機(jī)械性吸-呼氣技術(shù)在脊髓損傷呼吸管理中的應(yīng)用

高朝娜，郭錦麗，辛海峰，郭秀娟，衛(wèi)轉(zhuǎn)

(1.山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院，山西 太原 030001；2.山西醫(yī)科大學(xué)，山西 太原 030001)

呼吸系統(tǒng)并發(fā)癥是高位脊髓損傷(spinal cord injury，SCI)患者急性期和康復(fù)期死亡的最主要原因[1]。SCI呼吸功能障礙的發(fā)病基礎(chǔ)為呼吸肌無力，吸氣肌無力導(dǎo)致吸氣末肺擴(kuò)張受限，呼氣肌無力導(dǎo)致咳嗽力量減弱，患者無法產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)痰液排出的有效咳嗽峰流速(peak cough flow，PCF)，痰液潴留不僅增加氣道阻力、影響肺通氣和換氣，還容易引發(fā)和加重肺不張、肺炎和呼吸衰竭。輔助排痰是SCI呼吸管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

機(jī)械性吸-呼氣技術(shù)(mechanical insufflation-exsufflation，MIE)是一種無創(chuàng)的輔助排痰技術(shù)，通過吸氣時(shí)正壓輸送氣流促使肺膨脹，呼氣時(shí)轉(zhuǎn)為負(fù)壓，刺激咳嗽，產(chǎn)生強(qiáng)大的呼氣氣流，將痰液沖出。產(chǎn)生MIE的裝置稱為“MIE儀”或“咳痰機(jī)”。MIE于1952年首次被報(bào)道用于脊髓灰質(zhì)炎患者的輔助咳痰；隨著無創(chuàng)正壓通氣技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)80年代以來，MIE作為無創(chuàng)通氣的輔助技術(shù)開始應(yīng)用在神經(jīng)肌肉疾病的輔助排痰治療中；近年來，MIE在SCI中的應(yīng)用也逐漸受到關(guān)注。目前，多數(shù)SCI患者呼吸管理的指南和專家意見中均推薦將MIE和傳統(tǒng)無創(chuàng)輔助排痰技術(shù)(如蛙式呼吸、呼吸器膨肺、手法腹部推助等)作為排痰的有效方法[2-4]。然而，國內(nèi)外關(guān)于MIE在SCI呼吸管理中的應(yīng)用缺乏文獻(xiàn)報(bào)道。MIE臨床應(yīng)用的證據(jù)主要來自于神經(jīng)肌肉疾病(neuromuscular disease，NMD)。NMD是一大類以進(jìn)行性肌無力為主要表現(xiàn)的疾病，包括肌營養(yǎng)不良、脊髓性肌萎縮、脊髓側(cè)索硬化癥等，病變累及呼吸肌時(shí)則出現(xiàn)嚴(yán)重的呼吸功能障礙，直至死亡[5]。NMD與SCI的呼吸系統(tǒng)表現(xiàn)都是以呼吸肌無力及其引起的肺膨脹不全、咳嗽能力下降為主要特點(diǎn)。MIE已作為一種有效的排痰措施廣泛應(yīng)用于NMD呼吸肌衰弱患者。本研究的目的是將國內(nèi)外研究關(guān)于MIE應(yīng)用于SCI的文獻(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)性檢索，并結(jié)合NMD及其他相關(guān)研究報(bào)道進(jìn)行分析，為SCI的呼吸管理和MIE的臨床應(yīng)用提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 文獻(xiàn)納入和排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)以急、慢性SCI(或包含)患者為研究對象；(2)干預(yù)措施為MIE(或包含)的隊(duì)列研究、病例對照研究、實(shí)驗(yàn)研究。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn)；(2)綜述型文獻(xiàn)。

