无创机械通气在危重病医学中的应用

　　关键词  无创机械通气；危重病医学；适应证；禁忌证

    机械通气是在患者自身通气和/或氧合功能出现障碍时，运用人工装置（主要是呼吸机，Ventilator）使患者恢复有效通气、改善氧合功能并减少呼吸功的一种技术方法。它是当代临床医学最重要的技术手段之一，广泛应用于呼吸、ICU、急诊、麻醉、心血管等各科室危重症的治疗、抢救过程中。机械通气按照是否需要建立人工气道分为有创机械通气和无创机械通气（non-invasive ventilation，NIV），前者指通过气管插管或气管切开术建立人工气道，后者不需要建立人工气道，相比之下，无创机械通气更符合人体的生理状态，具有损伤小、继发感染机会少、上机撤机相对容易、操作简便、费用少、适合于长期院外使用等优点。无创通气包括体外负压通气（又称“铁肺”）、经鼻面罩正压通气、胸壁震荡及膈肌起搏等技术。其中，无创正压通气（non-invasive positive pressure ventilation，NPPV）是通过鼻面罩将气体从正压通气机吹入患者鼻腔或口内的方法（比如BiPAP呼吸机），大量的临床研究证明了其有效性和可依从性，成为临床首选的无创通气方法。危重病医学（critical care medicine，CCM）是指及时提供多种类、高质量的医学监护和救治技术，以最大限度地确保危重患者生命和生存质量的新兴临床医学学科［1］。近年来，无创机械通气治疗技术（主要指NPPV）在危重病医学中有很大的进展，在临床适应证上不断拓展，本文对此进行综述。

　　1  面罩通气应用技术［2，3］

　　1.1  呼吸机工作性能和触发性能  在通气模式上面罩通气多采用压力支持模式（pressure support ventilation，PSV），它是在患者自主呼吸触发前提下，每次吸气都受到一定水平的正压支持，以增强吸气，增加潮气量，减少呼吸频率和患者呼吸肌做功。呼吸频率由患者决定，患者的吸气努力程度、压力支持水平和肺顺应性共同决定了送气流速、时间和流量，同步性好，使通气较接近生理状态。其中，双水平气道正压 （Bi-level positive airway pressure，BiPAP）是压力控制（PCV）与自主呼吸相结合的一种模式，提供吸气、呼气二水平的压力支持。比例辅助通气（proportional assist ventilation，PAV）是近年的重要进展，该理论的前提条件是  P-V曲线处于陡直段时，肺容积的变化与压力的升高呈线性关系，相当于肺泡在弹性限度内的等比例扩张。PAV不同于PSV的最大特点是：压力辅助随患者瞬间吸气努力的大小成比例增大，使患者舒适地获得自身支配的呼吸形式和通气程度，人机协调性更好，显示出良好的应用前景。高科技的发展使压力和流量传感器的灵敏度均有提高。流量触发比压力触发敏感，而压力触发有滞后现象，且对面罩密闭性的要求比流量触发的高，在压力20~30cmH2O的条件下，面罩完全密闭的难度较大，故常用流量触发。BiPAP呼吸机在触发敏感、吸气撤换水平等方面作了改进，以适应面罩通气可能漏气的特点。

　　1.2  鼻面罩性能  面罩的材料、气垫的充盈度和固定方法会影响通气的密闭性和舒适度。近年来国内外将面罩改用硅胶面膜，由于面膜薄，面料接触面积大，吸气时因面罩内压力升高，使具可塑性的面膜增加了与鼻面颊的软性吻合。硅胶面膜组织相容性好，与面颊皮肤吻合轻柔，可较长期持续使用。目前应用的面罩死腔小（50～70ml），有利于提高有效通气量，鼻面罩盖与面膜可拆卸，便于消毒、更换和重复使用。面罩盖上设有二个孔，便于给氧、测压和取样作气体分析监测。固定面罩为系带帽，适应不同头形，系带为快速插带，可按需调节松紧，能保持在20～30cmH2O压力下，面罩不漏气。

