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无创正压通气的临床应用进展
刘又宁 解立新
关键词：无创正压通气 进展
一、无创通气的概念与历史回顾
无创通气（Non Invasive Ventilation,NIV）指的是不需要建立有创人工气道而进行的辅助机械通气。无
创通气的方式可有多种，如体外负压通气、高频胸壁振荡通气、膈肌起博，经口鼻面罩机械通气等。本主主要简述经口鼻面罩正压机械通气（NIPPV）的进展。
圣经上曾有发生于公元前800年的口对口人工呼吸的描述，祖国医学的“金匮要略”、“华佗医方”中也有1800年前类似体外按压人工呼吸的记载。最初的人工呼吸并不了解建立人工气道的必要性，因而也应是“无创”的方式，但因为是不经任何机械辅助，完全由人工来实施，因而不能纳入当今的“无创”的方式，但因为是不经任何机械辅助，完全由人工来实施，因而不能纳入当今的“无创”通气范畴。到了15世纪，人们开始在动物身上施行气管切开、气管插管及风箱式正压通气技术。200年后的1792年首次在人身上实行了有创正压机械通气。经过一段时间的临床应用后，因当初的技术过于粗糙，相关设备也很简陋，许多患者因气胸等严重并发症而死亡。到了1872年有学者向法国科学院提交报告要求终止进行有创正压通气。面对这种局面，机械通气的研究在两个方面继续展开：一是改进人工气道技术，二是寻找其他途径，避免建立人工气道。前者的探索与19世纪的麻醉学技术的发展密不可分，而后者则促进了“铁肺”等体外负压通气技术的发展。1929年JAMA杂志上刊登了有关应用“铁肺”成功抢救一例脊髓灰质炎女孩的论文，引起了很大的轰动。其后因体外负压通气的种种弊端在应用过程中逐渐暴露出来，故而到了20世纪50年代以后，“铁肺”逐渐让位于技术得到很大改进的有创正压通气技术。本文所阐述的无创通气与有创正压的根本区别只是人工气道的方式不同，因而有创正压通气的兴起，为无创口鼻面罩机械通气的发展带来了契机。1981年Sullivan首次报告了用无创CPAP治疗阻塞性睡眠呼吸暂停综合征。回顾人工通气的历史，其发展过程是从无创（口对口，人工按压）——有创（人工气道风箱式正压通气）——无创（铁肺）——有创（现代正压机械通气）。那么下一个纪元是否是又一个无创时代的来临呢？笔者认为有创与无创在某些方面是不能完全代替的，它们各有其特定的适应证，因而其发展应当是平行的。但是无创通气的应用在我国相对落后，而随着医务人员对无创通气的认知和有关知识的普及，以及患者接受程度增高和无创通气技术的不断改进，我国必然改进，我国必然要迎来一个无创通气技术快速发展的时期。
二、无创正压通气（NIPPV）技术的进展
无创正压通气与有创正压通气相比有其优势但也有其不足，如表1所示。

表1 无创正压通气的优缺点
优 点
缺 点
避免有创通气的并发症
不易密闭，漏气
避免口鼻粘膜、声带的损伤
死腔增大
避免或减少镇静剂的应用
面部损伤
减少机械通气相关肺炎（VAP）发生
腹胀
痛苦小，易接受
不利于气道分泌物的引流
保留正常的生理功能（如言语交流、咳嗽、进食等）
加温加湿，FiO2调节不充分
随着无创呼吸机及其连接系统技术的改进，表1中的某些缺点有了不同程度的改善。新型呼吸机配备了湿化器及氧浓度调节装置，基本上解决了气道加温加湿以及FiO2调节的问题。由于单向活瓣和气流冲洗技术的应用，重复呼吸和死腔的问题也得到较好处理。有关漏气补偿、呼吸机同步触发等新技术（如auto-trak）的应用使人机配合、保证有效潮气通气等问题得以基本解决。新型易固定的软质相容性好的口鼻面罩的开发也减少了漏气，使压力过高引起的面部损伤的发生有所减少。
