无创机械通气对慢性阻塞性肺疾病合并呼吸衰竭患者睡眠认知功能的影响

本文原载于《国际呼吸杂志》2018年第19期

本文作者：王建华 胡贵芳 蒋世碧 陈其苹 邓小军 张胜英

COPD是引起呼吸衰竭，尤其是Ⅱ型呼吸衰竭最常见的病因。无创机械通气对于缓解呼吸肌疲劳、改善呼吸困难症状及缺氧状态，减少二氧化碳潴留有显著的作用。随着无创机械通气在临床的广泛应用，现已成为COPD合并呼吸衰竭患者的一线治疗方法。COPD患者常伴有睡眠问题，认知功能障碍，尤其是合并呼吸衰竭的患者。本研究通过观察无创机械通气对COPD合并呼吸衰竭患者睡眠、认知功能情况的影响，探讨低氧、高碳酸血症、气流受限等因素与COPD合并呼吸衰竭患者睡眠、认知功能障碍的关系，为临床治疗提供依据。

1 对象和方法

1.1 研究对象

本研究将2016年1月至2017年6月在本院就诊确诊为COPD急性发作期的患者，根据排除标准共纳入研究对象112例，其中男70例，女42例，年龄48～88岁，均符合2015年全球慢性阻塞性肺疾病倡议(Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease，GOLD)[1]诊断标准。呼吸衰竭动脉血气分析诊断标准：在海平面，静息状态、呼吸空气条件下，PaO2低于60 mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa)，或伴有PaCO2高于50 mmHg。本研究经自贡市第三人民医院伦理委员会批准，所有研究对象均自愿入组，并签署知情同意书。排除标准：一般内科体检、神经系统检查和头颅CT或MRI检查、生化检查和询问病史排除：①既往有原发或继发性高血压、脑血管病、头外伤、颅脑肿瘤、糖尿病、冠状动脉粥样硬化性心脏病、高同型半胱氨酸血症、高血脂、帕金森综合征、癫痫、神经系统遗传代谢性和变性疾病、精神发育迟滞、抑郁症及其他精神科疾病者；②有痴呆或痴呆家族史；③肝、肾等脏器严重疾病；④长期大量酗酒、吸毒、严重失眠需长期服用镇静类药物者。⑤需要气管插管机械通气患者。

1.2 内容与方法

所入选研究对象，当日完成基本资料采集：年龄、吸烟、吸烟日支数、急性加重史、肺功能、血气分析、改良版英国医学研究会呼吸困难量表评分(Modified Medical Research Council Dyspnea Scale，mMRC)分级、慢性阻塞性肺疾病评估测试呼吸问卷(COPD assessment test，CAT)评分等。同时由同一名医师通过采用匹兹堡睡眠质量指数(pittsburgh sleep quality index，PSQI)量表、蒙特利尔认知功能评定量表(montreal cognitive assessment，MoCA)、简易智能精神状态检查量表(mini-mental state examination，MMSE)评估睡眠及认知功能。经入院治疗3 d后(无创机械通气每天至少6 h以上)再次由同一名医师评估睡眠及认知功能情况。通过统计分析，了解COPD合并呼吸衰竭患者睡眠、认知功能受损情况变化。

1.3 统计学分析

本研究数据采用Excel表格建立论文数据的数据库，应用SPSS 19统计软件分析和处理数据。计数资料采用χ2检验，计量资料符合正态分布的均采±s表示，偏态分布的采用[M(QR)]表示。正态分布的计量资料两组之间比较采用t检验，不满足t检验条件的采用秩和检验；多个样本间比较用ANONA单因素方差分析，两两组间比较应用LSD法，非正态分布数据的多组间差异比较采用Kruskai-WallisH秩和检验。分析两组数据相关性采用Spearman′s相关(非正态分布)，或Person相关(正态分布)。用P值表示结果，检验水准α＝0.05(双侧)，P

2 结果

2.1 一般资料

2.1.1 病例的基本分组情况

所纳入研究的112例COPD患者中，未达到呼吸衰竭诊断标准的COPD患者46例(以下简称为A组)，合并Ⅰ型呼吸衰竭的29例(B组)，合并Ⅱ型呼吸衰竭的37例(C组)。

2.1.2 各组一般资料比较

见表1。通过病史采集、肺功能检查后，将所有研究对象入组时的年龄、性别、吸烟、吸烟日支数、上一年急性加重次数、第1秒用力呼气容积占预计值百分比(forced expiratory volume in one second as a percentage of expected value，FEV1%pred)、mMRC、CAT评分等指标汇总分析如下。

表1 研究对象各组治疗前临床一般资料

从表1中可看出，各组研究对象性别、吸烟因素比较差异无统计学意义，在COPD症状＋急性加重评估方面，合并呼吸衰竭的B、C组较A组差异有统计学意义(P

2.2 COPD合并呼吸衰竭组患者经无创机械通气治疗前后动脉血气、睡眠、认知功能评分变化

见表2。通过无创机械通气治疗后，纠正呼吸衰竭的COPD患者，其低氧血症及二氧化碳潴留情况较前明显好转，也反映出无创机械通气在治疗呼吸衰竭方面的突出疗效。同时血气分析中乳酸浓度较前也有所下降，患者的睡眠PSQI评分、MoCA、MMSE认知评分较治疗前有所改善。

