摘要

无创正压通气（NPPV）是临床治疗各类呼吸衰竭患者的常用手段，在急诊、普通病房及ICU等多个治疗场景均有应用。本文通过Medline检索2022年 10月1日至2023年 9月30日期间NPPV相关临床研究的文献进行综述。在NPPV治疗新冠肺炎相关急性呼吸衰竭（ARF）方面，有研究指出地区经济对呼吸支持策略的选择存在较大影响；轻中度ARDS比重度ARDS患者更适合应用NPPV；NPPV在减低严重呼吸困难者的自发性肺损伤比高流量鼻导管氧疗（HFNC）和普通氧疗获益更大。在非新冠肺炎相关ARF方面，有研究指出HFNC和NPPV治疗高碳酸性ARF患者的疗效无明显差异；更新版的HACOR评分和ROX评分预测低氧性ARF患者NPPV治疗失败的准确性较高。在NPPV辅助撤机方面，提出了早期撤机序贯NPPV比传统撤机方法的患者病死率更低、NPPV联合主动湿化比HFNC显著提高撤机失败非常高危患者的撤机成功率、不同人群在撤机后应该选择不同的无创呼吸支持策略的观点。此外，无创高频振荡通气的应用也在提高CO2清除率方面显现出一定的潜力。

无创正压通气（non-invasive positive pressure ventilation，NPPV）是临床上常见的无创呼吸支持策略，在急诊、普通病房和ICU等多个治疗场景中被用于治疗各类呼吸衰竭。为了解NPPV在本年度的研究进展，本文通过Medline检索2022年 10月1日至2023年 9月30日期间NPPV相关临床研究的文献并进行综述。包括NPPV治疗新型冠状病毒肺炎（新冠肺炎）相关及非新冠肺炎相关的急性呼吸衰竭（acute respiratory failure，ARF）、NPPV辅助撤机及NPPV相关技术创新等内容。

一、NPPV在新冠肺炎相关ARF中的应用

NPPV、经鼻高流量氧疗（high flow nasal cannula，HFNC）、普通氧疗和有创机械通气（invasive mechanical ventilation，IMV）均为救治新冠肺炎相关ARF患者的常用呼吸支持策略，本年度针对上述策略在不同收入水平国家中的应用情况、临床疗效及呼吸生理特征进行对比研究。

为探索新冠肺炎大流行期间接受呼吸支持治疗患者的临床特征和结局，Reyes等［1］基于ISARIC研究的数据，分析HFNC、NPPV和IMV在各国治疗新冠肺炎患者的临床应用情况及其对患者结局的影响。研究招募66 565例患者，其中82%的患者来自高收入国家。研究发现，经济水平对通气策略选择存在影响，重症新冠肺炎患者在高收入国家更常接受HFNC（48%）和NPPV（38.6%）治疗，在低收入国家则更多接受IMV治疗（59.1%）。Logistic回归分析提示，HFNC或NPPV治疗失败（定义为需要气管插管）的相关危险因素包括高白细胞计数、入院时气促和在低中收入国家治疗；此外，HFNC或NPPV治疗失败者28 d内死亡风险增高（OR=1.27，95%CI：1.25~1.30）。

双水平气道正压通气（bi-level positive airway pressure，BPAP）和单水平持续气道 正 压 通 气（continuous positive airway pressure，CPAP）为常见的NPPV模式，在新冠肺炎流行期间为救治ARF患者发挥重要作用。RECOVERY-RE研究结果表明，与普通氧疗对比，CPAP治疗可降低新冠肺炎相关急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）患者的插管率［2］。但NPPV存在延误插管的风险，NPPV的最佳时机选择一直是重要的临床问题。Nevola等［3］在一项前瞻性探索性研究中，根据 NPPV启动时氧合指数（PaO2/FiO2，P/F）将新冠肺炎相关ARDS患者分为A组（150<P/F≤200 mmHg，29例，1 mmHg=0.133 kPa）、B组（100<P/F≤150 mmHg，68例）和C组（P/F≤100 mmHg，31例），对比3组患者住院病死率、插管率、总住院时间等。结果发现，A组和B组的住院病死率和插管率并无显著差异；但与C组对比，A+B组（100 mmHg<PF≤200 mmHg）患者的住院病死率（13.4% vs 29.0%，P=0.044）和住院时长（14 d vs 15 d，P=0.038）显著降低，插管率差异无统计学意义。多因素回归分析提示，高龄、持续呼吸支持为NPPV失败（定义为病死或需要气管插管）的独立影响因素。该研究提示轻中度ARDS患者从NPPV中获益更大；但对于重度ARDS患者，NPPV失败率增高，必须要更加谨慎。

