摘要

无创正压通气（NPPV）是当代重要的呼吸支持手段，广泛应用于各种病因引起的急性、慢性呼吸衰竭及辅助慢性阻塞性肺疾病患者的康复运动。本文通过Medline检索并综述2020年10月1日至2021年9月30日期间NPPV相关临床研究的文献。有关高流量氧疗及NPPV在新型冠状病毒肺炎中的应用现状、疗效及安全防护是本年度的研究热点。研究多属于回顾性分析和小样本研究，支持高流量氧疗和NPPV用于轻中度呼吸衰竭患者初始治疗，降低插管率，但需要特别警惕延误插管的风险。在NPPV治疗新发急性呼吸衰竭方面，验证了利用膈肌增厚分数和食道压摆动值预测治疗结局可靠性。也有学者探讨NPPV在肌萎缩脊髓侧索硬化症患者早期治疗中的依从性及其影响因素，以及NPPV在降低慢性阻塞性肺疾病患者康复运动中的动态过度肺充气的作用。此外，神经调节辅助通气模式和交流增强工具对NPPV方法学优化方面的探讨也取得一定的进展。

无创正压通气（non-invasive positive pressure ventilation，NPPV）是当代重要的呼吸支持手段，由于其无需建立人工气道，通常作为轻中度呼吸衰竭患者的一线治疗。近30年来，NPPV在多个领域取得长足发展，且在新型冠状病毒肺炎（新冠肺炎）疫情期间发挥巨大作用。为了解NPPV在本年度的主要进展，本文通过Medline检索2020年10月1日至2021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在新冠肺炎中的应用、NPPV在急性呼吸衰竭（acute respiratory failure，ARF）、慢性呼吸衰竭（chronic respiratory failure，CRF）、辅助康复运动和应用方法优化等内容。

一、NPPV在新冠肺炎中的应用

1、NPPV的应用情况和安全性：

新冠肺炎是全球性的传染病，约20%患者可能发展为重症，需要接受包括普通氧疗、高流量鼻导管氧疗（high-flow nasal cannula oxygen，HFNO）、NPPV、有创机械通气等呼吸支持治疗［1］。由于疫情防控政策和医疗资源不同，NPPV在不同地区的应用情况相差甚大。国内约5%住院患者接受NPPV治疗［2］，欧洲约为1.4%~16.0%［3, 4］，而部分地区则完全禁止应用NPPV［5, 6, 7］。NPPV和HFNO作为普通氧疗的最常见升级治疗策略，可避免轻中度ARF患者不必要的插管及相关并发症。但国际上关于NPPV应用于新冠肺炎患者仍然存在很大争议［8］，世界卫生组织、美国、德国、瑞士、澳大利亚的指南中，反对或不建议常规使用NPPV；而中国、意大利、西班牙、英国、阿根廷等国家则把NPPV作为一线治疗（表1）。

普通氧疗无效后的早期插管主要出于两方面考虑。其一是避免延误插管时机；其二是减少气溶胶的产生（表2）。然而，过分追求早期插管会将大部分本不必插管的患者置于有创通气相关并发症的风险中。为充分发挥NPPV的治疗价值及降低传染风险，国内外推出许多针对新冠肺炎患者的NPPV操作规范指引［9, 10, 11］，包括应用负压病房、个人防护等，同时不少学者通过研发恒流防护罩［12］、隔离罩［13］以及可移动的防护系统［14］增强对操作者的保护。因此，对于NPPV，我们更应该关注「怎样更好地安全进行」，而非「能不能进行」。

笔者将分别介绍HFNO、持续性气道正压通气（continuous positive airway pressure，CPAP）、双水平气道正压通气（bi-level positive airway pressure，BPAP）在新冠肺炎中的应用情况。

2、HFNO的有效性：

HFNO本质是高含氧量、高流速的气体发生器，相对于普通氧疗，主要有几方面生理效应。其一，高流速气体可避免空气混入以维持吸入氧浓度；其二，高流速气体可冲刷鼻咽部的生理死腔，提高通气效率；其三，呼气相气流阻抗效应可产生呼气正压提高呼气末的肺容量［8］。Demoule等［15］回顾分析2020年2月21日至4月24日期间巴黎一家重症监护室（intensive care unit，ICU）发生ARF的新冠肺炎患者，将其分为HFNO组（146例）和普通氧疗组（233例）。研究发现，HFNO组28 d插管率低于普通氧疗组（55% vs 72%，P<0.001）；但两组第28 d病死率未见显著差异。此外，Mellado-Artigas等［16］前瞻性对比接受HFNO（61例）和早期插管（61例）治疗的新冠肺炎患者临床结局时发现，相较于早期插管组，HFNO组机械通气时长（平均差：8 d）和ICU治疗时长（平均差：8.2 d）更短，但两组病死率未见显著差异。上述研究提示，HFNO可在插管率、机械通气时长方面带来获益，但未能降低病死率。

