作者：黄巧云 查姗姗 关力理 何振锋 牛建一 陈荣昌

第一作者单位：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 广州医科大学

通信作者：陈荣昌，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 广州医科大学

引用本文: 黄巧云, 查姗姗, 关力理, 等. 无创正压通气临床研究年度进展2024[J]. 中华结核和呼吸杂志, 2025, 48(2): 154-158. DOI: 10.3760/cma.j.cn112147-20241118-00683.

摘要

本综述通过Medline检索2023年10月1日至2024年9月30日期间无创正压通气（NPPV）相关临床研究的文献，系统梳理了2024年度NPPV在急性呼吸衰竭（ARF）和慢性呼吸衰竭（CRF）中应用的最新研究进展。在NPPV治疗ARF方面，通过数字孪生体实验发现过高潮气量相关的自发式肺损伤可能是导致NPPV失败的原因；NPPV期间镇静镇痛剂的使用与病死率增加相关。在慢性阻塞性肺疾病急性加重患者治疗方面，高强度NPPV可显著降低插管率；而高流量鼻导管氧疗作为初始治疗疗效劣于NPPV。在CRF患者家庭NPPV治疗方面，基于法国国家医疗保健系统数据库探索了接受家庭NPPV治疗的慢性阻塞性肺疾病患者的在启动NPPV之前的健康轨迹，提出不同情况下启动家庭NPPV治疗对预后发生影响；国内研究发现，基于物联网对家庭NPPV进行远程管理可进一步改善患者的生活质量及降低再入院风险。预防再插管方面，不同基础疾病对NPPV治疗反应不相同，预防性应用NPPV可降低肥胖患者术后、而非急性脑损伤患者的再插管风险。在NPPV技术改进方面，有学者联合储氧袋和中流量氧疗制作出简易的Bag-CPAP，可作为资源紧缺时备选通气选择。

无创正压通气（non-invasive positive pressure ventilation，NPPV）作为一种安全且有效的呼吸支持技术，被广泛应用于各种呼吸疾病和临床场景。为了解NPPV在本年度的研究进展，本文通过Medline检索2023年10月1日至2024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治疗急性呼吸衰竭（acute respiratory failure，ARF）、慢性呼吸衰竭（chronic respiratory failure，CRF）、NPPV预防再插管及技术改进等内容。

