的感应体积描记术;ALS:肌萎缩性侧索硬化症;CHEST:在胸部测量呼吸的感应体积描记术;CPAP-FL:气流;CPRESS:吸气和呼气的气道正压,单位为 cmH2O;IPAP:吸气正压;PAP:气道正压。

QQ截图20150819100146.jpg

图 2:对一个具有代表性的肌萎缩性侧索硬化症患者进行 60 秒的多导睡眠监测,该患者正在进行固定双水平气道正压通气,目前显示有完全的人机对抗,呼吸机显示有自触发。指末血氧饱和度一直在较低水平,ABDM 和 CHEST 记录显示有 8s 的呼吸暂停后,SpO2 出现骤然下降。ABDM:在腹部测量呼吸的感应体积描记术;ALS:肌萎缩性侧索硬化症;CHEST:在胸部测量呼吸的感应体积描记术;CPRESS:吸气和呼气的气道正压,单位为 cmH2O;PAP:气道正压。

根据临床症状和实验室检查指标对 nNIV 进行调整,以优化疗效,尽量减少 PVD 的发生。

不同于与双水平气道正压通气(吸气压力高于呼气压力),持续气道正压通气(CPAP)也是一种夜间无创通气模式。它可以改善常见的低通气综合征,特别是对于有阻塞性睡眠呼吸暂停“重叠”的患者。相较其他通气模式,CPAP 的优点是费用较低,设置简单,可减少人机对抗的发生。

即使通过优化的 nNIV 方式改善了呼吸暂停症状,但患者仍可能存在不能单纯依靠呼吸机改善的、睡眠相关低氧血症。这种情况下,不建议对 nNIV 做进一步调整,因为这只会导致空气泄漏、无效通气和 / 或患者舒适程度及睡眠质量的下降。这时应进行补充氧疗。可将氧气直接接入面罩中,也可通过面罩下的鼻导管供给患者。

应保持面罩与患者脸部贴合良好以减少漏气的发生,同时应尽量降低面罩作用在脸部的压力和对皮肤的刺激作用。有多种类型面罩,适合不同通气模式来有改善 NIV 疗效,包括鼻垫、鼻面罩、口鼻面罩、牙垫和全脸面罩。

因张口呼吸导致的空气泄漏可通过应用口鼻面罩或全脸面罩来加以避免。加温湿化有助于减少鼻腔和 / 或口腔的干燥。

即使选择了最佳 nNIV 设置、最理想面罩、最大程度减少人机对抗的发生,但仍会有部分患者难以耐受 nNIV。应在 nNIV 使用前对患者进行充分健康宣教,nNIV 使用中对患者适当鼓励,同时长期随访疗效、根据患者情况及时调整治疗方案,以达到以病人为中心的治疗目地。

不应公式化的应用 nNIV,应根据患者临床症状(如:端坐呼吸)进行个体化考虑,否则会导致包括生活质量(QoL)和生存率下降在内的不良反应。进行 NIV 时,应充分考虑 NIV 的各种并发症,权衡利弊,如:在使用 NIV 时,需评价该通气设置对呼吸肌是负担过重、恰到好处还是过度休息。

常见 NIV 并发症(主要来自于急性呼吸衰竭研究)包括:皮肤破损、眼刺激、鼻腔和 / 或口腔干燥、幽闭恐惧症、吞气症、胃胀、呕吐、支气管误吸、痰液堵塞、气胸和医院获得性肺炎。

nNIV 在心脏呼吸系统疾病中的应用

潮式呼吸是由 Hunter、Cheyne、Stoke 共同命名(现在常被称为陈 - 施(Cheyne-Stokes)呼吸,CSB),特点是呼吸逐步减弱以至停止和呼吸逐渐增强两者交替出现,可伴或不伴有完全性中枢睡眠呼吸暂停(CSA),往往不存在上气道梗阻。

CSB、CSA 和阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)可在充血性心力衰竭(CHF)患者上同时发生,但 CSB 和 CSA 更常见。