3、CPAP和BPAP有效性：

作为NPPV最常见的通气模式，CPAP和BPAP均以气道压力为调控目标。两者均可提供呼气末正压（positive end expiratory pressure，PEEP）增加功能残气量，从而改善氧合和肺顺应性；BPAP在吸气相提供的压力支持还可辅助吸气，增加潮气量。目前已发表的研究中，新冠肺炎患者接受CPAP和BPAP治疗大约各占50%，PEEP平均约为10 cmH₂O（1 cmH₂O=0.098 kPa），支持压力为10~17 cmH₂O［17］。

在CPAP有效性方面，Aliberti等［18］ 在一项多中心研究中，前瞻性观察157例因合并ARF接受CPAP治疗的新冠肺炎患者的临床预后。CPAP治疗6 h后，患者的氧合指数（PaO₂/FiO₂）明显高于基线（氧疗）［142.9 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）vs 205.6 mmHg，P<0.000 1］；52%患者的PaO₂/FiO₂比基线提高30%。CPAP的中位治疗时长为6 d；87例患者成功撤离CPAP后转用氧疗；但有70例患者治疗失败（其中34例插管，36例死亡）。回归分析发现，入院时肺炎病情严重是CPAP治疗失败的危险因素。此项研究提示，CPAP可改善患者的氧合功能；但对于病情较重的患者，CPAP的治疗失败率高，应紧密监测，必要时尽快插管。

在BPAP应用方面，Fu等［19］ 在一项回顾性分析中纳入2020年1月1日至8月31日期间深圳某医院39例接受BPAP治疗的新冠肺炎患者，其中22例将BPAP作为起始治疗，另外17例则作为HFNO失败的补救治疗。研究发现，共16例（41%）需要插管，其中包括3例（8%）死亡。进一步分析发现，BPAP作为补救治疗［比值比（OR）为5.43，95%CI为1.09~27.12］和BPAP治疗1~2 h后仍存在PaO₂/FiO₂≤200 mmHg（OR=9.35，95%CI为1.84~47.62）是气管插管的危险因素。此外，Mukhtar等［20］回顾分析埃及某ICU共39例接受BPAP治疗的新冠肺炎患者发现，30例（77%）患者BPAP治疗成功，9例失败（需要插管）。以上研究提示，应用BPAP可使轻症患者避免插管，但治疗过程中，应密切监测BPAP治疗后1~2 h后的PaO₂/FiO₂；并且当BPAP作为补救措施时，应更警惕其可能延误插管。

4、HFNO和NPPV的对比：

HFNO、CPAP和BPAP三种无创呼吸支持技术之间的比较和选用是临床中备受关注的实际问题（表3）。

目前头对头对比HFNO和CPAP 疗效优劣的研究较少。但在临床上，部分在HFNO下无法达到理想氧合的患者，在改用CPAP后氧合会更好，这可能与CPAP可提供更稳定的PEEP相关。然而，也有患者因不耐受CPAP治疗，改用HFNC反而获得更好的氧合。因而，在选择时应综合评估耐受性和病情严重程度。

关于HFNO和BPAP的对比，JAMA发表的一项随机对照试验［21］ 纳入100例PaO₂/FiO₂≤200 mmHg的新冠肺炎患者，随机分为HFNO（55例）和头盔BPAP组（55例），主要观察指标是28 d内无需呼吸支持的天数。研究发现，相比于HFNO组，BPAP组患者无需呼吸支持天数更长（平均差：2 d，95%CI为-2~6 d，P=0.26）、插管率更低（30% vs 51%，95%CI为-38%~-3%，P=0.03）、无需机械通气天数更长（平均差：3 d，95%CI为0~7，P=0.04），两组院内病死率未见明显差异。研究提示BPAP在降低插管率、减少机械通气时长方面优于HFNO，HFNO治疗失败的患者可以在密切监测情况下试用BPAP。但是Fu等［19］ 研究提示NPPV作为补救治疗是气管插管的危险因素。因此未来研究需进一步明确，对HFNO治疗失败患者而言，选择尝试NPPV或者早期插管策略是否对患者预后产生不同影响。

此外，Franco等［22］ 在一项多中心回顾性分析中，纳入670例因低氧性 ARF在ICU外接受无创呼吸支持（包括BPAP、CPAP和HFNO）患者。研究发现，患者30 d全因病死率为26.9%，其中HFNO组（163例）、CPAP组（330例）和BPAP组（177例）分别为15.9%、30.3%和30.5%；整体插管率为26.6%，其中HFNO、CPAP和BPAP组分别为28.8%、24.8%和27.7%。经年龄、基础PaO₂/FiO₂、共患病及激素应用情况校正后，全因病死率和插管率组间差异均无统计学意义。由于是非随机的对照，疾病的严重程度在HFNO组最轻、CPAP组次之，BPAP组相对最重，导致无法做出有效性对比。但从另一方面，却反映了3种无创呼吸支持技术的临床应用选择和定位。

