Meta-analysis and Trial Sequential Analysis
of the Effects of Bilevel Positive Pressure Ventilation in the Acute
Exacerbation of Chronic Obstructive Pulmonary Disease Complicated with TypeⅡ Respiratory
Failure

doi:10.12114/j.issn.1007-9572.2021.01.224

Abstract

Abstract: Background

Patients with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease (AECOPD) have a significantly increased risk of developing type Ⅱ respiratory failure. In clinical treatment, BiPAP is widely used in this kind of patients to correct respiratory acidosis and delay the deterioration of lung function, but the therapeutic effect of BiPAP in this kind of patients is still controversial.

Objective

To systematically review the effect of BiPAP intervention on the treatment of patients with AECOPD complicated with type Ⅱrespiratory failure.

Methods

CNKI, Wanfang Database, CQVIP, CBM, PubMed, The Cochrane Library, Springer, Medline, and Web of Science were retrived by computer for the RCTs published from inception to October 2020 regarding the application of BiPAP in patients with AECOPD complicated with type Ⅱ respiratory failure. Two researchers independently screened the retrieved documents, extracted data and evaluated the quality. The first author, country, population characteristics, age, sample size, intervention methods of the experimental group and control group, frequency and duration of intervention of the experimental group, outcome indicators〔pH, partial pressure of carbon dioxide (PaCO₂) , partial pressure of oxygen (PaO₂) , respiratory frequency (RR) , tracheal intubation rate, incidence of adverse reactions〕 and other information were extracted. The Review Manager 5.4 software was used to conduct a meta-analysis of the included literature, and the TSA v0.9 developed by the Copenhagen Clinical Trial Center was used to complete the trial sequential analysis.

Results

A total of 10 RCTs were included, of which 4 were of high quality and 6 were of medium quality. The experimental group could improve the pH value of patients with acute COPD and type Ⅱ respiratory failure 〔MD=0.04, 95%CI (0.03, 0.04) , P<0.05〕, PaCO₂〔MD=-7.22, 95%CI (-8.20, -6.24) , P<0.05〕, PaO₂〔MD=6.23, 95%CI (5.31, 7.14) , P<0.05〕, could improve the RR of patients with acute COPD onset and type Ⅱ respiratory failure within 24 h and after 24 h of intervention 〔MD=-3.85, 95%CI (-4.36, -3.35) , P<0.05〕, tracheal intubation rate〔RR=0.50, 95%CI (0.32, 0.78) , P<0.05〕 are better than the control group. The incidence of abdominal distension〔RR=5.95, 95%CI (1.79, 19.77) , P<0.05〕, facial skin damage〔RR=8.04, 95%CI (1.92, 33.76) , P<0.05〕are higher than the control group. The results of trial sequential analysis showed that BiPAP treatment could significantly improve the outcomes of pH, PaCO₂, PaO₂, RR and intubation rate in patients with typeⅡ respiratory failure due to acute exacerbation of COPD.

Conclusion

BiPAP therapy in patients with type Ⅱ respiratory failure due to acute exacerbation of COPD can improve patients' conditions of respiratory acidosis and hypoxia, and reduce intubation rate. However, BiPAP treatment may increase the incidence of adverse reactions such as abdominal distension and facial skin damage.

Key words: Pulmonary disease, chronic obstructive, Respiratory insufficiency, Bilevel continuous positive airway pressure, Systematic reviews, Meta analysis, Treatment outcome

摘要： 背景

慢性阻塞性肺疾病急性加重期（AECOPD）患者发展为Ⅱ型呼吸衰竭的风险明显增加。在临床治疗中双水平正压通气（BiPAP）被广泛运用于AECOPD患者来纠正呼吸性酸中毒，延缓肺功能进一步恶化，但是BiPAP在该类患者中的治疗效果仍存在着争议。

目的

系统评价BiPAP对于AECOPD并发Ⅱ型呼吸衰竭患者的治疗效果。

方法

计算机检索中国知网、万方数据知识服务平台、维普网、中国生物医学文献数据库（CBM）、PubMed、The Cochrane Library、Springer、Medline、Web of Science等数据库中关于BiPAP治疗AECOPD并发Ⅱ型呼吸衰竭的随机对照研究（RCT），检索时限从数据库建库至2020-10-01。由两位研究者独立对所检索出的文献进行筛选、提取数据和质量评价。提取第一作者、国家、人群特征、年龄、样本量、试验组及对照组的干预方式、试验组干预频率和时长、评价指标〔pH值、二氧化碳分压（PaCO₂）、氧分压（PaO₂）、呼吸频率（RR）、气管插管率、不良反应发生率〕等信息。采用Review Manager 5.4软件对纳入文献进行Meta分析，使用哥本哈根临床试验中心开发的TSA v0.9完成试验序贯分析。