那些即使使用了正性肌力药物也不能改善较低左心室射血分数(LVEF)的稳定期 CHF 患者中,合并 CSB 和 / 或 CSA 的约为 30-40%。这与正常 LVEF 的 CHF 患者中,合并 CSA 的比率是类似的。

LVEF 较低的 CHF 患者中往往有心排血量的下降,若合并 CSA,则会导致 CO2 化学感受器反应延迟,从而导致心排血量的进一步下降,进入恶性循环。

LVEF 较低的 CHF 患者往往有基础低碳酸血症(清醒和睡眠时均有)。CHF 的慢性间质性肺淤血可通过肺迷走反射或低氧刺激,产生过度通气,导致低碳酸血症。PaCO2 水平下降,导致呼吸抑制,变慢变浅甚至停止。呼吸的抑制又使 PaCO2 水平升高,刺激呼吸,呼吸又复变快变深,上述过程周而复始,周期性进行,产生 CSB。

当 CHF 患者因急性失代偿性心力衰竭入院治疗时,此时中重度 CSB 发病率最高。这种 CHF 患者中的睡眠呼吸紊乱(SDB)往往会伴随缺氧症状,破坏交感平衡,导致急性全身和肺血管收缩反应,是 CHF 患者一个独立的死亡危险因素。

目前针对 CHF 患者 SDB 治疗上已有数种不同 nNIV 模式。在使用 nNIV 治疗睡眠呼吸紊乱,特别是合并 CSB 的 CHF 患者时,首选通气模式为 CPAP。

CPAP 模式可通过人为施以一定程度气道内正压,防止气道萎陷,增加功能残气量;同时可以降低血压及心脏跨壁压,从而降低心脏前后负荷,改善 LVEF(LVEF 是心衰患者心血管不良事件的有效预测指标)。

通过应用 CPAP,可使 PaCO2 水平高于能兴奋呼吸中枢的阈值,从而起到稳定呼吸周期的目的。几个小规模前瞻性研究显示,在给予合并 OSA 的 CHF 患者应用 10-12.5cmH2O 水平 CPAP 数周后,LVEF 增加 5-12%,LVEF 增加程度与 CPAP 使用持续时间和患者对于 CPAP 的依从性密切相关。

在最近进行的大规模随机对照研究(CANPAP)中,当给予合并 CSB 的 CHF 患者应用 CPAP 后,发现 CPAP 组呼吸暂停次数明显减少,儿茶酚胺水平下降,LVEF 水平、夜间氧饱和度和 6 分钟步行距离明显改善;但和不使用 CPAP 的标准药物治疗组相比,CPAP 组生存率无明显改善。

这个研究指出通过 CPAP 治疗不能改善生存率这一主要结果;但后期数据分析发现,对于那些呼吸紊乱指数(AHI)<15 次 / 小时的患者,使用 CPAP 治疗确实可以改善生存率。AHI 并不是 CSB 的诊断指标,但可作为评价 CSB 严重程度的重要参数。同时研究也发现,AHI 对合并 CSA 的 CHF 患者死亡率有预测价值。

CANPAP 研究指出,对于合并 CSB 的稳定期 CHF 患者,CPAP 模式并不是最合理的通气模式。对这些患者来说,应用 CPAP 通气模式可能会使灌注压降低,导致潜在低血容量的可能性;因此,这些患者需要一种通气模式,相较 CPAP 能更直接的作用在 CSB 的呼吸周期中。

几个小规模观察性研究指出,给予合并 CSB 的 CHF 患者应用固定双水平气道正压通气后,与不使用气道正压通气或使用 CPAP 相比,患者的 AHI、LVEF 和睡眠质量均有改善。但也有研究指出,固定双水平气道正压通气可能会加重 CSB 症状。

自适应伺服通气(ASV)的通气目地是通过最小呼吸做功完成目标通气量,ASV 可根据患者肺部力学状况,自动调节吸气正压和呼吸频率,使其满足患者要求,避免过度通气和通气不足的发生。虽然 ASV 并不一定能够完全治愈 CSB,但在数个呼吸周期的 ASV 应用后,可以发现呼吸做功变得规律(图 3)

