急性呼吸衰竭是致死率较高的呼吸危重症,治疗过程中及时纠正氧合状态并降低并发症是关键。近年来,无创通气迅速发展,已成为机械通气领域最重要的发展之一,并越来越多地用于急性呼吸衰竭的治疗。但是部分未经合适筛选和评估的急性呼吸衰竭患者在无创通气治疗中获益有限,最终需要气管插管或死亡。临床应用过程中发现诸多因素可影响无创通气的治疗效果,本文从人口统计学资料、患者一般状态和生理参数、呼吸机相关因素等方面对无创通气治疗急性呼吸衰竭失败的相关危险因素进行分析总结。
在过去的二十年中,越来越多的证据确立了无创通气作为某些原因所致的急性呼吸衰竭的一线治疗地位,特别是COPD加重和心源性肺水肿的呼吸衰竭。无创通气还广泛应用于免疫功能受损、肥胖低通气综合征所致急性呼吸衰竭和有创机械通气拔管后的序贯治疗等临床情况。但临床应用过程中发现部分患者的无创通气治疗获益有限,最终认定为无创通气治疗失败。无创通气失败已被定义为需要气管插管或死亡,并且有研究发现无创通气失败并需要有创机械通气的患者病死率高于最初接受有创机械通气治疗的患者。这表明无创通气治疗前应谨慎选择适合的患者,并在使用过程中密切监控,尽早识别无创通气治疗失败的风险。所以,阐明无创通气失败的因素对于指导无创通气实施与评估十分重要。本文就无创通气治疗急性呼吸衰竭失败的相关研究进展进行综述并总结分析相关危险因素。
1人口统计学资料
1.1年龄和性别
VanGemert等回顾分析了急诊科139例接受无创通气治疗的急性高碳酸血症性呼吸衰竭的COPD患者的临床资料,指出超过65岁的老年人更容易发生无创通气失败(P<005)。Hong等认为年龄增加会带来咳嗽强度下降,不利于气道分泌物的排出。另外,身体机能也将随着年龄的增大而逐渐下降,从而不利于无创通气治疗的成功与恢复。但另一方面,Nava等开展的一项针对82例老年急性呼吸衰竭患者(年龄>75岁)随机接受无创通气对比标准药物治疗的研究,显示无创通气可降低高龄患者的病死率,可为不适合或者拒绝插管的老年患者提供另一选择。综上所述,随着年龄的增加无创通气的失败风险逐渐增大,在开始选择时应该更加谨慎。但是在不适合插管的老年患者中无创通气也是一项选择,并且年龄的界限划分也尚未有统一的标准,因此对于年龄较大患者的无创通气实施应结合实际临床问题综合决定。在大多数单因素及多因素分析的研究中并未提示性别与无创通气治疗急性呼吸衰竭失败的明显相关性。仅有一篇关于癌症患者出现急性呼吸衰竭使用无创通气治疗的研究认为男性是无创通气失败的相关因素(OR=258,95%CI:120~556,P=0015)。
1.2营养状态及活动受限
人体的营养状态可以通过临床检查、人体测量、生化及实验室检查等很多指标来反映。相关研究多选择临床上常用且容易获得的体质量指数(BMI)和人血白蛋白水平来进行分析。国内外相关研究发现入院或无创通气治疗前低水平的BMI和人血白蛋白值与无创通气治疗急性呼吸衰竭失败和病死率相关,但目前缺乏明确的界值标准。一项心脏术后急性呼吸衰竭患者使用无创通气治疗失败的回顾性研究认为,BMI≥25kg/m2是无创通气成功的一个独立预测因子。营养状况差可以通过影响呼吸肌的力度、运动耐力、通气的驱动力和肺的防御系统等来降低肺的功能。
对于活动受限,临床研究中常使用日常生活活动评定来评估。Moretti等发现无创通气早期治疗成功后仍有20%的患者发生晚期失败,晚期无创通气失败与住院前患者活动功能受限有关(P=0024)。Keenan等实践指南中亦指出,日常生活活动评定得分较低的患者较难从无创通气中获益。日常活动受限、长期卧床的患者相关并发症发生率较高,增加了肺炎、血栓性疾病等的风险,这往往增加了无创通气治疗急性呼吸衰竭失败的风险。
2患者一般状态和生理参数
2.1生命体征及意识状态
生命体征包括体温、血压、心率及呼吸频率四项指标,其中血压、心率、呼吸频率与无创通气失败相关。
