慢性阻塞性肺疾病急性加重
——渴望畅快的呼吸
病例概要
某年冬天，一位老奶奶扶着一位面色青紫的老爷爷进入急诊室，护士急忙推平车迎上去，将其立即送入急诊抢救室。
据老奶奶叙述，老爷爷常年抽烟，每年冬天都会咳嗽，这两天感冒，喉中有痰咳不出，一下子喘不上气。护士立即将患者放在抢救床上，患者呼吸极度窘迫，立即给予吸氧，心电监护仪显示呼吸36次/分，SpO2 88%，心率135次/分，血压 110/70 mmHg。值班医生迅速查体∶昏睡，两肺呼吸音低，可闻及哮鸣音;球结膜水肿;心律齐，各瓣膜区未闻及病理性杂音;腹部未查见阳性体征;双下肢无水肿。血气分析∶pH 7.30，PaCO2 85mmHg，PaO2 58mmHg，HCO3- 30 mmol/L，PaO2/FiO2 175mmHg。血常规∶白细胞19.8×109/L，中性粒细胞百分比87%。
收入ICU，立即予患者无创机械通气。胸片如图1所示。
图1 患者胸片
入 ICU当时
问题1 考虑初步诊断是什么? 诊断依据是什么?
答：根据患者病史、症状体征及相关检查，考虑诊断慢性阻塞性肺疾病急性加重（AECOPD）、Ⅱ型呼吸衰竭、肺性脑病。
1.慢性阻塞性肺疾病（COPD）的诊断：①根据吸烟等高危因素史、临床症状和体征等资料，临床可以考虑COPD。②肺功能检查证实有不完全可逆的气道阻塞和气流受限，这是COPD诊断的必备条件。吸入支气管舒张剂后 FEV1/FVC<70%，可确定为不完全可逆性气流受限;若能同时排除其他已知病因或具有特征病理表现的气道阻塞和气流受限疾病，则可明确诊断为COPD。
2.AECOPD的诊断：AECOPD的定义尚无统一标准，但在大多数研究和指南中，COPD患者急性发作的定义主要包括以下三个方面∶呼吸困难加重，痰液增多，痰液变脓。当患者出现这三种表现中的一种或几种时，即认为急性发作。
3.Ⅱ型呼吸衰竭的诊断Ⅱ型呼吸衰竭是各种原因引起的肺通气和（或）换气功能严重障碍，以致不能进行有效的气体交换，导致缺氧伴（或不伴）CO2潴留，从而引起一系列生理功能和代谢紊乱的临床综合征。血气分析特点是海平面、标准大气压、静息、吸空气时PaO2<60 mmHg，同时伴有PaCO2>50 mmHg。当FiO2增加时采用PaO2/FiO2≤300 mmHg 的标准判断患者是否存在呼吸衰竭。
该患者诊断 AECOPD、Ⅱ型呼吸衰竭的依据如下：①患者有吸烟病史，有反复咳、痰、喘症状，高度怀疑COPD。需要进一步行肺功能检查，明确证实有不完全可逆的气道阻塞和气流受限。②本次上呼吸道感染后症状加重，出现痰液增多和呼吸困难加重、喘息症状。③血气分析提示 PaO2/FiO2≤300mmHg，且伴有PaCO2>50mmHg。
问题 2 如何对 AECOPD 严重程度进行评估?
答：应对COPD急性发作患者的严重度进行评估，主要包括患者的病史、症状和体征、肺功能、动脉血气指标、胸片和其他辅助检查（表1）。应特别注意患者本次发病时呼吸困难和咳嗽的频率和严重程度，另外还有痰液的性状和日常生活的受限情况。当患者出现以下情况时提示严重的急性发作;胸腹矛盾运动、辅助呼吸肌的参与、意识状态的恶化、低血压或出现右心功能不全等。
表1
该患者 AECOPD严重程度为重度，需要进入ICU进一步治疗。
问题 3 该患者发生呼吸衰竭的主要机制是什么?
答：COPD患者的慢性炎症反应常常累及全肺，各气道出现结构改变，出现气流呼出受限，表现为在呼气时间内肺内气体呼出不完全，形成动态肺过度充气（DPH），肺动态顺应性降低，吸气负荷增加。
DPH时呼气末肺泡内残留的气体过多，呼气末肺泡内呈正压，即为内源性呼气末正压（PEEPi），患者必须首先产生足够的吸气压力以克服PEEPi才可能使肺内压低于大气压而产生吸气气流，增大吸气负荷。肺容积增大造成胸廓过度扩张，并压迫膈肌使其曲率半径增大，收缩效率降低。
COPD急性加重时，上述呼吸力学异常进一步恶化，氧耗量和呼吸负荷显著增加，超过呼吸肌自身的代偿能力，从而造成缺氧及CO2潴留，严重者发生呼吸衰竭。
问题 4 目前对该患者呼吸衰竭应采取何种呼吸支持方式?