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图 3:对一个具有代表性的心脏衰竭合并 CSB 患者在肺快速眼动睡眠中进行的 5 分钟多导睡眠监测,图中开始时使用的是自适应伺服通气。监测最开始的部分显示腹部和胸部呼吸努力是同步的,且人机同步良好(在气流和压力支持方面)。当患者做功减少时,呼吸机压力支持增大;当患者做功增加时,呼吸机压力支持减少。在数个呼吸周期之后,患者做功及呼吸机压力支持变得规律,总而言之就是纠正了 CSB。ASV:自适应伺服通气;CSB:潮式呼吸;NERM:非快速眼动睡眠。

医生可预设最大和最小压力支持及呼气末正压(PEEP,保证呼气末气道通畅),当然 PEEP 也可在 ASV 模式下自动调整。同时需设定后备呼吸频率来避免因中枢性呼吸暂停而造成的损害。

总的来说,对合并 CSB 的稳定 CHF 患者来说,ASV 模式可保证通气量,使 AHI 发生减少,改善 LVEF 的同时增加 6 分钟步行距离;但是,并未发现通过应用 ASV 可以改善患者 QoL。

和 CPAP 相比,ASV 的临床依从性更佳。目前有临床研究正在评估,在合并 CSB 的 CHF 患者中,应用 ASV 对于主要临床终点(因心衰再次入院及死亡)的影响。最近有研究指出,CHF 患者应用 ASV 后,1 年生存率显著上升,心血管不良事件发生率显著下降。ASV 也可用在 LVEF 较低且合并 CSB 的 CHF 患者中。

早期研究数据显示,在这些患者中应用 ASV 通气,可改善生理参数,降低心血管不良事件的发生率。有研究指出,与单用药物治疗或氧疗相比,在急性失代偿 CHF 患者中应用 ASV 通气,可显著降低 CSB 发生次数。

最近美国睡眠协会根据一系列成年患者中枢睡眠呼吸暂停的 meta 研究推荐,将 CPAP 作为成年 CSA 综合症(虽然并非特指合并 CSB 的 CHF 患者)的首先治疗方案;对于那些不能耐受 CPAP 或 CPAP 治疗无效的、合并 CSA 的 CHF 患者,ASV 是标准治疗方案。

然而,相较其他 nNIV 模式,如 CPAP,ASV 这一通气模式缺乏针对急性或稳定期 CHF 患者包括生存率在内的长期随访数据。此外,相较 CPAP,ASV 模式费用较高,在临床医生中推广及应用程度上较差。

慢性阻塞性肺部疾病

全世界慢性阻塞性肺部疾病(COPD)发病率约为 7.6%,2005 年全球因 COPD 而死亡的患者人数约为 3 百万。到 2030 年,COPD 预计将成为全球第三大死亡原因。目前 COPD 患者应用 nNIV 的治疗目的是,改善患者清醒和睡眠状态下的低通气和通气不足。通过应用 nNIV,可使 COPD 患者呼吸肌“休息”,同时改善通气驱动。

COPD 患者通气不足很可能是由于一系列混合因素所导致,包括因过度通气导致的包括膈肌在内的呼吸肌受损,因气流受限导致的阻力增加及较差营养状态所致的并发症。

大量证据,特别是关于夜间氧饱和度下降(NOD)及“重叠综合症”(COPD 并发 OSA),都说明,即使不存在因低氧血症导致的夜间觉醒,在 COPD 患者中也非常有必要进行 nNIV。

肺源性心脏病、夜间心律不齐及夜间猝死往往与 NOD 密切相关。因 COPD 急性加重(往往伴随有高碳酸血症)而入院的患者,最常见的死亡时间是从 11PM 到 7AM。COPD/OSA 重叠综合症患者,与单发 COPD 患者相比,死亡风险及因 COPD 急性加重住院风险明显增高。