一、NPPV在ARF中的应用

NPPV是新发ARF患者重要呼吸支持策略，但其治疗时机及有效性仍未明确。为厘清外部呼吸支持和患者自主呼吸努力如何影响NPPV的疗效，Weaver等 ［ 1 ］ 纳入30例因中重度急性高碳酸血症型呼吸衰竭（acute hypercapnic respiratory failure，AHRF）接受HFNC治疗失败后转为NPPV治疗的患者，并收集患者基线参数，应用已经过验证的心肺模拟器 ［ 2 , 3 ］ 模拟不同呼吸支持时的生理状态。通过测量NPPV治疗前后可获取的全套呼吸生理数据对模拟器进行调适、校准，使其输出的数值尽可能与实测数据相匹配，从而为每个患者构建数字孪生体。结果表明，与治疗失败组相比，治疗成功组具有更低的内源性呼气末正压（intrinsic positive end-expiratory pressure，PEEP i）、更高的有效吸气支持压力（吸气支持压力-PEEP i），差异有统计学意义（ P<0.05）。此外，NPPV治疗成功可显著改善呼吸系统顺应性（+25.0 ml/cmH2O vs.+1.83 ml/cmH2O，P<0.05，1 cmH2O=0.098 kPa），减少自主呼吸努力（NPPV成功组的吸气压平均降低9.7 cmH2O，而失败组的保持不变或增加）。在降低肺损伤风险方面，成功组的总肺应力（-10.9 cmH2O vs. -0.35 cmH2O，P<0.05）和机械功率（-13.4 J/min vs. -1.0 J/min，P<0.05）等肺损伤指标均明显下降。通过数字孪生体区分自主呼吸努力与外部呼吸支持的影响，仅在成功组中观察到自主呼吸努力对肺损伤指标的贡献比例大幅降低。因此研究者认为，在HFNC治疗失败的中重度AHRF患者中，NPPV启动后早期自主呼吸强度的减轻是治疗成功的有利因素；并提示连续监测自主呼吸努力可能是避免NPPV失败的关键，数字孪生体技术在未来或可提供更多参考依据。ARF患者的焦虑或不适所致NPPV耐受性差也被认为是导致NPPV治疗失败的重要驱动因素，理论上可使用镇静镇痛药物予以缓解。为进一步明确ARF患者NPPV治疗期间镇静镇痛药物使用情况及其与病死率/插管率之间的关系，Dunbar等 ［ 4 ］ 回顾了美国Premier数据库2010—2020年相关数据，研究最终纳入433 357例接受NPPV治疗的ARF患者，其中26.7%的患者接受镇痛和（或）镇静药物治疗，以阿片类（19.2%）和苯二氮卓类药物（14.6%）为主。研究表明，NPPV期间镇静药物的使用比例随时间推移逐渐降低，主要表现为阿片类（19.2% vs. 13.0%，P<0.001）和苯二氮卓类药物（14.6% vs. 13.4%，P<0.001）使用减少；而接受右美托咪定（0.1% vs. 2.0%，P<0.001）的患者比例则随年份增大而有所增加。校正混杂因素后发现，与未接受镇静或镇痛药物治疗相比，接受任何镇静镇痛药物治疗都与插管或病死率增加相关，其中以单独接受右美托咪定（aOR=1.96，95% CI：1.71~2.24）相关性最强。考虑ARF治疗结果因呼吸衰竭病因而异，研究据此将患者分为4组：阻塞性肺疾病、ARDS、充血性心力衰竭和混合性呼吸衰竭，并发现与阻塞性肺疾病（6.8%，95% CI：6.7%~6.9%）、混合性呼吸衰竭（7.2%，95% CI：7.0%~7.4%）和充血性心力衰竭（5.1%，95% CI：4.8%~5.3%）患者相比，ARDS 患者插管率更高（13.4%，95% CI：13.1%~13.7%）；在病死率方面也观察到类似结果。该研究结果提示在NPPV治疗ARF患者期间使用镇静和（或）镇痛药物与不良预后存在关联。由于数据库中缺乏药物使用的具体数据（如药物使用时间、剂量及适应证等），研究无法进一步探讨镇静和（或）镇痛药物使用指征以及NPPV期间镇静药物的使用比例与NPPV治疗时间的关系，未来仍需更多前瞻性研究克服上述局限，进一步探讨其潜在获益人群从而更全面评估镇静和（或）镇痛药物在NPPV治疗中的作用及对临床结局的影响。NPPV是治疗慢阻肺病急性加重合并AHRF的一线治疗方式 ［ 5 ］ ，但高强度NPPV是否带来额外获益、NPPV与高流量鼻导管氧疗（high-flow nasal cannula oxygen therapy，HFNC）疗效对比仍有争议，本年度有学者针对该问题展开进一步探讨。为探索高强度与低强度NPPV在治疗慢阻肺病急性加重合并AHRF患者中的疗效差异，Luo等 ［ 6 ］ 发起前瞻性多中心研究，首要研究终点为气管插管率。该研究在对前300例患者进行中期分析后，数据和安全监督委员会及研究指导委员会终止了该实验。基于已纳入的300例患者，其中高强度组147例，高强度NPPV组治疗后2和72 h的平均吸气相气道正压（inspiratory positive airway pressure，IPAP）均为25 cmH 2O，低强度NPPV组的IPAP由17 cmH 2O增至18 cmH 2O（2 h：25 cmH 2O vs.17 cmH 2O， P<0.001；72 h：25 cmH 2O vs.18 cmH 2O， P<0.001）。研究结果显示，高强度NPPV组气管插管率明显低于低强度组（4.8% vs. 13.7%， P=0.004），两组病死率、住院天数无显著差异，但高强度组腹胀发生率高于低强度NPPV组（37.4% vs. 25.5%）。该研究表明，与低强度NPPV相比，应用高强度NPPV治疗可显著降低患者治疗失败风险（气管插管），但仍需要关注高强度NPPV潜在并发症的发生。