答：除解痉、平喘等药物治疗外，该患者目前存在Ⅱ型呼吸衰竭，无创机械通气可作为 AECOPD患者呼吸衰竭的一线治疗手段，可以降低气管插管和有创机械通气的使用，缩短住院天数，降低患者病死率。
1.无创机械通气的适应证（至少符合其中两项）:①中至重度呼吸困难，伴辅助呼吸肌参与呼吸，并出现胸腹矛盾运动;②中至重度酸中毒和高碳酸血症;③呼吸频率>25 次/分。
2.无创机械通气的禁忌证（符合下列条件之一）:①误吸危险性高及气道保护能力差;②气道分泌物多，自洁能力不足；③心跳或呼吸停止；④面部、颈部和口咽腔创伤、烧伤、畸形或近期手术；⑤上呼吸道梗阻；⑥血流动力学明显不稳定;⑦危及生命的低氧血症；⑧合并严重的上消化道出血或频繁剧烈呕吐。
3.无创机械通气临床应用要点：①呼吸机的选择，要求能提供双水平正压通气（BiPAP），提供的吸气相气道正压（IPAP）可达20~30 cmH2O，能满足患者吸气需求的高流量气体（>100 L/min）。②通气模式。持续气道正压通气（CPAP）和双水平正压通气（BPAP）是常用的两种通气模式，后者最为常用。③参数调节，吸气相气道正压（IPAP）、呼气相气道正压（EPAP）均从较低水平开始∶患者耐受后再逐渐上调，直至达到满意的通气和氧合水平，IPAP 10~25 cmH2O，EPAP 3~5cmH2O;吸气时间0. 8~1.2秒，后备控制通气频率（T模式）10~20次/分，④改为有创机械通气的时机∶应用NIV1~2小时（短期），动脉血气检查无好转或病情不能改善，应转为有创机械通气。
入ICU 2小时
患者无创机械通气模式S/T，IPAP 20 cmH2O，EPAP 5cmH2O，FiO2> 50%。监测Vt 250~280mL，2小时后血气分析:pH 7.19，PaCO2 120 mmHg，PaO2 66 mmHg，HCO3- 32 mmol/。患者意识不清，心率118次/分，SpO2∶94%，血压95/46 mmHg.
问题 5 患者目前是否应考虑转为有创通气?
答：COPD急性发作患者如出现以下情况应考虑应用有创正压通气（IPPV）：①严重呼吸困难，辅助呼吸肌参与呼吸，胸腹矛盾运动;②呼吸抑制或停止;③危及生命的低氧血症（如PaO2<40 mmHg）;④呼吸频率>35次/分;⑤嗜睡、神志障碍;⑥严重的呼吸性酸中毒（pH<7.25）及高碳酸血症；⑦其他严重并发症，肺炎、肺栓塞、气压伤等;⑧无创通气失败或存在无创通气的禁忌证;⑨严重心血管系统并发症。
该患者出现意识障碍、严重的呼吸性酸中毒及高碳酸血症，同时血压下降，符合转为有创机械通气的指征，应尽早行有创机械通气治疗。
问题 6 该患者拟行有创机械通气时，应选用哪类人工气道?
答：AECOPD 患者行IPPV治疗时，应首选经口气管插管建立人工气道。与经鼻气管插管相比，经口气管插管能明显降低鼻窦炎和呼吸机相关性肺炎（VAP）的发生。原则上应尽量避免气管切开，降低气管狭窄发生率。而对于需行气管切开的患者，可首选经皮扩张气管切开术。
该患者应选择经口气管插管建立人工气道。
问题7 该患者有创机械通气模式及初始机械通气参数设置的原则是什么?
答：在有创机械通气早期，可采用控制通气模式，有利于呼吸肌休息，但需尽量减少控制通气的时间，以避免呼吸肌废用性萎缩的发生。当患者的自主呼吸有所恢复，宜采用辅助通气模式，保留自主呼吸，为撤机做好准备。常用的通气模式包括辅助控制（A/C）模式、同步间歇指令通气（SIMV）和压力支持通气（PSV），也可试用一些新型通气模式，如神经调节辅助通气（NAVA）。
初始机械通气的设置∶目标潮气量达到6～8mL/kg 理想体重即可，限制平台压不超过30 cmH2O和（或）气道峰压不超过35～40 cmH2O;呼吸频率∶与VT配合以保证基本的分钟通气量，一般 10~15次/分即可;吸气流速∶峰流速 40～60 L/min 以延长呼气时间;PEEP∶一般情况下可设置生理性 PEEP，在存在PEEPi的情况下，外源性 PEEP设置一般不超过 PEEPi的80%。
该患者机械通气初期可选用A/C模式：Vt 400 mL（按理想体重 70 kg），f 12次/分，PEEP5cmH2O，吸气流速40 L/min，吸气时间0.8秒，监测患者的平台压及气道峰压，做适当调整。
入 ICU3小时
患者在上述呼吸机设置条件下，呼吸机界面显示压力-时间波形如图2。
图2
问题 8 经有创机械通气后，该患者目前气道阻力是否恢复正常?
