无创通气中的呼吸监测

秦志强前海人寿广西医院发布于2024-10-24 浏览 1364 收藏

作者：秦志强

单位：前海人寿广西医院呼吸内科

一、无创通气治疗作用

无创通气（NIV）可用于各类呼吸衰竭的治疗，还可作为选择放弃气管插管患者的生命支持以及作为选择放弃所有生命支持患者的姑息措施等；NIV也用于有创通气拔管后序贯治疗。慢阻肺患者稳定期的家庭NIV以及睡眠呼吸暂停综合征患者的夜间NIV等不在本文的讨论范围之内，本文主要对急性呼吸衰竭患者NIV期间的呼吸监测进行综述。

NIV主要通过呼吸支持技术改善患者的生理效应（改善氧合和呼吸做功）来达到治疗目的，其临床意义在于降低气管插管率和病死率。詹庆元教授等开展了一项早期使用无创正压通气（NPPV）治疗急性肺损伤的多中心随机对照研究，研究纳入8所医疗机构10个ICU，将接受文丘里面罩进行高浓度氧疗的患者作为对照。结果发现，治疗2 h后，NPPV组患者的氧合指数明显改善（＞200 mmHg），而对照组氧合指数基本都＜200 mmHg，并且NPPV组需要插管的患者比例和实际插管次数均显著低于对照组。

2020年发表在Am J Respir Crit Care Med 杂志的一项研究纳入中重度急性低氧性呼吸衰竭（P/F≤200 mmHg）患者，随机交叉接受头盔NIV和经鼻高流量氧疗（HFNC）各60 min，结果显示：NIV期间食管压大于HFNC，NIV期间食管压变化小于HFNC，表明NIV较HFNC降低呼吸衰竭患者呼吸做功更显著。另外一项前瞻性随机对照研究纳入了各类病因导致的严重急性低氧性呼吸衰竭患者，NIV组（51例）和面罩氧疗组（54例）气管插管率分别为25%和52%。多因素分析发现，NIV是降低气管插管率的独立因素。

多项研究发现，NIV能够降低慢阻肺急性加重期（AECOPD）Ⅱ型呼吸衰竭患者的气管插管率。早年法国学者发表了一项前瞻性随机对照研究纳入85例符合入组标准（PaO₂＜45 mmHg，pH＜7.35，高碳酸血症）的AECOPD患者，将入选患者分为NIV组（43例）和鼻导管氧疗组（42例）。结果显示：NIV组气管插管率显著低于鼻导管氧疗组[26%（11/43） vs. 74%（31/42）]。

西班牙一项前瞻性、多中心、双盲、安慰剂对照研究纳入7家医院75例AECOPD患者（pH 7.31±0.02，PaO2 45±9 mmHg，PaCO2 69±13 mmHg），随机接受NIV（37例）和假NIV（38例，通过面罩假通气）。结果显示：NIV组的气管插管需求率显著低于假通气组（13.5% vs. 34%，P＜0.01）。国内一项多中心前瞻性随机对照研究纳入19家医院入住普通病房24～48 h内的AECOPD患者（PaCO₂＞45 mmHg，pH＞7.25），随机分配到对照组（常规治疗，171例）和NIV组（NIV+常规治疗，171例），结果发现NIV组的气管插管需求率显著低于对照组（4.7% vs. 15.2%）。

NIV还能够降低低氧性呼吸衰竭患者的病死率。2003年发表在Am J Respir Crit Care Med 杂志的一项前瞻性随机对照研究纳入105例各类病因导致的急性严重低氧性呼吸衰竭患者，患者在满足纳入标准后24 h内被随机分配接受NIV（51例）或高浓度氧疗（54例），结果显示：与氧疗相比，NIV显著降低了ICU病死率（18% vs. 39%，P=0.028），多因素分析发现NIV是降低90天病死率的独立因素。

在一项为期12个月的单中心前瞻性随机对照非盲临床研究中，纳入的急性呼吸衰竭有创通气拔管后患者在择期拔管前即刻被随机分配到NIV组（20例）或面罩氧疗组（18例）。结果发现两组患者48 h后再插管率分别为5%和39%，病死率分别为0和22.2%。由此可见，NIV能够降低气管导管拔管后的再插管率。

二、无创通气呼吸监测指标

无创通气中的监测指标包括如下：①临床指标：舒适度，呼吸频率，呼吸困难和辅助呼吸肌参与度，意识-感觉（GCS），上呼吸道保护能力和有效咳嗽表现，胃胀气，疾病严重程度评分（APACHE Ⅱ），镇静-谵妄评分，不良事件监测；②生理学指标：氧饱和度，动脉血气分析（pH，PaO2，PaCO2），经皮二氧化碳分压（PtcCO2），呼气末二氧化碳分压（PetCO2）；③通气参数：呼吸频率，潮气量，分钟通气量，漏气量，呼吸机波形（流速-时间曲线，压力-时间曲线，二氧化碳监测），PEEPi，人机交互作用，吸气时间，吸气/呼气时间比率；④心脏指标：血压，心电图，超声心动图；⑤其他：放射学评估（胸片，胸部CT），肺和膈肌超声检查。

