慢性阻塞性肺病日间PaO₂、PaCO₂与睡眠时血氧的相关研究

　　中国医科大学学报2000年第29卷第1期

王玮　康健　王秋月　王镇山　侯显明　于润江

　　摘　要　目的：探讨慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)日间动脉血氧分压(PaO₂)、动脉血二氧化碳分压(PaCO₂)对夜间血氧的影响。方法：监测30例COPD患者和10例正常对照的夜间血氧水平，按PaO₂、PaCO₂分组比较。结果：(1) paO₂＞8 kPa时，睡眠时平均动脉血氧饱和度(MSaO₂)与日间动脉血氧饱和度(SaO₂)，一秒率(FEV₁%)、PaCO₂均相关(P均＜0.05)；PaO₂≤8 kPa时，MSaO₂仅与SaO₂相关(P＜0.05)；(2) PaO₂＞8 kPa时，日间PaCO₂＞6 kPa者睡眠时最低动脉血氧饱和度(MinSaO₂)与日间PaCO₂相关(P＜0.05)，日间PaCO₂≤6 kPa者MinSaO₂与日间PaO₂相关(P＜0.05)。结论：COPD患者日间PaO₂决定睡眠时血氧平均水平，PaCO₂则与睡眠时血氧最低水平密切相关。

　　关键词：肺疾病，阻塞性　缺氧症　睡眠

　　慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)患者易于睡眠时出现低氧血症^［1，2］，血氧下降程度与日间动脉血氧饱和度(SaO₂)、动脉血二氧化碳分压(PaCO₂)密切相关^［3，4］，由于SaO₂、PaCO₂之间相互作用，且随着PaCO₂的升高、SaO₂的降低，它们在睡眠中对呼吸的调节作用亦逐渐变化，故本实验对COPD患者睡眠时血氧变化与日间动脉血氧分压(PaO₂)、PaCO₂水平进行了相关分析。

　　1　对象与方法

　　1.1　研究对象

　　COPD组：依据国际标准^［5］选择稳定期COPD患者30例(其中肺心病均由COPD导致)，一秒率(FEV₁%)均小于70%，按PaO₂＞8 kPa和PaO₂≤8 kPa分为A、B两组。A组包括肺心病8例，慢性支气管炎合并肺气肿11例，慢性支气管炎4例，年龄(65±11)岁，体重指数(BMI)为(23±6)kg/m²，吸烟指数为(435±367)支/年，呼吸暂停及低通气指数(AHI)为(3.8±1.6)/h。B组包括慢性支气管炎合并肺气肿4例，肺心病3例，年龄(60±19)岁，BMI为(21.5±1.8)kg/m²，吸烟指数为(336±143)支/年，AHI为(4.7±2.4)/h。

　　对照组：选择40岁以上健康、无慢性呼吸及循环系统疾病病史，FEV₁%＞70%者10例，年龄为(65±8)岁，BMI为(23±3)kg/m²，吸烟指数为(362±266)支/年，AHI为(3.5±1.4)/h。

　　3组间年龄、BMI、吸烟指数、AHI无统计学差异(P＞0.05)，肺功能及血气分析情况见表1。

表1　对照组和两组COPD患者的肺功能与动脉血气情况(X±s)

　　Table 1　Comparison of pulmonary function and O₂ and CO₂

　　in artery between patients and controls (X±s)

　　与对照组相比^*P＜0.01，与A组相比^＃P＜0.05，^＃＃P＜0.011.2　方法

　　所有受试对象实验前至少停止吸氧24 h，在监测当日侧坐位肺功，夜间平卧15 min后、熄灯前测动脉血气，之后用多导睡眠监测仪(华翔HXD-Ⅰ型)进行至少7 h的正规监测，包括脑电图、眼电图、颏舌肌肌电图、口鼻气流、胸部腹部呼吸运动，用SCII型血氧仪连续监测指端血氧饱和度，全部数据记录于计算机中。