　　1.3  人机配合的应用操作  在进行机械通气前，应向患者讲清通气治疗的目的和益处，取得配合。采用PSV时，支持压力从小开始，以患者能耐受的压力为起点，逐渐增加，也可通过应用简易呼吸囊作面罩加压辅助通气，开始时随患者呼吸频率作小潮气量辅助通气，随后逐步增加，借此了解患者的呼吸病理生理，再设立各种呼吸参数改换呼吸机辅助通气。应用PSV时，观察患者的呼吸频率和胸廓扩张度，如频率增快，提示通气不足，可适当增加支持压力。在患者呼吸平稳后随访血气分析。对神志清楚的患者，一般快则数分钟至数小时，慢的2～3d，均能适应。根据患者情况，选用鼻罩或全面罩通气，鼻罩通气能保持上呼吸道的滤过、加湿、加温功能，但要求尽可能少地漏气，故适用于神志清、能闭嘴呼吸的患者。对需要高水平的压力支持或张口呼吸者应使用口鼻面罩通气。

　　2  适应证和禁忌证

　　2.1  适应证  ①以呼吸肌疲劳为主要诱因的呼吸衰竭，如轻-中度COPD高碳酸血症；②心源性肺水肿；③多种肺疾病的终末期患者，已无插管指征或拒绝插管；④严重的肺部感染和ARDS早期；⑤重症哮喘、拔管后的急性呼吸衰竭、术后及创伤后呼衰、肺不张及肺部感染并发呼衰、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSAS）。

　　2.2  禁忌证  ①心跳、呼吸骤停者；②血流动力学不稳定（休克或严重的心律失常等）；③需要保护气道（如呼吸道分泌物多、严重呕吐、上消化道出血）；④严重脑病（非CO2储留引起的神志改变、呼吸中枢驱动功能不全）经面罩通气短期无改善尤其是不能快速纠正低氧；但COPD高碳酸血症呼衰、神志障碍不是禁忌证；⑤应用无创通气后仍有进行性加重的呼吸困难及低氧血症；⑥面部手术、创伤或畸形；⑦上气道阻塞。

　　3  在危重病医学中的应用［2-4］

　　3.1  慢性阻塞性肺疾病呼吸衰竭（COPD）  经鼻面罩无创机械通气是20世纪90年代以来国际上治疗COPD并发急性呼衰取得的主要进展，疗效可达60％～90％。对各种原因引起的急、慢性呼吸衰竭以及辅助脱机，均取得良好疗效。COPD急性发作并发呼吸衰竭，如无大量分泌物阻塞均可试用面罩通气。应用无创机械通气明显降低插管率，使2/3至3/4的患者避免气管插管。Celikel等［5］随机将30 例COPD患者分为NPPV治疗组及传统治疗对照组，NPPV 治疗组采用PSV 通气方式，PSV 设定为15mmHg，通气后3h，PaCO2从69mmHg下降至64mmHg，PaO2从55mmHg升至85mmHg，对照组无明显变化，NPPV治疗组成功率83 %，对照组61%，表明了NPPV能更有效地改善pH值，使呼吸频率下降，并有较高的成功率和较短的住院时间。英国14家医院的呼吸病房进行了一项包括236例重症COPD患者的对照实验研究，与对照组相比，使用NPPV治疗的患者的插管率下降(15%∶27%，P=0.02)，pH值和呼吸频率也有较好的改善［6］。国内用面罩压力支持通气治疗COPD并呼吸衰竭患者亦取得良好效果。出院后继续间歇使用无创机械通气，能显著减少患者住院次数，改善肺功能，提高生活质量［7，8］。COPD患者因气道阻力增加和肺组织弹性减退，呼气不完全而产生呼气末正压（PEEPi）。文献报道100％COPD患者存在PEEPi。过高的PEEPi使患者呼吸负荷增加，呼吸肌疲劳。选择＜80％PEEPi的PEEP，能减少吸气肌克服PEEPi作功，而且并不增加呼气末肺容量和对心血管动力的影响，有利于改善通气和氧合，提高PaO2。对重症COPD呼衰者，口鼻面罩通气应用得当，在昏迷患者亦可取得良好疗效。由于COPD呼衰的发展相对缓慢，机体有一定代偿 ；根据P-V曲线陡直段内，压力稍增加，肺容积及通气量即有较大改善，允许患者适应面罩机械通气。但对气道严重痉挛、有大量分泌物和极度烦躁不配合的患者，如不能较快纠正缺氧，则应尽早气管插管。近来报道［9］对重症COPD机械通气早期拔管，继而以无创通气辅助撤机的方法，即有创-无创序贯撤机。NaVa、Girault等［10］采用上机早期即开始试行2h T管撤机试验，对其中失败者随机分为无创通气和继续有创通气二组比较，发现早期拔管采用无创通气可以有效代替有创通气，二组的撤机成功率相似。采用有创-无创序贯通气，呼吸机相关肺炎（ventilation associated pneumonia，VAP）发生率显著降低，总机械通气时间和ICU时间明显缩短。国内研究也表明，先施行有创机械通气，并经充分气道引流和抗感染，待“肺部感染控制窗”出现后，拔除气管插管，改用经鼻面罩压力支持通气+呼气末正压（PSV+PEEP），使患者顺利脱机，与有创通气对照组比较，减少有创机械通气和总通气时间［分别从（23±14）d减至（7±3）d、（13±7）d］，VAP发生率大大减少，此法亦减少重新插管和气压伤的发生率。早期拔管改换无创通气是COPD机械通气策略的一项改进。