1. 呼吸频率、呼吸困难和辅助呼吸肌参与度

2011年发表在Age Ageing 杂志的一项随机对照试验的目的是评估NIV与常规治疗在减少急性高碳酸血症性呼吸衰竭高龄患者插管需求、提高生存率和减少呼吸窘迫方面的有效性。研究纳入慢性肺部疾病急性呼吸衰竭老年(＞75岁)患者（pH<7.35，PaCO2＞5.99 kPa，PaO2＜7.33 kPa，呼吸频率＞20 bpm，严重呼吸困难—Borg评分>5分），与常规治疗组相比，NIV治疗1 h后，动脉血pH升高，PaCO2降低，并且患者的呼吸频率和呼吸困难评分均得到明显改善。另一项随机对照试验结果表明，急性呼吸衰竭患者有创通气拔管后2 h，序贯NIV治疗组患者的呼吸频率显著低于序贯面罩氧疗组。一项针对ICU高危患者拔管失败后NIV与常规氧疗的比较研究发现，NIV治疗后1 h、2 h和8 h，患者的呼吸频率下降，而常规氧疗组的呼吸频率不变或增快，说明NIV比常规氧疗更快地降低了呼吸频率。

2016年一项多中心随机对照试验验证了与压力限制无创通气（PL-NIV）相比，容量目标无创通气（VT-NIV）能否更有效地纠正高碳酸血症，从而减少插管需求并提高急性高碳酸血症性呼吸衰竭患者的生存率。结果该研究发现，VT-NIV和PL-NIV治疗急性高碳酸性呼吸衰竭1 h，辅助呼吸肌参与度评分显著降低。

研究表明，对于急性低氧性呼吸衰竭患者，NIV治疗1 h后，呼吸频率维持≥30次/min是气管插管的预测指标。所以NIV治疗后呼吸频率能够预测治疗是否成功。一项生理学研究发现，在急性呼吸衰竭需要NIV治疗的患者中，治疗成功组患者的呼吸频率降低更显著。由此可见，呼吸频率、呼吸困难评分和辅助呼吸肌参与度是评价NIV治疗效果的重要指标。

2. 血气分析

研究发现，对于急性高碳酸血症性呼吸衰竭患者，NIV治疗后1 h，治疗成功组氧合状况和pH均优于失败组。对于早期轻度ARDS患者，NIV治疗成功组氧合改善更显著。所以，NIV治疗后氧合改善也能够预测治疗成功。所以，对于NIV治疗有效者，其氧合状况短时间是改善的。

3. 体外二氧化碳分压

2015年发表了一项针对接受NIV治疗的急性高碳酸血症性呼吸衰竭（PaCO2≥45 mmHg）成年患者的前瞻性研究，该研究纳入了11例急性Ⅱ型呼吸衰竭患者，比较PetCO2和PaCO2。该研究最终得出结论：在因急性高碳酸血症性呼吸衰竭而实施NIV期间，使用专用鼻颊传感器测量PetCO2无法准确预测PaCO2和PaCO2随时间的变化情况。主动和被动呼气操作并未改善PaCO2预测。

2016年发表在J Crit Care 杂志的一项研究为了评估不同CO2监测方法的准确性，比较了ICU非插管急性呼吸衰竭患者的PtcCO2和PetCO2与PaCO2测量值。25例急性呼吸衰竭患者中，11例为NIV治疗，14例有创通气拔管后立即检测，比较PetCO2、PtcCO2与PaCO2的一致性。PtcCO2与PaCO2相关系数为0.97，PetCO2与PaCO2相关系数为0.62。所以该研究认为：在因急性呼吸衰竭入院的自主呼吸非插管ICU患者中，PetCO2和PaCO2之间存在很大差异。该研究反对对此类患者使用PetCO2监测，但提出了PtcCO2测量可能提供PaCO2合理估计的可能性。

2019年发表在Respir Care 杂志的一项研究纳入了30例低氧性呼吸衰竭患者和18例高碳酸血症性呼吸衰竭患者，每组各30份标本。同时采集标本检测，比较PetCO2、PtcCO2、PaCO2和静脉血二氧化碳分压（PvCO2）。结果发现PtcCO2更能精确地反映PaCO2及其变化情况。

早在1998年就有研究分析了市售PtcCO2传感器用于监测NPPV的可用性。该研究纳入了26例接受NIV的患者，其中呼吸衰竭8例，心力衰竭或心肌梗死8例，神经系统疾病6例，高血压2例，肺动脉高压和脓毒症各1例。研究结果显示：PtcCO2与PaCO2相关系数为0.968。对于血流动力学稳定的成人的患者，PtcCO2与动脉测量值非常一致，对通气变化的反应时间与NPPV下患者临床监测的目标相符。

