Non-invasive Positive Pressure Ventilation in Acute Respiratory Failure<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

周建新    医学博士
首都医科大学附属北京天坛医院ICU，北京100050
Jianxin Zhou， MD
Intensive Care Unit, Beijing Tiantan Hospital, Capital University of Medical Sciences, Chinese Academy of Medical Sciences Beijing， 100050

ABSTRACT

Noninvasive ventilation refers to the delivery of mechanical ventilation to the lungs using techniques that do not require a bypass of upper airway, and was first applied to patients with chronic pulmonary disease.  A major driving force behind the increasing use of non-invasive positive pressure ventilation in acute respiratory failure has been the desire to avoid the complications of invasive ventilation.  The efficacy and safety of non-invasive positive pressure ventilation in acute respiratory failure were discussed in this review, and newest clinical guidelines were also introduced in this paper.
　Corresponding author: Jianxin Zhou, MD, PHD; E-mail: jianxinz@yeah.net

　　有创通气指经由体内人工气道连接呼吸机与肺泡而进行的机械通气，体内人工气道包括气管插管、气管切开套管和喉罩。而无创通气(non-invasive ventilation)系指在不建立体内人工气道的前提下进行的机械通气，包括负压通气(铁肺、胸甲肺和雨衣肺等)、摇动床和经由面罩、鼻罩、接口器等进行的无创正压通气(non-invasive positive pressure ventilation，NIPPV)。虽然有创方式的通气效率高，并易于进行气道管理，但是建立人工气道也会带来许多严重并发症，主要包括四个方面，1）由插管和机械通气直接导致的并发症，如损伤、出血以及机械通气的气压伤(barotrauma); 2）继发感染，如呼吸机相关肺炎和经鼻插管导致的鼻窦炎; 3）人工气道撤除后的远期并发症，如咽喉疼痛、气管硬化狭窄、声音嘶哑; 4）由于不能发声和正常饮食导致的精神并发症。NIPPV的最早报道可以追溯到20世纪30年代，近二十年来逐渐受到重视，主要原因就是为了避免上述由有创通气导致的严重并发症。同时，由于精密传感器、微电脑处理器和漏气补偿技术的开发和应用，使呼吸机的性能不断优化，也为临床开展NIPPV提供了有力的技术平台。
　　本文在收集相关文献的基础上，将对NIPPV在急性呼吸衰竭(acute respiratory failure，ARF)中的应用作一概述。虽然有关经面罩进行的持续气道正压(continuous positive airway pressure，CPAP)是否为一种机械通气方式还存在争论，本文也将其归为NIPPV讨论。负压通气和摇动床等无创通气方式不属于NIPPV，不在讨论之列。此外，由于NIPPV在慢性呼吸衰竭稳定期、有创无创续贯治疗、睡眠呼吸暂停和神经肌肉病变中的应用已有确定的证据和指南支持，也不在本文的讨论之列。

　　一、NIPPV在慢性阻塞性肺部疾患并发ARF中的应用
　　有关NIPPV应用于慢性阻塞性肺部疾患(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)并发ARF的文献报道较多。在非对照研究中，NIPPV可使58%至93%的该类患者避免气管插管。Brochard等^[1]1990年进行的历史对照研究，应用NIPPV治疗的13例COPD急性发作期患者，仅1例需要气管插管。而对照组13例病人中，有11例进行了气管插管。并且NIPPV组的ICU滞留时间短。Hilbert等1997年的历史对照研究也显示的相同的结果。
　　1993年开始，陆续有设计较为严格的临床随机对照试验(RCT)发表(表1)^[2-5]。Bott等^[2]1993年在60例COPD导致ARF患者中比较了经鼻罩行NIPPV和常规内科治疗间的差异。NIPPV后1小时内病人动脉血二氧化碳分压(PaCO2)及临床症状明显改善。NIPPV组的死亡率也由对照组的30％下降为10％。1995年欧洲进行的多中心RCT[3]同样显示了NIPPV在COPD急性发作期的作用。NIPPV组病人的气管插管率(26％)、并发症发生率(16％)、死亡率(9％)和住院时间(23天)均明显低于对照组(分别为74％、48％、29％和35天)。2000年在英国进行的多中心RCT[5]是到目前为止样本量最大的一项研究，共有236例由COPD导致的ARF患者纳入试验。除再次证实NIPPV的有效性外，同时发现基础pH值<7.30患者的死亡率明显升高，提示应对重症病人提供更加强化的监测治疗。
　　总之，现有的资料表明NIPPV能够迅速改善COPD急性发作期患者的生命体征和通气状况，有效避免气管插管，降低并发症发生率和死亡率，缩短ICU滞留时间和住院时间。但同时也应切记，上述研究的目的是应用NIPPV避免人工气道的建立，而非代替有创机械通气治疗。因此，对处于急性发作期的COPD患者，当存在NIPPV禁忌证或进行NIPPV过程中病情恶化时，应及时建立人工气道，过渡到有创机械通气治疗。

　　二、NIPPV在急性心源性肺水肿中的应用
　　急性心源性肺水肿(ACPE)是ICU收治的主要病种之一。常规治疗包括吸氧、利尿、强心及扩张周围血管，部分患者需要进行通气支持以缓解肺水肿导致的低氧血症。虽然不是一种真正的机械通气模式，CPAP在自主呼吸的吸气相和呼气相都维持正压，增加肺泡功能残气量，使萎陷肺泡复张，降低肺内分流，改善氧合。功能残气量增加，能够改善肺顺应性。CPAP 对抗内源性呼气末正压(PEEPi)，降低呼吸作功。三篇RCT比较了CPAP与常规治疗对ACPE患者预后的影响(表2)^[6-8]。在这些研究中，应用CPAP明显改善ACPE患者氧合情况，并明显降低气管插管率。虽然CPAP组死亡率有减少倾向，但统计学无显著性差异。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