结果

共纳入10篇RCT，其中4篇为高质量等级文献，6篇为中等质量等级文献。试验组改善AECOPD并发Ⅱ型呼吸衰竭患者的pH值〔MD=0.04，95%CI（0.03，0.04），P<0.05〕、PaCO₂〔MD=-7.22，95%CI（-8.20，-6.24），P<0.05〕、PaO₂〔MD=6.23，95%CI（5.31，7.14），P<0.05〕、干预24 h内和24 h后改善AECOPD并发Ⅱ型呼吸衰竭患者的RR〔MD=-3.85，95%CI（-4.36，-3.35），P<0.05〕、气管插管率〔RR=0.50，95%CI（0.32，0.78），P<0.05〕的效果优于对照组。试验组患者腹胀发生率〔RR=5.95，95%CI（1.79，19.77），P<0.05〕、面部皮肤受损发生率〔RR=8.04，95%CI（1.92，33.76），P<0.05〕高于对照组。试验序贯分析结果得出了肯定的结论，即BiPAP治疗能明显改善AECOPD并发Ⅱ型呼吸衰竭患者的pH值、PaCO₂、PaO₂、RR和气管插管率。

结论

AECOPD并发Ⅱ型呼吸衰竭患者使用BiPAP治疗，能够改善患者呼吸性酸中毒和缺氧状况，降低气管插管率，但BiPAP治疗可能会提高如腹胀、面部皮肤损伤等不良反应发生率。

关键词: 肺疾病, 慢性阻塞性, 呼吸功能不全, 双水平气道正压通气, 系统评价, Meta分析, 治疗结果

CLC Number:

R563.9R563.8

TENG Wenzhe, CHEN Hu, SHI Siyao, CHENG Kangyao, WANG Yin.

Meta-analysis and Trial Sequential Analysis of the Effects of Bilevel Positive Pressure Ventilation in the Acute Exacerbation of Chronic Obstructive Pulmonary Disease Complicated with TypeⅡ Respiratory Failure [J]. Chinese General Practice, 2022, 25(02): 227-235.

滕文哲,陈虎,石思瑶等. 双水平正压通气治疗慢性阻塞性肺疾病急性加重期并发Ⅱ型呼吸衰竭效果的Meta分析与试验序贯分析[J]. 中国全科医学, 2022, 25(02): 227-235. DOI: 10.12114/j.issn.1007-9572.2021.01.224.

