【OLE文献解读】肺内叩击通气对重症非通气患者的住院时长，氧合及肺部并发症的影响

持续肺内振荡及肺扩张治疗（Oscillation & Lung Expansion therapy）OLE包含CPEP和CHFO两种疗法：

• CPEP（Continuous Positive Expiratory Pressure）为持续呼气期正压治疗，提供持续正压结合雾化治疗，
• CHFO （Continuous High-Frequency Oscillation）为持续高频振荡治疗，提供持续肺内高频振荡结合雾化治疗。

下文IPV(Intrapulmonary Percussive Ventilation)所指即为OLE疗法中的CHFO。

背景

肺部并发症，如胸部感染和肺不张，可能导致呼吸衰竭、重症监护病房（ICU）住院时间延长和预后不良。目前的证据并不支持常规应用呼吸物理治疗干预措施。肺内叩击通气 (IPV) 已被用于治疗各种临床疾病；然而，它在 ICU 的效果仍然缺乏有效的证据支持。本研究旨在评估 IPV 在改善重症监护患者预后方面的有效性。

研究问题

针对ICU未接受机械通气的危重患者，和常规胸肺物理治疗（CPT）相比较，IPV会对住院时长、氧饱和度和肺部并发症产生什么样的影响？

方法

这是一项随机对照试验。在 201 名入选的患者中，招募了其中 106 名。患有呼吸障碍的参与者被随机分配到 IPV 组或 CPT 组。两组每天都会接受两次治疗。对 100 名参与者的 ICU 住院时间、氧合变化、呼吸频率和影像检查结果的数据进行了分析。

结果

ICU住院时长的中位数 IPV组3.5天（1.9，5.9）；CPT组5.2天（3.4，9.9）。

两组之间的住院时长的差异为1.56天(95% CI, 1.2-2.1；P=0.002)。

干预前与干预后外周血氧饱和度的组间差异（IPV减去CPT）为0.94% (95% CI, 0.43-1.45; P <0.001)，

呼吸频率组间差异（IPV减去CPT）为2.1次/分(95% CI, 0.9-3.2; P < 0.001)，

影像学肺不张评分无显著差异(P =0.65)。

结论

本研究表明，与CPT干预相比，IPV干预减少了ICU非机械通气患者的住院时长（1.56天）和呼吸频率（2.1次/分），IPV可以轻度改善氧合（0.94%）。因此，使用IPV干预可能改善呼吸功能不全的危重病患者的预后。

试验设计和方法

招募和随机分组

该研究招募了 2019 年 9 月至 2022 年 12 月期间入住 Nepean ICU 的患者。由于COVID-19影响，限制使用雾化设备，所以在20年有为期8个月，21年有为期6个月的患者招募中断。

患者纳入标准：(1) 年龄≥16岁；(2) 继发于肺实变，或分泌物排出受限，或肺不张的呼吸功能不全；(3) 需要氧疗，也就是说FIO2≥28%或氧流量≥3L/min。

患者排除标准：(1) 已插管；(2) 低氧血症是由物理治疗无法逆转或治疗的病症所导致的：如充血性心力衰竭、肺动脉高压、肺栓塞、肺水肿等；(3) FIO2≥70%；(4) 气胸；(5) 食道手术；(6) 面部骨折或者手术；(7) 收缩压> 180 mm Hg或≤80 mm Hg；(8) 心功能不稳定（急性心肌缺血，室性心律失常）；(9) 咯血；(10) 不能遵嘱；(11) 妊娠。

随机化：使用计算机生成的随机区组，每组 6 名参与者。对于无法提供书面同意的参与者，研究者会获得他们的口头同意以避免延误治疗，并且会从这些参与者或其家属处获得事后同意。

盲法

康复治疗师和患者无法匿名。试验结果数据由不了解研究目的和目标的工作人员记录。胸部X光片由一位对试验分组和研究目的未知的放射科医生进行评估和评分。

干预

IPV组：由能够胜任的ICU物理治疗师，使用Metaneb设备进行IPV治疗。患者每天接受2次IPV治疗，每次持续10-15分钟。患者被安置在椅子上或坐在床上（床头抬高约 45 度），背部得到支撑。大部分患者都使用面罩进行治疗，4名患者由于面罩不适，选择了咬嘴治疗。IPV治疗的连续高频振荡（CHFO）模式选择239次/分的频率。气道压力维持在10-15cm H2O。患者提出暂停时，或者每隔2-3分钟的IPV治疗后，会有30-45秒钟的暂停，来清除气道分泌物。使用生理盐水通过设备自带的雾化器进行雾化。

