肥胖換氣不足症候群 (Obesity Hypoventilation Syndrome, OHS)

我們來詳細介紹肥胖換氣不足症候群 (Obesity Hypoventilation Syndrome, OHS)，這是胸腔科與睡眠醫學中是一個重要的課題。

肥胖換氣不足症候群 (Obesity Hypoventilation Syndrome, OHS)

1. 定義 (Definition)

肥胖換氣不足症候群 (OHS)，過去亦被稱為 Pickwickian syndrome，其核心特徵為：

  • 肥胖 (Obesity)：身體質量指數 (Body Mass Index, BMI) ≥ 30 kg/m ²。

  • 日間高碳酸血症 (Daytime hypercapnia)：在清醒狀態下，動脈血二氧化碳分壓 (PaCO₂) > 45 mmHg。

  • 排除其他導致換氣不足的原因：必須排除其他可能引起肺泡換氣不足的疾病，如慢性阻塞性肺病 (COPD)、間質性肺病、胸廓異常、神經肌肉疾病、嚴重甲狀腺功能低下或使用呼吸抑制藥物等。

值得注意的是，約有90%的OHS患者同時合併有阻塞型睡眠呼吸中止症 (Obstructive Sleep Apnea, OSA)。

2. 流行病學 (Epidemiology)

OHS的確切盛行率不易估計，但隨著全球肥胖人口的增加，其盛行率也隨之上升。

  • 在所有肥胖個體中，OHS的盛行率估計約為0.4%至更高。

  • 在因肥胖相關問題就診的患者中，盛行率可能更高。

  • 在接受睡眠多項生理檢查 (Polysomnography, PSG) 評估疑似OSA的肥胖患者中，約有10-20%符合OHS診斷。

  • 若BMI > 40 kg/m ²，OHS的比例可能更高。

  • 台灣本土尚無大規模OHS流行病學數據，但臨床上並不少見，尤其在重度肥胖合併OSA的患者中。

3. 病因與危險因子 (Etiology and Risk Factors)

OHS的發生是多重因素交互作用的結果，主要危險因子包括：

  • 嚴重肥胖：尤其是中心型肥胖 (central obesity)，腹部和胸壁脂肪的堆積對呼吸系統造成機械性負擔。BMI越高，風險越大。

  • 阻塞型睡眠呼吸中止症 (OSA)：雖然不是所有OHS患者都有OSA，但絕大多數合併OSA。反覆的夜間上呼吸道塌陷、缺氧和高碳酸血症可能鈍化呼吸中樞對CO₂的敏感性。

  • 呼吸中樞對CO₂敏感度下降：部分OHS患者即使在沒有OSA的情況下，其呼吸中樞對高碳酸血症的反應也較遲鈍。

  • 瘦素阻抗 (Leptin resistance)：瘦素 (Leptin) 是由脂肪細胞分泌的荷爾蒙，除了調節食慾外，也具有呼吸刺激作用。OHS患者血中瘦素濃度通常很高，但身體對其反應不良（即瘦素阻抗），導致呼吸驅動力下降。

  • 遺傳易感性：可能有部分基因因素影響個體對肥胖導致呼吸功能障礙的易感性。

4. 病理生理學 (Pathophysiology)

OHS的病理生理機制複雜，主要涉及以下幾個方面：

  • 呼吸力學改變 (Altered respiratory mechanics)：

    • 胸廓及腹壁脂肪組織增加，導致胸廓順應性 (chest wall compliance) 下降。

    • 橫膈膜因腹腔內脂肪受壓而上抬，使得功能餘氣量 (Functional Residual Capacity, FRC) 和呼氣儲備容積 (Expiratory Reserve Volume, ERV) 顯著減少。

    • 這些改變導致呼吸功 (work of breathing) 增加，患者傾向於採取淺快呼吸模式 (rapid shallow breathing)，雖然能維持分鐘通氣量，但肺泡有效通氣量 (alveolar ventilation) 減少，造成死腔效應增加，進而導致CO₂滯留。

  • 呼吸中樞調控異常 (Impaired central ventilatory control)：

    • 慢性CO₂滯留（尤其在夜間合併OSA時）可能導致中樞化學感受器對CO₂的敏感性降低。

    • 部分患者可能存在原發性的呼吸驅動力不足。

    • 瘦素阻抗也削弱了瘦素對呼吸中樞的刺激作用。

  • 睡眠呼吸障礙 (Sleep-disordered breathing)：

    • 合併OSA的患者，夜間反覆發生上呼吸道阻塞，導致間歇性缺氧、高碳酸血症和睡眠結構紊亂。

    • 這些夜間的生理紊亂會進一步鈍化日間的呼吸驅動力，並可能導致持續性的高碳酸血症。

  • 代償性重碳酸鹽滯留 (Compensatory bicarbonate retention)：

    • 為緩衝慢性高碳酸血症帶來的酸血症，腎臟會代償性地增加重碳酸鹽 (HCO₃⁻) 的再吸收，導致血清HCO₃⁻濃度升高。這雖然有助於維持血液pH值接近正常，但也可能進一步抑制呼吸中樞對CO₂的反應。

