论著
头盔无创支持通气在小儿先天性心脏病术后应用的安全性和有效性评价
中国小儿急救医学, 2017,24(1) : 44-49. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1673-4912.2017.01.010
摘要
目的

通过总结32例应用无创头盔进行无创压力支持通气患儿的临床结果,分析其应用的安全性和显效特点,并为先天性心脏病(congenital heart disease,CHD)术后患儿无创通气(non-invasive ventilation,NIV)适应证的合理选择提出依据。

方法

2015年7月至2015年12月期间我院心胸外科1岁以上CHD术后患儿,NIV实施后1 h临床改善的患儿定义为早期有效组(Group-E),否则为非早期有效组(Group-NE)。记录入选患儿的一般资料、疾病诊断、需要NIV主要原因、ICU停留时间、ICU并发症、病死率以及住院天数。

结果

共入选使用头盔NIV者32例,18例(56.25%)为Group-E,14例(43.75%)为Group-NE。Group-E中15例避免再次气管插管,持续有效率为83.33%(15/18),而Group-NE中6例避免再次气管插管,持续有效率为42.86%(6/14),差异有统计学意义(P=0.02)。两组NIV 1 h(NIV-1h)结果显示,心率、呼吸频率和血乳酸水平Group-E明显低于Group-NE,pH值、PaO2/FiO2和舒适度评分Group-E优于Group-NE。结束NIV(NIV-end)时,PaCO2水平Group-E明显低于Group-NE,而两组的氧合指标差异不明显。分析组内变化,Group-E在基线状态(NIV-base)、NIV-1h和NIV-end时各指标基本呈进行性改善趋势,而Group-NE不同时间点差异基本无统计学意义,并且在NIV-end时表现高碳酸血症和镇静过度趋势。两组呼吸机相关性肺炎的发生率分别为33.33%(6/18)和71.43%(10/14),差异有统计学意义(χ2=4.571,P=0.03)。Group-E总体机械通气时间明显少于Group-NE[(136.72±151.49)h比(252.79±155.33)h,P<0.05]。

结论

头盔NIV在CHD术后能够被患儿良好耐受并避免气管插管,早期改善的患儿临床结果更具优势,机械通气时间和相关并发症减少。早期改善可作为是否继续使用NIV有价值的参考指标。

引用本文: 龚霄雷, 朱丽敏, 柳立平, 等.  头盔无创支持通气在小儿先天性心脏病术后应用的安全性和有效性评价 [J] . 中国小儿急救医学, 2017, 24(1) : 44-49. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1673-4912.2017.01.010.
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机械通气技术是小儿先天性心脏病(congenital heart disease,CHD)术后必不可少的治疗措施,帮助患儿度过麻醉苏醒期,达到理想的气体交换,对心功能不全的患儿,机械通气可能对血流动力学有益。对于不耐受撤离呼吸机的患儿,无创通气(non-invasive ventilation,NIV)技术是一种有效避免再次气管插管的续贯治疗措施[1]。本研究通过总结无创头盔(Helmet)这一新的NIV连接套件在无创压力支持通气(non-invasive pressure support ventilation,NIV-PS)模式中的应用结果,分析其应用的安全性和显效特点,并为CHD术后患儿NIV适应证的合理选择提出依据。

1 对象与方法

研究对象为2015年7月至2015年12月期间我院心胸外科1岁以上CHD术后患儿,撤离有创通气的标准:(1)过去24 h内血流动力学稳定,且正性肌力药物评分<20分;(2)意识清楚,自主呼吸规则;(3)根据手术方案,心脏解剖修复基本满意,且短时间内无再次手术计划;(4)咳嗽反射良好;(5)FiO2需求≤60%,PEEP需求≤6 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa),且在过去12 h内无增高;(6)最低水平压力支持通气[2] 2 h,潮气量维持在5 ml/kg以上,且呼吸频率不超过正常年龄上限。撤离有创通气后30 min内表现不耐受撤机者,在征得患儿家长知情同意后,使用新的无创头盔进行NIV-PS,收集其临床资料。由于头盔型号限制,1岁以下的患儿未纳入本次研究范围。