然而,对早期 nNIV 随机对照研究的 meta 分析显示,稳定期高碳酸血症 COPD 患者,每晚至少使用 5 小时 nNIV,连续使用 3 个月后,患者的肺功能、气体交换、呼吸肌肌力、运动耐量及睡眠效率无显著改善。重症 COPD 患者膈肌活检也发现,这些患者的膈肌已适应了过度通气,耐疲劳程度也有所增加。

一个长期随访研究指出,和药物治疗相比,nNIV 治疗不能改善 COPD 患者 1 年生存率。

但是在上述 meta 研究中也发现,与单用长期氧疗(LTOT)相比,nNIV 联合 LTOT,且吸气压力在较高水平时(平均 18cmH2O,范围在 16-22 之间),可减低日间 PaCO2 水平,改善 QoL。这些研究的缺点是:样本量较小和失访率较高,研究设计时未考虑到睡眠呼吸紊乱和异常 AHIs 的存在。

随后进行的一个大规模多中心随机对照研究发现,对于稳定期高碳酸血症(PaCO2>50mmHg)COPD 患者,每晚至少 5 小时 nNIV 联合 LTOT,连续使用 2 年后,与单用 LTOT 相比,患者日间 PaCO2 水平明显下降,健康相关生活质量改善,呼吸困难次数减少,ICU 住院时间缩短。

但在肺功能、吸气肌肌力、运动耐量、睡眠质量评分、死亡率和住院率上两组间无显著差异。

另一个多中心随机对照研究中,在 144 名有着中度高碳酸血症(PaCO2>50mmHg)的重症 COPD 患者中,比较了单用 LTOT 和 nNIV 联合 LTOT 对睡眠质量和睡眠相关高碳酸血症的影响。研究中患者依从性较好,平均每晚 NIV 使用时间为 4.5 小时。

研究随访了 2.2 年。研究发现,两组患者 6 个月和 1 年时的肺功能及日间 PaCO2 无显著差异,nNIV 联合 LTOT 组患者生存率到研究随访至 36 个月时好于单用 LTOT 组,但是 QoL 比单用 LTOT 组差。

一些病例对照和随机对照研究发现,nNIV 联合肺康复治疗比单独肺康复治疗,能更有效改善稳定期高碳酸血症 COPD 患者健康相关 QoL、日间高碳酸血症和运动耐量(通过步行距离或者步数进行判断)。当 nNIV 继续联合康复治疗时,在两年随访中,可继续获益。

如何进行合理的研究设计及如何在 COPD 患者中最合理的应用 nNIV 仍有待进一步明确。目前 nNIV 研究数据中往往没有记录 PVD、夜间通气改善、气体交换及睡眠质量情况。部分研究指出 nNIV 能降低睡眠相关 PaCO2,但在清醒通气时使用 NIV 也会产生类似效果。

稳定期高碳酸血症 COPD 患者中应用 nNIV 可能获益有限,因为给予的吸气压力支持相对“强度较低”。一个小规模随机交叉研究显示,在稳定期高碳酸血症 COPD 患者中进行 6 周“高强度”nNIV(平均 IPAP 28.6cmH2O)后,相较“低强度”NIV(平均 IPAP 14.6cmH2O),可显著降低夜间 PaCO2 水平。

研究发现,相较“低强度”组,当“高强度”组患者进一步增加 3.6 小时 / 天的 NIV 后,在劳力性呼吸困难、日间 PaCO2 水平及肺功能(FEV1 和 VC)上也有了显著改善。

但是我们必须进一步考虑这种“高强度”IPAP 对于患者生理指标、临床症状及临床操作上的影响,因为这往往会导致潮气量增加、空气泄漏增多、PVD、睡眠质量影响、心输出量显著下降及长期应用对呼吸肌本身造成的不良影响。COPD 患者中应用这种“高强度”NIPPV 的研究正在进行中。