5. 臨床表現 (Clinical Manifestations)

OHS的臨床表現多樣，且常與肥胖及合併的OSA症狀重疊：

  • 日間症狀：

    • 過度日間嗜睡 (Excessive daytime sleepiness, EDS)

    • 疲倦、精神不濟

    • 晨間頭痛 (因夜間高碳酸血症導致腦血管擴張)

    • 注意力不集中、記憶力下降

    • 呼吸困難，尤其在活動時或平躺時 (orthopnea)

    • 情緒改變，如憂鬱、焦慮

  • 夜間症狀 (常與OSA相關)：

    • 大聲打鼾

    • 目擊呼吸中止或喘息

    • 夜間頻尿

    • 睡眠中驚醒、嗆咳

  • 理學檢查：

    • 明顯肥胖 (BMI ≥ 30 kg/m ²)

    • 頸圍粗大

    • 呼吸音可能減弱，尤其在肺底

    • 晚期可能出現肺動脈高壓及右心衰竭的體徵：

      • 下肢水腫 (pitting edema)

      • 頸靜脈怒張 (Jugular venous distention, JVD)

      • 肝腫大 (hepatomegaly)

      • 腹水 (ascites)

      • 肺部聽診可能有囉音 (rales/crackles) (若合併心衰竭)

      • 心臟聽診可能有P2增強或三尖瓣逆流心雜音

    • 發紺 (cyanosis) (嚴重缺氧時)

6. 診斷標準 (Diagnostic Criteria)

根據美國胸腔科學會 (American Thoracic Society, ATS) 2019年的臨床實踐指引，OHS的診斷標準包括：

  1. 肥胖：BMI ≥ 30 kg/m ²。

  2. 日間換氣不足：在清醒、休息狀態下，經由動脈血液氣體分析 (Arterial Blood Gas, ABG) 測得 PaCO₂ > 45 mmHg。

  3. 排除其他導致換氣不足的疾病：需排除其他可解釋換氣不足的疾病，如：

    • 肺部實質疾病 (如嚴重COPD、囊性纖維化、間質性肺病)

    • 胸廓疾病 (如嚴重脊柱側彎、胸廓成形術後)

    • 神經肌肉疾病 (如肌萎縮性脊髓側索硬化症、重症肌無力、格林-巴利症候群)

    • 代謝性疾病 (如嚴重甲狀腺功能低下)

    • 藥物引起的呼吸抑制 (如長期使用鴉片類藥物、苯二氮平類藥物)

    • 先天性中樞性換氣不足症候群

診斷流程建議：

  • 對於BMI ≥ 30 kg/m ²的患者，若有不明原因的日間高碳酸血症 (PaCO₂ > 45 mmHg) 或血清重碳酸鹽濃度 ≥ 27 mEq/L，應高度懷疑OHS。

  • 進行詳細的病史詢問和理學檢查，以排除其他原因。

  • 動脈血液氣體分析 (ABG) 是確診日間高碳酸血症的金標準。

  • 睡眠多項生理檢查 (PSG) 對於所有疑似OHS的患者都是強烈建議的，以評估是否合併OSA及其嚴重程度，並排除其他睡眠呼吸障礙。

7. 實驗室檢查與影像學發現 (Laboratory and Imaging Findings)

  • 動脈血液氣體分析 (ABG)：

    • PaCO₂ > 45 mmHg (診斷核心)

    • PaO₂ 通常 < 70 mmHg (常有低氧血症)

    • 血清 HCO₃⁻ 濃度升高 (通常 > 27 mEq/L)，為慢性呼吸性酸中毒的腎臟代償。

    • pH 值可能正常或輕微偏酸。

  • 血清重碳酸鹽 (Serum bicarbonate)：

    • 常 > 27 mEq/L，可作為一個有用的篩檢指標。若肥胖患者血清HCO₃⁻升高，應進一步檢查ABG。

  • 睡眠多項生理檢查 (PSG)：

    • 評估呼吸中止指數 (Apnea-Hypopnea Index, AHI)、最低血氧飽和度 (lowest SaO₂)、高碳酸血症的持續時間等。

    • 多數OHS患者 (約90%) 合併OSA (AHI ≥ 5 events/hour)。

    • 少數OHS患者 (約10%) 可能沒有典型的OSA，但PSG仍可顯示睡眠期間的持續性換氣不足。

  • 肺功能檢查 (Pulmonary Function Tests, PFTs)：

    • 常呈現限制性通氣障礙 (restrictive pattern)：用力肺活量 (FVC) 和全肺容量 (TLC) 可能下降，呼氣儲備容積 (ERV) 尤其顯著下降。