1.1 入选标准和排除标准

具有以下表现中任意三项且获得家属同意者纳入研究:(1)心率在基线值的基础上增加范围≥20%;(2)呼吸频率在基线值的基础上增加范围≥20%;(3)两肺听诊出现湿啰音;(4)动脉血气分析PaCO2 >60 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa);(5)低氧血症(根治手术者PaO2/FiO2 <300 mmHg;姑息手术者PaO2 <40 mmHg)。但是如果同时存在以下任何一项者则排除:(1)神志反应不佳;(2)反复出现呼吸暂停;(3)无咳嗽反射;(4)颌面部、颈部损伤或畸形无法应用NIV连接套件;(5)消化道大量出血;(6)血流动力学不稳定;(7)需要心肺复苏。

1.2 研究步骤与观察指标

所有纳入研究患儿根据其颈部周长选择适合的头盔,连接Maquet Servo-i(Solna,瑞典)呼吸机,见图1,进行NIV-PS通气。使用NIV后,患儿心率、呼吸频率恢复至拔管时水平,且气体交换改善被认为是临床症状改善,改善发生于开始使用NIV后1 h(NIV-1h)内,归入早期有效组(Group-E),而其他则归入非早期有效组(Group-NE),如果改善可以保持并避免气管插管被认为是"持续有效"。NIV患儿PaCO2恢复至50 mmHg以下并且氧合改善(较基线状态上升20%或以上),血流动力学稳定持续12 h以上者,认为治疗有效,尝试停用无创通气。

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图1
无创头盔使用连接方式
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图1
无创头盔使用连接方式

记录患儿的一般资料、疾病诊断、需要NIV主要原因、ICU停留时间、ICU并发症、病死率以及住院天数,NIV-1h和结束NIV(NIV-end)时进行动脉血气分析、血乳酸水平监测。另外观察患儿皮肤压创、护理难易度,并每4小时进行血气分析评估疗效,采用舒适行为量表(comfort behavior scale,CBS)监测患儿耐受程度,参照以往使用该量表的经验[3,4],评分≤10分为镇静过深,11~22分为镇静适度,≥23分为镇静不足。

如符合有效标准但在研究过程中,出现患儿烦躁、颈部压疮或者大量漏气补偿流量无法满足患儿需要,认为头盔通气不耐受,改用无创面罩通气。如出现以下表现,则放弃NIV进行气管插管:(1)无法维持有效的氧合(根治术者PaO2/FiO2不能维持≥200 mmHg,姑息术者FiO2<60%时SaO2不能维持≥75%;(2)神志模糊;(3)血流动力学持续无改善或者恶化;(4)呼吸暂停进行性加重;(5)出现其他严重并发症。

1.3 研究终点

研究的主要终点是最终脱离任何形式的机械通气,如果NIV无效,再次插管行有创通气。再次插管者,下次拔管后是否使用NIV由临床决定,但不论是否再次使用NIV,不再纳入研究。次要研究终点是患儿CBS评分、ICU停留时间、呼吸机相关性肺炎发生率、ICU病死率、住院天数等预后指标。

1.4 统计学分析

应用SPSS 21.0统计软件包行统计学处理。所有统计数据均为双侧检验,Ⅰ类错误均控制在0.05以内。本组计量资料均符合正态分布,采用均数±标准差(±s)表示,组间比较采用独立样本t检验;计数资料采用频数(%)表示,组间比较采用Person χ2检验,当超过25%的单元格理论频数小于5且大于1时,使用连续校正卡方检验,当有超过25%的单元格理论频数<1时,使用Fisher精确概率法。

2 结果
2.1 一般资料比较

我院心胸外科CHD术后年龄>1岁患儿使用头盔NIV者共32例,患儿的一般资料情况见表1。18例(56.25%)符合Group-E,14例(43.75%)为Group-NE,Group-E平均年龄(5.39±2.45)岁,Group-NE平均年龄(6.70±4.05)岁;Group-E平均体重(18.03±6.44)kg,Group-NE平均体重(20.64±10.26)kg,NIV之前有创通气时间分别为Group-E (77.94±99.83)h,Group-NE (121.13±137.85)h,两组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。