然而,目前尚不清楚对进行 LTOT 的稳定期高碳酸血症重症 COPD 患者,什么样的 nNIV 是最合理的,通过 nNIV 可获得何种临床(如:呼吸困难、运动耐量、睡眠和健康相关生活质量、呼吸肌肌力、清醒状态下的低通气、住院和医疗费用)获益,这些均不得而知。

近期 2013 全球 COPD 倡议(GOLD)指出:NIV 正越来越广泛的应用到稳定期极重症 COPD 患者中。NIV 及长期氧疗的联合应用对部分患者症状改善是有帮助的,特别是那些有明显日间高碳酸血症的患者。NIV 联合长期氧疗可提高生存率,但不能改善 QoL。

然而,对于那些 OSA 合并 COPD 的患者,通过 CPAP 治疗可显著提高生存率,降低再入院风险。在 COPD/OSA 重叠患者中应用 nNIV,或至少是 CPAP,目前是势在必行的,这会在下文中进一步讨论。

肥胖低通气综合症

肥胖低通气综合症(OHS)是指:肥胖患者(BMI>30kg/m2)清醒时存在低通气,即有日间高碳酸血症(PaCO2>45mmHg),无其他特定致病因素(如:限制性肺部疾病、神经肌肉无力,肺实质疾病或重度甲状腺功能减退),伴或不伴 OSA。

相较那些肥胖但无 OHS 的患者,未经对症治疗的 OHS 患者的并发症发生率、住院次数及死亡率往往明显升高。

成年住院患者中 OHS 发病率高达 31%。OHS 中低通气的发生机制是复杂的,受多种因素影响。OHS 常和 OSA 并发形成“重叠”综合症,绝大多数 OHS 患者往往并发 OSA,有 AHI 升高;但相反的,OSA 患者中 OSH 发生率约为 10-20%。相较单纯 OSA,OSA 并发 OSH 往往预后更差,如:表现为睡眠中急性发作的低氧血症。

可以理解的是,CPAP 已经作为 OHS 的一线治疗方案,不论是否合并 OSA。尽管早期研究显示使用 CPAP 治疗 OHS 可改善患者症状,但后续研究提示使用 CPAP 治疗 OHS 不能使患者获益,特别对于那些有持续夜间低氧血症而不伴有上气道梗阻的患者。CPAP 在明确诊断的 OHS/OSA 重叠综合症患者中能发挥积极作用。

一个随机对照研究显示,OSH 并发 OSA 患者分别进行 CPAP 或固定双水平正压通气,3 个月后两组患者清醒时 PaCO2 水平改善程度类似(两组患者均进行了辅助氧疗)。两组患者的依从性也基本相同。

最近的研究发现,有急性高碳酸血症呼吸衰竭(AHRF)的 OHS 患者与有 AHRF 的 COPD 患者应用 nNIV 可取得类似的疗效和预后,虽然其中 OHS 患者 1 年生存率略好于 COPD 患者。

OHS 患者长期使用 nNIV 的数据是有限的,但是有观察性研究已经发现,当使用 nNIV 治疗 OHS 患者时,死亡率下降。有研究显示,给予 130 名 OHS 患者行夜间固定双水平气道正压通气,同时给予辅助氧疗来改善夜间持续低氧血症。

随访发现,这些患者的 1 年、2 年、3 年和 5 年生存率分别为 98、93、88 和 77%。而未行 nNIV 的 OHS 患者 18 个月的生存率只有 77%。

对于单纯 OHS 患者使用类似于双水平气道正压通气模式可能效果更好;而 OSA 合并 OHS 患者则应选择 CPAP。但是目前尚无定论:是否要对 OSA 合并 OHS 患者进行针对性治疗或对于不合并 OSA 的 OHS 患者避免使用 CPAP 治疗。

此外,其他 nNIV 模式,如平均容量保证压力支持通气(AVAPS),能更精确的达到睡眠中最佳目标潮气量。

通过设置 nNIV 的不同后备频率(高、低或没有)有助于改善 OHS 患者夜间和清醒状态下的低通气。对于 OHS 患者应选择怎么样的通气模式,这种通气模式是清醒状态下应用或联合“夜间”状态下应用有待进行一步研究。