1.2 文獻(xiàn)來源與檢索方法 計(jì)算機(jī)檢索Cochrane Library、Pubmed、Embase、中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫收錄的期刊和學(xué)術(shù)論文；篇名、摘要中使用檢索詞“in-exsufflation”“insufflation-exsufflation”“in-exsufflator”“cough assist”“assisted cough”“expiratory aids”“mechanical assited cough”“咳痰機(jī)”“機(jī)械性吸-呼”“咳嗽輔助儀”，檢索時(shí)間為建庫起至2019年1月13日，語言為英語、漢語。使用NoteExpress 3.2文獻(xiàn)管理軟件輔助篩選，查重后獲得中文文獻(xiàn)73篇，英文文獻(xiàn)274篇。通過閱讀題目和摘要進(jìn)行初篩，進(jìn)一步閱讀全文，手動(dòng)排除綜述、系統(tǒng)評(píng)價(jià)、不相關(guān)以及無法獲得原文的文獻(xiàn)，再根據(jù)所得文獻(xiàn)的參考文獻(xiàn)進(jìn)行追蹤，最終獲得關(guān)于MIE的應(yīng)用研究文獻(xiàn)116篇(見圖1)。

1.3 研究方法 對所得文獻(xiàn)進(jìn)行逐一閱讀，納入MIE在SCI中的應(yīng)用的文獻(xiàn)進(jìn)行精讀，對文獻(xiàn)進(jìn)行資料收集匯總。同時(shí)閱讀MIE在其他疾病中應(yīng)用的臨床研究和實(shí)驗(yàn)室研究、問卷調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié) 果

共獲得MIE在SCI中應(yīng)用的臨床研究14篇，其中中文文獻(xiàn)3篇，英文文獻(xiàn)11篇。其中隨機(jī)對照和交叉試驗(yàn)2篇，前后比較和回顧性分析8篇，個(gè)案報(bào)道4篇。所得文獻(xiàn)數(shù)量太少不足以進(jìn)行Meta分析。從發(fā)表時(shí)間上看，文獻(xiàn)數(shù)量呈逐年上升趨勢。中文文獻(xiàn)中，MIE在NMD中的應(yīng)用3篇，其他疾病應(yīng)用20篇，包括胸部手術(shù)、肋骨骨折、慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)、塵肺、腦卒中、一般重癥患者等；英文文獻(xiàn)中MIE在NMD中的應(yīng)用55篇，其他疾病10篇，包括脊髓灰質(zhì)炎、脊柱側(cè)凸、COPD、一般重癥患者等，問卷調(diào)查5篇，正常人和實(shí)驗(yàn)室研究11篇(見表1)。

表1 MIE在SCI中的應(yīng)用的臨床研究文獻(xiàn)一覽

圖1 文獻(xiàn)檢索及選擇流程圖

3 討 論

3.1 MIE對肺功能的影響 MIE可在吸氣相給予正壓通氣支持，因此被認(rèn)為可以預(yù)防和改善肺不張，提高SCI患者肺的順應(yīng)性。Bach[6]的報(bào)道中，21例呼吸肌無力患者的基礎(chǔ)用力肺活量和峰呼氣流速為(0.49±0.37)L和(108.6±61.8)L/min，應(yīng)用MIE時(shí)最大吸氣量和PCF可達(dá)(2.00±0.37)L和(448.2±61.2)L/min，均顯著高于其他無創(chuàng)膨肺和輔助咳嗽措施，證實(shí)MIE輸入的容積和輸出的峰流速更高，更利于肺膨脹和分泌物排出；即使停止MIE后，該組患者的用力肺活量仍高于使用前，尤其其中5例SCI患者中增幅更明顯。Pillastrin[8]通過一項(xiàng)RCT研究對氣管切開痰液潴留的SCI患者使用傳統(tǒng)的無創(chuàng)輔助咳痰技術(shù)和傳統(tǒng)方式聯(lián)合MIE的效果比較發(fā)現(xiàn)，MIE組治療后的用力肺活量和峰呼氣流速較治療前分別提高24%和29%。Jung[16]研究了27例NMD患者使用MIE前以及停止MIE后15 min和45 min時(shí)的PCF，發(fā)現(xiàn)使用MIE后，患者自主咳嗽和使用傳統(tǒng)方法輔助咳嗽時(shí)的PCF均明顯提高，且這種作用可至少持續(xù)到使用后15～45 min。以上研究為MIE對肺功能的即時(shí)或短時(shí)作用，結(jié)論一致，停止MIE后用力肺活量和呼氣/咳嗽峰流速的持續(xù)增加可以解釋為膨肺和有效排痰后，肺和胸壁的順應(yīng)性的暫時(shí)性增加。僅一項(xiàng)研究[17]報(bào)道了21例肺功能逐漸惡化的NMD患者規(guī)律使用MIE1年和2年后，肺活量較使用前明顯更高，進(jìn)一步肯定了MIE對肺活量改善的長期作用。