　　3.2  重症哮喘  急性哮喘发作较COPD具有更快的可逆性，故应用面罩通气治疗中、重度哮喘，可减少吸气肌负荷，同时有支气管扩张作用，与支气管扩张剂合用有良好疗效。Meduri报道，用定压型面罩通气治疗17例重症哮喘，仅2例需要气管插管，其中1例在4d后未见延迟插管而致并发症；17例中有15例高碳酸血症纠正，平均住院天数和机械通气时间明显缩短（5d:12d；16h:208h）［11］。国内研究［12，13］亦表明，支气管哮喘在常规治疗（包括使用激素）基础上，早期应用无创机械通气能迅速改善症状及血气质量，减少激素用量，缩短住院时间。重症哮喘所致的严重支气管痉挛，气道阻力骤增，引起肺过度充气，通气不足，而发生急性CO2储留、低氧血症和呼吸性酸中毒，面罩机械通气操作迅速、简便，保证高浓度氧吸入，适合现场抢救。危重哮喘发作时肺过度充气，P-V曲线处于高位平坦段，宜采用允许性高碳酸血症（permissive  hypercapnia，PHC）通气策略，避免和减少容量伤和气压伤。开始时随患者呼吸频率作小潮气量通气，手控挤放呼吸囊，同时用定量或雾化β2激动剂和抗胆碱药喷入呼吸囊以缓解支气管痉挛，直到患者缺氧、CO2储留和酸中毒改善，气道压力下降，呼吸变慢、变深，此时改换无创呼吸机通气，则更安全。适当选用PEEP（3～5cmH2O）加PSV通气模式，能对抗PEEPi，减少吸气负荷，扩张气道，减少气道阻力，并减少对循环的影响，提高人机配合。

　　3.3  急性呼吸窘迫综合征  对于急性肺损伤（acute lung injury，ALI）和急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）而言，由于肺组织弥漫损伤，间质和肺泡水肿，肺泡和小气道陷闭，使肺内静、动脉分流伴有通气血流比例失调和弥散功能减退，而通气功能相对完善，故间歇正压通气（IPPV）加PEEP是常用通气策略。PEEP可使功能残气量增加，肺泡液体重新分布，减少分流，改善通气血流比。PEEP位于P-V曲线低位拐点时，不仅明显改善换气，还可减轻肺泡的切变性损伤，改善肺循环。对于神志清楚、自主呼吸强的患者，能较好地配合面罩通气吸入高浓度氧者，首选PSV，压力选用方波且持续于整个吸气时相，具有吸气末正压和自主呼吸负压扩张肺泡的双重功能［14］。国内资料表明，在传染性非典型肺炎（SARS）的治疗中，早期足量使用肾上腺糖皮质激素配合无创机械通气对于SARS并发ARDS患者的呼吸功能支持十分必要，它能减轻呼吸肌疲劳，促使呼吸频率减慢，改善肺泡通气，有效地纠正低氧血症，促进炎症快速吸收，降低病死率,提高治愈率［15］。据上海中山医院报道，ARDS患者应用无创机械通气，非感染组治愈率89%，感染组仅为29%，导致无创通气失败的因素有气道分泌物多、高通气需求、肺顺应性低及局部肺不张等。因此，对于非感染因素诱发的ARDS ，如手术、骨折，以及急性气体中毒、农药中毒［16］等，因致病因素多为一次性，短时通气后可迅速改善低氧，并能较快脱机，此时可首选无创机械通气；而感染因素诱发者，病情重，需长时间人工通气 ，并发症多，应选用有创通气；对进行无创正压机械通气治疗无效者，亦应及早改用有创持续机械通气治疗［3］。