重叠综合症

重症 COPD 中可表现为单纯的睡眠相关低氧血症或高碳酸血症。但 COPD/OSA 重叠综合症的临床症状不简单等同于 COPD 和 OSA 症状的相加,它往往表现为气体交换的异常和睡眠觉醒症状与气道阻塞程度不成正比。

OSA 在 COPD 人群和非 COPD 人群中发病率是接近的。重要的是,没有任何表型特征能说明哪些 COPD 患者有重叠综合症的风险。

在一个研究中发现,11% 的 OSA 患者并发 COPD(FEV1/FVC<0.6)。COPD/OSA 重叠综合症患者比起那些只有 OSA 或 COPD 的患者,夜间氧饱和度下降的风险更高。OSA/COPD 患者,比单纯 OSA 患者,出现肺动脉高压和右心衰竭的可能性更大。OSA/COPD 患者死亡率更高,QoL 下降更明显。

夜间 CPAP 是目前 OSA/COPD 患者的首先治疗方案,同时需联合辅助氧疗来纠正夜间氧饱和度下降。数个小规模研究显示,在 OSA/COPD 患者中应用 CPAP 治疗,可以降低日间 PaCO2 水平,提高 PaO2 水平,改善肺功能,同时降低住院率。然而,并不是所有研究均显示类似研究结果。

数个研究已经证实,在 OSA/COPD 患者中长期应用 CPAP 治疗,与不用 CPAP 或单纯 COPD 患者相比,OSA/COPD+CPAP 组患者的生存率显著改善。

另一个观察性研究指出,在低氧血症的 OSA/COPD 患者中应用 LTOT+CPAP 治疗,比单用 LTOT 治疗,OSA/COPD+LTOT+CPAP 组的死亡风险明显下降。目前尚无其他通气模式(如:固定双水平气道正压通气和 AVAPS)在 OSA/COPD 重叠综合症上应用的数据。

其他常见重叠综合症,包括前面提到的 OHS/OSA 重叠。就像在 OHS 章节中讨论的一样,CPAP 应该是作为 nNIV 的首选治疗,尤其是通过多导睡眠监测或临床表现提示有 OSA 存在。

应通过压力滴定来调整 CPAP 设置来改善阻塞性呼吸暂停或窒息症状。若在运用了 CPAP 治疗后(CPAP 模式调整到使患者舒适的压力支持、人机同步、睡眠稳定),仍有持续肺泡低通气出现,这时应考虑运用其他 nNIV 模式,同时进行补充氧疗。

囊性纤维化

囊性纤维化(CF)是白人中最常见的致死性常染色体隐性遗传疾病,发病率为 1/2500。2009 年,CF 的中位生存年龄为 35 岁。一般情况下,我们并不认为 CF 能够通过 nNIV 获益。

但随着 CF 进展,往往会出现痰液堵塞、阻塞性通气不足、复发的肺部感染、慢性炎症和支气管扩张症等,这往往会导致呼吸功增加、肺泡低通气、睡眠觉醒、高碳酸血症、甚至低氧血症及呼吸衰竭。

最近更新的 Cochrane 综述中提到了三个小规模随机对照研究。其中两个研究将有重症肺部疾病的 CF 患者随机分配至安慰剂组、补充氧疗组、nNIV 组和 nNIV 联合氧疗组,分别接受一晚上上述治疗。

研究发现,氧疗和 nNIV 均可改善患者夜间氧饱和度。应用 nNIV 在改善氧饱和度的同时,不会增加经皮 CO2 分压;应用氧疗时,在改善氧饱和度的同时,经皮 CO2 分压也会增加。

但这些治疗措施对睡眠效率都不会产生影响。另一个相对长期的随机对照研究中,将清醒时有高碳酸血症(平均 PaCO2 为 52mmHg)的 CF 患者随机分配至室内空气组、补充氧疗组和 nNIV 组(使用双水平气道正压通气,通过多导睡眠监测进行压力滴定调整)。