无创通气治疗前患者血压降低出现休克是急性呼吸衰竭使用无创通气治疗失败的重要危险因素之一。而对于心率及呼吸频率,二者的增加会增高无创通气治疗失败的风险。Ko等指出无创通气治疗前心率≥120次/min是COPD早期无创通气治疗失败的重要因素(OR=25,95%CI:12~70),而在无创通气治疗1h后心率≥120次/min更是无创通气失败的危险因素(OR=75,95%CI:23~243)。Confalonieri等证实入院时呼吸频率在30~34次/min(OR=183,P<005)和≥35次/min(OR=266,P<0001)均是导致无创通气失败的因素;在无创通气治疗2h后呼吸频率在30~34次/min(OR=267,P<0001)和≥35次/min(OR=495,P<0001)导致无创通气失败的风险更大。另外,浅快呼吸指数(RSBI)即呼吸频率与潮气量的比值也与无创通气治疗效果相关,RSBI增高是典型的呼吸肌疲劳患者的表现。Berg等证实RSBI>105bpm/L与无创通气失败和病死率显著增加有关(OR=370,95%CI:114~1199,P=003)。
目前,国内外评估患者意识状态及昏迷程度多采用格拉斯哥昏迷评分(GCS)。对于GCS评分较低的患者,由于存在误吸危险,无创通气被认为是相对禁忌的,有研究指出无创通气应用前GCS<11分与无创通气失败相关(OR=440,P<0001)。除了GCS之外,可以使用Kelly-Matthay评分直接评估意识水平,并且Kelly-Matthay>3分提示意识水平严重改变,无创通气失败风险增加。另外,谵妄与无创通气失败和病死率直接相关,高碳酸血症性脑病也被认为是无创通气即刻失败的原因之一。
2.2血气分析
血气分析是诊断急性呼吸衰竭和监测病情变化的重要检查方法之一,它涵盖的一些项目在一定程度上对急性呼吸衰竭的无创通气治疗失败有提示和预测作用。
急性低氧血症性呼吸衰竭无创通气治疗失败的危险因素主要包括基线血气分析和氧合功能障碍,体现在氧合指数减低及肺泡-动脉氧分压差增高。无论是基线水平还是无创通气治疗后,氧合指数(PaO2/FiO2)低与无创通气失败相关。在社区获得性肺炎(CAP)患者中,无创通气使用后PaO2/FiO2[约180mmHg]的降低,被证明与无创通气失败相关。Frat等研究发现无创通气治疗1h后PaO2/FiO2≤200mmHg,是急性低氧血症性呼吸衰竭患者无创通气失败并需要气管插管的独立预测因子。基线低水平PaO2/FiO2与ARDS所致急性低氧血症性呼吸衰竭的无创通气治疗失败密切相关。通过研究目前认为无创通气可能对轻度ARDS(200mmHg<PaO2/FiO2≤300mmHg)患者有效,在中度和重度ARDS(PaO2/FiO2≤200mmHg)患者中失败风险较高。另外,无创通气治疗1h后血清碳酸氢盐水平偏低也是CAP和ARDS患者无创通气失败的独立预测因子。
对于急性高碳酸血症性呼吸衰竭患者,呼吸性酸中毒是重要的代谢改变,许多临床研究将无创通气治疗前后的pH及PaCO2值作为预测无创通气治疗成败的指标。已有研究证实基线pH水平较低是COPD患者无创通气失败的一个危险因素。重度呼吸性酸中毒(基线pH<725)时,COPD患者无创通气治疗的失败率较高。无创通气治疗1h后pH<725同样与无创通气治疗失败风险增加有关,甚至高于基线时pH<725的失败风险。
对于支气管扩张、肺结核后遗症等非COPD合并高碳酸血症性急性呼吸衰竭的患者,无创通气治疗1h后低PaO2/FiO2(<200mmHg)、高PaCO2和低pH亦与无创通气治疗失败相关。
2.3临床化验及影像学检查
临床化验指标及检查结果在一定程度上反应出患者疾病的严重程度。有研究报道,与无创通气成功组比较,无创通气失败组存在更高水平的基线乳酸脱氢酶、C-反应蛋白和降钙素原值。COPD加重使用无创通气治疗时,较高的C反应蛋白(OR=12,95%CI:11~13,P<0001)及降钙素原(OR=20,95%CI:12~32,P=0006)水平是无创通气失败的独立危险因素,其最佳截断分别为150g/L(敏感度为756%,特异度为930%)和031μg/L(敏感度为833%,特异度为837%)。Chakrabarti等研究指出在COPD急性加重时,高血糖症的发生与预后不良有关,并且基线呼吸频率<30次/min和随机血糖<7mmol/L联合预测无创通气成功率可达97%。其他指标如白细胞计数高、低血钾是无创通气失败的危险因素也有报道。