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表1

患儿一般资料

表1

患儿一般资料

病例年龄(岁)体重(kg)诊断(手术方式)术后天数(d)既往撤机失败主要原因头盔型号是否压创
1516.0Ebstein畸形、室间隔缺损(纠治术)1心力衰竭CP201PED/2R
21545.0法乐四联征术后、肺动脉残余梗阻、右心功能不全(肺动脉扩大术、肺动脉瓣置换术)8心力衰竭CP238S/2R
32.3310.8感染性心内膜炎、二尖瓣反流、二尖瓣狭窄、心功能不全(二尖瓣置换术)2肺炎CP201PED/2R
4517.0主动脉瓣上狭窄(主动脉扩大成型术)2心力衰竭CP201PED/2R
5515.0左冠状动脉异常起源于肺动脉(左冠状动脉移植术)1心力衰竭CP201PED/2R
6518.0右室双出口、室间隔缺损、肺动脉狭窄、Glenn术后(二期Fontan术)3一侧膈神经损伤CP201PED/2R
71.510.5弯刀综合征/部分性肺静脉异位引流术后/肺静脉狭窄(肺静脉扩大术)5心力衰竭、肺炎CP201PED/2R
8929.0法乐四联征术后肺动脉梗阻(肺动脉跨瓣扩大术)1心力衰竭CP211XS/2R
9313.0Ebstein畸形(三尖瓣置换术)19心力衰竭CP201PED/2R
10412.0完全性房室间隔缺损(双片法纠治术)2肺炎CP201PED/2R
11926.0左冠状动脉异常起源于肺动脉(左冠状动脉移植术)1心力衰竭CP238XS/2R
12615.5二尖瓣反流(二尖瓣置换术)1心力衰竭CP201PED/2R
13414.0Ebstein畸形房间隔缺损(纠治术)2心力衰竭CP201PED/2R
14820.0单心室/肺动脉狭窄(一期Fontan术)4心力衰竭CP211XS/2R
151233.0二尖瓣反流肺动脉高压(二尖瓣置换术)1心力衰竭CP238XS/2R
16823.0二尖瓣关闭不全/主动脉瓣关闭不全(二尖瓣置换术/主动脉瓣成形术)5心力衰竭CP211XS/2R
17516.7Ebstein畸形房间隔缺损(纠治术)1心力衰竭CP201PED/2R
18820.1完全性房室间隔缺损术后二尖瓣关闭不全(二尖瓣成形术)3心力衰竭CP211XS/2R
19619.0一侧肺动脉起源于升主动脉术后肺动脉分支狭窄(肺动脉扩大成形术)1一侧膈神经损伤CP201PED/2R
20313.0左冠状动脉异常起源于肺动脉(左冠状动脉移植术)2心力衰竭CP201PED/2R
21211.8主动脉弓中断术后左心室流出道梗阻(左室流出道疏通术)3左支气管受压CP201PED/2R
22931.0感染性心内膜炎、二尖瓣赘生物、二尖瓣关闭不全、三尖瓣关闭不全(二尖瓣置换术、三尖瓣成形术)2心力衰竭CP238XS/2R
231030.0完全性心内膜垫缺损(双片法纠治术)7心力衰竭CP238XS/2R
24716.0右位心、纠正性大血管错位、室间隔缺损、肺动脉狭窄、三尖瓣反流(一期Fontan术)1心力衰竭CP211XS/2R
25314.0肺动脉吊带、气管狭窄、部分性肺静脉异位引流(气管成形术、肺动脉吊带纠治术、部分行肺静脉异位引流纠治术)6肺炎、残留气道异常CP201PED/2R
26819.8肺动脉闭锁、室间隔缺损(肺动脉闭锁纠治术)3心力衰竭CP211XS/2R
27313.0法乐四联征(纠治术)10肺炎CP201PED/2R
28311.9肺动脉吊带、气管狭窄(气管成形术、肺动脉吊带纠治术)4残留气道异常CP201PED/2R
29314.0法乐四联征(纠治术)25心力衰竭CP201PED/2R
30517.5法乐四联征、气管狭窄(法乐四联征纠治术、气管成形术)2肺炎CP201PED/2R
311135.0左冠状动脉起源于肺动脉、二尖瓣反流(左冠状动脉移植术、二尖瓣整形术)4心力衰竭CP238XS/2R
32313.0室间隔缺损(修补术)6肺炎CP201PED/2R
2.2 各时间点临床效果比较