答：该患者气道峰值压力（Ppeak）与Pplat 差值明显升高，提示气道阻力增加。准确测定气道阻力需要在无自主呼吸、固定潮气量和吸气流速的情况下监测平台压。吸气末屏气3秒后（吸气阀和呼气阀均关闭，气流为零）的气道压力，即为 Pplat。气道阻力的计算公式如下∶
气道阻力=（Ppeak－Pplat）/Flow
该患者的 Ppeak为45 cmH2O，Pplat为 25 cmH2O，吸气流速（Flow）为40L/min。计算得出该患者的气道阻力=（45-25）/40=0.5 cmH2O/（L·min）=30 cmH2O/（L·s）。正常情况下吸气气道阻力为1～3cmH2O/（L·s），呼气气道阻力为2～5cmH2O/（L·s）。因此，该患者气道阻力明显升高。
问题 9 除了针对呼吸衰竭的治疗外，针对 AECOPD 原发病应该采取哪些治疗措施?
答：针对AECOPD 应积极治疗导致COPD急性加重的病因。引起COPD急性加重的最常见诱因是气管、支气管感染，其他原因还有气胸、不合理应用镇静安眠药物、脱水、电解质紊乱、高浓度氧气吸入等。治疗包括如下方面：
1.抗菌药物：根据患者的临床特征判断患者具有应用抗菌药物的指征，结合患者所在地常见病原菌类型以及既往抗菌药物使用情况经验性选用抗菌药物。及时根据痰培养及抗菌药物敏感试验结果调整用药，通常疗程5~10天。
2.支气管舒张药物：有严重喘息症状者可给予较大剂量雾化吸入治疗，主要是短效的 β受体激动剂或者联合短效的抗胆碱能药物，以缓解症状。
3.糖皮质激素：COPD急性加重期患者宜在应用支气管舒张剂基础上口服或静脉使用糖皮质激素，有效后尽快减量。
4.氨茶碱：目前认为氨茶碱不仅可以解除气道平滑肌痉挛，还有某些抗炎作用。对于COPD急性加重期患者酌情静脉使用氨茶碱 500～1 000 mg/d。同时动态监测氨茶碱血清药物浓度，使其保持在 10～15μg/mL。
5.充分的气道湿化及引流：AECOPD患者往往痰液黏稠不易咳出，充分的液体补充及局部气道的湿化有利于痰液稀释及排出。也可以采用震动排痰、体位引流、气道吸引及纤维支气管镜肺泡灌洗等方法促进痰液的排出，有助于控制或避免肺部感染的加重并降低气道阻力力。早期的康复锻炼。早期运动以及充分的营养支持对此类患者至关重要。
入ICU2日
患者神志清醒，但明显呼吸窘迫，双肺可闻及哮鸣音。心率升至 130 次/分，血压95/50 mmHg，SpO2 88%。呼吸机条件∶PSV模式，PEEP 5cmH2O，PS 15cmH2O，FiO2 35%，吸气触发灵敏度1L/min，监测呼出潮气量（VTe）265 mL，f 30次/分。呼吸机流速时间波形提示呼气末流速未到0。
问题 10 内源性 PEEP产生的原因是什么?内源性 PEEP的生理作用有哪些?
答：内源性 PEEP（PEEPi））是临床常见的呼吸病理现象，常见原因如下：
1.呼气流速受限：呼气阻力异常增加（如气道阻力、气管插管直径和呼吸机管道阻力）。
2.呼气时间不足：呼吸频率增快，机械通气模式、参数设置不当，如吸气时间过长、呼气时间过短、PSV 模式 Esense 设置过低、潮气量设置过大，或通气需求过高时，均易产生 PEEPi。
PEEPi可导致机械通气患者呼吸做功增加。PEEPi存在时常伴有吸气末肺容积增加，易导致肺泡过度膨胀、肺顺应性下降。更重要的是 PEEPi使得辅助通气时患者触发呼吸机做功增加，可能出现无效触发。PEEPi 还可以增加肺气压伤的发生率。PEEPi也可能导致静脉回流减少（肺动态过度充气）和功能残气量增加等。
该患者存在气道痉挛，导致呼气阻力增加，呼气期气流没有到0 即开始下一次吸气。呼气末仍有部分气体陷闭在肺内，使得呼气末肺泡内压及胸腔内压升高;出现肺动态过度充气及内源性PEEP。胸腔内压升高导致的静脉回心血量减少，也可能是导致该患者血压降低、心率增快的主要原因。
问题 11 如何在床旁识别和测定内源性 PEEP?
