主译简介
潘文森
医院RICU
火凤凰翻译组成员
年9月加入FPTG
引言
无创通气（NIV）是指保留上气道功能的通气支持技术。相对于有创通气来说，NIV的主要优势包括预防气管插管（ETI）相关并发症、减少患者不适、保持气道的自我保护机制。目前在慢性阻塞性肺疾病（COPD）急性加重期或急性心源性肺水肿（CPE），NIV可作为适当选择的一部分患者的一线治疗措施，NIV也有助于预防拔管后的急性呼吸衰竭。在过去的几十年中，NIV所具有避免ETI相关并发症，并从而降低具有适应证患者ARF的发病率和病死率的潜在优势的推动下，使得NIV在重症监护方面的应用也愈加广泛。
目前，由于医师知识水平、呼吸治疗师的训练培养、设备的完善等诸多方面因素的不同，医院中NIV的利用率也大相径庭。一项纳入了近15年来（年-年）法国ICU收治ARF且需应用机械通气患者的多中心大型队列研究表明：随着时间的推移，应用NIV的患者比例稳步上升，在年时达到了42%，并且对比一线插管治疗的患者，一线治疗采用NIV的患者与插管患者相比，60天生存率更高，且ICU获得性感染发生率更低。
本文主要探讨关于已经发生ARF的患者和高危患者的NIV应用等相关问题，包括患者的恰当选择、界面的选择、无创通气的设置及监测。
无创通气和持续正压通气
持续正压通气（CPAP）与NIV两个名称不可混为一谈。CPAP在整个自主呼吸周期（吸气相及呼气相）均提供固定的压力，因此并不单独辅助吸气。由于自主呼吸并未得到辅助，因此CPAP模式需要患者保持正常的呼吸驱动并且有完成充足肺泡通气的能力。CPAP可有效增加功能残气量、开放通气不足的肺泡，从而减少从右至左的肺内分流、改善氧合及肺的力学指标。此外，CPAP还可通过对抗内源性呼气末正压造成的吸气触发困难，从而减少COPD患者呼吸做功、缓解呼吸困难。最后，对于充血性心力衰竭患者，CPAP模式在不影响心脏指数的前提下，通过降低左室跨壁压可有效降低左室后负荷。
对比而言，NIV模式在吸气相给予比呼气相更大的压力，从而提供通气支持减轻呼吸肌负荷（图1）。在低氧血症患者中，NIV被证实可改善呼吸困难和气体交换，降低神经肌肉驱动和吸气肌做功，而单独应用CPAP可以改善氧合，但在减少呼吸肌做功的效果方面效果并不显著。
图1.自主呼吸、CPAP模式以及PSV模式时流速、食管内压力（Pes）、气道压力（Paw）、跨膈压（Pdi）的曲线图
无创通气和高流量经鼻氧疗
高流量经鼻氧疗（HFNCO）（图2）在危重症患者中已得到广泛应用。应用鼻导管来提供固定吸入氧浓度的加温加湿气流（最大60L/min）是一种引人注目的替代传统氧气疗法的方法。HFNCO的主要潜在机制可能是减轻呼吸困难的症状并加强气体交换，包括减少死腔通气并带来二氧化碳(CO2)清除的效果，提供一个中等程度的流速相关的气道正压，减少吸入鼻咽的气道阻力，并使其有更好的舒适度，使患者更易耐受。在鼻咽部及气管内所测得的气道压力（一般小于4cmH2O），会随着气流的增加而增大，并且在闭口呼吸比张口呼吸所产生的气道压力更高。表1在生理及技术层面对无创通气及HFNCO进行了比较。在过去的几年里，一些研究将ICU中的HFNCO与NIV进行了比较，相关研究结果支持在有足够肌肉耐力的低氧血症合并ARF患者以及心胸手术患者中使用HFNCO。但我们仍需要进一步的研究来评估HFNCO在重症监护治疗中的实际作用。
无创通气的连接界面
通过管路将无创呼吸机与患者面部口鼻连接，使得气体得以输送至患者的气道内。正确的连接界面是保证NIV成功的重要步骤。
图2.