Figures/Tables 18

References 34

[1]	MURRAY C J，LOPEZ A D. Evidence-based health policy--lessons from the Global Burden of Disease Study[J]. Science，1996，274（5288）：740-743. DOI：10.1126/science.274.5288.740.
[2]	GOLD Science Committee. Global strategy for diagnosis，management and prevention of chronic obstructive pulmonary disease（2020 report）[EB/OL]. [2020-10-1]. .
[3]	LOZANO R，NAGHAVI M，FOREMAN K，et al. Global and regional mortality from 235 causes of death for 20 age groups in 1990 and 2010：a systematic analysis for the global burden of disease study 2010[J]. Lancet，2012，380（9859）：2095-2128. DOI：10.1016/S0140-6736(12)61728-0.
[4]	MATHERS C D，LONCAR D. Projections of global mortality and burden of disease from 2002 to 2030[J]. PLoS Med，2006，3（11）：e442. DOI：10.1371/journal.pmed.0030442.
[5]	GUNEN H，HACIEVLIYAGIL S S，KOSAR F，et al. Factors affecting survival of hospitalised patients with COPD[J]. Eur Respir J，2005，26（2）：234-241. DOI：10.1183/09031936.05.00024804.
[6]	HILLAS G，PERLIKOS F，TZANAKIS N. Acute exacerbation of COPD：is it the "stroke of the lungs" ?[J]. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis，2016，11：1579-1586. DOI：10.2147/COPD.S106160.
[7]	张新超，钱传云，张劲农，等. 无创正压通气急诊临床实践专家共识（2018）[J]. 临床急诊杂志，2019，20（1）：1-12. DOI：10.13201/j.issn.1009-5918.2019.01.001. .
[8]	MASIP J. Non-invasive ventilation[J]. Heart Fail Rev，2007，12（2）：119-124. DOI：10.1007/s10741-007-9012-7.
[9]	CARRERA M，MARÍN J M，ANTÓN A，et al. A controlled trial of noninvasive ventilation for chronic obstructive pulmonary disease exacerbations[J]. J Crit Care，2009，24（3）：473.e7-14. DOI：10.1016/j.jcrc.2008.08.007.
[10]	CASTILLO D D，BARROT E，LASERNA E，et al. Noninvasive positive pressure ventilation for acute respiratory failure in chronic obstructive pulmonary disease in a general respiratory ward[J].Med Clin（Barc），2003，120（17）：647-651. DOI：10.1016/s0025-7753(03)73798-1.
[11]	GOPI C K，SAIKIA N，BANGA A，et al. Non-invasive ventilation for acute exacerbation of COPD with very high PaCO（2）：a randomized controlled trial[J]. Lung India，2010，27（3）：125-130. DOI：10.4103/0970-2113.68308.
[12]	BARBÉ F，TOGORES B，RUBÍ M，et al. Noninvasive ventilatory support does not facilitate recovery from acute respiratory failure in chronic obstructive pulmonary disease[J]. Eur Respir J，1996，9（6）：1240-1245. DOI：10.1183/09031936.96.09061240.
[13]	MACREA M，OCZKOWSKI S，ROCHWERG B，et al. Long-term noninvasive ventilation in chronic stable hypercapnic chronic obstructive pulmonary disease. an official American thoracic society clinical practice guideline[J]. Am J Respir Crit Care Med，2020，202（4）：e74-87. DOI：10.1164/rccm.202006-2382ST.
[14]	National Institute for Health and Clinical Excellence. Chronic obstructive pulmonary disease in over 16s：diagnosis and management[EB/OL].（2018-12-05）[2020-10-03]. .
[15]	Joanna Briggs Institute. Checklist for randomized controlled trials[EB/OL]. （2020-08-13）[2020-10-3]. .
[16]	MOHER D，LIBERATI A，TETZLAFF J，et al. Preferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses：the PRISMA statement[J]. PLoS Med，2009，6（7）：e1000097. DOI：10.1371/journal.pmed.1000097.
[17]	凌品堂. BiPAP对AECOPD并Ⅱ型呼吸衰竭患者血气指标的动态监测及安全性分析[J]. 现代医学与健康研究电子杂志，2020，4（11）：63-65. .
[18]	周锐，陈平，罗红，等. 无创正压通气对慢性阻塞性肺疾病呼吸衰竭患者气体交换及转归的影响[J]. 湖南医科大学学报，2001，26（3）：261-262. DOI：10.3321/j.issn:1672-7347.2001.03.026.
[19]	陈明辉. 无创正压通气在慢性阻塞性肺疾病急性加重合并Ⅱ型呼吸衰竭中的应用价值分析[J]. 中国当代医药，2015，22（21）：38-40，43.
[20]	李镇，郑辉才. 无创正压机械通气治疗急性加重期慢性阻塞性肺疾病合并Ⅱ型呼吸衰竭的效果[J]. 中国老年学杂志，2018，38（2）：378-380. .
[21]	CELIKEL T，SUNGUR M，CEYHAN B，et al. Comparison of noninvasive positive pressure ventilation with standard medical therapy in hypercapnic acute respiratory failure[J]. Chest，1998，114（6）：1636-1642. DOI：10.1378/chest.114.6.1636.
[22]	王瑞. BiPAP无创呼吸机治疗AECOPD并发Ⅱ型呼吸衰竭疗效观察[D]. 乌鲁木齐：新疆医科大学，2011.
[23]	马继扬，高健，梁民勇. BiPAP呼吸机治疗AECOPD合并Ⅱ型呼吸衰竭的疗效观察[J]. 临床和实验医学杂志，2011，10（11）：819-821.
[24]	SENEFF M G，WAGNER D P，WAGNER R P，et al. Hospital and 1-year survival of patients admitted to intensive care units with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease[J]. JAMA，1995，274（23）：1852-1857.
[25]	WEISS S M，HUDSON L D. Outcome from respiratory failure[J]. Crit Care Clin，1994，10（1）：197-215.
[26]	MORET IURILLI C，BRUNETTI N D，DI CORATO P R，et al. Hyperacute hemodynamic effects of BiPAP noninvasive ventilation in patients with acute heart failure and left ventricular systolic dysfunction in emergency department[J]. J Intensive Care Med，2018，33（2）：128-133. DOI：10.1177/0885066617740849.
[27]	GOODACRE S，STEVENS J W，PANDOR A，et al. Prehospital noninvasive ventilation for acute respiratory failure：systematic review，network meta-analysis，and individual patient data meta-analysis[J]. Acad Emerg Med，2014，21（9）：960-970. DOI：10.1111/acem.12466.
[28]	陈卫香，王黎，林锦乐，等. BiPAP治疗慢性心肺功能衰竭急性发作致高乳酸血症患者的疗效观察[J]. 临床急诊杂志，2015，16（4）：247-249，252. DOI：10.13201/j.issn.1009-5918.2015.04.001.
[29]	BIEHL M，KASHIOURIS M G，GAJIC O. Ventilator-induced lung injury：minimizing its impact in patients with or at risk for ARDS[J]. Respir Care，2013，58（6）：927-937. DOI：10.4187/respcare.02347.
[30]	夏晓华，钟金妹，鲍磊，等. 无创正压通气治疗慢性阻塞性肺疾病急性加重期合并Ⅱ型呼吸衰竭的疗效分析[J].中华老年多器官疾病杂志，2016，15（1）：38-41. DOI：10.11915/j.issn.1671-5403.2016.01.009.
[31]	曹志新，王辰.无创机械通气的应用范围及指征[J].中华结核和呼吸杂志，2002，25（3）：136-137. .
[32]	陈丽娟，孙林利，刘丽红，等. 2019版《压疮/压力性损伤的预防和治疗：临床实践指南》解读[J]. 护理学杂志，2020，35（13）：41-43，51.
[33]	ANTONELLI M，CONTI G. Noninvasive positive pressure ventilation as treatment for acute respiratory failure in critically ill patients[J]. Crit Care，2000，4（1）：15-22. DOI：10.1186/cc645.
[34]	OSADNIK C R，TEE V S，CARSON-CHAHHOUD K V，et al. Non-invasive ventilation for the management of acute hypercapnic respiratory failure due to exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease[J]. Cochrane Database Syst Rev，2017，7：CD004104. DOI：10.1002/14651858.CD004104.pub4.