为比较NPPV和HFNC作为慢阻肺病合并中度失代偿AHRF患者初始呼吸支持方式的疗效，Tan等 ［ 7 ］ 将慢阻肺病急性加重患者（pH值为7.25~7.35且PaCO2≥50 mmHg，1 mmHg=0.133 kPa）随机分配接受NPPV（S/T模式，初始设置：IPAP为8 cmH2O，呼气相气道正压为4 cmH2O）和HFNC（初始设置：40 L/min）治疗，研究主要结局为治疗失败率，定义为需要有创机械通气或更改呼吸治疗模式，次要结果为开始治疗后48 h内的生命体征、动脉血气变化等（若患者接受有创机械通气则停止记录）。研究最终纳入HFNC组113例患者和NPPV组112例患者进行意向性分析，HFNC组较NPPV组治疗失败率更高（25.7% vs. 14.3%），两组间的失败率风险差异为11.38%（95% CI：0.25~21.20， P=0.033），高于预设非劣效性界值（9%），提示HFNC治疗有效性低于NPPV。二氧化碳潴留未能纠正（44.8%）和呼吸窘迫加重（31.0%）是HFNC组治疗失败的主要原因，这一点与NPPV组类似。在CO 2清除方面，开始治疗后1~12 h两组患者的PaCO2均下降，但治疗48 h后，NPPV组的PaCO 2明显低于HFNC组（53 mmHg vs. 57 mmHg， P=0.043）。此外，HFNC组插管率高于NPPV组（14.2% vs. 5.4%， P=0.026），两组ICU住院时间、28 d病死率和耐受度等差异未达到统计学意义（ P>0.05）。该研究提示在慢阻肺病急性加重合并中度失代偿AHRF患者中，HFNC的有效性低于NPPV，故临床医师在选择HFNC作为初始治疗模式仍应当谨慎。

二、NPPV在CRF中的应用

长期家庭NPPV可改善慢阻肺病合并慢性高碳酸血症型呼吸衰竭（chronic hypercapnic respiratory failure，CHRF）患者住院后的无住院生存期，尤其是存在明显日间持续性高碳酸血症（PaCO2>53 mmHg）的患者获益更大（B级证据） ［ 8 ］ 。但长期家庭NPPV的实际应用情况缺乏大型研究报道，如何保证家庭NPPV的质控以优化其治疗效果一直受到学界关注。Pepin等 ［ 9 ］ 基于法国SNDS数据库，描述了慢阻肺病患者启动长期居家应用NPPV前的健康轨迹，并对比了不同轨迹组之间的病死率。研究共纳入54 545例患者，将患者分为4个患者群，患者群1（66%）在门诊或首次急性加重后启动NPPV；患者群2（12%）在过去6个月内发生≥2次严重急性加重后启动NPPV；患者群3（21%）在前一年因严重慢阻肺病急性加重频繁住院开始NPPV；患者群4（1%）在经历多次持续急性加重住院后启动NPPV。男性比例、住院次数、合并症数量从患者群1到患者群4呈逐步上升，且差异具有统计学意义（ P<0.001）。统计开始应用NPPV后2年内的病死率，不同患者之间存在显著差异（ P<0.001）：患者群4的病死率最高，患者群1的病死率最低。该研究指出，慢阻肺病患者开始家庭NPPV治疗前的健康轨迹异质性极大，不同NPPV起始时机病死率也存在显著差异。在缺乏“何时用、针对谁用家庭NPPV”高质量证据的情况下，该研究为家庭NPPV精准的个体化治疗提供了一定的参考。

