无创通气

无创通气 (NIV) 是由苏格兰医生 John Dalziel 在 18 世纪中叶首次报道的。1864年，阿尔弗雷德·F·琼斯（Alfred F. Jones）获得美国第一台铁肺罐式呼吸器的专利，称为无创负压通气。1938 年，Barach 等人描述了一种新形式的 NIV。作为肺水肿的治疗。然而，Oertel 早先描述了间歇正压 (NPPV) 的使用 (1878)。在脊髓灰质炎流行期间，由于死亡率非常高（超过 80%），来自丹麦哥本哈根的麻醉师 Bjorn Ibsen 等医生激发了创新，他于 1952 年通过气管切开术应用了正压通气，但需要人工分娩。该方法将死亡率降低一半以上（接近 40%）；然而，压力的输送是一个后勤问题，因为没有正压呼吸机，并且需要手工给病人装袋。在过去的一个世纪里，正压通气 (NPPV) 得到了显著改善，并用于治疗多种病因引起的呼吸 衰竭。事实证明，与紧急情况下的标准氧疗相比，它可以有效预防插管。NPPV 包括多种呼吸支持方法，最常见的是双水平气道正压通气 (BPAP)。最新的美国胸科学会/欧洲呼吸杂志指南支持将 NPPV 用于治疗慢性阻塞性肺疾病急性加重 (AECOPD) 和心源性肺水肿继发的急性 呼吸 衰竭，其证据和推荐水平是最强的。然而，有大量证据和有条件的建议表明 NPPV 在急性 呼吸 衰竭 的其他情况下有效，例如术后和胸部创伤。此外，一些研究支持 NPPV 在各种慢性呼吸道疾病中的应用。  

解剖学和生理学

肺顺应性是指伴随肺压力变化的体积变化。顺应性根据公式 dV/dP 计算，其中 V 指肺容积，P 指跨肺压 (TPP)，也可表示为肺泡压 (Palv) – 胸膜内压 (Ppl)。TPP 可以被认为是防止肺部向内反冲的压力，或者更确切地说是防止肺部自行塌陷的压力。休息时，TPP 略为正值，吸气时，随着膈肌收缩，Ppl 会降低，导致 TPP 增加，随后肺部扩张。正常肺组织基于顺应性曲线，其中 TPP 的变化将产生肺容量的最大增加。肺部疾病会导致肺顺应性增加或减少以及曲线扭曲，从而导致 TPP 增加，从而产生肺容量的适当变化。例如，肺气肿会导致顺应性曲线向上移位，导致 TPP 处于增加 TPP 会导致肺容量最小增加的区域。相反，急性 呼吸窘迫综合征和心源性肺水肿等疾病会由于充满液体的肺泡对充满空气的肺泡施加机械应力而导致顺应性整体下降。NPPV 通过三种不同的方法减少呼吸做功。通过呼气气道正压 (EPAP) 施加呼气末正压 (PEEP)，NPPV 使身体能够克服开始呼吸所需的动态内在呼气末正压阈值，并增加肺顺应性。通过应用吸气正压通气 (IPAP)，NPPV 贡献了吸气期间所需 TPP 的更重要部分，从而减少了身体的呼吸做功。

适应症

根据 2020 年最新的 ATS/ERJ急性 呼吸 衰竭指南，NPPV 对急性 呼吸 衰竭(ARF)的情况提出了强烈建议：BPAP 用于治疗继发于 COPD 恶化的急性或慢性急性呼吸性酸中毒，其中 pH 值 <= 7.35。BPAP 用于预防病情未立即恶化的患者进行气管插管和机械通气，BPAP 或持续气道正压通气 (CPAP) 治疗心源性肺水肿，ATS/ERJ 指南对 ARF 环境中的以下内容提出了有条件的建议：  

免疫功能低下的 ARF 患者的早期 NIV

术后 ARF

作为晚期癌症或其他晚期疾病中呼吸困难患者的姑息治疗

胸部外伤合并 ARF 的患者

高危患者拔管后呼吸 衰竭的预防

此外，NPPV对于治疗各种慢性呼吸道疾病也有效。这些疾病包括伴有高碳酸血症的慢性稳定型慢性阻塞性肺病、肥胖性低通气综合征、阻塞性睡眠呼吸暂停、继发于神经肌肉疾病的呼吸 衰竭和限制性胸廓疾病。

禁忌症

绝对禁忌症

面部外伤/烧伤

固定上呼吸道阻塞

主动呕吐

呼吸或心脏骤停

相对禁忌症

最近接受过面部、上呼吸道或上胃肠道手术

无法保护呼吸道

危及生命的低氧血症

医疗或血流动力学不稳定（低血压休克、需要干预的心肌梗塞、不受控制的缺血或心律失常）

精神状态改变/烦躁

肠梗阻

呼吸道分泌物较多

局灶性实变

不引流气胸

严重合并症

设备

NPPV管路

NIV设备：虽然 CPAP 是使用连续气流输送的，但 BPAP 通常使用两种模式产生：自发或自发/定时 (S/T)。自主模式是机器增强患者的自主呼吸，而 S/T 模式包括略低于患者呼吸频率的备用频率。开发了新版本的 NPPV 设备，以添加更多监测功能和通气辅助，例如平均容量保证压力支持 (AVAPS)。AVAPS 设备为患者提供恒定的潮气压力量，并使用特定的算法自动计算维持最佳潮气量所需的压力变化。此外，AVAPS 可以与自动呼气气道正压通气 (AVAPS-AE) 结合使用，以保持患者上呼吸道通畅。  