步骤	检索策略
1	MeSH descriptor：[pulmonary disease，chronic obstructive] explode all trees
2	COPD OR COAD
3	Obstructive Pulmonary Disease OR Obstructive Airway Disease OR Obstructive Lung Disease OR Airflow Obstruction^*
4	Chronic
5	#3 AND #4
6	#1 OR #2 OR #5
7	MeSH descriptor：[respiratory insufficiency] explode all trees
8	Respiratory Failure OR Respiratory Depression OR Ventilatory Depression
9	#7 OR #8
10	MeSH descriptor：[continuous positive airway pressure] explode all trees
11	CPAP Ventilation OR Positive Airway Pressure OR Biphasic Continuous Positive Airway Pressure OR Bilevel Continuous Positive Airway Pressure OR Airway Pressure Release Ventilation OR nCPAP Ventilation OR Ventilation Mode，APRV
12	#10 OR #11
13	#6 AND #9 AND #12

步骤	检索策略
1	MeSH descriptor：[pulmonary disease，chronic obstructive] explode all trees
2	COPD OR COAD
3	Obstructive Pulmonary Disease OR Obstructive Airway Disease OR Obstructive Lung Disease OR Airflow Obstruction^*
4	Chronic
5	#3 AND #4
6	#1 OR #2 OR #5
7	MeSH descriptor：[respiratory insufficiency] explode all trees
8	Respiratory Failure OR Respiratory Depression OR Ventilatory Depression
9	#7 OR #8
10	MeSH descriptor：[continuous positive airway pressure] explode all trees
11	CPAP Ventilation OR Positive Airway Pressure OR Biphasic Continuous Positive Airway Pressure OR Bilevel Continuous Positive Airway Pressure OR Airway Pressure Release Ventilation OR nCPAP Ventilation OR Ventilation Mode，APRV
12	#10 OR #11
13	#6 AND #9 AND #12