对于急性呼吸衰竭的患者,肺部影像学检查是评估病情的重要手段。Frat等在研究急性低氧血症性呼吸衰竭患者气管插管的预测因素时发现需要气管插管的患者基线双侧肺部浸润更为常见。Opravil等根据胸部影像上四个象限肺渗出浸润程度进行定性评分,每个象限从无渗出浸润(0分)、肺纹理明显增多(1分)、肺间质浸润(2分)、肺间质伴少量肺泡浸润(3分)和广泛肺泡浸润(4分)共5个级别,将所有四个肺象限的分相加,得出胸部影像学评分(最高16分)。CAP患者入院胸部影像学Opravil评分高及入院后24h肺炎影像浸润进展均是无创通气失败的独立预测因素(P<005),其中有研究结果显示Opravil达10分可能是无创通气失败的临界水平(P=0003)。Joves-Sevic等指出在胸片上存在两个或多个象限的实变可使无创通气失败风险从29%增至55%(P<0001)。
2.4疾病严重程度评分
临床用于评估疾病严重程度的指标有急性生理与慢性健康评分Ⅱ(APACHEⅡ)、简化急性生理学评分Ⅱ(SAPSⅡ)、序贯器官衰竭评分(SOFA)等。其中,SAPSⅡ≥34分与无创通气失败并需气管插管具有独立相关性。Confalonieri等研究显示治疗前及无创通气治疗2h后APACHEⅡ≥29分与COPD急性加重患者无创通气失败相关。SOFA≥5分的低氧血症性急性呼吸衰竭患者具有较高的无创通气失败风险(OR=33,95%CI:24~45)。另外,CAP患者无创通气失败组的CURB65评分得分更高。
2.5合并症
研究认为合并症的存在可增加急性呼吸衰竭患者无创通气治疗失败的风险。合并多器官功能衰竭或血流动力学不稳定会大大增加无创通气失败率。其他合并症如活动性肿瘤、肾衰竭、血液系统疾病等同样是无创通气失败的危险因素。另外,ARDS以及CAP本身已被证明是低氧性呼吸衰竭患者无创通气失败的预测因子。国内外有研究采用Charlson合并症指数对患者合并症进行积分评价,Charlson合并症指数是Charlson等利用回归分析对多个明显影响存活时间的伴发病按严重程度赋予加权值,基于患者所患疾病数目及严重程度,对合并症进行量化,可用于预测疾病的死亡风险及预后,是一种应用较广泛的合并症评分体系。研究发现,Charlson合并症指数升高是COPD加重无创通气治疗失败的独立风险因素。
3呼吸机相关危险因素
患者-呼吸机同步是一个重要的问题,当呼吸机的通气时相与患者的呼吸时相不匹配时,就可能出现患者-呼吸机不同步,进而导致呼吸困难、增加呼吸做功、延长机械通气持续时间,甚至无创通气失败。有研究认为,可通过仔细观察患者体征和检查呼吸机波形来初步发现并避免此问题。另外,面罩的不耐受也是导致无创通气失败的主要原因,目前临床应用最广泛的主要是口鼻面罩,除此之外还有鼻罩、全脸面罩及头盔式面罩等,各有特点,应根据患者特点选择合适面罩以增加耐受性。
对于呼吸机参数,目前研究多认为呼气潮气量与无创通气失败相关。一些低氧血症性急性呼吸衰竭的无创通气治疗的研究表明,无创通气失败患者的平均呼气潮气量明显高于成功患者(106ml/kg比85ml/kg,P=0001),多变量分析显示呼气潮气量与无创通气失败独立相关,其中呼气潮气量>9ml/kg是气管插管的独立预测因子。另外,也有研究报道无创通气治疗开始时较低的呼气末正压水平是危险因素之一。
4其他因素
无创通气治疗的场所是无创通气成功的一个重要因素,不同病房各有优缺点。相比于ICU和高依赖性病房,普通病房有更高的无创通气失败率。团队的技术和经验是无创通气成功的另一关键因素。专业的团队会有更多的经验来管理由于机械通气时间延长而导致的疼痛、躁动和睡眠障碍。由于无创通气技能培训和相关知识的缺乏而导致无创通气应用的不恰当也是无创通气失败的因素之一。
Antenora等研究显示ICU治疗的COPD加重患者近1/4存在膈肌的严重功能障碍,并与无创通气失败相关。随着超声技术的发展,床旁超声膈肌功能监测也许能够对无创通气的长期使用及预后提供一定的参考与帮助。其他还有研究显示存在潜在致病微生物的定植、微弱的咳嗽反射、无创通气应用时机过晚均与无创通气治疗失败相关。
5小结
在无创通气治疗前后对病情进行正确评估是减少无创通气治疗失败的关键,并应根据患者的具体病情变化综合选择最优的治疗措施。无创通气治疗后患者病情未改善,应及时行气管插管和有创机械通气。
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