头盔无创通气在急性低氧性呼吸衰竭中的肺保护策略与临床应用进展

《Current Opinion in Critical Care》：Lung-morphology-guided mechanical ventilation in ARDS patients

本综述深入探讨了头盔无创通气（NIV）在急性低氧性呼吸衰竭（PaO2/FiO2< 200 mmHg）管理中的生理学优势与临床应用。文章系统阐述了头盔NIV相较于传统面罩在提供更高呼气末正压（PEEP）、改善氧合、降低患者自致肺损伤（P-SILI）风险方面的独特价值，并强调了其在ICU环境中通过个体化设置实现肺保护通气的关键作用。推荐给重症医学、呼吸治疗领域的临床医生及研究者阅读。

　　

引言

头盔无创通气（NIV）已成为中度至重度急性低氧性呼吸衰竭初始管理的一种有前景的策略。其独特设计允许安全应用更高的呼气末正压（PEEP），并且与面罩NIV相比，治疗时间更长，舒适度和耐受性更佳。生理学证据和早期临床试验表明，在急性低氧性呼吸衰竭早期阶段对选定患者应用头盔NIV，可以减轻吸气努力，改善氧合，并可能预防患者自致肺损伤（P-SILI），从而改善临床结局。然而，该接口独特的机械特性要求特定的呼吸机设置、细致的监测和谨慎的患者选择，以优化其有效性和安全性。

头盔无创通气：是什么

头盔可用于通过一个透明、柔软、无乳胶的头罩输送持续气道正压（CPAP）或压力支持通气（PSV），该头罩包围患者的整个头部，并通过软颈圈在颈部密封。与面罩相比，头盔提供了更大的舒适度和耐受性，允许更长的持续治疗时间，而避免了前者常伴随的不适和皮肤损伤。

本综述重点关注压力支持模式下的头盔无创通气（头盔NIV）的应用。头盔NIV应用的生理学原理源于该接口影响人机互动的特定特性。首先，与面罩相比，头盔可以安全有效地输送更高水平的PEEP。更高的PEEP有可能在更严重的低氧血症患者（PaO₂/FiO₂≤ 200 mmHg）中，特别是在疾病早期阶段，降低P-SILI风险。这是通过肺复张、肺泡稳定化减少通气不均一性、改善氧合、尾向膈肌位移和减少吸气努力来实现的。头盔的设计将压力均匀分布在颈部和头部周围，最大限度地减少了不适、压疮和漏气等副作用，从而允许更高水平的PEEP长时间应用。可以使用耳塞来减轻噪音和压力引起的不适。

然而，头盔的使用也带来了特定挑战，因为其增加的顺应性和死腔影响了人机互动，需要特定的设置才能有效运作。这些与接口相关的因素可能导致呼吸机触发和切换延迟，导致整体同步时间缩短。在头盔NIV期间，由于头盔内部容积大以及由此产生的压力变化缓冲作用，加上接口固有的顺应性，会发生触发和呼气切换延迟。后者也减慢了整个呼吸周期中气道压力的上升和下降。为了最大限度地减少这些影响并提高接口性能，通常使用更高的PEEP和压力支持（PS）水平，以及非常短的加压时间（斜坡）。然而，值得注意的是，剩余的不同步程度并不一定代表不良事件，甚至可能是有益的。重要的是，在异步触发和切换关闭期间，当呼吸机阀门关闭时，患者仍然可以从接口的内部容积产生气流或向其中呼气。这可以防止等长收缩和气流饥饿感。与面罩NIV不同，触发延迟不会转化为延迟或延长的肺充气。发生在触发阶段的强烈等长收缩可能导致不适和吸气努力增加，并重要的是，促进局部不均一性（即 pendelluft）的发生，导致依赖区域肺组织的局部过度拉伸。然而，在头盔NIV期间，在吸气阀打开前从内部容积产生气流的可能性有助于防止上述现象。此外，负性胸膜压力波动与呼吸机产生的气道压力激增的解耦，有助于减轻由完全同步引起的经肺驱动压（肺应力）的逐次呼吸增加。高PEEP改善氧合和肺复张、压力支持减轻呼吸肌负荷以及中度不同步减轻经肺驱动压上升的综合效应，共同导致了与高流量鼻氧（HFNO）相比，头盔NIV观察到的吸气努力和动态肺应变的降低，尽管潮气量可能增加。与头盔CPAP相比，头盔NIV主要减少吸气努力。