总而言之，目前该领域研究表明，在新冠肺炎患者中应用无创呼吸支持治疗可改善呼吸困难症状和氧合，可能降低气管插管的需求。但主要为回顾性分析、小样本对照或开放性观察研究，尚缺乏严格的循证医学依据。在临床上，依据疾病的严重程度，在呼吸衰竭较轻时多数应用HFNO、稍重者多选用CPAP，更重一些的多选用BPAP。值得注意的是，HFNO和NPPV都有延误插管时机的风险。故一方面，在防护措施充足的情况下，应该充分发挥HFNO和NPPV的作用，降低插管率和治疗成本；另一方面，应遵循仔细挑选患者和密切监测的原则，避免发生延误插管的情况。

二、NPPV在非新冠肺炎相关新发ARF中的应用

目前国际指南中［23］，NPPV是合并呼吸系统基础病的ARF患者的一线治疗方案，推荐积极应用。但对于无基础疾病的新发ARF患者，由于延误插管相关死亡风险和NPPV本身治疗失败风险较高的原因，不推荐常规应用。故探索新发ARF患者NPPV治疗失败早期预测指标具有重要临床意义。因此，笔者选择本年度相关的研究进行介绍。

Mercurio等［24］纳入18例接受NPPV治疗的新发ARF患者，探索膈肌增厚分数［diaphragmatic thickening fraction，DTF；DTF=（吸气末膈肌厚度-呼气末膈肌厚度）/呼气末膈肌厚度×100］和呼吸频率/DTF预测NPPV治疗结局的准确性。由2位研究者在基线、NPPV治疗后1、4、12、24、48、72和96 h独立测量DTF及呼吸频率/DTF，当NPPV治疗终止或转为插管则结束测量。研究发现，DTF测量重复性良好（组内相关系数为0.82，95%CI为0.72~0.88）；2位操作者预测NPPV治疗失败的DTF临界值分别为<36.3%（敏感度为71.7%，特异度为94.3%）和<37.1%（敏感度为65.2%，特异度为91.4%）；2位操作者预测NPPV治疗失败的呼吸频率/DTF比值的临界值均为>0.6。另外，Tonelli等［25］发现，NPPV治疗2 h后食道压摆动值（change of esophageal pressure，ΔPes）的下降低于10 cmH₂O可预测NPPV治疗失败（敏感度为91%，特异度为83%），其预测效能显著高于基线潮气量>9.5 ml/kg、呼吸频率>30次/min等。上述研究提示，DTF和ΔPes均为可行、有效的预测NPPV治疗结局的指标。

三、ALS患者应用NPPV时机提前的可行性

美国神经病学学会［26］指出，肌萎缩脊髓侧索硬化症（amyotrophic laternal sclerosis，ALS）患者接受NPPV治疗的指征是用力肺活量（forced vital capacity，FVC）低于预计值的50%。有研究指出，FVC高于预计值的80%时启动NPPV，可进一步改善ALS患者的预后［27］。但早期治疗的依从性是现实难题且未见相关报道。Jackson等［28］定期随访73例ALS患者2年，FVC高于预计值80%为早期干预组目标人群（47例，当FVC降至预计值75%~85%启动NPPV治疗），FVC占预计值50%~80%为标准治疗组目标人群（26例，当FVC降至预计值45%~55%启动NPPV治疗）。最终早期干预组和标准治疗组分别有35和26人接受NPPV治疗。早期干预组和标准治疗组28 d内依从性好（60%以上的时间，每晚治疗4 h以上）的患者比例相近（53.6% vs 50%）；患者依从性低的影响因素包括未婚、低收入、低学历、护理者能力有限；面罩内压力、频繁醒来且入睡困难、幽闭恐惧症等也与依从性低有关。两组患者均表示NPPV对生活质量有改善作用，提示早期应用NPPV具有潜在获益，但仍需要进一步研究探讨对生存率及生活质量的影响。