两组患儿在基线状态(NIV-base)、NIV-1h和NIV-end时血流动力学、血气分析、代谢指标和舒适度见表2。在NIV-base各项指标差异均无统计学意义(P>0.05),NIV-1h结果显示,心率、呼吸频率Group-E明显低于Group-NE,pH值、PaO2/FiO2和血乳酸水平Group-E优于Group-NE,Group-E CBS评分明显低于Group-NE,两组间各指标差异基本保持至NIV-end,且NIV-end时PaCO2水平Group-E明显低于Group-NE,而两组的氧合指标差异不明显。分析两组组内变化,Group-E在NIV-base、NIV-1h和NIV-end时各指标基本呈进行性改善趋势,而Group-NE不同时间点差异基本无统计学意义(P>0.05),PaCO2在NIV-end明显高于NIV-1h,而同时CBS评分则明显降低。

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表2

两组在NIV-base、NIV-1h、NIV-end时的血流动力学、血气分析、代谢指标和舒适度情况比较(±s)

表2

两组在NIV-base、NIV-1h、NIV-end时的血流动力学、血气分析、代谢指标和舒适度情况比较(±s)

组别例数循环呼吸情况
HR-base(次/min)HR-1h(次/min)HR-end(次/min)MAP-base(mmHg)MAP-1h(mmHg)MAP-end(mmHg)RR-base(次/min)RR-1h(次/min)RR-end(次/min)
Group-E18156.89±15.08135.06±13.82a123.39±17.19c66.83±4.4668.78±5.01b70.17±4.02c39.50±6.8732.78±6.23a29.67±4.72d
Group-NE14160.00±12.51152.64±14.94145.93±25.8666.36±3.7368.36±4.20b68.71±2.7638.64±6.1237.64±6.9535.43±7.35
t 0.6943.1053.0120.5430.5261.250.5562.2683.011
P 0.54<0.010.010.750.80.260.720.040.01
组别例数血气分析
pH-basepH-1hpH-endPaCO2-base(mmHg)PaCO2-1h(mmHg)PaCO2-end(mmHg)PaO2/FiO2-base(mmHg)PaO2/FiO2-1h(mmHg)PaO2/FiO2-end(mmHg)
Group-E187.36±0.367.39±0.33a7.40±0.34c45.55±7.0642.94±5.34b41.50±4.83235.83±42.54296.39±56.71a330.89±66.47d
Group-NE147.35±0.187.35±0.197.37±0.4147.85±6.1046.35±5.0350.00±6.34c252.00±30.44260.14±24.15292.36±73.98
t 2.0093.1063.0121.0051.7523.1081.2352.2361.452
P 0.05<0.010.010.340.08<0.010.240.020.13
组别例数血气分析(mmol/L)代谢指标(mmol/L)舒适度评分(分)
BE-baseBE-1hBE-end乳酸-base乳酸-1h乳酸-endCBS-baseCBS-1hCBS-end
Group-E180.66±1.530.75±1.21b1.32±0.891.72±0.371.03±0.34a0.83±0.20c24.28±1.9320.61±1.54a20.22±1.44
Group-NE14-0.67±1.88-0.31±1.800.71±2.161.74±0.371.67±0.921.54±1.0423.93±1.5423.79±1.6718.57±2.14d
t 1.2391.8751.0040.4982.2122.2110.5543.1032.238
P 0.230.060.340.890.030.030.59<0.010.02

