ARDS患者的无创呼吸支持：HFNC vs NPPV

黄絮国家呼吸医学中心中日友好医院呼吸与危重症医学科发布于2023-04-06 浏览 3971 收藏

作者：黄絮

单位：国家呼吸医学中心中日友好医院呼吸与危重症医学科

ARDS作为呼吸危重症领域最重要的综合征，仍存在高发病率和高病死率的特征。2016年LUNG-SAFE研究发现，ICU住院患者中有10.4%是ARDS患者，其中机械通气患者有23.4%是ARDS[1]。国内外流行病学显示ARDS的病死率持续居高不下（35%～48%）[2]。ARDS患者使用有创通气比例较高，我国CHARDS研究显示，76.5%的ARDS患者使用了有创通气，但其中有7.8%的患者发生有创通气相关气压伤（气胸占4.3%），22.3%发生医院获得性肺炎，随着ARDS严重程度的增加，医院获得性肺炎的发生率也呈上升趋势。因此，有创通气虽然能够给一部分ARDS患者带来生的希望，但也会导致部分ARDS患者出现呼吸机相关性肺损伤（ventilation-associated lung injury，VALI），并严重影响患者的预后。对于ARDS患者，能否早期使用无创呼吸支持策略来替代有创通气，避免有创通气带来的相关并发症甚至改善患者预后是我们比较关心的话题。

无创呼吸支持包括氧疗和无创正压通气（NPPV），与有创通气相比，无创呼吸支持有其独特的优势[3]，例如：①能够保留上气道的生理和解剖结构，使上气道的保护能力得以保存；②患者自主呼吸也能使膈肌维持较好的功能，避免膈肌萎缩；③避免有创通气以及气管插管带来的相关并发症；④保持患者清醒状态及其与环境的互动性，增强患者治愈疾病的信心。

一、标准氧疗 vs HFNC vs NPPV在ARDS患者中的应用

2020年JAMA发表的一篇Meta分析比较了标准氧疗、HFNC和NPPV三种呼吸支持方式对于急性低氧性呼吸衰竭（AHRF）患者的影响[4]。该研究发现，相较于HFNC和NPPV，标准氧疗在治疗AHRF方面效果最差。这一Meta分析告诉我们，与标准氧疗相比，采用无创呼吸支持（包括HFNC和NPPV）与较低的死亡风险有关。因此，对于ARDS患者，目前很少使用标准氧疗。

二、HFNC与NPPV在ARDS患者中的应用

HFNC和NPPV在临床应用中各具优势。HFNC能够提供21%~100%的FiO2，以及高达60 L/min的流量，且具有良好的加温加湿功能。此外，HFNC还可提供低水平PEEP（3～5 cmH2O），具有死腔冲刷作用，降低患者上气道阻力和呼吸功。因此，其在AHRF和ARDS患者中的应用较多。但ARDS患者有相当一部分萎陷的肺泡需要更高的正压通气打开，而HFNC所提供的正压可能无法达到这一目的，不能很好地解决肺不张、分流和低氧的问题。此外，如果仅予以HFNC，ARDS患者可能仍然会存在深大窘迫的呼吸，进而可能会导致患者诱导的肺损伤（P-SILI）。而NPPV也可以提供21%~100%的纯氧，也具有良好的加温加湿功能，并且还能提供更高水平的PEEP和吸气压力，降低患者呼气功，但部分患者对NPPV的耐受性差。此外，咳痰不给力也是其存在的问题，HFNC时患者可以随时咳痰，而在NPPV时，很容易将痰吹至深部，如果患者要咳痰，需要反复摘下面罩，也会影响NPPV的效果。由于NPPV本身也是正压，也可能导致正压通气相关的肺损伤。HFNC和NPPV这两种无创呼吸支持方式一旦失败，需要气管插管，则患者死亡率会显著升高。

鉴于上述，临床应用HFNC和NPPV时会出现一系列问题，如：HFNC或NPPV能否使ARDS患者获益？哪些人群可能获益？哪些患者更适合HFNC，哪些患者可以尝试NPPV？具体操作注意事项有哪些？

