成人急性呼吸衰竭的无创呼吸支持（上）

翻译：周霞庆 翁倩萍 

急性呼吸衰竭是进入重症监护病房的常见指征。自20世纪50年代以来，无处不在的机械通气，特别是正压通气，一直是治疗严重形式的急性呼吸衰竭的基石。然而，尽管重症医学科取得了重大进展，但与插管和正压通气相关的并发症和死亡率并不显著。因此，通过使用无创设备来规避有创机械通气的努力受到了广泛关注。对于某些情况，如心源性肺水肿和慢性阻塞性肺疾病( chronic obstructive pulmonary disease，COPD )加重，无创呼吸支持是非常有益的，而对于低氧性呼吸衰竭，如脓毒症和休克等相关情况的存在，可能使用无创呼吸支持的风险和益处更加难以界定。

在急性医疗诊治环境中使用三种主要的无创支持方法：通过大口径非封闭的鼻导管(即经鼻高流量氧疗)、持续气道正压通气( CPAP )和无创通气(即呼气末正压[PEEP]的压力支持通气)。在这篇综述中，我们提供了在成人急性呼吸衰竭中使用无创呼吸支持的生理效应、不同配置、临床适应症和证据的概述。

生理效应

呼吸衰竭有两个主要成分：通气功能障碍和低氧血症。通气功能障碍导致呼吸困难、呼吸做功增加、辅助肌肉的使用和高碳酸血症：这种情况最好用一种提供改善症状的通气支持的方法来处理。低氧血症反映了不充分的气体交换，需要不同形式的氧疗和特定的设备设置(多为正压)来改善气体交换。临床上呼吸窘迫和严重低氧血症常以各种组合形式同时存在，因为引起气体交换异常的损伤往往导致呼吸力学异常和高做功，但它们也可以分离。不同的无创呼吸支持接口和方法见附录中的附图S1，全文可在NEJM. org获得，其中表S1描述了每个生理效应。

经鼻高流量氧疗

高流量气体(≥为30升/分钟，最高为60至80升/分钟)，吸入氧气(FiO2)的固定比例为0.21至1.0，可通过鼻管给氧。加热(至34 °C -37 °C)和湿化使气体输送舒适，高流量通常高于患者自己的吸气峰值流量，允许有效输送预定的FiO2。此外，高流量产生一个小的定距的PEEP水平--当口腔保持关闭时略高- -并通过在呼气期间冲洗上气道的死腔来减少通气需求和吸气肌的努力。这使得在每次吸气开始时都可以获得具有控制FiO2的新鲜气体，从而略微减少了患者清除二氧化碳所需的通气量。这种方法也可能通过加湿气体协助分泌物的黏液纤毛清除，易于应用，一般引起最小的不适。

CPAP和PEEP

使用CPAP，使得患者在吸气和呼吸时保持恒定水平的正压。CPAP可采用重症监护室中的机械呼吸机或持续低流量管路。后者有一个高气压低流量的发生器，允许FiO2调节到1.0，且有一个最小阻力的PEEP阀。CPAP也可以通过具有内部微通道的开放至大气层阀门输送，通过这些阀门输送氧气。这些系统也可以被加湿。

虽然PEEP对通气没有直接作用，但可以通过多种机制间接起到辅助通气的作用：平衡COPD急性加重期残余呼气末肺泡压力(到期结束时的动态过度膨胀)施加的机械负荷； 对抗肺不张(例如,腹部或胸部手术后低氧血症)；提供上气道机械支架(例如,在阻塞性睡眠呼吸暂停患者中)；或作为克服气道临界开放压力(例如,在肥胖患者中)的阈值外压。在低氧血症患者中，当氧合受损继发于通气性肺泡(例如,在严重感染性肺炎或急性呼吸窘迫综合征的情况下)丧失导致肺内分流，而PEEP可促进肺泡复张从而改善动脉氧合。在应用PEEP改善氧合时，临床上评估其对呼吸做功的影响非常重要。过高的PEEP可诱发过度充气，降低膈肌收缩效率。