    • FEV₁/FVC 比值通常正常或輕微下降 (若無合併阻塞性氣道疾病)。

    • 最大自主通氣量 (Maximum Voluntary Ventilation, MVV) 可能下降。

  • 胸部X光 (Chest X-ray) 或 胸部CT (Chest CT)：

    • 主要用於排除其他肺部疾病。

    • 可能顯示橫膈上抬、肺容積減少。

    • 若有肺動脈高壓或右心衰竭，可能見到心臟擴大或肺血管紋理增粗。

  • 心臟超音波 (Echocardiography)：

    • 評估左心室及右心室功能。

    • 評估是否存在肺動脈高壓 (估計肺動脈收縮壓)。

  • 其他血液檢查：

    • 全血球計數 (CBC)：可能因慢性缺氧而出現繼發性紅血球增多症 (polycythemia)。

    • 甲狀腺功能檢查 (TSH, Free T4)：排除甲狀腺功能低下。

    • 電解質、腎功能。

8. 鑑別診斷 (Differential Diagnosis)

需與以下可能導致高碳酸血症的疾病進行鑑別：

  • 慢性阻塞性肺病 (COPD)：有吸菸史或暴露史，PFTs呈現阻塞性通氣障礙 (FEV₁/FVC < 0.7)。

  • 間質性肺病 (ILD)：胸部影像學有特徵性改變，PFTs呈現限制性通氣障礙及氣體交換功能下降。

  • 胸廓畸形：如嚴重脊柱後側彎 (kyphoscoliosis)，導致胸廓活動受限。

  • 神經肌肉疾病：如肌萎縮性脊髓側索硬化症 (ALS)、重症肌無力 (Myasthenia Gravis)、裘馨氏肌肉失養症 (Duchenne muscular dystrophy) 等，導致呼吸肌無力。

  • 藥物引起的呼吸抑制：如長期使用鴉片類藥物、苯二氮平類鎮靜劑。

  • 嚴重甲狀腺功能低下 (Myxedema coma)：伴隨其他甲狀腺功能低下的系統性症狀。

  • 原發性肺泡換氣不足症候群 (Congenital Central Hypoventilation Syndrome, CCHS 或 Ondine's curse)：罕見，通常自幼發病，呼吸中樞對CO₂的自主調控喪失。

9. 治療 (Treatment)

OHS的治療目標是：改善肺泡換氣、矯正日間高碳酸血症及低氧血症、治療合併的OSA、減輕體重、改善生活品質、預防及治療併發症。

  • 1. 非侵襲性正壓通氣 (Non-invasive Positive Pressure Ventilation, NIPPV)：

    • 首選且最有效的治療方式，尤其對於中重度OHS或合併顯著OSA的患者。

    • 持續性正壓呼吸器 (Continuous Positive Airway Pressure, CPAP)：

      • 對於合併OSA的OHS患者，CPAP是初始治療的合理選擇。它可以解除上呼吸道阻塞，改善夜間通氣。

      • 約有50-70%的OHS患者對CPAP反應良好，日間PaCO₂可恢復正常。

    • 雙相陽壓呼吸器 (Bilevel Positive Airway Pressure, BiPAP/BPAP)：

      • 當CPAP治療效果不佳 (日間高碳酸血症持續存在)、無法耐受CPAP、或OHS患者無明顯OSA時，應考慮使用BiPAP。

      • BiPAP提供較高的吸氣相壓力 (Inspiratory Positive Airway Pressure, IPAP) 和較低的吐氣相壓力 (Expiratory Positive Airway Pressure, EPAP)。IPAP與EPAP之間的壓力差 (pressure support) 有助於增加潮氣容積 (tidal volume)，從而改善肺泡換氣。