四、NPPV用于辅助慢阻肺患者康复运动

NPPV的另一重要应用场景是辅助慢性阻塞性肺疾病（简称慢阻肺）患者完成更高强度的康复运动以达到更优的效果。运动过程的动态过度充气（dynamic hyperinflation，DH）可加重劳力性呼吸困难，NPPV是否通过缓解DH提高患者运动强度、个体化设定呼气末正压（expiratory positive airway pressure，EPAP）是否可以改善DH等问题仍未明确。Dennis等在一项随机交叉试验中纳入19例重度/极重度、存在静息过度充气和运动过程DH的慢阻肺患者，使其按随机顺序先后在无NPPV辅助、标准化EPAP（standardized EPAP，S-EPAP）和个体化滴定EPAP（individually titrated EPAP，T-EPAP）的NPPV辅助下进行恒定功率踏车运动（75%最大功率）。研究发现，与无NPPV辅助对比，S-EPAP和T-EPAP两种NPPV模式均可显著改善DH和延长运动时间，但S-EPAP和T-EPAP两种模式之间的DH和运动时长差异并无统计学意义。该研究显示，NPPV可能通过改善DH提高患者运动耐量，但通过个体化滴定EPAP并不能额外改善DH及延长运动时间。

五、NPPV在技术改进方面的应用

NPPV的通气模式选择和不良反应的缓解是NPPV疗效的重要保证，故NPPV技术的优化一直是研究热点，笔者选取相关文献进行介绍。

1、NAVA模式的探索：

神经调节辅助通气（neurally adjusted ventilatory assist，NAVA）模式利用膈肌肌电触发呼吸机送气并根据肌电强度调整送气压力，可有效改善人机同步，但其对插管率、病死率等预后尚存在争议［29］。Prasad等［30］在一项随机对照研究中纳入100例ARF患者，按1∶1分配至NAVA组和压力支持通气（positive pressure ventilation，PSV）组。研究发现，NAVA组与PSV组的失败率（30% vs 32%，P=0.83）和28 d病死率（18% vs 34%，P=0.068）差异均无统计学意义；NAVA组中位人机不同步指数明显低于PSV组（32% vs 58%，P=0.01），而两组患者NPPV治疗时长、住院时长、不良事件等差异均无统计学意义。然而对急性加重期慢阻肺患者（NAVA组30例，PSV组31例）进行亚组分析显示，NAVA可显著降低急性加重期慢阻肺患者28 d病死率。作者提出，慢阻肺患者因存在内源性呼气末正压，从膈肌收缩到气道压力、流量出现改变需要更长的时间，导致利用气道流量触发送气的PSV模式触发时间延长、人机同步降低；而NAVA模式直接利用膈肌肌电触发送气，可有效改善人机同步、带来潜在获益，但此观点仍需要样本量更大的研究进一步证明。

2、NPPV交流增强工具的应用：

沟通障碍（communication impairment）是NPPV治疗的一个常见不良反应，可造成患者依从性下降导致治疗失败。Wong等［31］为评估NPPV过程沟通障碍的严重程度以及交流增强工具（面罩表面放置扬声器）能否改善沟通障碍，在一项随机对照试验中纳入36例诊断为阻塞性睡眠呼吸暂停并接受CPAP治疗的成年患者，随机分入交流增强工具组和模拟装置组。结果显示，和治疗前对比，CPAP治疗过程中患者的单词和句子理解能力分别下降52%和41%；在应用交流工具后，交流工具组比模拟装置组显著改善单词（35% vs 65%，P<0.001）和句子（33% vs 76%，P<0.001）的理解能力。本研究利用客观指标定量评价NPPV过程的沟通障碍，同时肯定了交流增强工具对改善沟通障碍的可行性，为未来推广其在临床的应用提供一定依据。

六、总结和展望

总的来说，本年度NPPV临床研究取得不少进展。在新冠肺炎方面，研究以观察性或回顾性分析为主，提示NPPV可以改善氧合及有可能降低气管插管率，但目前仍然缺乏充分的循证医学证据。在NPPV治疗新发ARF方面，发现DTF和ΔPes可以早期预测治疗失败风险。针对ALS患者早期启动NPPV治疗方面的研究提示，早期NPPV治疗依从性较好且可带来生活质量的改善，未来应进一步探索其对ALS患者远期病死率的影响。针对NPPV辅助慢阻肺患者康复运动的研究提示，NPPV可能通过缓解运动过程的DH提高康复强度，但个体化滴定EPAP无额外获益。在NPPV技术优化方面，NAVA通气模式可改善人机同步，但对临床预后无显著获益，未来可进一步探索存在临床获益的目标人群；交流增强工具的应用可以改善NPPV疗效和患者依从性。期待未来可以有更多相关循证学依据，促进NPPV的发展。

参考文献（略）

作者：查姗姗 何振锋 关力理 牛建一 傅帏 陈荣昌；单位：南方科技大学第一附属医院 暨南大学第二临床医学院 深圳市人民医院 深圳市呼吸疾病研究所；广州医科大学附属第一医院 广州呼吸健康研究院 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

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2021

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2021 [J] . 中华结核和呼吸杂志, 2022, 45(1) : 72-77. DOI: 10.3760/cma.j.cn112147-20211116-00808.

本文完

排版：Jerry