此外，由于NPPV和HFNC治疗期间患者保留自主吸气努力，低氧性ARF患者呼吸中枢驱动增强，跨肺压摆动增大，易引起自发性肺损伤（patient self induced lung injury，P-SILI）［4］。Tonelli等［5］发现NPPV（BPAP模式）启动2 h内的吸呼相动态跨肺压摆动和食道压摆动（inspiratory esophageal swing，ΔPes）可有效预测低氧性ARF的NPPV治疗成败，从而降低延误插管的风险。在此基础上，为更好理解新冠肺炎患者在NPPV和HFNC治疗期间的呼吸生理指标，Schifino等［6］招募21例新冠肺炎相关低氧性ARF患者［基线P/F为（126±34）mmHg］并让受试者先后接受30 min的BPAP、CPAP和HFNC（治疗顺序随机化），每种治疗策略结束后使用文丘里面罩吸氧洗脱30 min。结果发现，与文丘里面罩对比，在PaO2和P/F方面，BPAP［PaO2（mmHg）：112.33±49.5 vs 64.41±9.2，P=0.001；P/F（mmHg）：207.4±94.2 vs 120.6±36.1，P=0.002］和CPAP［PaO2（mmHg）：90.78±26.1 vs 64.41±9.2，P=0.001；P/F（mmHg）：170.9±61.8 vs 120.6±36.1，P=0.012］治疗期间均有显著改善，HFNC有改善趋势但差异无统计学意义；在呼吸频率、潮气量和PaCO2方面，各组均无显著改变。针对其中15例置入胃食道囊管者发现，与文丘里面罩对比，只有BPAP（压力支持为5 cmH2O，1 cmH2O=0.098 kPa）可以显著降低ΔPes［（-10.2±5）cmH2O vs（-3.9±3.4）cmH2O，P=0.001］；此外，当压力支持增高至10 cmH2O时，ΔPes进一步显著下降［（-3.9±3.4）cmH2O vs （-0.03±3.2）cmH2O，P=0.007］。然而，三种无创通气策略的跨肺压摆动较文丘里面罩均无显著改善。进一步关联分析表明，潮气量仅与ΔPes相关，而与无创支持策略无关。该研究提示针对显著呼吸困难的患者，应首选BPAP作为无创通气策略以降低P-SILI的发生。

二、NPPV在非新冠肺炎相关ARF中的应用

在非新冠肺炎相关ARF患者中，热点话题仍为不同呼吸支持方式间生理学与临床疗效的对比。

与新冠肺炎相关低氧性ARF患者的无创呼吸支持相关生理试验相似，本年度另一项针对ICU内ARF患者的生理学研究备受重视。Menga等［7］从ICU纳入15例中重度低氧性ARF（P/F<200 mmHg）患者，每例患者按随机顺序先后接受头盔CPAP（呼气末正压为14 cmH2O）、头盔BPAP（呼气末正压为14 cmH2O，压力支持10~12 cmH2O）和HFNC（流速为60 L/min）治疗，每种治疗策略持续1 h，治疗间期接受20 min文丘里面罩氧疗进行洗脱。研究结果显示，头盔NPPV比头盔CPAP（5 cmH2O vs 13 cmH2O，P=0.001）和HFNC（5 cmH2O vs 10 cmH2O，P=0.01）的ΔPes显著降低，但三种治疗方式的跨肺驱动压未见明显差异（P=0.13）。在改善通气方面，与HFNC对比，头盔BPAP（166 mmHg vs 120 mmHg，P=0.001）和头盔CPAP（175 mmHg vs 120 mmHg，P=0.001）的P/F均有显著改善，而BPAP和CPAP之间无显著差异；三组的PaCO2无显著差异；同时，与HFNC对比，BPAP可显著增加潮气量与呼气末肺容积。在降低P-SILI发生方面，HFNC治疗期间，14/15的患者摆动呼吸量占潮气量10%以上（摆动呼吸指患者吸气努力过程中，由于机械应力不均衡分布，重力依赖区的跨肺压更大，气体从非重力依赖区转移至重力依赖区，进而加剧重力依赖区的肺损伤）；CPAP和BPAP均可降低摆动呼吸，且BPAP的效果更好。该研究进一步表明，对于吸气努力明显增大的患者，应用BPAP可能在降低P-SILI方面获益更大。