BPAP S/T 模式与 AVAPS 模式

固定 IPAP 固定压力支持 (PS)：

口罩：存在多种类型的口罩，包括鼻罩、口鼻罩和头盔，每种都有各自的优点和缺点

管道，供氧，电源，加湿器

NPPV 的启动必须在仔细选择患者、呼吸机和接口后进行。由于NPPV的成功实施主要取决于患者的配合，因此在开始前必须向患者详细解释该手术的目标、过程和并发症。此后，开始佩戴面罩，在固定面罩之前应给患者时间来适应面罩。然后将呼吸机连接至面罩并打开并补充氧气。 NPPV 的启动和滴定必须在临床医生、护理和呼吸治疗的密切监测下仔细进行。滴定方案通常因机构和病理而异。此外，文献中发表的滴定方案也很少。一项针对 OSA 的 NPPV 滴定方案已发表在《临床睡眠医学杂志》上。此外，最近在《Annals of ATS》上发表的一篇评论详细介绍了COPD 背景下慢性高碳酸血症呼吸 衰竭的滴定方案。

急性环境下 NPPV 的滴定

临床医生经验表明，重症监护病房急性环境下的 NPPV 滴定可分为三类。第一类适用于患有简单气道疾病的患者，例如阻塞性睡眠呼吸暂停、需要呼气末气道正压通气或单独使用 CPAP 呼吸机。这种情况下的压力滴定需要克服上呼吸道的塌陷压力，这可以根据实际体重来估计。根据我们的经验，使用患者实际体重的 10%（以千克为单位）作为 EPAP 或 CPAP 的起点。第二类是患有高碳酸血症或混合性呼吸衰竭的患者，例如COPD急性加重且无上气道阻塞（无肥胖或怀疑有OSA）的患者。对于此类高碳酸血症患者，临床医生可以使用 5 cmH2O 的 EPAP，并添加 10 至 15 cmH2O 的高强度压力支持，可根据减少 CO2 的反应（通过动脉血气测量）进行滴定。第三类是因高碳酸血症呼吸 衰竭住院的患者与肥胖或阻塞性睡眠呼吸暂停有关。这组患者最具挑战性，因为他们需要仔细调整吸气和呼气压力，以防止上呼吸道塌陷，同时保持足够的通气。因此，在这组患者中，必须结合前两类患者使用的策略，临床医生可以使用实际体重（公斤）的10％规则应用足够的呼气压力来克服上呼吸道塌陷压力，并添加高剂量的呼气压力。 10 至 15 cmH2O 之间的强度压力支持，以提供充足的通气并根据动脉血气进行滴定。一旦 pH 值恢复正常，就可以缓慢地停止压力支持，以稍微降低高碳酸血症，这可以在门诊环境中进行管理。怀疑患有 OHS的慢性呼吸 衰竭患者应接受 NPPV 出院，直到接受门诊诊断性多导睡眠图和实验室 PAP 滴定。同时，BPAP S/T 模式可与经验设置或自动滴定 NPPV 结合使用，例如 VAPS 与自动呼气正压通气 (VAPS-AE) 结合使用，可自动调整 EPAP 以确保上呼吸道足够通畅由于 OSA。当进行监测以确保在急性情况下对 NPPV 产生足够的反应时，临床医生必须考虑患者的主观和生理反应。临床医生在询问患者的呼吸状况时应谨慎，因为有些患者会尽量减少或否认不适，从而混淆临床情况。在急性情况下 NPPV 可能成功的患者将在 1 至 2 小时后出现呼吸频率下降、心率下降以及呼吸机同步性更好的情况。开始 BPAP 一小时后应进行血气分析，因为 PCO2 的降低和 pH 值的升高预示着 NPPV 的成功。除了上述参数外，还必须密切监测潮气量和漏气量，因为如果不加以纠正，这些可能会导致治疗失败。治疗期间还必须密切监测患者的血流动力学，包括血压和心率，因为胸内压和右心室后负荷会增加，右心室前负荷会减少，这与先前的研究一致，这些研究表明 NPPV 开始后心输出量减少。  

慢性环境中 NPPV 的滴定

1）COPD合并慢性高碳酸血症性呼吸衰竭：NIV用于COPD合并稳定高碳酸血症（CO2≥52mmHg）的患者。前瞻性随机对照试验显著改善了生存率和临床结果（更少的恶化率和更好的疾病控制）。与之前的研究相反，NIV 在稳定 COPD 中的临床益处似乎是由于以 CO2 正常化（或 CO2 水平至少降低 20%）为目标的高强度压力支持。稳定的 COPD 和慢性高碳酸血症呼吸 衰竭患者的临床经验 如果没有阻塞性睡眠呼吸暂停或肥胖的证据，则表明使用 BPAP S/T 模式和 IPAP 15-20 cmH2O。然而，当怀疑患有阻塞性睡眠呼吸暂停或肥胖（OSA/COPD 重叠）时，需要根据其开放压力（来自阻塞性呼吸暂停消除时的 PAP 滴定睡眠研究）调整 EPAP 水平，或者如果没有，则根据压力进行调整根据实际体重，使用上述 10% 规则凭经验设置（例如，对于体重为 70 kg 的患者，EPAP 将设置为 7 cmH2O）。  