连续进行 6 周后发现,nNIV 组相比较空气组,可显著改善 CF 特异的胸部及呼吸困难症状,最大程度降低夜间高碳酸血症同时增加运动耐量。在睡眠效率、清醒肺功能和清醒高碳酸血症方面,各组之间无显著差异。

在一个无对照的研究中,对于有高碳酸血症的 CF 患者,在急性呼衰加重期,给予了 nNIV 或全天 NIV,来帮助这些患者改善肺部症状以便于进行择期肺移植手术。

目前尚不清楚对于成年 CF 患者应用 nNIV 的具体适应症和标准。但是可以通过患者日间高碳酸血症和 / 或睡眠呼吸紊乱(夜间觉醒,白天疲劳)症状来进行 nNIV;通过多导睡眠监测来评估和滴定 nNIV。我们需考虑所有 nNIV 的不良反应,包括对生活质量的影响以及其他疾病中出现的不良反应。

需进一步研究以明确 nNIV 在 CF 患者中最佳应用时间、适应症、目标人群及长期应用 nNIV 对肺功能和生存率的影响情况。

神经肌肉疾病

神经肌肉疾病(NMDs)范围很广,包括单纯的膈肌麻痹、肌营养不良、运动神经元疾病、神经肌肉连接疾病(如重症肌无力)、脱髓鞘疾病(如格林巴利)和各种脊髓疾病(如 Arnold-Chiari 疾病)。大量未对照和观察性研究指出,因神经肌肉疾病或胸壁限制性导致的慢性肺泡低通气症状可通过 nNIV 进行改善。

但是神经肌肉疾病中睡眠呼吸紊乱的发病率、发病类型及疾病严重程度仍然不得而知,目前只有证据提示 nNIV 可在 Dunchenne 肌肉营养不良(DMD)和肌萎缩性侧索硬化(ALS)中发挥积极作用。

和本篇综述中其他常见导致低通气疾病一样,NMDs 也往往会出现睡眠觉醒和睡眠相关低通气症状。这其中部分是由于呼吸肌无力所导致,部分是由于中枢化学感受器和通气驱动抑制所导致。

对于能否通过 nNIV 来改善 NMDs 临床症状仍存有争议,特别是能否通过 nNIV 进行气道保护,改善呼吸肌肌力、肺活量,改善呼吸驱动等。

DMD 患者往往会出现睡眠相关高碳酸血症及血氧饱和度下降,这往往与睡眠相关的腹部(膈肌)活动导致的潮气量异常密切相关。一些小规模未对照研究提示,对于 DMD 合并 SDB 患者使用 nNIV 治疗反应良好。但是也有其他研究提示,不合理的设置和应用 nNIV 会导致人机对抗和呼吸功能损害。

有研究指出,对于肺活量严重下降的 DMD 患者,如果没有清醒高碳酸血症和睡眠呼吸紊乱症状,与对照组相比,使用 nNIV 会降低长期生存率。

美国神经学会 2009 年指南建议,应对呼吸功能缺陷的 ALS 患者进行 NIV,以增加生存率,延缓用力肺活量(FVC)下降程度,同时改善 QoL。这里的 NIV 并不特指夜间通气,虽然一般情况下应用的是 nNIV。

 2009 年的 Cochrane 系统综述中共纳入了 8 个随机对照开放标签研究,只有一个是多中心研究。这些研究都是小样本量,从 5 名到 41 名患者不等,其中 4 个研究进行了交叉设计。和一般治疗措施相比,短期应用 nNIV 可改善日间高碳酸血症及平均夜间氧饱和度,但不能显著改善低通气症状。

长期应用(至少 1 年)nNIV 可显著改善夜间氧饱和度,但不能改善低通气症状及日间高碳酸血症。使用 nNIV 后,汇总的死亡风险显著下降,QoL 部分改善。然而,考虑到不同研究的临床异质性、选择偏倚的可能性以及样本量过小,这些汇总研究结论须经过仔细考虑才能得到正确的解读。