3.2 MIE對PCF的影響 研究認(rèn)為，咳嗽時(shí)PCF達(dá)270 L/min以上時(shí)方能實(shí)現(xiàn)有效咳痰[18]。已有不少臨床研究[6，13，19-21]證實(shí)，SCI、NMD患者應(yīng)用MIE時(shí)的PCF明顯大于無輔助和傳統(tǒng)無創(chuàng)輔助咳嗽技術(shù)，而聯(lián)合手法腹部推助的效果更優(yōu)于MIE單獨(dú)使用。產(chǎn)生該結(jié)果的原因較為明確：PCF由吸氣末肺容積和呼氣肌力量共同決定，而MIE的工作原理即是在吸氣相輸送正壓增加吸氣末容積，在呼氣相模擬呼氣肌的作用建立壓力差，使各級(jí)氣道內(nèi)產(chǎn)生大的峰呼氣氣流，以彌補(bǔ)吸氣肌和呼氣肌無力出現(xiàn)的PCF不足。然而，Sancho[22]和Lacombe[23]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)患者通過自主咳嗽或手法腹部推助可產(chǎn)生240～300 L/min以上PCF時(shí)，加用MIE對提高PCF并無益處，可能是由于此時(shí)患者的自主咳嗽努力和腹部推力與MIE的作用相互對抗和抵消，反而成為自主咳嗽的阻力。有研究發(fā)現(xiàn)[20，22，24-25]，MIE對球功能障礙患者PCF的改善幅度顯著低于正常者，喉鏡直視下可以觀察到球功能障礙患者使用MIE期間咽喉部運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)，可能與喉功能障礙、上氣道動(dòng)態(tài)塌陷導(dǎo)致PCF消耗有關(guān)[22]。對于并發(fā)球功能障礙的SCI患者，MIE的作用可能大打折扣，甚至治療無效。

3.3 MIE的排痰效果 Chatwin[26]對8例肺部感染伴痰液潴留的NMD患者采用隨機(jī)交叉的方法，分別使用MIE和主動(dòng)呼吸循環(huán)技術(shù)配合手法腹部推助輔助排痰，顯示MIE組的治療時(shí)間更短，肺部聽診痰鳴音改善更明顯，患者舒適度更高，提示MIE排痰更高效、更徹底。負(fù)壓吸痰為建立人工氣道SCI患者清除痰液常用的方法。Susan[7]對18例分別進(jìn)行吸痰和MIE的SCI氣管切開的患者進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，常規(guī)吸痰引起的疼痛、不適感均顯著高于使用MIE的患者，72%～89%患者認(rèn)為MIE吸痰更有效方便。負(fù)壓吸痰為有創(chuàng)性操作，僅作用于氣管和主支氣管的痰液，對于未建立人工氣道的患者難以徹底吸痰，且容易引起氣道黏膜損傷和患者不舒適。而MIE為非侵入性，其作用可延伸至整個(gè)氣道，正負(fù)壓轉(zhuǎn)換可刺激患者主動(dòng)咳嗽，故而其排痰效果更徹底，對患者的損傷更小。

3.4 MIE在替代氣管插管和輔助撤機(jī)、拔管中的應(yīng)用 SCI患者發(fā)生呼吸衰竭時(shí)，往往需要?dú)夤懿骞芑驓夤芮虚_進(jìn)行有創(chuàng)正壓機(jī)械通氣(invasive positive pressure ventilation，IPPV)，從而顯著增加肺炎和呼吸機(jī)依賴的風(fēng)險(xiǎn)。Bach等認(rèn)為無創(chuàng)正壓機(jī)械通氣(non-invasive positive pressure ventilation，NIPPV)與MIE聯(lián)合應(yīng)用可提供吸氣肌和呼氣肌功能的補(bǔ)償，從而避免侵入性人工氣道和IPPV的并發(fā)癥。目前，缺乏SCI急性呼吸衰竭應(yīng)用MIE的報(bào)道。Chen[27]回顧性分析了15例因急性呼吸衰竭轉(zhuǎn)入急診科的NMD兒童，應(yīng)用MIE聯(lián)合NIPPV，患兒的血?dú)夥治?4 h內(nèi)得好轉(zhuǎn)，6例避免氣管插管。此外，也有MIE聯(lián)合NIPPV避免IPPV的個(gè)案報(bào)道，尚沒有前瞻性臨床研究證實(shí)。