鼻罩
标准鼻罩（图3）是一种三角形或锥形的透明塑料装置，它可以通过软垫或法兰适形并覆盖于鼻子上。由于在鼻梁上施加的压力，面罩可能造成皮肤刺激、皮肤红肿，甚至溃疡。有几种类型的固定系统被用来固定鼻罩。根据接口的不同，表带上的2个或5个点的连接，部分还设有钩环和扣。在面具的圆顶上有一个密封连接口，可以用来做鼻饲管的通道。在需要长期应用NIV的患者中，鼻罩通常是首选。
图3.
口鼻面罩
口鼻面罩或面罩同时覆盖了鼻和口（图4）。口鼻面罩广泛应用于在鼻罩通气过程中通过口腔大量漏气的病人。相较于鼻罩而言，口鼻面罩对交流、进食、咳痰、甚至幽闭恐惧症的影响要更大一些。然而在紧急情况下，我们通常会选用口鼻面罩，其原因是呼吸困难的患者常表现为张口呼吸，如果应用鼻罩可能会导致通气效果不佳。但二者同时均有可能导致皮肤损伤，尤其是鼻梁处。和鼻罩一样，留置胃管可以防止胃扩张的发生，虽然这并不是一个常见的并发症（图5）。
图4.口鼻面罩
图5.鼻饲管通过口鼻面罩得到固定
有一种特殊的口鼻面罩——全脸面罩（图6），它由透明塑料制成，并使用柔软的硅胶边缘在脸部周围进行密封，从而避免了面罩对面部结构的直接压力。在过去的几年中，我们开发了新的面罩模型，以提高患者的舒适度和界面性能。最近设计的全脸面具模型的特点包括：轻便、设有专用于喂食的密封连接器、一个柔软轻薄的薄膜、以及确保头带稳固的4脚模架。
图6.全脸面罩
头罩式无创通气
标准头盔（图7）是一个透明罩，它覆盖了病人的整个头部，并在颈部环绕有一个柔软的密封圈。通气时压力的增加使颈密封圈紧贴于患者的颈肩部，从而避免漏气，整个装置通过标准呼吸回路连接到呼吸机。头盔有两个接口作为连接吸气和呼气管路的入口和出口，在塑料圈上留置一个特定的连接器可以用来穿过鼻饲管。在某些版本产品，头盔上装置安全阀，以降低窒息的风险。病人可以通过吸管喝水，也可以进流食。头盔的主要优点包括良好的耐受性，病人与周围环境容易互动，发生皮损的风险更小；而且与面罩相比，无论脸部轮廓如何，对任何病人都适用。在最近的头盔模型中，设计有拉链式开口的在不移除装置的情况下，对患者进行接触；另外，头盔顶部的紧固系统可以更换避免在腋下所造成的皮肤损伤。
图7.头盔式面罩
无创通气过程中的二氧化碳重复呼吸
NIV连接界面不同则二氧化碳交换率不同。面罩构成了一个额外的机械通气死腔，因此它对二氧化碳重复呼吸的影响取决于其内部容积。因为与患者的潮气量相比面罩容积相对较小，所以重复呼吸的二氧化碳的量也很小。与此相反，应用头盔式无创通气时，患者相对处于一个半封闭的环境中，这就与在一个密闭的房间中进行空气交换同理。根据其特点，我们可以确定，头盔内的CO2浓度受患者呼出气中的CO2量以及进入头盔内新鲜空气流速两方面因素影响。因此，头盔的容积对其内CO2的浓度并没有直接的影响，但对其内CO2浓度达到预设浓度的速度有着不可忽视的作用。
当在CPAP模式下应用头盔对患者进行无创通气时，吸入气中的PCO2与CPAP压力水平无关，而与其所形成的新鲜空气流速成反比。在CPAP模式下应用头盔式无创通气时，45L/min到60L/min的高流量气流可使临床上无需再考虑二氧化碳重复呼吸的问题。与CPAP模式相比较而言，应用头盔进行NIV时选择压力支持通气（PSV）模式下可以对吸入气流进行更好的时相管理，更有利于CO2的排出。另外，针对头盔PSV模式的CO2重复呼吸的研究发现，在提高压力支持水平后，吸入气二氧化碳浓度并没有显著减少。Fodil等的研究使用复杂的计算机辅助流体力学模型来评估不同的NIV连接界面之间死腔通气的差异，结果显示在面罩和头盔之间它们的内部容积差异显著（-毫升），而二者的死腔通气的差异十分轻微（-毫升）。这些数据证实，有效死腔容积与连接界内部容积不相关。
无创通气的不同步问题