新型通气模式以及智能计算机技术的应用，能够更好地协调人机关系，增加同步性能，减少呼吸功的消耗，并使呼吸形式更接近于生理。其中具有代表性的是：
1． 双水平气道正压通气
双水平气道正压通气（Bilevel Positive Airway Pressure, BiPAP）在一定程度上可以看成是PSV+PEEP，
COPD、哮喘、OSAS，肺水肿的患者在接受无创通气时大都需要应用一定水平的PEEP，其目的是对抗PEEPi、扩张气道、减轻肺水肿。而PSV是一种能较大程度发挥患者自主呼吸功能的模式，其呼吸频率，吸气时间的长短由患者自主决定，而潮气量由患者努力程度与支持压力水平共同决定。
2． 成比例辅助通气
成比例辅助通气（Proportional Assist Ventilation,PAV）与PSV有类似之处，即在每一次呼吸周期中既
有患者自身也有呼吸机做功，共同完成潮气呼吸，不同之处是PAV压力支持水平不恒定，患者自主呼吸越强机械通气的支持程度也越大，可按1:1（患者与呼吸机各作功1/2），2:1（1/3来自患者，2/3来自呼吸机），3:1等来实施。该模式能够有效鼓励患者更多发挥自主呼吸的功能，尤其适用于撤机患者。
3． 自动持续正压通气
自动持续正压通气（auto-CPAP）是20世纪90年代中期在常规CPAP的基础上结合计算机技术开发出
的诊断治疗睡眠呼吸功能障碍的新型无创通气设备，它通过随时同步监测患者睡眠时的窒息、低通气、打鼾、呼出气流受限等变化，应用自动压力滴定技术及时改变CPAP的水平，避免人工压力滴定的主观性和不准确性，从而更有效地改善SAS病人的通气状况，改善患者对无创通气的依从性，降低无创通气的副作用。Auto-CPAP尤其适合于需要长期家庭无创通气治疗、压力需求变化较大的睡眠通气障碍的患者。但是经过近些年的临床应用，auto-CPAP本身缺陷逐渐显露出来，如价格昂贵、导致气道峰压的升高以及与传统的CPAP比较无明显优势等，从而限制了auto-CPAP的推广应用，这有待于进一步改进。
三、无创正压通气的实施标准与适应证、禁忌证
无创正压通气之所以在我国应用不够普遍，除技术本身的原因以外，可能还和以下因素有关。
（1）医务人员相关知识不够普及，不相信无创通气的疗效，即使在发达国家也存在同样的问题。最近的一项调查表明，在英国只有48%的医院配备有无创通气设备，而且由于医务人员相关知识培训不够，不相信其疗效，因而也很少使用。
（2）因应用技术不当，如没有使用相应鼻面罩、患者治疗前没有适应阶段、应用参数不当等，导致患者非常痛苦，拒绝应用，使治疗失败。
以上问题急需我们在今后的研究与实践中加以解决。
对于不同疾病的患者，实施无创正压通气的选择标准以及可能达到理想疗效的有利因素，概括起来可如表2、表3所示。

表2 无创正压通气的实施标准
对无创通气治疗可能产生即时效果者（如心源性肺水肿）
呼吸肌疲劳是导致呼吸衰竭的主要原因（如COPD、手术后、有创机械通气拔管后等）
患者清醒能够合作
血液动力学指标稳定
不需气管插管保护通气（如昏迷、吞咽困难、消化道出血等）
无面部创伤
能够耐受鼻面罩通气

表3 实施无创正压通气的有利因素