注:与NIV-base比较,aP<0.01,bP<0.05;与NIV-end比较,cP<0.05,dP<0.01;Group-E:早期有效组;Group-NE:非早期有效组;NIV:无创通气;HR:心率;MAP:平均气道压;RR:呼吸频率;BE:碱剩余;CBS:舒适行为量表分值。

2.3 预后指标比较

所有患儿中,21例(65.63%)避免气管插管表现为持续有效,平均NIV时间为(45.60±19.04)h。其中Group-E 15例患儿避免再次气管插管,持续有效率为83.33%,而Group-NE 6例患儿避免再次气管插管,持续有效率为42.86%,两组持续有效率差异有统计学意义(P=0.02)。两组因耐受性不佳改成无创面罩通气均有5例,发生率分别为27.78%(5/18)和35.71%(5/14),差异无统计学意义(P=0.46),这些患儿中,Group-E 2例再次气管插管,Group-NE 4例再次气管插管,由于病例数少,未进行统计学分析。两组呼吸机相关性肺炎的发生率分别为33.33%(6/18)和71.43%(10/14),差异有统计学意义(χ2=4.571,P=0.03)。两组NIV时间、总体机械通气时间、ICU停留时间和住院天数比较见表3,Group-E总体机械通气时间明显少于Group-NE,而ICU停留时间和住院天数在Group-NE虽然呈延长趋势,但其结果与Group-E比较差异无统计学意义。Group-NE发生1例住院死亡而Group-E无死亡,两组各发生1例皮肤压创,其中Group-E为改成面罩NIV后面部压创,Group-NE为颈部压创,因例数过少未进行统计学分析。

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表3

两组NIV时间、总体机械通气时间、ICU滞留时间和住院天数比较(±s)

表3

两组NIV时间、总体机械通气时间、ICU滞留时间和住院天数比较(±s)

组别例数NIV前通气时间(h)NIV时间(h)总体机械通气时间(h)ICU滞留时间(d)住院天数(d)
Group-E1877.94±99.8339.17±23.53136.72±151.4910.11±7.7819.00±12.58
Group-NE14121.13±137.8536.07±28.21252.79±155.3314.29±7.2822.00±12.84
t 1.0090.5522.0031.4540.654
P 0.310.740.040.130.51

注:Group-E:早期有效组;Group-NE:非早期有效组;NIV:无创通气。

3 讨论

机械通气技术是儿童心脏外科ICU不可缺少的治疗手段,可用于部分患儿的呼吸功能支持和血流动力学维护,存在左心功能不全或肺静脉回流阻力增高的情况下,需要一定的气道正压以对抗相应增高的肺毛细血管静水压,维持肺泡开放[5],患儿可能反复脱机失败,从而发生呼吸机相关性肺炎等并发症,导致ICU停留时间和住院天数明显增加。NIV是一项有效的避免气管插管,减少有创机械通气和相关并发症的主要措施[6,7]。但是由于鼻塞、鼻罩等NIV连接套件无法妥善解决漏气问题,且不适用于年龄稍大患儿,制约了双水平NIV大年龄患儿的实施[7,8]

近年来,儿科用无创头盔使NIV漏气和舒适度的问题得到了很大程度的解决,使双水平NIV的应用得以改善。应用无创头盔实施NIV的研究,不仅在动物实验而且在不同年龄儿童安全性和有效性均获得了证实。Staffieri等[9]在健康的狗麻醉恢复时,使用儿科头盔进行无创持续气道正压通气(noninvasive continuous positive airway pressure,nCPAP),发现nCPAP时动脉血氧分压明显增高,动物表现良好的耐受性和有效性。一项意大利的研究为应用头盔双水平NIV提供了令人鼓舞的数据,在神经肌肉功能障碍的患儿发生急性呼吸衰竭的研究中显示,NIV-PS可以成功实施,改善氧合状况,头盔可以在年长儿中获得良好的通气效果[10]。Piastra等[11]在免疫抑制的急性呼吸窘迫综合征患儿中使用头盔或者面罩进行NIV-PS,发现其可行性和耐受性良好,分别有82%和74%的患儿表现早期和持续的PaO2/FiO2比值改善,54.5%的患儿避免了气管插管。