目前NPPV用于治疗高碳酸性ARF的证据较多，为一线治疗选择，但部分患者无法耐受，从而影响疗效。HFNC具有良好的舒适性，且高速气流可冲刷鼻咽部死腔、增加平均气道压、增加通气量［8］，在理论上可用于改善高碳酸血症，然而目前在高碳酸性ARF患者中研究仍相对较少。为此，Ovtcharenko等［9］进行一项荟萃分析对比HFNC和NPPV治疗高碳酸性ARF患者的疗效和安全性。该研究从EMBASE、MEDLINE和Cochrane数据库检索2021年10月前收录的随机对照研究，研究对象限定为成人、发生高碳酸性ARF（pH<7.35 或PaCO2>45 mmHg）且不限定原发病，干预措施为HFNC和NPPV（均不限定治疗参数，但NPPV仅指BPAP）。该研究最终纳入8个随机对照试验（528例），与BPAP对比，HFNC组病死率（RR=0.86，95%CI：0.48~1.56，P=0.63）与插管率（RR=0.80，95%CI：0.46~1.39，P=0.43）差异均无统计学意义；此外，两组患者的PaCO2降低值、住院时长、ICU时长、舒适度、呼吸困难方面也无显著差异（P>0.05）。尽管目前研究发现HFNC和NPPV治疗高碳酸性ARF患者疗效相当，但考虑到该荟萃分析的研究个数和患者例数较少，且未能根据病情严重程度进行分层分析，该结论仍需要进一步验证。未来需要针对患者病情轻重进行更精细的分层研究，为二氧化碳潴留严重程度不同的患者选择个体化策略提供依据。

三、NPPV结局预测

近年来，NPPV救治结局的预测一直为热点话题。2022年英国学者提出的针对慢性阻塞性肺疾病（慢阻肺）合并高碳酸性ARF的NIVO评分，可基于患者的血气分析结果、意识状态及胸部影像学情况，在NPPV启动前即准确预测临床结果［10］。本年度针对低氧性ARF亦有相关研究进展。

Duan等［11］于2017年在重症医学杂志发表一篇关于HACOR评分（基于心率、酸中毒、意识、氧合和呼吸频率5个指标）可用于预测NPPV治疗低氧性ARF患者的疗效的文章。但HACOR评分没有考虑患者是否存在ARDS、脓毒血症、心源性肺水肿、免疫抑制、器官衰竭等可能影响NPPV疗效的基线指标。为此，该团队结合这些指标制作一个更新版HACOR评分，并进行一项多中心前瞻性观察性研究以评估其预测效能［12］。该研究最终纳入2 179例因低氧性ARF接受NPPV治疗的患者（排除合并高碳酸血症患者），其中1 451例重庆医院的患者作为训练集，728例重庆医院以外的患者作为外部验证集。研究者结合了6个基线变量和5个原始量表项目的数据，更新HACOR评分为：原HACOR分数+0.5×SOFA评分分数+2.5（若肺炎诊断存在）-4（若心源性肺水肿诊断存在）+3（若肺性ARDS诊断存在）+1.5（若免疫抑制诊断存在）+2.5（若感染性休克存在）。与原始HACOR对比，更新版的HACOR预测NPPV失败的接收者操作特征曲线下面积显著增高（在NPPV启动后1~2、12和24 h分别为0.85 vs 0.80，0.86 vs 0.81，0.85 vs 0.82，均P<0.01）。此外，更新后的HACOR评分将≤7、7.5~10.5、11~14和>14分的患者分别归类为NPPV失败的低风险、中风险、高风险和非常高风险，不同风险类别的患者的实际失败率分别为12.4%、38.2%、67.1%和83.7%。该评分进一步提高了预测NPPV失败的准确率，为临床上避免延误插管提供重要指导。

指脉氧饱和度/吸入氧浓度与呼吸频率的比值（ratio of SpO2/FiO2 to respiratory rate，ROX）最初被设计用于评估HFNC的治疗失败风险［13］，具有简便、易得的优势，但其对NPPV治疗成败是否具有预测效果仍未可知。为此，在更新版HACOR评分的研究过程中，Duan等［14］纳入1 286例低氧性ARF患者，在NPPV治疗前及治疗后 1~2、12、24 h进行ROX、PaO2/FiO2和PaO2/FiO2/RR评分，对比其对NPPV治疗失败的预测效能。研究发现，在NPPV启动前，ROX评分预测NPPV治疗失败的曲线下面积为0.64（95%CI：0.61~0.67），ROX评分在≤2、2~4、4~6、6~8、8~10和>10分的NPPV失败率分别为92.3%、70.5%、55.3%、41.0%、35.1%和29.5%；此外，在NPPV治疗后1~2、12和24 h后基于ROX评分的分层预测结果与NPPV启动前相似。在预测NPPV治疗失败方面，ROX评分、PaO2/FiO2和PaO2/FiO2/RR三组的预测效能未见明显差异。该研究为推广ROX指数这一易得、可重复的监测指标在临床中指导NPPV治疗具有重要的临床意义。