CPT组：对照组的所有患者都接受了每天2次的CPT干预；每次持续10-20分钟。CPT干预由有经验的ICU物理治疗师来完成。通过治疗来改善气道廓清，增加肺通气，提升气体交换。CPT治疗包含了体位、手法治疗（胸壁叩击，振荡）、主动呼吸周期控制技术和深呼吸锻炼。CPT治疗过程中患者采取侧卧位，或者背部支撑床上坐位，或者端坐位。由ICU物理治疗师开具个体化的CPT治疗方案。

结局

主要结局：ICU 住院时长 (ICU LOS) 。

次要结局：次要结果包括外周血氧饱和度 (SpO2)、呼吸频率 (RR) 和胸片结果的变化；需要再次插管；再次入住 ICU；以及 30天死亡率。

数据收集：ICU LOS 的测量时间是从患者入住ICU 到 重症监护医师批准患者转入病房的时间。重症医师并不清楚研究的目的，所以患者转出到普通病房的决定并不必遵循特殊的操作流，而是由重症医师自主决策。研究还收集了参与者的人口统计学特征、病史和吸烟史。在治疗干预前和干预后1小时内记录了患者SpO2、FIO2、RR、心率和血压等生理数据，并记录至少4天的数据。

胸片的变化通过比较 入组前一天或当天拍摄的胸片与第 2 天（即干预2天后）拍摄的胸片进行评估。影像学专家对患者的分组设盲，会根据放射学肺不张评分 (RAS) 评分标准对胸片进行评分。RAS 是0-4分的5分制量表。ICU转出后1周内，如果患者由于呼吸功能不全再次收入ICU，会被记录为重返ICU。两组的再插管情况和30天死亡率也做了记录。所有的数据加密登记存储在 REDCap 数据库中。

研究结果

研究人群

共有 201 名患者接受了入组资格筛选，其中 106 名被招募并随机分配接受IPV或CPT治疗。

ICU住院时长

分析了 99 名患者的 ICU LOS 数据。CPT 组的一名参与者因出现与物理治疗干预无关的新并发症，导致其 ICU 住院时间异常长（95 天），所以被排除在 ICU LOS 分析之外（异常值），纳入这一异常值将不成比例地增加 CPT 组的 ICU LOS。

IPV 组的中位住院时长为 3.5 天（1.9，5.9）；CPT 组的中位住院时长为 5.2 天（3.4，9.9）。平均而言，接受 IPV 治疗的患者在ICU的停留时间比 CPT 组少 1.56 天（95%CI，1.2-2.1；P = 0.002）。使用 Mann-Whitney U 检验对 ICU LOS 进行分析（包括异常值），结果显示 IPV 组的中位住院时长为 3.5 天（1.9，5.9），CPT 组为 5.5 天（3.4，10.8）(P = 0.004）。一项敏感性分析排除了接受治疗少于 2 天的 6 名参与者（IPV 组4人，CPT 组2人），得出了相似的结果，即 IPV 组比 CPT 组平均少停留 1.54 天（95%CI，1.2-2.1，P = 0.003）（表 2）。

氧合情况

对于外周血氧饱和度（SpO₂）结局，共记录了 1118 次观测值。IPV 治疗前 SpO₂（93.8%±2.7%）与治疗后 1 小时 SpO₂（95%±2.7%）的平均标准差差值为 1.2%（95%CI，0.8-1.5；P < 0.001）。在 CPT 组中，治疗前 SpO₂（94.2%±3.1%）与治疗后 1 小时SpO₂（94.5%±3.0%）的差值为 0.2%（95%CI，-0.1 - 0.58；P = 0.2）。

SpO₂ 变化评分的组间差异（IPV 减去 CPT）为 0.94%（95%CI，0.43 - 1.45；P < 0.001）（表 2）。

呼吸频率

共记录了 1122 次呼吸频率（RR）观测值。两组干预前的平均 RR 相似（IPV 组，23.1±6.4 次/分钟；CPT 组，23.6±6 次/分钟）。从治疗前到治疗后，在IPV组RR变化的平均值为-1.1 次/分钟；（95%CI，-1.8 至 -0.5；P < 0.001），而 CPT 组的 RR 升高为0.94 次/分钟；（95%CI，0.2 至 1.6；P = 0.007）。RR 的组间差异（IPV 减去 CPT）为 2.1 次/分钟（95%CI，0.9 至 3.2；P < 0.001）（表 2）。