　　1.3　统计方法　计量资料采用t检验，相关分析采用直线回归方法。

　　2　结果

　　2.1　A组与B组

　　两组睡眠时平均动脉血氧饱和度(MSaO₂)和最低动脉血氧饱和度(MinSaO₂)均较日间下降，B组较A组降低明显。进一步从睡眠时血氧下降幅度进行比较，MSaO₂下降幅度(觉醒时SaO₂—MSaO₂)：A组为(3.8±2.8)%，B组为(7.3±2.9)%(P＜0.05)；MinSaO₂的下降幅度(觉醒时SaO₂—MinSaO₂)：A组为(15.2±5.6)%，B组为(21.2±7.5)%(P＜0.05)，发现B组MSaO₂和MinSaO₂下降程度均明显高于A组。

　　在A、B组内，我们对可能影响其夜间血氧水平的因素进行了相关分析，结果见表2。

表2　A、B组夜间血氧水平的相关分析

　　table 2　Correlative analysis of nocturnal oxygen

　　in blood of A and B group

　　*P＜0.052.2　A₁组与A₂组

　　Bradley等人^［6］认为PaCO₂升高对COPD患者夜间低氧血症的发展亦有意义，因此我们又将A组(PaO₂＞8 kPa，SaO₂＞90%)按日间PaCO₂＞6 kPa和≤6 kPa分为A₁组和A₂组进行比较，年龄：A₁组(68±5)岁，A₂组(64±13)岁；BMI：A₁组(25±4)kg/m²，A₂组(22±5)kg/m²；吸烟史：A₁组(522±323)支/年，A₂组(489±301)支/年。以上各项两组间无差别，其肺功能及血气分析情况见表3。

表3　A₁、A₂组肺功能和动脉血气结果(X±s)

　　Table 3　Comparison of pulmonary function and blood gas

　　in A₁ and A₂ group (X±s)

　　睡眠时血氧变化：A₁组觉醒时SaO₂为(92.2±7.8)%，MSaO₂为(86.3±6.1)%，MinSaO₂为(72.4±12.2)%；A₂组觉醒时SaO₂为(95.3±4.8)%，MSaO₂为(92.4±2.9)%，MinSaO₂为(83.4±6.1)%，两组间觉醒时SaO₂与MSaO₂无统计学差异，但A₁组MinSaO₂明显低于A₂组，进一步从下降幅度进行比较：MSaO₂下降幅度：A₁组为(5.9±4.1)%，A₂组为(2.9±1.4)%，两组之间无差别(P＞0.05)；MinSaO₂下降幅度：A₁组为(20.9±5.8)%，A₂组为(12.3±4.2)%，A₁组显著高于A₂组(P＜0.01)。相关分析提示：A₁组中MinSaO₂与PaCO₂相关(r=0.74,P＜0.05)，A₂组中MinSaO₂与PaO₂相关(r=0.70,P＜0.05)。3　讨论

　　1975年Koo^［7］将COPD患者的睡眠分期与睡眠中血气变化相结合，发现PaO₂在觉醒时为8.5 kPa，至非快动眼睡眠期降为7.7 kPa，至快动眼睡眠期降为6.7 kPa，伴PaCO₂从觉醒至快动眼睡眠期上升1.3 kPa，可见COPD患者在睡眠中可出现低氧血症或低氧血症加重，其预后比无夜间低氧者差。因此，睡眠时血氧与日间PaO₂、PaCO₂、肺功能的关系逐渐成为焦点。Bradley^［6］和Connaughton^［8］对COPD患者的MSaO₂、MinSaO₂进行了预测，都提示日间SaO₂、PaCO₂影响睡眠时的血氧变化。当PaO₂下降、〔H⁺〕升高时，CO₂对呼吸中枢的刺激作用增加，潮气量随之增加，而PaCO₂和〔H⁺〕的升高又可使氧离曲线左移，使SaO₂增加，它们相互影响。对于一个日间已有PaO₂下降、PaCO₂上升的COPD患者来说，其呼吸中枢对CO₂的反应已迟钝，因而睡眠时CO₂对呼吸中枢的刺激而引起的潮气量增加较正常人明显下降甚至缺如，其PaO₂的下降会更显著。但也有人发现，日间已有严重低氧者其低氧觉醒反应的存在可抑制睡眠中PaO₂的进一步下降和PaCO₂的进一步上升。这提示COPD患者日间不同水平的PaO₂、PaCO₂在睡眠中对呼吸的调节作用可能不同，所以我们根据氧离曲线的变化以PaO₂＞8 kPa和≤8 kPa将患者分组进行了探讨，发现PaO₂≤8 kPa的COPD患者睡眠时MSaO₂、MinSaO₂较PaO₂＞8 kPa者明显下降，睡眠中有一半时间SaO₂＜90%。当PaO₂＞8 kPa时，睡眠时血氧水平与日间SaO₂、FEV₁%、PaCO₂均相关，当PaO₂≤8 kPa时，睡眠时血氧水平仅与日间SaO₂有关，这可能是由于：(1)此时血氧处于氧离曲线的陡峭支，PaO₂的轻度下降即可引起SaO₂的明显改变；(2)觉醒时PaCO₂的升高使呼吸中枢对CO₂反应已迟钝甚至缺如，此时血氧水平的维持主要依靠低氧对外周化学感受器的刺激，因而PaCO₂、FEV₁%对睡眠时血氧的作用相对减弱。这提示COPD患者尤其是日间PaO₂已低于8 kPa者，其日间PaO₂或SaO₂对夜间血氧水平起决定作用。