　　3.4  肺水肿  无创机械通气不仅能改善气体交换，通过左心室后负荷下降也能直接改善心功能。左心室后负荷= 左心室跨壁压= 心室内压- 心包内压（胸腔负压）。心功能不全时，胸腔负压可显著升高，从而使跨壁压升高。适当予持续正压通气（CPAP）/PEEP使胸腔负压下降，左心室跨壁压和后负荷相应下降。心功能减退的患者的前负荷多在过高水平，心输出量对前负荷的变化不敏感，无创通气正压只要使胸腔负压降至-5mmHg左右的水平，即可维持适当的前负荷，而后负荷显著下降，心功能改善［3，17-19］。肺水肿患者多神志清，自主呼吸能力强，需要通气时间短，在保守治疗效果不佳的情况下应首选无创通气。目前比较常用的有CPAP 和BiPAP。BiPAP用较低压力12～20/2～8cmH2O（I/E），可迅速改善低氧血症。Hoffman报道一组（29例）心源性肺水肿患者，用BiPAP 30min后氧饱和度由74%提高至90%，对心律、血压无不良影响。初步估计，应用BiPAP或CPAP鼻罩通气可使50%～100%的患者避免插管。但有学者随机比较BiPAP和CPAP治疗心源性肺水肿疗效，发现单独应用无创通气的CPAP模式可能效果更好。在4项随机对照试验中，应用CPAP（10.0~12.5cmH2O）后需要插管的患者明显减少（对照组平均47%，应用CPAP治疗的患者为20%）。应用CPAP模式可迅速减慢患者的呼吸频率，改善氧合；而BiPAP可加重心律失常，BiPAP组虽PaCO2下降较明显，但平均动脉压下降亦较对照组明显，且对心梗患者，磷酸肌酸峰值也相对高，推测可能与动脉压降低有关。Rusterholtz等［20］观察26例心源性肺水肿使用面罩通气［PSV（20±5）cmH2O］的疗效，认为在严重的心源性肺水肿并发呼吸衰竭，尤其伴有高碳酸血症者，疗效较好，但应避免用于心肌梗死并发肺水肿。在心源性肺水肿应用BiPAP时，应加强监护和评价。

　　3.5  心肺以外疾病所致呼吸衰竭  中枢性低通气、阻塞性睡眠呼吸暂停、神经肌肉病变等诱发的呼吸衰竭，气道阻力和肺顺应性正常，或仅有轻度改变，一旦建立人工气道，易造成呼吸机依赖；若患者神志清醒或呼吸道分泌物不多，应首选无创机械通气。通常情况下由于重力作用，下肺区血流量多，肺泡有陷闭倾向，但通过膈肌的代偿作用，下肺区通气增加，从而防止肺泡的陷闭。然而当患者行人工通气时，由于自主呼吸被部分或全部取代，其代偿作用减弱或消失，故有加重肺泡陷闭和降低肺顺应性的作用。因此必须使用较大通气量和较慢呼吸频率进行无创机械通气 ；如果采用常规通气量，则应加用3～5cmH2O的PEEP。

　　4  结语

　　过去10余年中，无创机械通气（NIV）迅速而广泛地被应用于临床，在治疗急、慢性呼吸衰竭中起了十分重要的作用。对无创机械通气应该客观评价，相对于有创通气，适当地使用无创通气可大大提高患者的舒适程度，改善预后，降低并发症的发生，并节约医疗资源，但也有通气效果不稳定、氧浓度难以控制、不能有效引流痰液、缺少完整的监测装置、漏气、误吸、腹胀、面部皮肤受压、坏死等缺点。临床应用中主要是注意病例选择及应用时机的把握，以及在进行NIV 的过程中，判断在哪些情况下需要终止NIV,改为有创通气。终止NIV的标准［4］有:①行NIV后2h内呼吸困难症状未缓解，呼吸频率、心率、血气分析指标无改善或恶化；②出现呕吐、严重上消化道出血；③气道分泌物增多，排痰困难；④出现低血压、严重心律失常等循环系统异常表现。此时应果断改用有创通气呼吸支持。总之，无创机械通气是临床上一种有效的通气方法，是有创机械通气的有益补充。只要应用得当，在危重病抢救中将能够得到更加广泛的应用。