1. HFNC或NPPV能够使ARDS患者获益吗？

2004年，Keenan等[5]的Meta分析纳入了1980—2003年所有关于AHRF的随机对照试验（RCT），除外心衰患者，研究旨在分析与标准氧疗相比，NPPV能否改善患者气管插管率、住院病死率、ICU住院时间等指标。研究共入组了8项RCT的366例患者，结果发现：与标准氧疗相比，使用NPPV后，气管插管率明显下降（RR 23%，95%CI 10%～35%），ICU住院时间缩短（绝对值减少2天，95%CI 1～3天），ICU住院病死率降低（绝对风险降低17%，95%CI 8%～26%）。

早期研究的异质性较强，纳入患者的病因、病情严重程度等的差异均较大，此后陆续有一些队列研究对NPPV进行了更深入的探索。2006年发表的一项观察性队列研究最终纳入了2个ICU中54例符合要求的急性肺损伤（ALI）患者，初始使用NPPV，结果显示NPPV失败率高达70.3%（38/54），合并休克、代谢性酸中毒和严重低氧患者，NPPV更容易失败，因此对该类患者应谨慎尝试NPPV，或者不尝试[6]。

另一项前瞻性多中心队列研究在3个欧洲国家的ICU中开展，纳入了147例初始使用NPPV的ARDS患者，结果显示：54%的患者避免了气管插管，而且NPPV在降低呼吸机相关性肺炎（VAP）发生率和ICU病死率方面发挥了很大作用。研究也发现，如果患者病情较重，或NPPV 1 h后氧合指数仍低于175 mmHg，则NPPV更容易失败[7]。

2012年，詹庆元教授牵头开展了一项设计严谨的多中心RCT研究，对比NPPV和标准氧疗治疗轻度ARDS的效果，结果发现，与标准氧疗相比，无创通气能够明显降低气管插管率和病死率[8]。这些患者之所以能够从NPPV中获益，可能与入排标准有关。该研究入组了轻度ARDS患者，排除了PaCO2＞50 mmHg以及SOFA评分≥3分的患者。该研究提示我们，对于不伴随其他脏器功能不全的轻度ARDS患者，无创通气很可能是有效的。当然由于研究病例数偏少，仍不能定论。

最新的Meta分析入组了6个RCT，比较了NPPV和普通氧疗在ARDS患者中的效果。纳入患者的氧合指数在100～300 mmHg之间，呼吸频率27～38次/min。结果显示：与标准氧疗相比，NPPV可以降低患者的气管插管率达40%左右，也有降低ICU病死率的趋势[9]。需要注意的是，该Meta分析入组的RCT病例数普遍较少，最少只有15例，最多有81例。

基于前期的研究结果，2012年柏林标准推荐无创通气作为轻度ARDS的治疗措施。2016年，中华医学会呼吸病学分会呼吸危重症医学学组《急性呼吸窘迫综合征患者机械通气指南（试行）》中也进行了相关的Meta分析，虽然没有达到统计学差异，但无创通气总体上还是有降低气管插管率、ICU病死率及住院病死率的趋势[10]。

2019年，北京朝阳医院牵头了一项多中心、前瞻性RCT，研究纳入10个省份21家附属医院的300例患者，符合入选标准后24 h内随机分为无创通气（NIV）组或venturi面罩组，NIV组入组前3天每日使用时间不得低于16 h。该研究入组的是肺炎所致轻度ARDS患者（venturi面罩0.5，氧合指数200～300 mmHg），排除了严重脏器功能衰竭、NIV禁忌、无法配合及肺外原因所致ARDS患者。通过基线数据可以发现，绝大多数患者都是社区获得性肺炎。但该研究并未发现NIV组和标准氧疗组在气管插管需求方面的差异，也未发现两组患者病死率存在统计学差异[11]。