患者的自主呼吸与呼吸机设定的相关参数之间的同步性是影响患者对于呼吸机耐受性的重要因素。如果不能达到人机协调，患者呼吸功会增加并造成不适感。人机不同步包括无效触发、双相触发、自触发、吸呼过早切换以及延迟切换。
应用PSV模式进行无创呼吸机辅助通气时，可能会出现一些人机对抗的情况，从而引起呼吸困难。在一项前瞻性多中心的观察研究中，ARF患者通过在PSV模式下应用面罩接受NIV，压力支持的水平和漏气的程度与不同步现象发生有显著的联系。在PSV模式下进行无创通气时，气流泄露可能会导致吸入气流下降幅度不足，并造成触发呼气阀的开放，从而延长吸气时间。在这种情况下，可以通过优化连接界面（面罩等）的尺寸，或者切换至另一种类型的连接界面，从而使气体泄露最小化。为了减少泄漏，在满足呼吸参数需求的前提下也可将呼吸机的压力尽可能设置在一个低水平。当发生气流泄露时，获得更佳的人机协调的选择包括：选择压力限制的、时间切换的通气模式，或是在呼吸机具备设置最大吸气时间的功能时，设置一个最大吸气时间的界限。此外，在应用可调整呼气触发的呼吸机时，可通过提高触发呼气的气流阈值（即从吸气转化至呼气的吸气气流的百分比）使得呼吸机提前切入到呼气相，从而避免了过长的吸气和人机不同步的发生。
在新型呼吸机中，无创通气模式可以计算、测量和弥补气流泄露，从而最大限度的减少对人机协调的不利影响。在有明显气流泄漏的情况下，推荐应用压力目标模式，相较容量目标模式而言，该模式能更好地保证潮气量输送。
应用头罩进行无创通气时，在呼吸启动的初始阶段，由于由呼吸机提供的压力部分施加于头盔的内部体积上，因此只能提供一个低水平支持的通气。此外，考虑到头罩的机械特性，呼气触发效率也可能受到不利影响，从而使人机不协调进一步加重。因此，当采用头罩进行NIV模式的无创通气时，提高PEEP、压力支持水平及最高的增压速率可增加系统实际弹力特征，以提高触发灵敏度。
应用NIV的主要疾病
在过去的20年里，无创通气在ICU中ARF患者的支持治疗的过程中扮演重要角色，特别是在一些特定的临床状况中，如慢阻肺急性加重期、CPE、免疫力低下患者的治疗以及呼吸机撤机过程中。
慢性阻塞性肺疾病急性加重
在慢性阻塞性肺疾病急性加重引发ARF的患者，应用NIV可以有效缓解呼吸困难、改善生命体征和气体交换、预防插管、医院生存率等。现在业界普遍认同在这些患者的治疗过程中应早期使用无创通气。在一个持续10年的（年到年）流行病学调查中，其中纳入了多万慢性阻塞性肺疾病急性加重期的患者，其NIV的使用增加了46.2%，而有创机械通气的使用下降了42%。
在慢性阻塞性肺疾病急性加重患者中，发生急性呼吸功能不全失代偿时，气流阻力增加、呼气不充分引起明显动态过度充气以及膈肌、呼吸辅助肌收缩能力减弱，从而降低呼吸机械效率和耐力。auto-PEEP的产生增加了吸气触发做功，同时气道阻力增加导致潮气呼吸做功增加，这两方面不利因素引发了呼吸肌疲劳的发生。在NIV实施中，外源性PEEP和PSV的结合抵消了auto-PEEP的水平并减少了呼吸做功。
目前，在没有无创通气禁忌症的AECOPD患者，无创通气应该作为一线治疗以防止气管插管的发生并改善预后。
心源性肺水肿
对于CPE患者，无创正压通气应被强力推荐为一线治疗手段。NIV和CPAP都被证实可有效改善CPE患者的呼吸窘迫。研究证实CPAP和双水平NIV均可降低CPE患者的插管率和病死率，同时并不增加发生急性心梗的风险；但CPAP应作为CPE患者的首选治疗方式，因为它在临床工作中花费更少且更容易使用。
免疫力低下
NIV在免疫缺陷患者的管理中起到核心作用，因为入住ICU的免疫力低下患者主要是因为发生了呼吸衰竭。目前大多数相关文献支持NIV作为由不同原因引起免疫功能低下的轻/中度ARF患者的一线治疗。尽管大多数研究已经证实了免疫缺陷患者应用NIV或CPAP的临床益处，但在最近的多中心RCT中，研究人员无法证实NIV比标准氧疗会给患者带来更多获益。