IPPV后撤機(jī)和拔管困難是SCI患者面臨的常見問題，尤其對于C4以上完全性脊髓損傷。長期人工氣道和IPPV管理嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，易引起各種肺部并發(fā)癥。2010年Bach[28]提出了對特殊患者允許不具備傳統(tǒng)拔管標(biāo)準(zhǔn)的患者實(shí)施脫機(jī)和拔管方案，并報(bào)道了157例無法通過自主呼吸試驗(yàn)的NMD患者，一旦在吸入空氣條件下SpO2維持在95%以上，即實(shí)施拔管，并轉(zhuǎn)為NIPPV和MIE輔助，以保持SpO2在95%以上。最終僅有2例氣管切開，其他患者成功拔管出院。Kim[13]回顧了62例完全型或感覺不完全型頸段SCI患者，接受氣管插管或氣管切開的IPPV，嚴(yán)格篩選后對符合Bach[28]的拔管標(biāo)準(zhǔn)的患者實(shí)施拔管，并使用NIPPV和MIE進(jìn)行呼吸管理，全部成功拔管，其中2例最終因肺部感染重新氣管切開。

以上報(bào)道中NIPPV和MIE的應(yīng)用，為嚴(yán)重呼吸肌無力的SCI患者避免氣管插管、切開和成功撤機(jī)、拔管提供了可能，MIE在該方面的應(yīng)用有待進(jìn)一步探索。

3.5 MIE在SCI居家護(hù)理中的應(yīng)用 由于呼吸肌無力及其帶來的呼吸功能障礙長期存在，SCI患者出院后乃至數(shù)十年均處于肺部并發(fā)癥的高風(fēng)險(xiǎn)中。NIPPV和MIE作為吸氣和呼氣輔助的無創(chuàng)方式，已被較多研究證實(shí)日常應(yīng)用可減少NMD患者因肺部感染的住院次數(shù)、提高居家生活質(zhì)量[6，29-30]。僅有1篇文獻(xiàn)[10]回顧性地分析了40例慢性SCI患者家庭護(hù)理中應(yīng)用MIE前和規(guī)律使用MIE后的變化，發(fā)現(xiàn)對于吸煙(史)患者，MIE使患者住院次數(shù)從(0.42±0.36)次/年下降至(0.19±0.32)次/年，而對于其他患者則無顯著區(qū)別。由于患者肢體活動(dòng)受限，MIE需由家屬操作并與患者配合。操作者需經(jīng)過醫(yī)院專業(yè)規(guī)范的培訓(xùn)，并熟知向?qū)I(yè)人員求助的指征和途徑。Vitacca[31]對39例NMD居家使用MIE的患者建立了電話咨詢-訪視管理模式，當(dāng)患者出現(xiàn)呼吸窘迫、SpO2下降時(shí)通過電話咨詢，醫(yī)務(wù)人員給予電話指導(dǎo)或現(xiàn)場訪視，避免了30次住院，提高70%的患者滿意度，治療費(fèi)用明顯降低。

MIE的家庭管理，為無咳痰能力的SCI患者出院和減少出院后痰液潴留和肺部感染再次入院提供了的機(jī)會(huì)。但由于相關(guān)研究缺乏，MIE居家日常護(hù)理的應(yīng)用需進(jìn)一步實(shí)踐。

3.6 MIE的安全性和耐受性 MIE在吸氣相提供正壓通氣的原理與NIPPV一致。在呼氣相，由瞬間的(0.02 s)正負(fù)壓轉(zhuǎn)換產(chǎn)生強(qiáng)大的呼氣氣流。一項(xiàng)加拿大多家醫(yī)院的問卷調(diào)查顯示，僅有32%～49%醫(yī)療中心使用MIE，并且缺乏規(guī)范的使用指南[32]。而影響MIE廣泛使用的一個(gè)重要原因是其安全性問題，70%醫(yī)務(wù)人員擔(dān)心MIE增加肺損傷的風(fēng)險(xiǎn)。而目前，MIE的快速壓力轉(zhuǎn)換是否會(huì)對氣道黏膜和肺組織造成損傷尚無直接的研究證實(shí)。