为应对个体化治疗的需求，基于物联网的远程管理应运而生。Jiang等 ［ 10 ］ 进行了一项多中心随机对照试验，对比基于物联网的远程管理和常规管理对家庭NPPV治疗慢阻肺病合并CHRF患者的有效性，主要观察指标为健康相关生活质量的变化。该研究总计纳入148人，随访时间为12个月，其中73人随机分配至NPPV联合物联网组，医护团队可通过物联网云平台采集每日呼吸机使用相关参数、处理报警并定期进行电话和上门随访。常规家庭NPPV组仅在离院前熟悉NPPV操作，院外不进行远程管理。研究结果表明，在随访第6、12个月，NPPV+物联网组的严重呼吸功能不全问卷评分显著高于常规NPPV组（56.5 vs. 50.0， P<0.001），在慢阻肺病评估测试量表、改良呼吸困难指数、慢性鼻病评估工具评分有类似的结果；两组12个月内再入院风险分别为34.3%和56.0%，调整后风险比为0.56（95% CI：0.34~0.92； P=0.023）；两组均可有效改善氧合和清除CO 2，但无组间差异（ P>0.05）。因此，基于物联网管理家庭NPPV是有效且安全的，不仅改善了健康相关生命质量，还延长了由于慢阻肺病急性加重导致再入院的时间，这种管理模式在卫生保健设施稀缺的低中等收入国家可能获益更大，但相关人员、操作的系统培训和规范仍面临着挑战。

三、NPPV在辅助撤机或预防插管中的应用

对于撤机患者预防性使用NPPV或HFNC是预防再插管的常用策略，但其获益人群仍未明确，本年度针对此问题亦有新的研究进展。为探讨急性脑损伤患者拔管后无创呼吸支持方式与再插管率的关系，Taran等 ［ 11 ］ 对EINO研究 ［ 12 ］ 进行二次分析，最终筛选出1 115例患者纳入本次研究，其中接受常规氧气疗法（conventional oxygen therapy，COT）治疗848例，无创呼吸支持组的267例依据预防性或挽救性使用NPPV或HFNC进一步分为4组。研究结果显示，与传统氧疗相比，预防性应用HFNC（OR=0.97，95%CI：0.54~1.73）与NPPV（OR=0.63，95%CI：0.30~1.32）均未能降低再插管风险；挽救性应用HFNC与NPPV增高再插管风险（Log-rank检验均 P<0.001），再插管最常见的原因是呼吸衰竭（50.6%）和神经功能损害（40.5%）。该研究结果表明预防性应用HFNC及NPPV未能降低脑损伤患者再插管风险，这可能是因为急性脑损伤患者拔管失败原因和神经功能损害、丧失气道保护性反射相关，在选择脑损伤患者进行预防性NPPV应用时，精神-神经状态应被视为重要的参考因素，这些患者常因存在意识障碍或其他神经功能异常，而影响治疗效果。Xie等 ［ 13 ］ 通过荟萃分析发现，在370 617例全身麻醉手术患者中，术后出现拔管后呼吸衰竭导致再插管率为2.1%，不仅增加了患者的发病率和病死率，还导致了更高的医疗成本。为了确定不同类型的无创呼吸支持方式［如HFNC、持续正压气道通气（continuous positive airway pressure，CPAP）和双水平气道正压通气（bi-level positive airway pressure，BPAP）］预防或治疗术后呼吸衰竭中的有效性，Pettenuzzo等 ［ 14 ］ 进行了一项荟萃分析，共纳入28项随机对照试验和5项非随机对照试验。主要研究结局包括再插管率、ICU及医院住院时间、病死率、患者舒适度和医院获得性肺炎发生率。结果显示，与COT相比，仅BPAP显著降低了再插管率（OR=0.49，95%CI：0.28~0.87，P=0.015）、医院获得性肺炎的发生率（OR=0.55，95%CI：0.33~0.90，P=0.019）和ICU病死率（OR=0.39，95%CI：0.17~0.90，P=0.027），而CPAP和HFNC组均与COT组无显著差异。该研究表明，BPAP在治疗术后呼吸衰竭方面存在更大优势，尤其是在高风险患者中，而HFNC和CPAP的效果则相对有限。