撤机
NIV曾被应用于预防拔管后再插管（预防性NIV）或作为一个补救措施用于拔管后呼吸衰竭（补救性NIV）。重要的是，在一些具有发生ARF特定危险因素的拔管后患者，拔管后立即应用NIV是一项防止ARF的有效措施。但是，在拔管后已经发生ARF的患者进行NIV的研究，发现NIV对于防止再次插管并无益处，且与标准治疗措施相比病死率增高。因此，尽管NIV可以预防ARF患者拔管后再次插管，但是我们仍需要更多的数据来更好地定义哪类患者可以从这种治疗手段中获得更多的益处。
无创通气的其他应用
新发急性呼吸衰竭
新发急性呼吸衰竭的定义：呼吸衰竭的发生不是由于原有肺部疾病（如COPD或限制性疾病如肥胖低通气综合征或神经肌肉疾病等）或心功能不全加重而引起。这种呼吸衰竭也被称作低氧性急性呼吸衰竭。低血氧性ARF的定义：PaO2/FiO2≤，急性呼吸困难（呼吸频率＞25次/分和/或辅助呼吸肌参与呼吸运动），且PaCO2≤45mmHg的患者。与慢性阻塞性肺疾病相比，NIV对新发ARF患者的疗效尚不明确。低氧血症的病理生理学机制包括分流、通气/灌注比例异常，以及肺泡毛细血管弥散功能的损伤。
对于急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者，在机械通气过程中短暂的正压中断即可严重地影响肺复张和气体交换。由于这个原因，大多数NIV研究都排除了ARDS的患者。目前相关研究的数据甚少。对2个RCTs的数据分析表明，在ARDS患者中（n=31），NIV的应用在60%的病例中避免了气管插管。
一项历时15年（年至年）在法国和比利时ICU中开展的无创通气应用的相关研究表明，随着时间的推移，NIV的总体使用率逐渐增长，而同时新发ARF的NIV使用率却有所下降。与前几年不同的是，在这些患者中NIV治疗失败不再与的病死率相关，这表明在最近几年里，对于NIV适宜患者的选择，以及NIV的应用和终止方面医务人员的经验更加丰富。
因此，只要在应用过程中采取谨慎的态度，NIV便可用于治疗新发ARF。当然这需要患者血流动力学稳定，并且需要入住重症监护室进行严密检测，并且随时可行气管插管治疗。NIV治疗失败高风险的患者必须由经验丰富的医疗人员进行更严密的管理，同时还应适当降低插管的标准。
术后患者
在行胸部和上腹部手术的术后患者，经常会发生持续时间较长的气体交换障碍及功能残气量减少，对于这类患者CPAP或NIV治疗是一项适宜的治疗选择。在一篇系统综述中总结了29篇关于术后应用预防或治疗性的NIV的相关数据，其中包括在胸腹手术/肥胖治疗手术和器官移植术后的患者。NIV的应用显著改善了血气分析结果并有效降低插管率。最近一项针对腹部手术后患者的多中心随机对照试验（RCT）证实了上述观点。因此，越来越多的证据支持使用NIV/CPAP来减少适当患者的术后并发症。
创伤
创伤后急性呼吸衰竭通常是由于肺顺应性降低和功能残气量减少以及由此引发的限制性通气功能障碍所致。在一个对10项研究的荟萃分析，合并有轻度到重度呼吸衰竭的胸部外伤患者，对比应用CPAP及压力支持的NIV两种通气模式，二者病死率没有明显差异，但后者显著改善了动脉氧合，从而降低插管率、减少感染性并发症的发生。尽管已有这些令人鼓舞的研究结果，但要确认NIV在预防创伤后急性呼吸衰竭的地位，我们仍需要进行大量随机设计的研究。
临终
NIV可能在伴有呼吸衰竭的临终患者的治疗管理中发挥一定作用。在这些患者中，护理人员应该记住，如果不能保证患者死亡的质量，这是一个严重的、不可挽回的错误。在选择了不复苏的患者应用NIV仍是一个令人