在涉及MIE舒適度和耐受性的臨床研究中，幾乎一致性地報(bào)道了MIE良好的耐受性和舒適性[6，8，26，33]。目前為止，幾項(xiàng)研究報(bào)道了MIE相關(guān)的并發(fā)癥。Suri[34]報(bào)道了2例機(jī)械通氣并使用MIE并發(fā)氣胸的病例，其中1例為合并慢性阻塞性肺疾病的SCI患者規(guī)律使用MIE 3年后發(fā)生，另1例19歲杜氏肌營養(yǎng)不良患者規(guī)律使用MIE 5年后發(fā)生估摸穿孔[35]，1例NMD合并紫癜的5歲男童使用MIE后發(fā)生致命的肝出血[36]。以上嚴(yán)重不良事件中，患者存在氣胸、出血的高危因素，且并發(fā)癥發(fā)生在MIE與正壓通氣的長期(3～9年)聯(lián)合應(yīng)用中，因此難以確定MIE與并發(fā)癥的直接關(guān)系。Suri[34]認(rèn)為，不超過(-40～40 cm H2O)范圍的壓力設(shè)置不增加肺損傷風(fēng)險(xiǎn)，這與呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷的安全壓力范圍一致。值得注意的是，MIE是否會(huì)加重慢性阻塞性肺疾病的肺過度充氣狀態(tài)和氣道動(dòng)態(tài)塌陷尚不清楚，應(yīng)謹(jǐn)慎使用。MIE使用中的另一個(gè)顧慮是，使用面罩、口含嘴進(jìn)行MIE時(shí)，吸氣過程中的正壓通氣可能會(huì)加重腹脹，呼氣過程中胸內(nèi)壓力驟減可能導(dǎo)致胃液反流和誤吸。而事實(shí)上，MIE的消化道不良反應(yīng)報(bào)道甚少。Miske[37]通過觀察正常人和13例NMD患者正?？人院褪褂肕IE時(shí)的胃內(nèi)壓及腹腔容積變化，認(rèn)為MIE不增加腹脹的風(fēng)險(xiǎn)。另一項(xiàng)研究[38]回顧性分析了NMD患者不同助咳狀態(tài)(無輔助、腹部推注、MIE僅緊急使用、MIE常規(guī)應(yīng)用)下，呼吸道感染發(fā)生率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，認(rèn)為MIE不增加胃內(nèi)容物返流和誤吸的風(fēng)險(xiǎn)。MIE長期應(yīng)用的報(bào)道中，1例出生僅1個(gè)月的嬰兒使用MIE直至1歲4個(gè)月，沒有報(bào)道特殊不良反應(yīng)[39]。Bach[6]分別報(bào)道了46例和24例NMD和脊髓灰質(zhì)炎患者長期(2～27年)應(yīng)用MIE的案例，亦無相關(guān)不良事件發(fā)生。

根據(jù)以上報(bào)道分析，MIE的安全性和耐受性值得肯定，但仍缺乏直接和大樣本的數(shù)據(jù)證實(shí)。

4 結(jié) 論

目前，全球范圍內(nèi)MIE在SCI和NMD中的應(yīng)用的文獻(xiàn)報(bào)道缺乏，且均為小樣本研究，MIE的使用尚不廣泛且不規(guī)范。在國內(nèi)，有限的MIE臨床應(yīng)用報(bào)道的對象主要在缺乏循證依據(jù)的一般咳痰困難患者，而在SCI和NMD中的文獻(xiàn)甚少，尚未有將無創(chuàng)通氣與MIE聯(lián)合應(yīng)用的報(bào)道。盡管證據(jù)不足，基于其明確的助咳效果、臨床安全性和患者耐受性，MIE作為清除分泌物的有效措施在SCI和NMD管理中受到廣泛推薦。MIE在提高有效排痰率，減少有創(chuàng)性介入，提高慢性SCI患者舒適度和生活質(zhì)量，減少肺部感染、重復(fù)住院次數(shù)和住院花費(fèi)方面有較大的潛力和研究空間，期待進(jìn)一步研究證實(shí)。