探究健康清醒成年人上呼吸道和喉部对无创通气的阻力

《Physiological Reports》：Exploring upper airway and laryngeal resistance to noninvasive ventilation in healthy awake adults

非侵入性通气（NIV）期间，上呼吸道（Ruaw）和声门下（Rtl）气流阻力动态变化，Ruaw显著高于Rtl，且随IPAP升高阻力增加，与喉镜观察的结构变化一致。研究采用10名健康成人，通过压力传感器和肺量计测量，比较IPAP10/4和15/4两种设置下的阻力差异，发现IPAP15时上呼吸道阻力升高更明显（p=0.048），提示需个体化调整NIV参数以平衡疗效与阻力风险。

　　本研究旨在探讨非侵入性通气（NIV）过程中上呼吸道和声门区域的气道阻力变化情况，通过测量并分析不同压力设置下的气流和压力数据，揭示NIV对气道阻力的影响机制。非侵入性通气作为一种重要的呼吸支持手段，常用于辅助患者进行呼吸或咳嗽，而不需插管或气管切开。其工作原理依赖于上呼吸道的通畅性，因此了解NIV在不同压力设置下对气道阻力的具体影响，对于优化治疗方案、提高患者舒适度以及增强治疗依从性具有重要意义。

在正常呼吸过程中，气道阻力通常维持在一个较低的水平，主要来源于上呼吸道，尤其是声门部位。然而，当引入NIV的正压支持时，这种阻力模式会发生显著变化。研究团队在本实验中采用了一种结合连续视频记录的经鼻内镜检查和同步气道压力测量的方法，通过在声带上方和下方放置压力传感器，以及在面罩处使用气流测量装置（pneumotachograph），对气道阻力进行了精确的量化分析。这种方法能够有效区分上呼吸道阻力（R_uaw）和跨声门阻力（R_tl），并结合临床观察，评估NIV过程中气道结构的变化如何影响气流阻力。

研究结果显示，在IPAP（吸气正压）为10 cmH₂O、EPAP（呼气正压）为4 cmH₂O的设置下，上呼吸道阻力为4.25/4.21 cmH₂O/L/s，而跨声门阻力则为2.20/3.45 cmH₂O/L/s。当IPAP提高至15 cmH₂O时，上呼吸道阻力增加至5.18/5.73 cmH₂O/L/s，跨声门阻力则为2.31/3.83 cmH₂O/L/s。总体来看，上呼吸道阻力始终高于跨声门阻力，尤其是在吸气阶段，其差异具有统计学意义（p=0.001和p=0.012）。而在EPAP为4 cmH₂O的条件下，呼气阶段的上呼吸道阻力也显著高于跨声门阻力（p=0.048）。这表明，在NIV过程中，上呼吸道对气道阻力的贡献远大于声门区域，且随着IPAP的升高，气道阻力呈现出上升趋势。

此外，研究还发现，NIV过程中的气道阻力并非静态不变，而是具有动态变化的特性。例如，在吸气开始时，阻力达到峰值，随后逐渐下降；而在呼气阶段，尽管IPAP设置不变，但气道阻力仍表现出一定的波动。这种动态变化与内镜下观察到的声门结构活动密切相关。在NIV干预期间，所有参与者均表现出声带和会厌折叠的吸气阶段活动，而在呼气阶段则出现相反的运动趋势。部分参与者在吸气过程中观察到会厌的高抬或后退，以及喉部狭窄的现象，这些变化可能进一步影响气道通畅性，导致阻力增加。这些发现与气道阻力曲线的变化趋势相吻合，表明NIV对气道结构的动态影响是真实存在的，并且需要在临床实践中加以关注。

值得注意的是，本研究中采用的测量方法虽然提供了较为准确的阻力数据，但仍存在一定的局限性。例如，由于测量点位于面罩处，因此假设所有气流均能顺利到达声门区域，这可能导致跨声门阻力的低估。此外，研究使用了较高剂量的利多卡因（Lidocaine）进行局部麻醉，虽然有助于减少患者的不适感，但其对气道结构和功能的潜在影响仍需进一步研究。特别是在临床实践中，NIV常用于治疗呼吸衰竭患者，而这些患者通常存在更为严重的气道狭窄或结构异常，因此本研究的结果可能无法完全适用于此类人群。然而，尽管存在这些限制，本研究仍为理解NIV过程中气道阻力的动态变化提供了重要的基础数据，并为未来在临床中优化NIV参数设置提供了科学依据。

研究还强调了NIV对上呼吸道和声门结构的潜在影响。在正常呼吸条件下，上呼吸道阻力占整体气道阻力的25%至50%，而在NIV过程中，这种阻力可能进一步增加。特别是在较高的IPAP设置下，如IPAP15 cmH₂O，上呼吸道和跨声门阻力均出现显著上升。这可能是由于正压通气对上呼吸道的机械性影响，如软组织的变形、会厌的移动以及声带的闭合等，从而增加了气流通过的难度。因此，尽管NIV的初衷是降低患者的呼吸负担，提高通气效率，但在某些情况下，其对气道结构的刺激可能反而导致阻力增加，进而影响治疗效果。

为了更全面地评估气道阻力的变化，研究团队不仅关注了数值上的差异，还对每名受试者在不同呼吸周期中的阻力曲线进行了定性分析。这种分析方式能够更细致地捕捉到个体间的差异，尤其是在呼吸模式和气道结构方面。例如，部分受试者在吸气过程中表现出更明显的喉部狭窄或会厌后退，而另一些则相对稳定。这些差异可能与个体的生理结构、呼吸习惯以及对正压通气的适应能力有关。因此，在临床实践中，需要根据患者的实际情况进行个性化调整，以确保NIV能够发挥最佳效果，同时减少可能的副作用。

此外，研究还指出，气道阻力的变化可能受到多种因素的影响，包括呼吸频率、气流速度以及外部环境因素。例如，气流速度的增加可能引发气道结构的变形，从而导致阻力的波动。这种现象在非侵入性通气过程中尤为明显，因为正压通气会改变气流的分布和速度，进而影响上呼吸道和声门区域的动态反应。因此，在设定NIV参数时，需要综合考虑患者的生理特征和呼吸需求，以实现最佳的治疗效果。

研究的结论表明，NIV过程中气道阻力的变化主要受到IPAP水平的影响，且上呼吸道对阻力的贡献远大于声门区域。这一发现对于临床实践具有重要的指导意义，尤其是在处理那些对高压力设置不耐受的患者时。通过对阻力的动态监测，医生可以更准确地评估患者的呼吸状态，并根据实时数据调整NIV参数，从而优化治疗效果。此外，研究还建议未来应进一步探索不同压力设置下气道阻力的变化规律，并结合临床数据，为更广泛的患者群体提供个性化的通气方案。

综上所述，本研究通过结合内镜检查和气道压力测量，揭示了NIV过程中上呼吸道和声门区域的阻力变化情况。研究结果表明，NIV在提高通气效率的同时，也可能对气道结构产生一定的影响，导致阻力增加。因此，在临床应用中，合理选择IPAP和EPAP的设置至关重要，以确保既能有效支持呼吸，又不会引起不必要的气道狭窄或不适。此外，本研究还强调了个体化治疗的重要性，提示未来应加强对不同患者群体的气道动力学研究，以进一步提升NIV的临床效果和安全性。