2）肥胖低通气综合征：OHS定义为肥胖（体重指数≥30）、日间高碳酸血症（动脉CO2≥45 mmHg）和OSA（呼吸暂停低通气）诊断的组合指数 ≥ 5 次事件/小时）在排除肺泡通气不足的其他原因后。OHS 和 OSA 并存的治疗方法是 CPAP；然而，当 CPAP 无法耐受或无法纠正通气（CO2 >= 45mmHg）时，建议使用 NPPV（BPAP S/T 模式或 VAPS）（参见下面的处方参数）。[24] 与 OSA 相关的 OHS 的压力选择需要消除呼吸暂停和呼吸不足（AHI <5 事件/小时）并修复通气不足和持续缺氧。因此，建议在睡眠实验室进行专门的压力滴定，并在诊所进行随访，以测量 ABG 和对设备治疗依从性（通常在 4 至 6 周内）。  

3）胸廓限制性障碍（TRD）伴高碳酸血症性呼吸衰竭：TRD定义为因神经肌肉疾病（肌萎缩侧索硬化症、脊髓损伤、肌营养不良、膈肌麻痹、脊柱裂、和先天性中枢性通气不足综合征）、胸壁畸形和其他没有间质性肺疾病证据的通气驱动缺陷。TRD 中 NPPV 治疗的使用与其他通气不足综合征相似。开始治疗后，需要在患者清醒和睡眠状态下仔细评估 OSA 并监测 CO2 和氧合。在这种情况下，应考虑进行 BPAP S/T 或 VAPS，而不进行睡眠测试。  

并发症

NPPV 最常见的并发症是面罩不适。更严重的不良反应包括继发于过敏或感染的皮疹，以及罕见的鼻梁溃疡。吞气和流涎也是可能出现的并发症。患者可能会出现与压力相关的症状，包括不适、耳朵和鼻窦疼痛或胃胀气。压力引起的严重副作用包括气胸、头气，以及最近在 SARS-CoV-2 肺炎中由 NPPV 引起的纵隔气肿。误吸是 NPPV 的严重并发症，在选择患者时应采取措施，确保接受 NPPV 的患者发生误吸的风险较低。NPPV 中的镇静尚未得到充分研究，因为人们认为它会导致误吸和通气不足的风险增加。极少数情况下，当患者同时出现呼吸 衰竭和心输出量受损时，NPPV 会因胸内压和右心室后负荷增加以及前负荷减少而导致血流动力学受损。 最后并发症是患者与呼吸机与 BPAP 不同步。这分为两类：未能触发和未能循环，导致气体交换不足和不必要的呼气肌肉使用。循环失败的一个例子是在慢性阻塞性肺病期间，快速吸气可能无法给 BPAP 足够的时间从吸气到呼气进行循环。因此，患者将在呼吸机输送吸气压力的作用下呼气，从而导致呼吸不适和窘迫。失败触发可以在 ALS 等神经肌肉疾病中看到，患者在吸气期间无法产生足够的负压来触发辅助呼吸。  

临床意义

呼吸 衰竭是一种危及生命的疾病，约占院内死亡率的 30%。呼吸 衰竭的最终治疗方法是机械插管和通气。然而，这个过程与显著的发病率和死亡率相关。这些包括插管并发症，如喉痉挛、支气管痉挛、插管不正确、误吸和低血压，以及长时间机械通气引起的并发症，包括呼吸机引起的肺损伤、呼吸机相关性肺炎和胃肠道并发症，包括消化性溃疡和需氧革兰氏阴性菌在胃肠道的定植。NPPV 已被证明可以减少 COPD、心源性肺水肿和肺炎的插管次数，并减少拔管后高碳酸血症性呼吸 衰竭的重新插管的需要。然而，NPPV 是耗时的过程，需要高资源利用率，并且只能在熟练使用其使用的临床医生和支持人员的指导下进行。  

临床要点

尽早开始治疗

当动脉pH值低于7.35且PaCO2升高时，表明存在急性 或急性慢性高碳酸血症呼吸 衰竭，需要入住ICU。对于慢性高碳酸血症急性呼吸 衰竭，首要目标是纠正动脉pH值。对于动脉 PaCO2 超过 51 mmHg 的慢性高碳酸血症性呼吸衰竭，需要使用高强度压力支持。其目标应该是将二氧化碳纠正至正常水平或至少从初始水平减少 20%。当怀疑 OSA 时，如果未进行 PAP 滴定，则应根据经验调整 EPAP（使用实际体重的 10% 规则）。

Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan-.

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