这样的结果令人惊讶，也驱使我们探究导致这种阴性结果的原因，最终分析认为可能是入选患者病情太轻，这些患者有相当一部分筛选自病房，平均呼吸频率25次/min，患者呼吸窘迫并不明显，使用标准氧疗也能够获得一定的治疗效果。另外，该研究对照组仅有7例（共98例患者）气管插管，不能由NIV带来更多益处。

NPPV能改善ARDS患者预后吗？综合前述所有研究结果，NPPV至少能够降低气管插管率，但对于病死率等硬指标，目前的研究结果仍然存在差异，需要更大规模的临床研究。NPPV能使哪类ARDS患者获益？临床中选对患者至关重要。通过前述研究发现，氧合和呼吸频率是选择NPPV患者的主要参考指标。如果NPPV成功了，则患者预后较好；如果NPPV失败，则预后较初始插管患者更差。因此，早期预测NPPV失败，尽早气管插管非常重要。

2. 哪些ARDS患者可能从NPPV中获益？

NPPV指征：①清醒；②痰少，咳痰能力好；③早期/轻中度呼吸衰竭（氧合指数≥150 mmHg）；④不合并其他脏器功能不全或衰竭；⑤SAPSⅡ评分≤34分；⑥病情可逆（术后、创伤）；⑦免疫抑制患者。偏轻的ARDS患者（氧合指数＞200 mmHg且呼吸频率＜25次/min）可能很难从NPPV中获益。

早期识别无创失败高风险人群也很重要。2013年的一项研究发现，轻度ARDS患者的气管插管率（31%）显著低于中重度ARDS患者（60%～85%）。此外，SAPSⅡ评分高、合并癌症、格拉斯哥评分低、基础有休克或氧合差、治疗过程中耐受性差，NPPV越容易失败[12]。此外，患者的呼吸频率和潮气量也特别重要[13]。当给患者进行无创通气治疗时，如果患者呼吸频率仍然很快，潮气量很大，NPPV失败的可能性较大。

国内段均教授带领团队在2017年开发了以心率、酸中毒（pH评估）、意识（格拉斯哥昏迷评分）、氧合情况（PaO2/FiO2评估）、呼吸频率（heart rate, acidosis, consciousness, oxygenation and respiratory rate，简称HACOR指数）5个变量在Ⅰ型呼吸衰竭患者中建立预测无创通气失败的量表。以HACOR指数5分作为判断阈值，＞5分预示患者无创通气失败风险高[14]。这一量表可以帮助我们在临床上方便、快速地预测无创通气失败风险。

NPPV的连接方式与成功率也有相关性。一项RCT研究比较了面罩NIV和头盔NIV治疗ARDS的临床效果，研究预计入选206例患者，但当头盔NIV组和面罩NIV组分别入选44例和39例患者时，试验提前终止。原因是研究者们发现头盔NIV组患者的预后显著优于面罩NIV组，头盔NIV组患者的气管插管率、无机械通气时间、90 d病死率及住院病死率均显著低于面罩NIV组[15]。因此，如果有条件，尽量选择头盔NIV。

NPPV成功的窍门除了选择适合NPPV的ARDS患者外，NPPV期间对氧合指数、分钟通气量、呼吸频率、意识状态、pH以及耐受性进行监测，尽早预测哪些患者可能失败也尤为重要。早期发现NPPV失败迹象并转为有创通气，对患者预后影响不大，而延迟插管则会显著影响患者的预后。

3. 哪些ARDS患者更适合HFNC？

目前在HFNC治疗ARDS方面尚无RCT研究，但2015年N Engl J Med 杂志发表了一项关于HFNC、标准氧疗和NPPV治疗AHRF的RCT研究或许能够带给我们一些启示。研究纳入310例患者，分为HFNC组（106例）、NIV组（110例）和标准氧疗组（94例）。通过三组患者的基线数据可以发现，在引起AHRF的疾病中绝大部分也可引起ARDS，包括肺炎（CAP/HAP）、肺外原因所致脓毒症、溺水、误吸等。结果发现，与标准氧疗组和NIV组相比，HFNC组的气管插管率有下降趋势，尚未达到统计学差异，但在氧合指数≤200 mmHg亚组，HFNC具有更低的气管插管率。此外，相较于标准氧疗组和NIV组，HFNC组患者90 d存活率、ICU存活率以及28 d无机械通气时间都更低[16]。