在左心功能不全的情况下，PEEP可能通过增加胸腔内压力从而降低前负荷，以及通过减少呼吸做功而产生有益作用。PEEP通过减少呼吸肌活动产生的负向压力波动，降低左心室的后负荷。在心功能正常的情况下，这些影响可以忽略不计，但以CPAP或无创通气形式的PEEP可以通过改善心脏和呼吸功能非常有效地缓解心源性肺水肿患者的呼吸窘迫。

无创通气

无创呼吸机是一种由患者触发的、以压力为目标的呼吸模式，在这种模式下，每次患者触发呼吸时，吸气正压都会高于PEEP水平。吸气压力和PEEP由医护团队设定。吸气压力通过提高口腔和肺泡之间的压力梯度直接增加潮气量，使患者减少所需的呼吸努力。涉及低通气和呼吸性酸中毒的情况最好采用无创通气治疗，这会导致呼吸做功的大幅度减少。降低呼吸做功也可以降低耗氧量，进一步改善气体交换。在低氧性呼吸衰竭患者中，需要监测吸气正压的影响，以确保其不会导致潮气量过多，这种情况对随后的失败有预测作用。

该模式可应用于使用补偿泄漏的重症监护呼吸机或专用的“双水平”正压通气机。双水平”正压通气机具有复杂的算法来补偿泄漏，但它们也比传统的呼吸机具有更少的监控能力。无创通气过程中的泄漏依赖于预先设定的压力，并且会使患者在进行通气时感到不适。

CPAP和无创通气接口

无创支持的实施涉及选择合适的接口。CPAP和无创通气最常用的患者接口是口鼻面罩，它覆盖了鼻子和嘴巴，用头带牢固固定。由于无法有效地传递所需的压力，面罩周围的气体泄漏限制了装置的功效，并可能导致这种方法的失败；气体泄漏也使得潮气量的监测精度降低。为尽量减少泄漏而紧密安装的鼻面罩可能会导致面部溃疡并引起不适，使患者更难以接受这种方法--特别是长时间使用。全面性面罩对鼻部不施加直接压力，使用时皮肤破裂较小，其功效与内部容积较低的面罩相当。尽管其内部体积较大，但很少增加功能性死腔。由于可传递的压力有限，鼻罩接口在急性医疗环境中并不常用。界面的舒适性对于CPAP或无创通气的使用至关重要。理想情况下，临床医生应具备多种接口和尺寸，以满足患者的个性化需求。

头盔是用于输送CPAP或无创通气的较大接口。它是由透明塑料制成的圆柱形头罩，在颈部周围装有金属或塑料环和软领。头盔固定在适当的位置，两条腋下的带子系在颈环上。虽然有些患者可能会经历幽闭恐惧症或报告过多的噪音，但头盔带来的不适通常很小，而且不会对皮肤施加直接的局部压力。与口鼻面罩相比，头盔可以更长时间地使用CPAP或无创呼吸机。最近的设计改进了患者-呼吸机的交互，允许比传统接口更高水平的PEEP(10-12cmH20)。在潮气量较大的患者中，需要更高水平的PEEP以避免头罩塌陷。此外，可能需要较高的气体流量以避免二氧化碳再呼吸。然而，准确测量呼气末潮气量对于标准头盔无创通气通常是不可行的。

适应证及临床证据

以下讨论使用不同无创呼吸支持方法的适应证和临床研究证据。图1还总结了各种临床情况和相关证据。

急性呼吸衰竭

急性低氧性呼吸衰竭常表现为肺部感染或感染、渗透性肺水肿和肺不张，导致氧合、通气和呼吸力学受损。有创机械通气法是在气体交换恶化和呼吸困难的情况下使用的，通过有针对性的压力和容量来预防呼吸机相关性肺损伤。然而，这种侵入性的方法往往涉及到严重的镇静。无创呼吸支持可促进气体交换，同时维持清醒和自主呼吸。此外，胸腔内负压的自发产生可以对气体交换和通气分布产生有益的影响。然而，至少在实验上，在严重程度恶化的条件下长时间暴露于强烈的自主呼吸也可能与危害有关。