影像学变化

IPV 组有 50 名参与者，CPT 组有 46 名参与者的胸部 X 光片可供分析，共分析和评分了 192 张胸部 X 光片。广义估计方程发现，RAS的采集时间和治疗方法（IPV 与 CPT）对 RAS 无统计学显著影响。治疗与时间的联合（交互）效应也对 RAS 无影响。

IPV 组从干预前到干预后的 RAS 平均差值为 -0.49 分（95%CI，-0.1 至 -0.8；P = 0.006）。同样，CPT 组从干预前到干预后的 RAS 平均差值为 -0.5 分（95%CI，-0.08 至 -0.9；P = 0.02）。两组间的 RAS 无显著差异（P = 0.65）（表 2）。

插管和机械通气需求

CPT组中有4名参与者（约8%）病情恶化，需要有创通气支持。其中3名参与者因在重症监护病房入院时曾插管，拔管后参与本研究而再次插管。IPV组参与者在入组后均无需插管。两组间的插管率差异无统计学意义（P = 0.08）（表2）。

ICU再入院情况

IPV 组有 2 名参与者（4%）、CPT 组有 1 名参与者（2%）在转出重症监护病房后 7 天内需要再次入院。两组间的再入院率差异无统计学意义（P = 1）（表2）。

死亡率

IPV 组有 4 名参与者（8%）在重症监护病房入院后 30 天内死亡，而 CPT 组有 7 名参与者（14%）死亡。此差异无统计学意义（P = 0.78）（表2）。

不良事件

在本研究中，为参与者提供了 362 次 IPV 治疗。未发生气胸、出血或血流动力学不稳定等不良事件，无需停止或中断 IPV 干预。同样，CPT 治疗期间也未记录到不良事件。

讨论

本研究表明，与CPT相比，IPV 干预缩短了重症非机械通气患者的ICU住院时长，患者的氧合和呼吸频率也有小幅改善。

基于重症监护的 IPV 研究主要报道了该治疗对呼吸结局的影响，仅有少数研究评估了 ICU 住院时长，且结果存在差异。Antonaglia 等人报告称，在AECOPD患者中，IPV 组的 ICU 住院时长比 CPT 组减少了 2 天；然而，另有两项研究发现，在罹患内科和/或外科疾病的患者中，IPV组与CPT组在 ICU 住院时长上无显著差异。

ICU 住院时长研究结果的不一致性可能源于这些研究中的患者群体不同。其中一项研究纳入了COPD患者，而另外两项研究分别纳入了术后患者和罹患内科或外科两种疾病的患者。本研究纳入了因肺部实变、气道分泌物潴留或肺不张而需要氧疗的这一类“症状/体征”特殊的患者群体，而不是按照单一的诊断类别去筛选患者，且研究有足够的效能来检测 ICU 住院时长的差异。还需注意的是，本研究测量的 ICU住院时长，是从患者入住ICU 到重症监护医生正式批准患者转至普通病房的时长，排除了患者等待普通病房床位所花费的额外时间；据我们所知，此前其他研究未考虑这一点，这可能是导致 ICU 住院时长结果各异的原因之一。

已有研究表明 IPV 可改善氧合。氧合改善可归因于肺泡复张。此外，IPV 干预期间膈肌的部分卸载（通过跨膈压测量）也可能通过降低呼吸的氧耗引起氧合改善。氧合改善的另一个原因可能是气道廓清，和其他IPV研究报道的相符。这些研究观察到IPV增强了气道廓清，这可能引发了关于氧合改善可归因于气道廓清增加的推测。

本研究发现，与 CPT 组相比，IPV 组的氧合有小幅但很有意义的改善。然而，差异幅度仅为 0.94%（95%CI，0.4-1.4），远小于先前研究的报道。本研究中氧合改善幅度较小的一个可能解释是测量 IPV 后氧合的时间点。IPV 设备使用高流量氧源并提供高吸入氧浓度（FIO₂），这可能会短暂提高患者的氧合。许多研究在 IPV 干预后不久就测量氧合结果，未设置治疗后的稳定期，由于干预期间高 FIO₂的残留效应，可能导致氧合改善的幅度更大。本研究在IPV 后设置 1 小时的稳定期，然后再测量SpO₂，试图减小这种差异。