表2 治疗前后各组研究对象基本资料变化比较

无创机械通气治疗前，呼吸衰竭患者尤其是合并Ⅱ型呼吸衰竭的COPD患者(C组)较非呼吸衰竭COPD组(A组)空间执行、命名、注意集中、语言计算、抽象思维及回忆能力评分明显降低(表3、表4)，差异有统计学意义。其中短期回忆无明显差异，延迟回忆差异有统计学意义。

表3 各组治疗前后MoCA具体评分比较±s)

表4 各组治疗前后MMSE具体评分比较±s)

通过分析比较B、C组患者经无创机械通气治疗前后认知功能量表中具体评分的变化(表3、表4)，可以发现：经治疗后，广泛的认知功能障碍可得到改善，空间执行、命名、注意集中、语言计算、定向及回忆能力评分均较治疗前有所升高，差异有统计学意义。

2.3 多因素逐步回归分析

以MoCA总分为因变量，一般情况：受教育年限、FEV1%pred、急性加重次数、PaO2、PaCO2、乳酸浓度为自变量进行多元逐步回归分析，发现影响变量有：FEV1%pred、PaCO2，其余均被剔除。回归方程：MoCA＝28.996＋0.044×FEV1%pred－0.104×PaCO2；以MMSE总分为因变量，结果类似；以PSQI总分为因变量，同样以以上指标为自变量进行多元逐步回归分析，未提示有影响因素。

3 讨论

COPD因其以持续气流受限为特征，使肺功能进行性下降，导致肺通气、换气功能发生障碍，可引起缺氧和二氧化碳潴留，发生不同程度的低氧血症和高碳酸血症，最终出现呼吸功能衰竭。GOLD 2016版[2]指出认知功能损害是COPD的特征之一。近些年来国内外的诸多学者在COPD与认知功能障碍等方面做了一些研究，发现认知功能损害在COPD患者中很常见[3,4]，认为COPD患者认知功能障碍与低氧血症、高碳酸血症、吸烟、抑郁焦虑等精神障碍、认知老年化等诸多因素相关[5]。无创机械通气的临床广泛应用，在呼吸衰竭的救治中发挥了重要作用。本文意在讨论无创机械通气治疗对改善合并呼吸衰竭的COPD患者认知功能损害及睡眠方面的影响。

在本项研究中发现，合并呼吸衰竭的COPD患者PSQI评分高于非呼吸衰竭COPD组，而MoCA及MMSE总分则明显降低，各组间总评分差异有统计学意义。呼吸衰竭患者尤其是合并Ⅱ型呼吸衰竭的COPD患者较非呼吸衰竭COPD组患者空间执行、命名、注意集中、语言计算、抽象思维及回忆能力评分明显降低，差异有统计学意义。其中短期回忆无明显差异，延迟回忆差异有统计学意义。经无创机械通气治疗纠正呼吸衰竭的COPD患者，其低氧血症及二氧化碳潴留情况较前明显好转，血气分析中乳酸浓度较前也有所下降，患者的睡眠PSQI评分、MoCA、MMSE认知评分较治疗前有所改善。认知功能量表中空间执行、命名、注意集中、语言计算、定向及回忆能力评分均较前有所升高，差异有统计学意义。以MoCA总分为因变量，以受教育年限、FEV1%pred、急性加重次数、PaO2、PaCO2、乳酸浓度为自变量进行多元逐步回归分析，发现影响变量有FEV1%pred和PaCO2。以MMSE总分为因变量，结果类似；以PSQI总分为因变量，未提示有影响因素。

COPD患者认知功能损害与肺功能、低氧血症、二氧化碳潴留、乳酸酸中毒等因素相关。这也进一步验证了国内外相关研究[6,7,8]。低氧血症可引起相应脑区血流量减少，灌注降低，引起脑细胞能量代谢障碍[9]。同时低氧血症使机体处于氧化应激状态产生炎性反应及神经胶质细胞活化、神经元损害等改变[10]。高碳酸血症则在此基础上通过舒张脑血管，升高颅内压，减少脑灌注，加重脑损伤，促使神经细胞变性、坏死、凋亡，导致认知功能障碍[11]。同时脑血管扩张及血管壁通透性增加可导致脑水肿。脑水肿、酸中毒以及缺氧可使脑细胞内谷氨酸脱羟酶活性增加，促进脑细胞损伤[12]。乳酸浓度升高、电解质紊乱、内环境酸碱失衡，可导致呼吸肌肌肉的工作能力下降，出现呼吸肌疲劳，与低氧血症、二氧化碳潴留形成恶性循环，加重呼吸衰竭的程度。通过本研究结果推断，呼吸衰竭是导致COPD患者出现广泛认知功能障碍及影响睡眠的重要因素之一，其影响有一定的可逆性，积极控制病情、及时有效纠正呼吸衰竭有利于改善认知功能及睡眠情况。

由于本研究缺少与使用无创机械通气治疗的普通治疗对照组，无法评估疗效差异，且由于研究条件及纳入研究对象配合等多方原因，未能使用多导睡眠监测患者详细睡眠参数，故对研究对象睡眠情况的差异表达不足，是本研究存在的缺陷。其次，本研究中多元逐步回归分析结果未能提示认知功能损害与低氧血症、乳酸酸中毒因素相关，原因不排除样本量偏小的可能。期待进一步临床验证及完善、分析，为提高无创机械通气治疗COPD依从性、指导COPD患者睡眠改善、认知功能保护及恢复方面提供临床参考依据。

（参考文献略）