头盔无创通气：适用人群

指南并未对低氧血症患者使用头盔NIV提供结论性的推荐或反对意见。然而，NIV在该情况下经常使用，成功率不一，并且存在关于面罩NIV可能延迟插管和增加死亡率的担忧。最近，大型荟萃分析和越来越多的在低氧血症患者群体中进行的随机对照试验（RCT）表明，头盔NIV在中度至重度急性低氧性呼吸衰竭中可能优于其他无创策略。然而，证据仍然局限于特定的环境和样本（最近主要限于COVID-19引起的ARDS），并且主要来自单中心试验或在具有长期使用经验的中心进行的研究，妨碍了对临床获益（如果有的话）的任何结论性评估。在这方面，在COVID-19患者中进行的最大规模RCT显示，头盔NIV与接受其他无创策略组合治疗的对照组在临床结局上没有差异。该试验入组的患者患有严重的低氧血症，并且在呼吸衰竭进展的相对晚期阶段被纳入。这引发了担忧，即他们可能是在头盔NIV的生理学益处（例如通过预防P-SILI来防止进一步肺损伤）可以实现的最佳临床窗口期之外被招募的。此外，该研究的一个显著局限性是对照组缺乏标准化，其中NIV的使用率也很高。综上所述，这些研究表明，头盔NIV是急性低氧性呼吸衰竭非常有前景的一线策略，特别是在中度至重度低氧血症（PaO₂/FiO₂< 200 mmHg）病例中早期开始并长时间应用时。然而，与所有其他无创呼吸支持策略类似，当无创治疗失败时，不应延迟升级为有创通气。在这方面，与面罩NIV相比，头盔带来了显著的监测挑战，因为无法在床边可靠评估潮气量和P0.1。此外，即使采用优化设置，头盔支持策略也与最小但仍存在的CO₂重复呼吸相关，必须通过动脉血气测量仔细评估。比较头盔NIV、HFNO和头盔CPAP的大型多中心RCT目前正在进行中。

同时，现有的生理学证据强调了头盔NIV可能在选定的患者亚组中特别有益。在比较头盔NIV和HFNO的HENIVOT试验的事后分析中，较低的基线动脉二氧化碳分压（PaCO₂< 35 mmHg）确定了在避免气管插管方面更可能从头盔NIV中获益的患者。当食管监测不可行时，PaCO₂可以作为更高分钟通气量的替代标志物，这源于更强烈的努力，有助于临床医生识别不同的患者表型或评估疾病严重程度。类似地，两项比较头盔NIV与HFNO和头盔CPAP的小型生理学随机交叉试验报告称，头盔NIV能更大程度地减少吸气努力，特别是在HFNO期间表现出高努力的患者中。在这些患者中，努力的减少抵消了压力支持引起的气道压力增加，最终导致经肺驱动压不变甚至更低。相反，在HFNO期间吸气努力中度较低的患者，与头盔CPAP相比，使用头盔NIV时动态经肺驱动压增加，尽管氧合改善相似。这些发现表明，头盔NIV期间的压力支持水平应个体化，以控制吸气努力，同时最小化经肺驱动压（肺应力）的增加。头盔NIV（具有可变的压力支持）似乎最适合吸气努力高的患者，因为HFNO和头盔CPAP不足以控制它。相比之下，对于努力程度较轻的低氧血症患者，头盔CPAP和HFNO可能更可取，它们提供氧合益处而不增加肺应力。

综上所述，最新证据表明，头盔NIV可能在中度至重度低氧血症患者（PaO₂/FiO₂< 200 mmHg）中产生最大的生理和临床益处，特别是当他们表现出强烈的吸气努力（>10 cmH₂O）时。

头盔无创通气：应用时机

头盔NIV的启动时机对其在急性低氧性呼吸衰竭中的疗效至关重要。在初始、更急性期早期应用高PEEP——此时对PEEP的反应通常最大——可能提供最大益处。肺泡复张，结合减少的吸气努力，可以降低肺应力和动态肺应变，从而减轻炎症级联反应并减缓损伤进展。事实上，强烈的吸气努力会显著增加肺应力并促进有害现象如 pendelluft，如果未被发现并持续存在，可能会加剧肺损伤。在症状出现或ICU入院后早期 versus 晚期开始治疗的试验中观察到的结局差异，似乎证实了这一生理上合理的假设。相反，延迟启动通常与肺损伤进展为更实变、更难复张的组织相一致，此时PEEP对应变减少的益处有限。

建议长时间、连续的头盔NIV治疗，直到临床改善，以最大化有效性。如果需要中断（由于不耐受或喂养需求），暂时切换至HFNO可能是合理的。尽管这种中断可能引发去复张和氧合恶化，但它们也可能作为头盔撤机试验，提供对疾病轨迹和支持准备减少的洞察。与面罩NIV相比，头盔的一个潜在但尚未证实的益处可能是，很少需要因不耐受和不适而中断治疗。