2016年一项回顾性研究纳入了102例急性Ⅰ型或Ⅱ型呼吸衰竭接受NIV治疗患者，比较PtcCO2和PaCO2的一致性。基线检测PtcCO2与PaCO2相关系数为0.88，NIV治疗后检测PtcCO2与PaCO2相关系数为0.99。研究认为，PtcCO2监测显示与PaCO2具有良好的一致性，对于在急诊科接受紧急NIV的严重低氧血症和/或高碳酸血症性呼吸衰竭患者，PtcCO2不失为一种可靠、可行、对患者友好且安全的重复血气分析替代方案。2007年Chest 杂志发表的一项研究也分析了慢加急性高碳酸血症性呼吸衰竭的患者（8例慢阻肺患者）中PaCO2和PtcCO2的一致性。在10例急性Ⅱ型呼吸衰竭接受NIV治疗的患者中，同时监测PtcCO2和PaCO2结果发现PtcCO2与PaCO2相关系数为0.916，连续监测PtcCO2可以反映PaCO2变化。

4. 膈肌功能

2020年发表在Am J Respir Crit Care Med 杂志的一项研究纳入中重度急性低氧性呼吸衰竭（P/F≤200 mmHg）患者，按照随机顺序交叉接受头盔NIV和HFNC各60 min，结果显示：NIV治疗成功组食道压变化值和跨肺压均显著降低。2021年发表在Am J Emerg Med 杂志的一项前瞻性队列研究评估了超声检测膈肌功能障碍预测NIV失败的能力。研究纳入60例AECOPD急性呼吸衰竭接受NIV治疗患者，15例（25%）患者存在膈肌功能不全（呼吸周期膈肌厚度变化率＜20%），NIV治疗失败组膈肌功能不全（73.3%）显著高于NIV治疗成功组（26.7%），NIV治疗成功组膈肌厚度变化率显著高于治疗失败组。这也提示我们，NIV期间监测膈肌功能能够预测治疗效果。

一项初步研究纳入了41例AECOPD急性Ⅱ型呼吸衰竭接受NIV治疗的住院患者，24.4%得患者存在膈肌功能不全（呼吸周期膈肌厚度变化率＜20%），膈肌功能不全组NIV治疗失败率显著高于无膈肌功能不全组（90% vs. 19.4%），NIV治疗成功组膈肌厚度变化率显著高于治疗失败组。2018年发表在Critical Care 杂志的研究纳入了75例AECOPD急性Ⅱ型呼吸衰竭接受NIV治疗的连续病例，24例（32%）存在膈肌功能不全（呼吸周期膈肌厚度变化率＜20%），膈肌功能不全组NIV治疗失败率显著高于无膈肌功能不全组（75% vs. 16%），NIV治疗2 h后膈肌厚度变化率＜20%者治疗失败率高。生理学研究也发现，在急性呼吸衰竭需要NIV治疗的患者中，治疗成功组膈肌厚度变化率更大。

因此，膈肌功能不全是NIV治疗失败的预测因子，NIV治疗后及时检查膈肌功能有利于进行疗效评估。

三、无创通气呼吸监测注意事项

NIV治疗1 h即应初步评估疗效，NIV治疗24~48 h内需严密监测，及时评估疗效和决定进一步治疗措施。

法国一项多中心前瞻性随机对照研究从同期入住ICU的275例COPD患者中招募了85例患者，其中有42例被随机分配到常规治疗组，43例被随机分配到NIV组。结果显示气管插管时间主要分布在治疗后24 h内。另外一项前瞻性随机对照研究比较了常规治疗+NPPV与单用常规治疗对重症社区获得性肺炎和急性呼吸衰竭患者的疗效。NPPV组（28例）与常规治疗组（28例）气管插管率分别为21%和50%（P=0.03），气管插管时间多数在48 h内。可见，NIV降低了气管插管率。笔者团队研究发现，NIV治疗后临床指标持续改善是治疗成功的预测指标，而NIV治疗后临床指标短暂改善后恶化是治疗失败的预测因素。

日本一项单中心观察性研究筛选了2013年至2022年间接受NIV治疗的ICU患者，主要结局是28天无创呼吸机天数。接受NIV或HFNC治疗失败转气管插管机械通气的呼吸衰竭患者139例，开始NIV治疗转气管插管的中位时间为0.59天（0.12～1.62），晚插管（NIV＞24 h）与有创通气时间、院内病死率和住ICU时间有关。因此需注意，NIV期间要及时评估，把握好气管插管的时机。

参考文献

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作者介绍

秦志强

前海人寿广西医院呼吸内科主任，医学博士，主任医师；中华预防医学会呼吸病预防与控制专委会委员，中国医师协会呼吸医师分会委员，中国医师协会呼吸医师分会危重症医学工作委员会委员，中国康复医学会呼吸康复专业委员会委员，广西预防医学会呼吸病预防与控制专业委员会主任委员。

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