该研究带给我们的启示：①HFNC自带的生理作用给患者较好的舒适度和配合度；②NPPV患者每日至少8 h，但剩余时间HFNC，正压带来的好处可能被稀释；③相当一部分轻度ARF患者可能本来就不需要NPPV；④NPPV组患者Vt＞9 ml/kg PBW，可能导致VILI的发生；⑤该研究中，在所有AHRF患者中，只有不足1/8的患者入组，其外推性仍值得探讨。

与NPPV类似，HFNC治疗失败后延迟插管也会增加患者病死率[17]。而且导致失败的原因与NPPV也非常相近，如患者意识水平下降（GCS评分）、病情严重（SOFA和APACHEⅡ评分高）、应用血管活性药、治疗1 h后患者PaO2无明显改善、辅助呼吸肌参与、呼吸频率高且持续存在、胸腹矛盾呼吸或同时存在其他脏器功能不全/衰竭都提示HFNC治疗失败[18, 19-22]。

4. HFNC或NPPV具体操作注意事项有哪些？

无创呼吸支持最主要的副作用就是P-SILI（深大且快速的呼吸），如何才能改变这些患者的呼吸形式？①降低呼吸驱动：在严密监测下可以谨慎地小剂量/间断使用丙泊酚、咪达唑仑及阿片类药物；②更高的PEEP（10～15 cmH2O），可使ARDS患者肺部病变更均匀，避免钟摆效应的出现；③使用头盔NPPV；④HFNC更高的流量（40～60 L/min）；⑤密切监测，及时切换有创通气。监测指标包括氧合指数、SpO2/FiO2、呼吸频率、潮气量、食道压、ROX指数及HACOR评分等，这些指标都能够帮助及早发现患者无创呼吸支持失败的迹象，便于早期气管插管。

迄今为止，有关HFNC和NPPV的Meta分析中的结果仍然是阴性，尤其是在ICU中使用较多的面罩NPPV和HFNC的比较，无论病死率还是气管插管率，二者之间并无明显差异。因此，HFNC与NPPV孰优孰劣尚无定论。但前文所述我们关心的几个问题或许已经有了答案：①HFNC或NPPV能够使轻中度ARDS且病情总体不重的患者获益；②痰多、舒适性要求高的患者更适合HFNC，而呼吸更为窘迫、对正压有需求、有反应的患者可尝试NPPV；③有条件的患者应选用头盔NPPV。需要强调的是，无论哪种无创呼吸支持方式，都要密切观察患者的反应，及时决策是否行气管插管有创通气。

三、小结

HFNC和NPPV在循证医学方面难分伯仲，患者的选择需要根据其病情严重程度以及对咳痰和正压的需求进行判断。在使用无创呼吸支持过程中，一定要密切监测患者的耐受性、氧合是否改善、呼吸驱动是否下降、全身情况是否加重等，根据无创呼吸支持失败的迹象及时切换为有创通气，这样才能更好地应用无创呼吸支持方式为ARDS患者服务。

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作者简介

黄絮

中日友好医院呼吸与危重症医学科副主任医师，医学博士
中国医师协会重症医学医师分会青年委员会委员
中华医学会呼吸病学分会呼吸治疗学学组委员
中国老年学和老年医学学会老年呼吸与危重症医学分会委员
中国康复医学会呼吸康复专业委员会呼吸与危重症医学学组委员
北京医学会重症医学分会青年委员会委员
美国AHA心肺复苏主任导师
Thorax 杂志中文版编委
北京市住院医师规范化培训第二届专业委员会委员
国家感染防控专家库成员

【注：本文仅用于学术内容的传播和交流，不用于任何商业和推广】

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