呼气时维持气道内压力为正，可以导致呼气相的气流阻力增大，从而延长呼气时间，继而降低呼吸频率。一些研究报道了 IPV 干预可降低呼吸频率。一项针对慢性阻塞性肺疾病患者的研究报告称，单次 IPV 治疗后呼吸频率从 36±2 次/分钟降至 31±2 次/分钟。Dimassi 等人也报道了在拔管失败高风险的患者群体中一个有意义的发现，中位呼吸频率从 23 次/分钟（19 - 27）小幅降至 22 次/分钟（17 - 24）。与以往基于单次或少数几次治疗结果的 IPV 研究不同，该研究的呼吸频率分析纳入了 1122 次观察。该研究明确显示，与 CPT 组相比，IPV 组的呼吸频率降低，即使在干预后 1 小时测量也是如此，这也证实了 IPV 的治疗效果。呼吸频率的降低可能指示了更好的肺泡复张和/或气道廓清。有趣的是，许多研究没有量化痰液的排出量，仅基于观察报告痰液的清除增加。本研究也未量化痰液排出量，因为在重症监护环境下难以获得准确测量值。未来的研究需要评估 IPV 在气道廓清方面的有效性。

在重症监护环境中，胸部 X 光片常作为呼吸评估的一部分。本研究使用 RAS 评估 IPV 和 CPT 干预后胸部 X 光片的变化。有趣的是，本研究中胸部 X 光片的 RAS 在组内从干预前到干预后有显著改善，但两组间无差异。胸部 X 光片的时间在干预前和干预后相隔 1 - 2 天，这可能无法体现有限次数干预的效果。如果在转出ICU 前进行一次胸部 X 光片检查，也许能更好地反映影像学变化，特别是在感染性或炎症性肺部疾病的患者中，已有充分记录表明影像学改善会延迟出现。未来的研究可能需要对多次 IPV 治疗的影像学效果进行评估。

本研究既有优势也有局限性。据我们所知，这是迄今为止评估 IPV 效果的最大规模的随机对照试验。基于多次治疗的大量数据集合对生理结局进行了评估。此外，研究的纳入标准更广泛，使得这些发现更适用于可能接受IPV 治疗的 ICU 患者群体。然而，本研究也存在一些局限性。研究在单中心环境中进行，与多中心研究相比，降低了研究结果的强度。此外，研究招募因新冠疫情而暂停，导致研究完成意外延迟。尽管有此暂停，但仍招募到了足够数量的参与者。而且，IPV 与 CPT 进行比较，CPT 包括一系列作为常规实践实施的干预措施。虽然将 IPV 与单一干预措施（如单一主动呼吸循环技术或单一胸部叩击和振动）直接比较会很有趣，但这样就无法与 ICU 患者普遍采用的 CPT 干预措施进行比较。未来将 IPV 与主动呼吸循环技术、胸部叩击和振动或体位摆放进行比较的 IPV 研究将是有益的。由于治疗性质，无法对参与者和治疗师设盲。然而，为尽量减少偏差，数据收集者和评估者对干预措施和研究目的不知情。尽管进行了随机分配，IPV 组肺炎患者数量较多，CPT 组 I 型呼吸衰竭患者数量较多。同样，观察到两组中吸烟者数量存在差异。然而，亚组分析显示研究的主要结果的方向或大小无差异。

解读

这项研究表明，对于入住 ICU 的非机械通气患者，与常用的胸部物理治疗干预相比，IPV 干预显著缩短了 ICU住院时长，小幅改善患者的氧合，并能降低呼吸频率。使用 IPV 干预或许可以改善呼吸功能受损的重症非机械通气患者的预后。

缩略词

◆ICU - Intensive Care Unit - 重症监护病房；

◆IPV - Intrapulmonary percussive ventilation -肺内叩击通气；

◆CPT - Chest physiotherapy - 胸部物理治疗；

◆CHFO - Continuous high frequency oscillation - 连续高频振荡；

◆ICU LOS - ICU length of stay - ICU 住院时长；

◆SpO₂ -Oxygen Saturation - 血氧饱和度；

◆FiO₂ - Fraction of Inspiration O₂- 吸入气氧浓度；

◆RR - Respiratory rate - 呼吸频率；

◆RAS - Radiologic atelectasis score - 放射学肺不张评分；

◆COPD - Chronic obstructive pulmonary disease - 慢性阻塞性肺疾病