　　由于PaCO₂也可引起睡眠时血氧的改变，所以我们在平衡了PaO₂的条件下，又分组探讨了不同水平PaCO₂的作用，发现其对睡眠时血氧平均水平无明显影响，主要改变MinSaO₂。当PaCO₂升高时，多提示患者日间已有通气不足；另外，PaCO₂与高碳酸通气反应相关^［9］，当PaCO₂升高时，高碳酸通气反应降低，二者共同作用可使睡眠中通气量进一步下降，从而出现本实验的观察结果。可见，PaCO₂亦是影响COPD患者夜间血氧变化，尤其是血氧下降程度的一个独立因素。

　　因此，对于COPD患者，可根据日间PaO₂、PaCO₂水平初步评估睡眠时血氧情况，从而决定是否给予和如何给予夜间氧疗。

　　王玮（中国医科大学呼吸疾病研究所，沈阳110001）　康健（中国医科大学呼吸疾病研究所，沈阳 110001）　王秋月（中国医科大学呼吸疾病研究所，沈阳 110001）　王镇山（中国医科大学呼吸疾病研究所，沈阳 110001）　侯显明（中国医科大学呼吸疾病研究所，沈阳 110001）　于润江（中国医科大学呼吸疾病研究所，沈阳 110001）

　　参考文献

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　　2，Mulloy E, McNicholas WT. Ventilation and gas exchange during sleep and exercise in severe COPD. Chest, 1996,109:387_394

　　3，Resta O, Picca V, Guido P, et al. Nocturnal oxyhemoglobin desaturation in cOPD patients with “borderline” hypoxemia. Eur Respir J, 1994,7(10):273s

　　4，Connaughton JJ, Catterall JR, Wraith PK, et al. The clinical value of studies of breathing and oxyenation during sleep in patients with chronic bronchitis and emphysema. Am Rev Respir Dis, 1986,133:A149

　　5，Celli BR, Snider GL, Heffner J, et al. Defination, epidemiology, pathology, diagnosis and staging. Am J Respir Crit Care Med, 1995,152:78_83

　　6，Bradley TD, Mateika J, Li D, et al. Daytime hypercapnia in the development of nocturnal hypoxemia in COPD. Chest, 1990,97:308_312

　　7，Koo KW, Sax DS, Snider GL. Arterial blood gases and PH during sleep in chronic obstructive pulmonary disease. Am J Med, 1997,58:663_670

　　8，Connaughton JJ, Catterall JR, Elton RA, et al. Do sleep studies contribute to the management of patients with severe chronic obstructive pulmonary disease? am Rev Respir Dis, 1988,138:341_344

　　9，Bradley TD, Rutherford R, Lue F, et al. Role of diffuse airway obstruction in the hypercapnia of obstructive sleep apnea. Am Rev Respir Dis, 1986,134:920_924