心脏直视手术后患儿对机械通气的需求有一定的特殊性,左心功能不全或者肺毛细血管静水压增高是较大部分患儿撤离呼吸机后表现通气氧合功能障碍的主导因素[12,13]。本组病例中,22例(68.75%)患儿表现以心功能不全为主导的呼吸机依赖,这部分患儿在撤离呼吸机后短时间内,因气道正压消失,肺泡内渗出增多,如果不能在短时间内减少肺泡渗出,开放肺泡,扭转气体交换障碍,病情将会急剧恶化。在此情况下NIV-PS可以为这部分患儿提供一定水平的呼气末气道正压和压力支持,从而可以维持肺泡开放,减轻呼吸负担,迅速改善气体交换;另外这部分患儿通常较少合并严重的呼吸道感染,气道分泌物较为容易清理,也是NIV得以成功实施的有利因素之一。本组32例患儿中,21例(65.63%)避免气管插管表现为持续有效,只有少数病例无法耐受而改成面罩NIV,头盔无创通气显示出较好的有效性和耐受性,另外所有患儿中仅有1例发生颈部压创,提示选择无创头盔作为NIV的连接套件有良好的安全性。比较Group-E和Group-NE发现,Group-E具有更高的持续有效性,该组患儿在NIV-1h即表现明显的气体交换改善、舒适度增加、血乳酸水平下降,且这些指标的改善通常得以持续至NIV-end而避免气管插管;相反没有在NIV-1h改善的患儿,也没有随着头盔NIV使用时间的延长而逐步改善,因此我们不难得出这样的结论,头盔NIV有效的患儿其临床改善发生在治疗初期,对于短时间内没有改善的患儿不宜长时间进行NIV,因为尝试时间延长并不增加有效性,反而增加了病情急剧恶化的风险。

舒适度问题也是选择头盔时需要考虑的问题,本研究中,用儿童舒适行为量表对患儿在头盔NIV过程中进行舒适度监测,发现患儿在表现临床改善的同时也表现CBS的轻度下降,Group-E组患儿CBS从基线状态的镇静不足状态(24.28±1.93)在NIV-1h恢复至镇静适度(20.61±1.54)状态,并且这样的舒适度得以持续至NIV-end。反观Group-NE的CBS变化趋势,该组患儿NIV-1h没有表现舒适度改善,而NIV-end时CBS下降考虑与二氧化碳潴留引起的中枢抑制有一定的关系。在一项婴儿毛细支气管炎发生急性呼吸衰竭的患儿中,使用无创头盔和无创面罩进行nCPAP的随机对照研究显示,使用头盔者失败率低于面罩者,并且镇静剂的需求量下降,最终的插管率和气体交换情况基本相似[14]。Chidini等[15]比较急性呼吸衰竭的婴儿使用不同的配件进行nCPAP通气的效果,发现使用头盔nCPAP时比面罩nCPAP失败率低、患儿不耐受更少,并且选择头盔者减少了镇静剂的应用,可以更长时间地为患儿提供通气支持,从而有效地避免了气管插管。这些为支持无创头盔通气的实施提供了依据。

Piastra等[11]的研究还发现,对NIV-PS有反应的患儿ICU停留时间和住院病死率明显低于无反应组,因此作者提出可以将短时间NIV-PSV试验的反应作为预后预测指标之一。本研究的统计学分析显示,两组患儿的ICU停留时间和住院天数虽然在Group-NE延长趋势,但是差异无统计学意义,即便如此,比较仍发现Group-E总体机械通气时间明显低于Group-NE,提示Group-E可以更有效地避免气管插管,减少机械通气时间,这样就不难解释该组的呼吸机相关性肺炎发生率也明显低于Group-NE。

综上所述,头盔NIV在儿科应用能够被患儿良好耐受,并能够使多数患儿避免气管插管,减少机械通气时间,减少相关并发症。应用头盔NIV后早期改善的患儿临床结果更具优势,使用中可将是否表现早期改善作为是否继续使用NIV的有价值的参考指标。

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