第一作者	国家	人群特征	年龄（岁）		样本量（例）		干预方式		试验组干预频率和时长	纳入评价指标
第一作者	国家	人群特征	试验组	对照组	试验组	对照组	试验组	对照组	试验组干预频率和时长	纳入评价指标
CARRERA^[9]	西班牙	AECOPD患者，PaCO₂>50 mm Hg	72.0	69.0	37	38	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	1次/d，17 h/次	④⑤
CASTILLO^[10]	西班牙	AECOPD患者，PaCO₂>50 mm Hg	66.0	69.0	20	21	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	病情不稳定持续干预；病情稳定1次/d，>7 h/次	①②③④⑤⑥
GOPI^[11]	印度	AECOPD患者，PaCO₂>45 mm Hg	55.3	60.0	20	20	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	每天除进食进水外，持续干预<16 h	①②③④⑤⑥
凌品堂^[17]	中国	AECOPD患者，PaCO₂>50 mm Hg	59.4	60.2	25	25	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	第1天持续20 h；之后2次/d，3 h/次	①②③⑤⑥
周锐^[18]	中国	AECOPD患者，PaCO₂>50 mm Hg	63.5	64.3	30	30	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	≥4 h/d	①②③④⑤
陈明辉^[19]	中国	AECOPD患者，PaCO₂>50 mm Hg	59.1	61.2	29	28	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	病情不稳定持续干预；病情稳定1~2次/d，2~4 h/次	①②③④⑤⑥
李镇^[20]	中国	AECOPD患者，PaCO₂>50 mm Hg	62.7	63.2	45	45	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	每天除进食进水日常活动外，持续干预	①②③⑤⑥
CELIKEL^[21]	土耳其	AECOPD患者，PaCO₂>45 mm Hg	-	-	15	12	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	平均干预时长26.7 h	①②③④⑤⑥
王瑞^[22]	中国	AECOPD患者，PaCO₂>50 mm Hg	73.2		24	22	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	2~3次/d，3~4 h/次，>8 h/d	①②③④⑤⑥
马继扬^[23]	中国	AECOPD患者，PaCO₂>50 mm Hg	65.5		32	30	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	每日间断干预，≥2 h/次，≥12 h/d	①②③④⑥

第一作者	国家	人群特征	年龄（岁）		样本量（例）		干预方式		试验组干预频率和时长	纳入评价指标
第一作者	国家	人群特征	试验组	对照组	试验组	对照组	试验组	对照组	试验组干预频率和时长	纳入评价指标
CARRERA^[9]	西班牙	AECOPD患者，PaCO₂>50 mm Hg	72.0	69.0	37	38	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	1次/d，17 h/次	④⑤
CASTILLO^[10]	西班牙	AECOPD患者，PaCO₂>50 mm Hg	66.0	69.0	20	21	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	病情不稳定持续干预；病情稳定1次/d，>7 h/次	①②③④⑤⑥
GOPI^[11]	印度	AECOPD患者，PaCO₂>45 mm Hg	55.3	60.0	20	20	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	每天除进食进水外，持续干预<16 h	①②③④⑤⑥
凌品堂^[17]	中国	AECOPD患者，PaCO₂>50 mm Hg	59.4	60.2	25	25	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	第1天持续20 h；之后2次/d，3 h/次	①②③⑤⑥
周锐^[18]	中国	AECOPD患者，PaCO₂>50 mm Hg	63.5	64.3	30	30	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	≥4 h/d	①②③④⑤
陈明辉^[19]	中国	AECOPD患者，PaCO₂>50 mm Hg	59.1	61.2	29	28	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	病情不稳定持续干预；病情稳定1~2次/d，2~4 h/次	①②③④⑤⑥
李镇^[20]	中国	AECOPD患者，PaCO₂>50 mm Hg	62.7	63.2	45	45	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	每天除进食进水日常活动外，持续干预	①②③⑤⑥
CELIKEL^[21]	土耳其	AECOPD患者，PaCO₂>45 mm Hg	-	-	15	12	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	平均干预时长26.7 h	①②③④⑤⑥
王瑞^[22]	中国	AECOPD患者，PaCO₂>50 mm Hg	73.2		24	22	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	2~3次/d，3~4 h/次，>8 h/d	①②③④⑤⑥
马继扬^[23]	中国	AECOPD患者，PaCO₂>50 mm Hg	65.5		32	30	药物治疗+BiPAP	药物治疗+氧疗	每日间断干预，≥2 h/次，≥12 h/d	①②③④⑥

纳入研究	随机分组	分配隐藏	基线可比性	受试者盲法	干预者盲法	测评者盲法	充分随访	其他干预措施对比	测评方法可信度	全面结果分析	相同测评方法	资料分析方法	研究设计是否合理	质量等级
CARRERA^[9]	A	A	A	A	A	B	A	D	A	A	A	A	A	高
CASTILLO^[10]	B	C	A	D	D	D	A	D	A	A	A	A	A	中
GOPIC ^[11]	A	B	A	D	D	B	A	D	A	A	A	A	A	高
凌品堂^[17]	A	B	B	D	D	B	A	D	A	A	A	A	A	中
周锐等^[18]	B	B	A	D	D	B	A	D	A	A	A	A	A	中
陈明辉^[19]	A	C	A	D	D	C	A	D	A	A	A	A	A	中
李镇^[20]	A	C	A	D	D	C	A	D	A	A	A	C	A	中
CELIKEL^[21]	B	A	A	D	D	A	A	D	A	A	A	A	A	高
王瑞^[22]	A	B	A	D	D	B	A	D	A	A	A	A	A	高
马继扬^[23]	A	B	A	D	D	B	A	D	A	A	A	A	A	中