头盔无创通气：应用场所

在严重低氧血症患者的无创管理中，临床医生必须仔细平衡与有创机械通气的插管和镇静相关的风险，以及延迟插管和P-SILI的风险。这是一项特别具有挑战性的任务，其中仔细监测起着关键作用。重要的是，所有表明头盔NIV有临床益处的试验都是在重症监护病房（ICU）中进行的。改善的结局很可能不是由于技术本身，而是头盔NIV与全面的重症监护支持和监测相结合的结果。重症监护环境提供了持续接触经过NIV管理培训并能解读对患者安全至关重要的生理参数的重症医师、呼吸治疗师和护士。头盔NIV期间的监测涉及对多个参数及其随时间趋势的综合评估，包括氧合和二氧化碳水平、呼吸频率、呼吸肌疲劳迹象、呼吸困难、通过呼吸机波形分析评估人机（不同步），以及在某些情况下，通过食管测压等先进技术。重要的是，潮气量无法通过头盔NIV可靠监测，因为呼吸机显示的大数值反映了进入患者呼吸系统的气体和使接口膨胀的容积；类似地，分钟通气量反映了系统冲洗流量。因此，潮气量不应像面罩NIV那样用作治疗失败的预测指标。

如果头盔NIV未能改善气体交换、呼吸努力或呼吸困难，应迅速决定升级至有创机械通气。延迟插管与较差的结局相关，这强调了在ICU进行监测的重要性，因为在那里可以及时干预。

在重症监护环境之外使用NIV治疗急性低氧性呼吸衰竭仍然存在争议。在降级病房或普通病房，缺乏持续监测和专业人员增加了未被识别的恶化的风险。在急诊科，头盔NIV的探索主要是为了在重症监护不可用时提供早期呼吸支持。虽然在这种情况下的早期头盔NIV可以作为通往确定性治疗的桥梁，但它需要快速的评估和转运协议以确保安全。

总之，重症监护病房是头盔NIV的最佳环境，因为需要持续、专门的监测、立即识别治疗失败以及迅速升级护理。尽管其在中级监护或急诊环境中的使用是可能的，但这需要适当的基础设施和训练有素的工作人员，以确保患者安全和治疗有效性。

头盔无创通气：如何实施

头盔NIV的有效应用需要仔细注意呼吸机设置，以优化人机互动和接口性能。由于头盔独特的机械特性——包括其大的内部容积和顺应性——用于面罩NIV的标准设置通常需要大幅调整。

较高的PEEP水平（通常为10–14 cmH₂O）不仅在临床上有优势，而且对于给接口加压和增强性能也是必需的。类似地，推荐使用中等偏高的压力支持（8–14 cmH₂O），对于表现出更强烈吸气努力的患者建议使用更高的值。当头头盔CPAP被认为是最合适的策略时，系统必须设置使用高流量发生器或文丘里系统，确保足够的冲洗气体流量至少为50升/分钟，因为机械呼吸机在CPAP模式下提供的流量不够高。此外，应仔细考虑所使用的呼气阀类型，因为它们与设定的冲洗流量和HEPA过滤器一起影响腔室内的压力调节，从而影响患者努力的调节。此外，加压时间（即斜坡）应设置为尽可能短，即呼吸机允许的最低值，因为这对于改善同步性和性能也至关重要。如果发生大量漏气，应调整头盔位置或考虑更换头罩/颈圈尺寸。当使用配备腋下支撑架的头盔时，应注意避免对腋窝区域施加过大压力，这可能导致血管并发症。一个实用的解决方案是将支撑架向下拉并将其固定在患者的床上，使头盔保持在位而不会增加局部压力。为了最大限度地减少CO₂重复呼吸，应使用双肢回路而不是Y型管，并将两个端口放在相对的两侧。

为了提高患者耐受性并允许长时间、最小中断的治疗，可以使用轻度镇静。右美托咪定是首选，因为它对神经呼吸驱动影响最小，使其成为更安全的选择。也有报道使用瑞芬太尼持续输注。然而，在NIV期间使用镇静时应格外注意，因为它可能掩盖治疗失败的迹象。重要的是，不同镇静策略在NIV期间对生理和临床结局的总体影响尚未得到系统探索。

最后，对于头盔NIV期间的患者舒适度，通常使用无双肢回路不加湿化是最佳的，因为在封闭的空气储备中呼吸自然提供了足够的吸入气体调节和湿化。

结论

头盔NIV结合专业环境中的仔细监测，为中度至重度急性低氧性呼吸衰竭（PaO₂/FiO₂< 200 mmHg）的无创管理提供了一个有价值的工具，特别是在早期应用、长时间治疗并根据吸气努力和临床状态进行个体化设置时。表征人机互动的接口相关特性可能代表了与面罩NIV在努力调节和充气模式以预防P-SILI方面的关键差异。随着生理学证据的不断增长，正在进行的试验将更好地界定其与其他无创呼吸支持策略并列的角色。