此外，出现非肺器官功能障碍(最常见的是脑或心血管功能障碍)时，可能需要插管以保护气道和减少氧耗。尽管其有效性不确定，但为了减少插管的需要，人们经常使用无创呼吸支持。事实上，在2019年冠状病毒(新冠肺炎)大流行期间，高达41%的严重新冠肺炎引起的急性低氧性呼吸衰竭患者获得了无创机械支持；支持类型包括高经鼻高流量氧疗、持续正压通气和无创机械通气。

已经进行了大量的临床试验，一系列的荟萃分析显示，与常规氧疗相比，经鼻高流量氧疗或无创通气治疗的低氧性呼吸衰竭患者气管插管的风险较低。然而，对于有这种指征的患者来说，并没有一致的效果。

一项具有里程碑意义的试验比较了经鼻高流量氧疗、常规氧疗和面罩无创通气联合经鼻高流量间歇吸氧共3种方法在动脉血氧分压与吸入氧浓度比值( PaO2/FiO2 )小于300的患者中的应用，结果显示常规氧疗联合无创通气的90天死亡风险高于单独使用经鼻高流量氧疗。高潮气量和低PaO2/FiO2比值( <200 )与插管风险增加相关(图2)。无创通气开始后1小时的大潮气量与死亡率增加有关，这引起了人们对在无创通气下提供的压力是否可能导致通气诱导的肺损伤的担忧。一项对25项研究的所有无创呼吸支持方法进行的网状Meta分析显示，所有方法与传统氧疗相比，插管风险更低。

一项小规模、单中心、随机、对照试验评估了无创通气的不同接口。与使用面罩进行无创通气相比，使用头盔进行无创通气的气管插管风险和90天死亡率较低。尽管试验提前停止，但结果很有意思，因为之前缺乏评估这些接口的随机临床试验。头盔组患者在PEEP值较高时(中位数为8cmH20)比戴面罩组(中位数PEEP为5cmH20)在无创通气时的不适感要小一些。在Covid-19大流行期间进行了一项评估头盔无创通气与经鼻高流量氧疗通气的比较试验。已被随机分配到接受头盔无创通气的患者在无创通气期间接受经鼻高流量氧疗。通过头盔接受无创通气组的插管率(次要结果)低于经鼻高流量氧疗组。其他涉及Covid-19患者的试验表明CPAP和经鼻高流量氧疗比常规氧疗更能有效降低插管风险。

免疫受损患者历来被认为是无创呼吸支持，特别是无创通气的良好候选者。这一想法是由早期试验推动的，这些试验是在有创通风与该队列中极高的死亡率相关时进行的。然而，随着时间的推移，免疫功能低下的呼吸衰竭患者的死亡率大幅下降。鉴于这一变化，目前的数据并不支持不惜一切代价避免有创通气，也不支持采取与非免疫受损患者不同的策略。

在综合有关急性低氧性呼吸衰竭的文献中，我们发现，所有无创呼吸支持装置都被证明比传统氧疗更有效地降低气管内插管的风险，至少在有轻到中度呼吸衰竭和没有相关条件(如严重器官衰竭或休克)的患者中是这样。

然而，目前关于无创呼吸支持对更严重形式的呼吸衰竭(PaO2/FiO2比值<150)有益的证据尚不清楚，一些数据表明与面罩无创通气相关的潜在风险。在低氧血症严重程度较高的患者中，是否使用无创呼吸支持、使用哪种设备、与失败相关的危险因素以及如何监测失败等问题存在重要的不确定性。表1概述了选择无创设备治疗急性低氧性呼吸衰竭的注意事项以及与失败相关的因素。 

未完待续。。。