患者年龄较年轻
病情相对较轻（APACH Ⅱ评分）
能够予以合作，神经系统评分较好（如Glasgow评分）
面罩漏气较少，人机亲和性好
中等程度的高碳酸血症（45 mmHg<PaCO2<92 mmHg）
中等程度的酸中度（7.10<pH<7.35）
动脉血气结果和心率、呼吸频率在NIV2小时后即得到改善
无创正压通气实施后如出现下述情况，应考虑终止无创通气，改用其他呼吸支持方式（见表4）

表4 终止无创正压通气的参考标准
因疼痛或不能耐爱鼻面罩
气体交换无改善或呼吸困难加重
出现呕吐、消化道出血
气道分泌物增多，引流困难
出现低血压，严重心律失常等循环系统异常表现
原有神志障碍应用无创通气30分钟无改善，或因缺氧出现烦躁不安者
实行无创正压通气治疗原则上要求患者神志清醒能够配合治疗，但是COPD合并二氧化碳潴留引起的意识障碍并不是绝对禁忌证。经有效的通气治疗后随着PaCO2下降多数患者的意识会明显改善。
到目前为止，无创正压通气究竟适应哪些疾病引起的呼吸功能障碍的治疗仍不是十分清楚，争论也较大，仍有待于符合循证医学要求的临床实践来验证。原则上，只要能适应鼻面罩这种连接方式的急慢性呼吸衰竭均可以尝试应用，但无创正压通气更适合那些预计病情会很快逆转的急性呼吸衰竭患者（如心源性肺水肿）、以呼吸肌疲劳为主要原因的疾病（如COPD合并呼吸衰竭急性发作）。对于典型的ARDS，因最终大多数患者难以避免人工气道的建立进行有创机械通气，一般不推荐应用无创正压通气开展时间较短，临床应用还有许多问题需要解决，应用不当可能会导致不良后果，所以表5中所列无创正压通气的禁忌证应予以注意。
表5 无创正压通气应用的禁忌证
心跳、呼吸停止
呼吸系统以外脏器衰竭
严重的中枢系统疾病（如GCS评分>10）
严重的上消化道出血
血液动力学指标不稳定或严重的心律失常
面部手术、创伤或面部畸形
上呼吸道阻塞
气道分泌物难以清除
不能配合
容易误吸
以下简述对无创正压通气在各种情况下的应用评价：
1． COPD慢性呼衰急性加重
此时主要的病理生理改变为气道阻力升高、呼吸驱动增强、肺动态过度充气形成PEEPi、呼吸肌
疲劳等。有报告证明，在急性加重期，PEEPi平均为6.5±2.5cmH2O。因此，为克服PEEPi，所需呼吸功消耗要增加43±5%之多。早期应用无创通气，选择PEEP值为PEEPi的85%以下，可以有效养活呼吸功的消耗，缓解呼吸肌疲劳，避免人工气道的建立。欧洲的一项研究表明，接受无创正压通气可使气管插管率从74%降至24%，平均住院日从35±33天降至23±17天，但两组病人的死亡率无显著性差异（32%，27%）。大量的多中心研究证明，与传统治疗方法比较，无创通气治疗COPD可以明显降低气管插管率（降低66%），减低死亡率（9%:29%），减少ICU停留时间（13天:32天），降低住院时间（23天:35天）。近年来，国内外陆续报道以氦氧混合气（Heliox,60%~80%氦:20%~40%氧）为驱动气体无创正压通气治疗重症COPD取得了良好的疗效，拓宽了NIPPV治疗COPD的范围。
2． 重症支气管哮喘
严重哮喘发作时的PEEPi可达9~19cmH2O，无创正压通气加用外在PEEP可有效对抗 PEEPi，当PEEP