四、NPPV在辅助IMV撤机中的应用

关于IMV撤机后序贯NPPV的时机，及应用不同无创呼吸支持方式进行拔管后序贯治疗预防再插管的疗效，本年度亦有新的研究进展。

IMV使用时长与患者不良预后有关，通过早期应用NPPV降低IMV使用时长是降低IMV相关并发症的潜在策略，但其安全性及目标人群一直饱受争议［15］。Burns等［16］通过荟萃分析对比早期撤机序贯NPPV（在未通过自主呼吸试验的情况下，直接从IMV转为NPPV）和传统撤机方法（必须先通过自主呼吸试验才拔管）的临床疗效和安全性。该研究从EMBASE、MEDLINE和Cochrane数据库检索2021年7月前收录的28个随机对照试验（2 066例，44%为慢阻肺患者），主要观察指标为病死率。结果显示，与传统撤机组对比，早期撤机序贯NPPV组病死率（RR=0.57，95%CI：0.44~0.74，P<0.000 1）、呼吸机相关性肺炎（VAP）发生率（RR=0.30，95%CI：0.22~0.41，P<0.000 1）和住院时长（平均差异-6.29 d，95%CI：-8.90~-3.3.68 d）显著下降。在亚组分析中，慢阻肺相关研究（慢阻肺患者占受试者总数50%以上）得到类似的结果；但混杂病种相关研究（慢阻肺患者占受试者总数50%以下）中，尽管NPPV组VAP发生率和住院时长显著下降，但两种撤机策略的病死率组间差异无统计学意义。因此研究者认为，与传统撤机方法对比，早期撤机序贯NPPV在慢阻肺患者中获益明确，但在非慢阻肺人群中需要更加谨慎使用。

NPPV和HFNC目前均常作为拔管后序贯治疗手段，Hernández等［17］2016年在JAMA发表一篇随机对照试验发现，HFNC在降低撤机失败高危患者再插管率的疗效不亚于NPPV。然而，由于该研究对于高危患者的定义过于宽松（患者满足只需满足年龄≥65岁、APACHEⅡ评分>12、BMI>30、呼吸道分泌物引流不佳、脱机困难、2个以上合并症、合并心力衰竭、合并中重度慢阻肺、气道不通畅、IMV时长超过7 d中的其中一项即定义为高危），导致该研究可能无法发现NPPV在非常高危的患者中的额外获益。为此，该团队将同时符合上述4个或以上拔管失败高危因素的患者定义为非常高危患者，并在NPPV治疗中加入湿化装置以提高患者耐受性，对比NPPV和HFNC预防再插管的效果［18］。该研究纳入的182例患者均接受IMV≥24 h，且通过自主呼吸试验。结果显示，与HFNC组对比，NPPV组7 d再插管率显著降低（22.8% vs 38.9%，P=0.019）、ICU住院时长显著缩短（9.5 d vs 12.5 d，P=0.047）。尽管NPPV组治疗不耐受率显著高于HFNC组，但NPPV组48 h内的平均每日使用时长接近20 h，较既往研究显著提高。该研究提示，在拔管失败非常高危成年危重患者中，NPPV联合主动湿化在预防再插管方面显著优于HFNC；此外，加入湿化后可明显改善患者的NPPV耐受性。

同样地，为更全面对比NPPV、HFNC和传统氧疗在预防或治疗拔管后呼吸衰竭中的疗效，Boscolo等［19］纳入2022年6月之前发表的32个随机对照试验（5 063例）并进行了一项网状荟萃分析，首要观察指标为再插管率；在亚组分析中，该研究针对患者再插管风险（区分为高危、低危）以及NPPV和HFNC应用策略（分为预防性和挽救性）进行分层分析。结果显示，在整体人群中，与传统氧疗相比，NPPV和HFNC均可降低再插管率（NPPV：OR=0.61，95%CI：0.46~0.81，P<0.001；HFNC：OR=0.60，95%CI：0.43~0.84，P=0.003）及VAP发生率（NPPV：OR=0.49，95%CI：0.34~0.73，P<0.001；HFNC：OR=0.36，，95%CI：0.18~0.71，P=0.003）；NPPV还与院内病死率降低、ICU住院时长缩短、舒适度下降有关；但NPPV和HFNC两组间差异无统计学意义。亚组分析提示，与普通氧疗对比，预防性NPPV降低了再插管高危患者（定义为年龄>65岁、合并心脏或肺部疾病）的再插管率，预防性HFNC则降低了术后患者的再插管率；但预防性NPPV或HFNC均不能降低再插管低危患者或低氧血症（定义为自主呼吸实验结束时，P/F<300 mmHg）患者的再插管率。此外，当NPPV和HFNC作为挽救性治疗时，各指标均未显示优于普通氧疗。该研究提示，撤机后无创呼吸支持手段更适合用于预防性治疗，而非挽救性治疗；该研究也为不同类型撤机人群选择最佳无创支持方案提供了一定的指导价值。