肥胖患者因呼吸生理改变，其腹部手术后出现膈肌功能障碍以及撤机后再插管风险更高。基于NIVAS试验 ［ 15 ］ ，Jaber等 ［ 16 ］ 进行了一项事后分析，旨在比较肥胖患者腹部手术后7 d内出现急性低氧血症性呼吸衰竭后，挽救性接受NPPV或COT支持的再插管率差异。结果显示，NPPV组的再插管率显著低于COT组（31% vs. 56%，P=0.03），此外，NPPV组30 d内无呼吸机支持时间显著少于COT组（23.2 d vs. 25.4 d，P=0.04），且发生ICU获得性肺炎的患者更少（2% vs. 18%，P=0.04），但二者的30 d生存率差异无统计学意义（98% vs. 85%，P=0.08）。该研究表明，NPPV可显著降低肥胖患者腹部手术后出现ARF后7 d内的再插管风险，但应再深入探索对长期结局的影响，以提供更明确的结论。

四、技术改进

在新冠肺炎大流行期间，由于有创呼吸机和专业人员的短缺，部分患者未能及时获得必要的通气支持。CPAP作为一种替代方案，使用简单的氧气源设备即可提供通气支持，与传统氧疗相比，有助于降低 COVID-19 相关AHRF患者的插管需求和死亡风险 ［ 17 ］ 。然而，不同的CPAP设备在提供最佳呼吸支持和满足氧气需求方面性能各异。基于节俭创新的理念，de Beaufort等 ［ 18 ］ 利用储氧袋开发出一种仅需5~15 L/min氧流量即可维持吸氧浓度与吸氧压力的新型CPAP（Bag-CPAP），旨在降低氧气消耗，同时有效满足ARF的治疗需求。研究者分别在ASL5000模拟肺（中度和重度通气需求模型，吸氧浓度目标分别为40%~60%和80%~100%）和20例AHRF患者中，与其他无创呼吸支持方式对比其维持吸氧浓度的效能。体外实验结果显示，与家用CPAP机相比，满足中度和重度通气需求的前提下，Bag-CPAP的用氧效能更优（中度：5 L/min vs. 12 L/min；重度：15 L/min vs. 30 L/min），但其在维持气道正压、降低呼吸做功方面略显不足。在临床研究中，Bag-CPAP耐受性良好，可提供高（>90%）和中等（>50%）氧浓度，氧气流速分别为8（7~9）L/min、15（15~16）L/min，同时可改善患者呼吸困难评分，显著增高SpO2。在面临突发公共卫生事件时，Bag-CPAP可在呼吸机不足、氧气源欠缺的情况下为ARF患者治疗提供新的选择，但仍待更多研究来证实其是否能在受限环境下达到预期的临床获益。总体而言，本年度NPPV在临床中的应用研究取得一定的进展。NPPV在ARF中通过数字孪生体技术的应用及镇静镇痛策略的优化展现出广泛的前景。在慢阻肺病急性加重的管理中，与常规低强度NPPV相比，高强度NPPV和HFNC作为初始治疗方式，揭示了不同无创呼吸支持策略对患者预后的影响。对于居家NPPV治疗的CRF患者，本年度关注启动NPPV前的个体化差异和基于物联网的远程个体化管理，为家庭NPPV的应用提出了新的思考。在预防插管方面，多个研究结果表明根据不同人群特征选择最佳无创呼吸支持策略的重要性。此外，在技术改进方面，Bag-CPAP提供应急场景下新的通气选择。展望未来，期待更多高质量文章，推动NPPV在多学科领域的广泛应用。

参考文献（略）