　　1999年Intensive Care Medicine连续发表了两篇有关NIPPV治疗ACPE的前瞻性非对照试验(表3)^{[9, 10]}。两个文献报道的NIPPV对急性生理学指标的改善都非常明显，作者都认为NIPPV是治疗ACPE的“有效手段”。由于其研究方法的局限性，同时发表的述评指出：“应对ACPE患者慎用NIPPV”。

　　到目前为止，仅有一篇RCT比较了CPAP和NIPPV(BiLevel方式)在ACPE患者中的作用^[11]。27例病人入选，随机分为NIPPV组(n=14)和CPAP组(n=13)，NIPPV组的PaCO2改善明显优于CPAP组，而两组间再插管率和死亡率无明显差别。由于中期总结显示NIPPV组心肌梗塞发生率(71%)明显高于CPAP组(31%)，试验被迫中途停止。虽然两组患者入选时分配的不均衡(NIPPV组的胸痛患者明显多于CPAP组)可能是导致该差异的原因，作者仍然建议应对冠心病患者慎用NIPPV。

　　三、NIPPV在低氧型ARF中的应用
　　早期非对照和队列研究提示，NIPPV并不适用于无二氧化碳潴留的低氧型ARF患者。1995年至2001年，共有4篇RCT进行了NIPPV与单纯吸氧在低氧型ARF患者中的疗效(表4)^[12-15]。1998年发表在新英格兰医学杂志的1篇RCT比较了NIPPV和有创通气在低氧型ARF患者中的作用^[16]。两种治疗手段均使患者的氧合指数（PaO2/FiO2）明显改善，NIPPV组的肺炎发生率(3%)和ICU滞留时间（9±7天）明显低于对照组（25%和16±17天)。
      虽然上述研究资料提示了NIPPV在低氧型ARF治疗中的有效性，但是由于多种临床因素均可导致低氧型ARF，如感染、大手术、创伤等，目前仍不能确定NIPPV具体适合于何种病因的低氧型ARF。进一步研究应确定NIPPV在该类患者中的适应证、禁忌证、以及由NIPPV向有创通气方式过渡的标准和时机。

小  结<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

　　由于有关NIPPV在ARF中应用的报道日渐增多，2000年美国胸科学会、欧洲呼吸学会、欧洲危重病学会和法国康复学会在法国巴黎召开专题讨论会，提出今后针对ARF患者应用NIPPV的临床研究应着重回答以下五方面问题^[17]; 
　　1. 应用NIPPV的合理性、效益－风险比和目的；
　　2. 有效实施NIPPV的机械通气设备和通气方式；
　　3. 实施NIPPV的人员和场所；
　　4. 对ARF患者使用NIPPV的适应证；
　　5. 寻找NIPPV在除ARF外的急危重症患者中的适应证。
    2002年英国胸科学会(BTS)制订了有关NIPPV在ARF中的应用指南^[18]。目前NIPPV的确定适应证为：
　　1. COPD急性发作期，常规内科治疗和吸氧后无缓解的呼吸性酸中毒（pH<7.35）;
　　2. 存在低氧血症的ACPE，首先应用CPAP，无效时可选择NIPPV;
　　3. 由胸廓畸形或神经肌肉疾患导致的高碳酸血症型ARF；
　　4. 梗阻型睡眠呼吸暂停失代偿期。
　　在下列情况下可选择试验性NIPPV，但不应作为常规治疗手段，在NIPPV疗效不佳时，应尽快过渡到有创通气:
　　1. 胸部外伤；
　　2. 氧疗效果不佳的肺炎、哮喘发作和支气管炎；
　　3. 成人呼吸窘迫综合征、术后ARF；
　　4. 常规脱机手段失败。
　　NIPPV的绝对禁忌证为：
　　1. 面部创伤/烧伤；
　　2. 上呼吸道梗阻；
　　3. 呕吐；
　　4. 未经引流的气胸。
　　NIPPV的相对禁忌证包括: 
　　1. 近期面部、上呼吸道或上消化道手术; 
　　2. 呼吸道保护机制损害; 
　　3. 严重威胁生命的低氧血症; 
　　4. 循环不稳定; 
　　5. 意识损害、躁动; 
　　6. 肠梗阻; 
　　7. 气道分泌物增多; 
　　8. 胸片示肺部局灶性实变。

参 考 文 献
1. Brochard L, et al. N Engl J Med 1990; 95: 865-870.
2. Bott J, et al. Lancet 1993; 341: 1555-1557.
3. Brochard L, et al. N Engl J Med 1995; 333: 817-822.
4. Celikel T, et al. Chest 1998; 114: 1636-1642.
5. Plant PK, et al. Lancet 2000; 355: 1931-1935.
6. Rasanen J, et al. Am J Cardiol 1985; 55: 296-230.
7. Beraten AD, N Engl J Med 1991; 325: 1825-1830.
8. Lin M, et al. Chest 1995; 107: 1379-1386.
9. Hoffmann B, et al. Intensive Care Med 1999; 25: 15-20.
10. Rusterholtz T, et al. Intensive Care Med 1999; 25: 21-28.
11. Mehta S, et al. Crit Care Med 1997; 25: 620-628.
12. Wysocki M, et al. Chest 1995; 107: 761-768.
13. Confalonieri M, et al. Am J Respir Crit Care Med 1999; 160: 1585-1591.
14. Antonelli M, et al. JAMA 2000; 283: 235-241.
15. Hilbert G, et al. N Engl J Med 2001; 344: 481-487.
16. Antonelli M, et al. N Engl J Med 1998; 339: 429-435.
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