五、NPPV技术改进

降低CO2潴留是NPPV治疗的主要目的之一，本年度在如何提高NPPV的CO2清除率方面也有新的进展。近年来，无创高频振荡通气（non-invasive high-frequency oscillatory ventilation，nHFOV）在儿科领域被用于改善CO2清除率［20］，但在成人和慢阻肺患者中一直未有相关研究报道。Niu等［21］通过特制的无创呼吸机（Flexo ST-30，凯迪泰公司），在CPAP和BPAP基础上叠加高频振荡，从而产生nHFOV（图1）。研究者在ASL5000模拟肺（CO2潴留的慢阻肺模型）和10例健康受试者中对比nHFOV、CPAP和BPAP模式的CO2清除效果。结果发现，在模拟肺中，CPAP叠加高频振荡后，管道呼气末CO2分压（end-tidal CO2 partial pressure，PetCO2）显著下降［振荡频率=10 Hz，振荡幅度=10 cmH2O，（52.08±0.35）mmHg vs（49.32±0.42）mmHg，P<0.001］，且PetCO2随着振荡频率（0~10 Hz）和振荡幅度（0~10 cmH2O）的增高而下降。在健康受试者中，在BPAP模式叠加高频振荡后，受试者的PetCO2和呼吸频率有下降趋势，但差异未达到统计学意义［PetCO2：（37.29±4.77）mmHg vs（35.83±4.92）mmHg，P=0.170；呼吸频率：（14.43±3.13）次/min vs（13.00±1.63）次/min，P=0.104］，人机同步性、深吸气量、潮气量等也未见明显组间差异。该研究首次在慢阻肺模型和健康成人中应用nHFOV，虽然在健康成人中仅观察到未达统计学意义的改善，但仍为不能耐受BPAP高吸气压力的患者提供更多的选择。

图1 BPAP和CPAP叠加高频振荡通气的压力-时间曲线示意图。图1A显示了常规BPAP、BPAP吸气相叠加高频振荡（BPAP-HF-i）、BPAP呼气相叠加高频振荡（BPAP-HF-e）和BPAP吸呼双相叠加高频振荡通气（BPAP-HF-bi）阶段的压力-时间曲线；图1B显示了常规CPAP和CPAP叠加高频振荡通气（CPAP-HF）的压力-时间曲线。BPAP：双水平气道正压通气；CPAP：持续气道正压通气（1 cmH2O=0.098 kPa）

总体而言，本年度NPPV在临床中的应用研究取得一定的进展。新冠肺炎相关研究关注地区经济水平对呼吸支持策略选择的影响、疾病严重程度对ARF患者无创呼吸支持治疗结局的影响。在临床实践中，需要根据ARF患者呼吸困难程度选择BPAP、CPAP或HFNC进行呼吸支持；更新版HACOR评分和ROX评分被证实可用于预测NPPV治疗的成败。在辅助撤机方面，早期撤机序贯NPPV比传统撤机方案更有效降低病死率；NPPV联合主动湿化比HFNC的撤机成功率更高；同时，需要根据人群特征选择最优的无创呼吸支持策略。nHFOV作为改善CO2潴留的一种新型无创通气支持策略在成人中的应用也得到一定的进展。期望未来可以有更多高质量的研究，推动NPPV在临床的应用。

参考文献（略）

作者：查姗姗 何振锋 关力理 牛建一 黄巧云 陈荣昌；单位：呼吸疾病国家重点实验室 国家呼吸系统疾病临床医学研究中心 广州呼吸健康研究院 广州医科大学附属第一医院呼吸与危重症医学科

引用本文: 查姗姗, 何振锋, 关力理, 等. 无创正压通气临床研究年度进展2023 [J] . 中华结核和呼吸杂志, 2024, 47(2) : 146-151. DOI: 10.3760/cma.j.cn112147-20231027-00276.

本文转载自订阅号「中华结核和呼吸杂志」

原链接戳：【年度综述】无创正压通气临床研究年度进展2023

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