　　5  参考文献
 
　　［1］  肖正伦.危重症监护医学与ICU［M］.广州：广东人民出版社，2004：9
 
　　［2］  黄绍光.肺内科新进展［M］.北京：人民卫生出版社，2000：380-393
 
　　［3］  朱蕾.无创机械通气治疗呼吸衰竭［J］.中华医学杂志，2004，84 （5）：435-437
 
　　［4］  曹志新，王辰.无创机械通气的应用范围及指征［J］.中华结核和呼吸杂志，2002，25(3)：136-137
 
　　［5］  Celikel T，Sungur M，Ceyhan B，et al.Comparison of noninvasive positive pressure ventilation with standard medical therapy in hypercapnic acute respiratory failure［J］.Chest，1998，114(6):1636-1642
 
　　［6］  Plant PK，Owen JL，Elliott MW.Early use of oninvasive ventilation for acute exacerbations of chronic obstructive  pulmonary disease on general respiratory wards：a multicenter randomized controlled trial［J］.Lancet，2000，355(9219):1931-1935
 
　　［7］  Don D Sin，Finlay A，McAlister SF，et al.慢性阻塞性肺疾病的现代治疗:科学综述［J］.美国医学会杂志中文版，2004，23(6):319-327
 
　　［8］  胡国萍.经面罩无创机械通气治疗慢性阻塞性肺疾病合并重症呼吸衰竭［J］.中国呼吸与危重监护杂志，2004，3(3):176
 
　　［9］  王辰，商鸣宇，黄克武，等.有创与无创序贯性机械通气治疗慢性阻塞性肺疾病所致严重呼吸衰竭的研究［J］.中华结核和呼吸杂志，2000，23(4):212-216

　　［10］  Nava S，Ambrosino N，Clini E，et al.Noninvasive in the weaning of patients with respiratory failure due to chronic obstructive pulmonary disease［J］.Ann Intern Med，1998，128：721-728

　　［11］  Meduri GU，Cook TR，Turner RE，et al.Noninvasive positive pressure ventilation in status asthmatics［J］.Chest，1996，110：767-774

　　［12］  龙威，邓星奇，赵燕萍，等.危重支气管哮喘的机械通气治疗探讨［J］.实用医学杂志，2004，20(7)：782-783

　　［13］  杨敬平，孙德俊，侯丽萍，等.甲基强的松龙及面罩无创机械通气救治危重哮喘的临床观察［J］.中国冶金工业医学杂志，2001，18(3)：129-131

　　［14］  邹燕，李幼平，杨小东，等.急性肺损伤和急性呼吸窘迫征（ARDS）非药物治疗的卫生技术评估(一)［J］.中国循证医学杂志，2003，3(2)：128-134

　　［15］  李雁，郭雁宾，胡建华，等.通气治疗在重症传染性非典型肺炎中的地位和作用［J］.中华现代临床医学杂志，2003，1(6)： 483-485

　　［16］  窦敬权，王立毅，彭晓东，等.有创与无创序贯性机械通气治疗急性有机磷农药中毒中间综合征的研究［J］.广东医学院学报，2003，21(3):221-222

　　［17］  冯国梁，黄秀香，杨敬平，等.充血性心力衰竭无创机械通气的肺功能变化［J］.临床肺科杂志，2004，9(6)：620-621

　　［18］  连宁芳，朱蕾，王齐冰.无创正压通气治疗急性心源性肺水肿［J］.国外医学呼吸系统分册，2003，23(5)：274-275

　　［19］  王金祥，王辰.慢性充血性心力衰竭的无创正压通气治疗［J］.国外医学呼吸系统分册，2003，23(5)：276-278

　　［20］  Rusterholtz T，Kenpf J，Berton C，et al.Noninvasive positive pressure ventilation with face mask in patients with acute pulmonary edema［J］.Intensive Care Med，1999，25:21-28

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