此外,需要指出的是,不管使用什么模式的 NIV,夜间人机对抗都很常见:评估 nNIV 生理疗效的大规模系统研究指出,一般情况下,通过夜间多导睡眠监测发现,17% 的夜间睡眠时间中都会出现人机对抗。但目前不能通过人口统计学数据或 ALS 严重程度来预测哪些患者人机对抗最明显。

此外,只有一小部分睡眠呼吸紊乱患者会进行 nNIV 治疗。而且这部分进行 nNIV 治疗患者也往往没有进行过人口统计学或 ALS 严重程度评分来明确诊断睡眠呼吸紊乱。需进一步研究来明确哪些 NMD 患者最能够从 NIV 中获益,是通过夜间、日间还是全天应用,何种 NIV 模式能最大程度的改善临床症状和生理指标。

专家评论

“夜间”,实际上是指“睡眠”NIV(nNIV)能改善生理指标和临床症状,能在治疗很多心脏呼吸疾病中发挥重要作用,尤其是那些在睡眠中出现生理指标异常的患者。nNIV 能够改善不少心脏呼吸系统疾病气体交换,升高血氧饱和度,纠正呼吸困难症状,提高 QoL。

然而,nNIV 会对急性生理反应、长期生存率、生活质量、患者转归等产生什么样的影响目前仍然不是很清楚,缺乏相关高质量的研究数据。目前的情况是,在 nNIV 应用方面相比我们了解的,未知的方面更多(包括使用方法,生理影响和临床改变等各个方面)。这些未知方面是我们目前正在进行研究的焦点。

理想情况下,通过这些研究我们可以明确特定疾病的最佳 nNIV 模式及应用。目前临床医生应该做的就是充分了解有关 nNIV 的循证指南(适应症,应用原则),同时结合心脏呼吸系统疾病患者临床症状、生理指标对 nNIV 进行个性化应用。

此外,我们需进一步明确哪些心脏呼吸系统疾病患者可以从无创通气中获益,特别是那些没有睡眠呼吸紊乱、能耐受夜间正压通气不适症状的(PVD 和 / 或空气泄漏)以及那些仅通过数小时日间通气就能显著改善通气功能的患者。

5 年展望

需进行良好试验设计(合适及经济节约的)来明确和筛选那些最能从 nNIV 中获益的患者,同时评估 nNIV 对于生理参数、临床症状方面的影响。

研究中需评估睡眠和清醒状态下生理严重性参数(如:多导睡眠监测、血气分析、肺功能、呼吸肌肌力、呼吸驱动和运动能力)及临床转归情况(如:生存率,端坐呼吸、健康和睡眠相关 QoL、运动耐量、呼吸功能不全急性加重),来指导 nNIV 治疗决策。

需进一步研究以明确 nNIV 适应症及相关设置。举例来说,对于呼吸模式参数设定中,是容量限制、压力限制还是容量 + 压力限制;对于那些不能耐受 nNIV 的患者是否有使用便携负压通气的可能性;是选择夜间 NIV 还是日间 NIV。

同时需进一步考虑 nNIV 的应用场所(是在医院、监护室、社区医院、康复机构还是家中)以及如何对 nNIV 应用进行随访评估疗效。这些都是未来 nNIV 临床实践和研究领域中的重要组成部分。只有这样我们才能改善那些重症肺部和心血管疾病患者症状,让他们从 nNIV 中真正获益。

关键内容

夜间无创通气(nNIV)能改善很多心脏呼吸系统疾病患者生理指标和临床症状,尤其对那些睡眠中出现生理指标异常的患者。

nNIV 能够改善气体交换,升高血氧饱和度,纠正呼吸困难症状,提高 QoL。

目前临床医生应该做的就是充分了解有关 nNIV 的循证指南,根据患者具体情况个体化的应用 nNIV。

nNIV 应用中应包括对患者人机对抗、空气泄漏、面罩佩戴舒适程度和依从性的监测。

需进一步研究以明确最佳 nNIV 模式,确定哪些患者最能够从 nNIV 中获益。

 


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