答：根据流速-时间波形，如发现呼气流速-时间波形在下一次吸气开始没有到基线，即气流还没有呼完就开始下一次吸气，可判定存在内源性 PEEP（图3）。
测定静态内源性PEEP需要确保患者无自主呼吸，并将外源性PEEP设置为0，然后在呼气末期按呼吸机上的呼气屏气键，此时看到气道内压力的升高值即为内源性PEEP（图3）。
图3
问题 12 该患者存在内源性 PEEP，该如何处理?
答：针对内源性 PEEP产生的原因进行相应的处理。
（1）该患者存在明显气道痉挛，呼气阻力高同时呼吸频率快可能是内源性 PEEP产生的主要原因。对此，可采用支气管扩张剂甚至糖皮质激素以解除气道痉挛，降低呼气阻力。而自主呼吸频率快，如果不能通过调整呼吸机模式或参数来改善，可考虑适当镇静来降低通气需求及呼吸频率。
（2）缩短吸气时间也是延长呼气时间的重要方法。
（3）有学者认为可以通过设置不超过内源性 PEEP 80%的外源性 PEEP来缓解内源性 PEEP增加触发功等不良作用。但是此法并非适用于所有 AECOPD的患者，可能导致呼气末肺容积进一步增加的风险。
入ICU5日
患者无发热，痰量减少，神志清楚，循环稳定，PSV模式，PEEP5 cmH2O，PS 8cmH2O，FiO235%，吸气触发灵敏度1L/min，监测VTe 400mL，f 18次/分，pH 7.39，PaCO2 46mmHg，PaO2 86 mmHg。
问题 13 如何把握 AECOPD患者撤离有创正压通气的时机?
答 ：当COPD患者满足以下条件时，可考虑进行撤机。
（1）撤机的先决条件∶引起呼吸衰竭的诱发因素得到有效控制。
（2）患者神志清楚，可主动配合。
（3）患者自主呼吸能力有所恢复，具有气道自洁能力。
（4）通气及氧合功能良好∶动脉血氧分压/吸入氧浓度（PaO/FiO2）>250 mmHg;PEEP<5～8 cmH2O，动脉血 pH>7.35，PaCO2达缓解期水平。
（5）血流动力学稳定∶无活动性心肌缺血，未使用升压药治疗或升压药剂量较小。
当患者满足上述条件后，可行自主呼吸试验（SBT）以判断患者能否撤机。
问题 14 患者撤机后是否需要有创-无创序贯机械通气?
答：AECOPD患者拔管后往往还存在较明显的呼吸肌疲劳和呼吸功能不全，还需要较长时间的无创机械通气。有创-无创序贯机械通气是指接受 IPPV的急性呼吸衰竭患者，在未达到拔管撤机标准之前即撤离IPPV，继之以无创机械通气序贯，从而减少IPPV时间和与 IPPV相关的并发症。国内外已有多项随机对照研究证实采用有创-无创序贯通气可显著提高急性加重期COPD 患者的撤机成功率，缩短IPPV 和住 ICU 的时间，降低院内感染率，并增加患者存活率。
参考文献
【1】Stolz D, Barandun J, Borer H, et al. Diagnosis,prevention and treatment of stable COPD and acute exacerbations of COPD: the Swiss recommendation 2018 [J]. Respiration,2018,96(4):1-17.
【2】Shen Y, Huang S,Kang J, et al. Management of airway mucus hypersecretion in chronic airway inflammatory disease:Chinese expert consensus (English edition)[J]. International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease,2018(13):399-407.
【3】Cheplygina V, Pena IP, Pedersen JH, et al. Transfer learning for multicenter classification of chronic obstructive pulmonary disease [J]. IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics,2018,22(5):1486-1496.
【4】Akhter N,Rizvi NA,Application of BiPAP through endotracheal tube in comatose patients with COPD exacerbation [IPakistan Iournal of Medical Sciences,2017;33(6):1444-1448.
【5】Brochard L, Mancebo J,Wysocki M, et al. Noninvasive ventilation for acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease [J]. N Engl J Med,1995,333(13):817-822.
【6】Rawat J, Sindhwani G,Biswas D, et al. Role of BiPAP applied through endotracheal tube in unconscious patients suffering from acute exacerbation of COPD: a pilot study [J]. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis,2012,7: 321-325.
联系客服