      • 通常需要較高的IPAP (例如 > 15-20 cmH₂O) 和適當的EPAP (例如 5-10 cmH₂O) 來有效降低PaCO₂。

    • NIPPV主要在夜間睡眠時使用，目標是長期規律使用，以改善夜間氣體交換，進而改善日間的PaCO₂和PaO₂。

    • 台灣健保對於NIPPV (包括CPAP和BiPAP) 的給付有特定規範，需符合相關診斷及檢查標準。

  • 2. 體重控制 (Weight management)：

    • 極其重要，是OHS的根本治療之一。 即使是中等程度的體重減輕 (如5-10%的體重) 也可能顯著改善呼吸功能和氣體交換。

    • 生活方式干預：包括飲食控制 (低熱量飲食)、規律運動。需要多學科團隊支持 (醫師、營養師、物理治療師)。

    • 藥物治療：經FDA或台灣TFDA核准的減重藥物 (如Orlistat, Liraglutide, Semaglutide等) 可作為輔助，但需在醫師指導下使用。

    • 減重手術 (Bariatric surgery)：對於BMI ≥ 40 kg/m ² 或 BMI ≥ 35 kg/m ² 且合併嚴重肥胖相關疾病 (如OHS、難治性糖尿病) 的患者，若生活方式干預和藥物治療效果不佳，減重手術是有效且持久的選擇。手術可顯著改善甚至治癒OHS。術前術後需NIPPV支持以降低圍手術期風險。

  • 3. 氧氣治療 (Oxygen therapy)：

    • 單獨使用氧氣治療對於OHS患者是禁忌的，除非已同時給予有效的呼吸支持 (如NIPPV)。

    • 單獨給氧可能抑制缺氧性呼吸驅動，導致CO₂滯留惡化，甚至引發急性高碳酸血症性呼吸衰竭。

    • 若患者在使用NIPPV後仍有顯著的日間或夜間低氧血症 (SaO₂ < 88-90%)，可在NIPPV基礎上合併低流量氧氣治療。

  • 4. 避免呼吸抑制藥物 (Avoidance of respiratory depressants)：

    • 應避免或謹慎使用鴉片類止痛劑、苯二氮平類 (Benzodiazepines) 鎮靜安眠藥、巴比妥類 (Barbiturates) 藥物以及大量酒精，這些都可能抑制呼吸中樞，加重換氣不足。

  • 5. 其他輔助治療 (Other adjunctive therapies)：

    • 呼吸刺激劑：如醋酸甲羥孕酮 (Medroxyprogesterone acetate)、乙醯唑胺 (Acetazolamide) 等，曾被嘗試用於刺激呼吸，但因效果有限且副作用較多 (如血栓風險、電解質紊亂)，目前不作為常規推薦。

    • 治療併發症：如肺動脈高壓和右心衰竭，可能需要利尿劑、血管擴張劑等治療。

10. 預後與併發症 (Prognosis and Complications)

  • 併發症：

    • 肺動脈高壓 (Pulmonary hypertension)：常見，因慢性缺氧和高碳酸血症導致肺血管收縮和重塑。

    • 右心衰竭 (Cor pulmonale)：肺動脈高壓的直接後果。

    • 繼發性紅血球增多症 (Secondary polycythemia)：慢性缺氧刺激紅血球生成素分泌。

    • 心血管疾病風險增加：包括全身性高血壓、冠狀動脈心臟病、心律不整 (如心房顫動)、中風。

    • 代謝症候群：常合併高血糖/糖尿病、高血脂、高血壓。

    • 急性高碳酸血症性呼吸衰竭：常因呼吸道感染、使用鎮靜劑或手術等誘因而急性發作，需要住院甚至加護病房治療。

    • 生活品質下降、認知功能受損。

  • 預後：

    • 未經治療的OHS預後不良，住院率和死亡率均顯著高於單純肥胖或單純OSA的患者。5年死亡率可高達20-30%以上。

    • 早期診斷並給予適當治療，尤其是NIPPV和體重控制，可以顯著改善症狀、日間氣體交換、睡眠品質、心血管功能和生活品質，並能有效降低住院率和死亡率。

    • 減重手術對於符合條件的患者，可以帶來長期的緩解甚至治癒。

11. 台灣相關考量 (Taiwan-specific considerations)

  • 隨著台灣肥胖人口比例的增加，臨床醫師對於OHS的警覺性需要提高，尤其是在處理肥胖合併日間嗜睡、呼吸困難或不明原因水腫的患者時。

  • 台灣睡眠醫學會及台灣胸腔暨重症加護醫學會對於睡眠呼吸障礙的診斷與治療有相關指引，OHS的處理原則與國際指引大致相符。

  • 健保對於NIPPV (CPAP/BiPAP) 的給付有其適應症和規範，例如需經PSG確診OSA或OHS，並達到一定嚴重程度。臨床醫師需熟悉相關規定。

  • 對於減重手術的適應症，台灣亦有相關醫學會的指引可供參考。

以上是對肥胖換氣不足症候群 (OHS) 的詳細介紹。這是一個需要多方面評估和綜合治療的複雜疾病。

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