为7 cmH2O时，小支气管可扩张1mm，中等支气管可扩张2mm，可以明显减轻气道阻力。无创正压通气的应用也可以缓解呼吸肌的疲劳，减轻因胸内压过度波动对血流动力学的影响，使萎陷的肺泡重新扩张并促进分泌物排出。多数学者认为无创正压通气对重症哮喘可直到药物难以起到的治疗作用，但目前无创正压通气应用于哮喘的临床经验远不如COPD多，尚有待于今后的进一步实践。
3． 心源性肺水肿
应用无创正压通气可以因增加胸内压、减少静脉回流而降低心脏的前负荷，并通过增加左心室和周围
大动脉压力梯度而降低心脏的后负荷。一定水平的气道正压（如CPAP或PEEP）会头缓心律、促进收缩压下降、心脏射血分数改善。多数研究认为低水平的PEEP（≤5cmH2O）能够改善基础心功能较差患者血管阻力，增加心脏负荷。低水平的PEEP正压通气可增加肺泡内压，有对抗肺水肿的作用，心源性肺水肿是无创正压通气很好的适应证之一，对OSAS合并有充血性心力衰竭患者可能效果更好。
4． 手术后呼吸功能障碍
胸部、上腹部手术后患者FVC、FRC以及PaO2降低，无创正压通气可增加FRC，改善气体交换，预
防、治疗术后肺不张，帮助患者平稳度过术后最初阶段具有积极的意义。有资料表明，在自主呼吸时间断应用CPAP也可预防和治疗术后肺不张，7.5 cmH2O的CPAP可加快术后功能残气量的恢复，减少肺不张的发生率。对已发生肺不张者，10 cmH2O的CPAP能很快改善患者的气体交换功能，消除肺部影像学异常，减少插管率。
5． 有创通气撤机过程中
有创通气在去除人工气道后，用无创“序贯”通气治疗可帮助患者顺利脱离呼吸机。国外及内内朝阳医院的研究者都证明，当COPD患者肺部感染得到控制后，及时将有创通气改无创通气可以减少有创通气的并发症，缩短有创通气时间，降低医疗费用。当然何时从有创通气转为无创通气，除肺部感染外，还受到许多其他条件的制约，如营养状况、呼吸中枢驱动能力、呼吸肌疲劳等，尚有待于进一步研究。总之，无创正压通手段有助于早期撤机，特别是在COPD患者中的作用已达成共识，对缩短有创通气时间、减少并发症、提高生存率、降低医疗费用等都有显著作用，避免再次插管的成功率可达70%左右。但在其他原因所致的缺氧性呼吸衰竭撤机中的意义有待于进一步验证。
6． 阻塞性睡眠功能障碍（OSAS）
轻症OSAS患者单独应用CPAP即可，对于伴有呼吸肌疲劳的患者可采用PSV+PEEP的方法。CPAP对于OSAS的治疗作用已得到大量的临床验证，其疗效十分肯定。
7． 限制性胸腔疾病
主要包括胸廊异常（如胸壁畸形、脊柱侧后弯、脊髓损伤及脊髓灰质炎后遗症、胸廊成形术后等），急性和慢性进展性神经肌肉疾患（如肌萎缩侧索硬化症和其他神经肌肉疾患等）、肺疾病（如放射性肺纤维化、职业性肺病等）。这类患者的共同病理生理特征是低肺泡通气和CO2潴留。NIPPV对这类疾病具有明显的优势。一般来说，进展十分缓慢的神经肌肉疾病患者不需要紧急实施NIPPV，但对病情进展相对较快的患者应为断评价患者的通气功能，及早发现上否存在通气功能障碍，如肺功能有恶化倾向，则应及早训练病人使用NIPPV，使患者有更多的时间适应NIPPV治疗，这样可避免患者病情迅速恶化时不得已而采取气管切开。而对进展缓慢的肌肉萎缩患者预防性应用NIPPV治疗并无多少益处。目前认为，只要具有上述疾病史并出现与夜间低通气有关的临床症状（晨起头痛、白天嗜睡、记忆力障碍、呼吸困难等），生理指标达到PaCO2≥45 cmHg，夜间氧饱和度≤88%并持续5min以上，神经肌肉患者最大吸气压<60 cmH2O 或FVC<50%预计值之一时即可对患者进行NIPPV治疗。