慢性阻塞性肺疾病急性加重患者的机械通气指南（2007）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease, COPD）是一种常见的慢性呼吸系统疾病，患病人数多，病死率高，严重影响患者的劳动能力和生活质量。2002年世界卫生组织（WHO）公布的资料显示，COPD是目前世界上死亡的第5位病因，预计到2020年，COPD将成为第3位死亡病因。COPD急性加重（AECOPD）合并呼吸衰竭是导致COPD患者住院最重要的原因，加强对AECOPD的防治，特别是提高机械通气技术的应用水平，对提高AECOPD合并呼吸衰竭的抢救成功率具有重要意义。近年来，临床上应用机械通气治疗AECOPD取得了显著进展，极大地改变了这类患者的治疗面貌。为规范我国AECOPD机械通气治疗的操作，中华医学会重症医学分会结合近年来的国内外进展制定本指南。
指南中的推荐意见依据2001年ISF提出的Delphi分级标准(表1)。指南涉及的文献按照研究方法和结果分成5个层次，推荐意见的推荐级别按照Delphi分级分为A~E级，其中A级为最高。
表1 Delphi分级标准
推荐级别
A 至少有2项I级研究结果支持

B 仅有1项I级研究结果支持

C 仅有II级研究结果支持

D 至少有1项III级研究结果支持

E 仅有IV级或V研究结果支持

研究课题分级
I
大样本，随机研究，结论确定，假阳性或假阴性错误的风险较低
II
小样本，随机研究，结论不确定，假阳性和/或假阴性的风险较高
III
非随机，同期对照研究
IV
非随机，历史对照研究和专家意见
V
系列病例报道，非对照研究和专家意见


一、 COPD所致呼吸衰竭的病理生理基础
COPD是一种具有气流受限特征的疾病，其气流受限不完全可逆，呈进行性发展，与肺部对有害气体或有害颗粒的慢性异常炎症反应有关1。
慢性炎性反应累及全肺，在中央气道（内径＞2-4mm）主要改变为杯状细胞和鳞状细胞化生、粘液腺分泌增加、纤毛功能障碍，临床表现为咳嗽、咳痰；外周气道（内径＜2mm）的主要改变为管腔狭窄，气道阻力增大，延缓肺内气体的排出,造成了患者呼气不畅、功能残气量增加。其次，肺实质组织（呼吸性细支气管、肺泡、肺毛细血管）广泛破坏导致肺弹性回缩力下降，使呼出气流的驱动压降低，造成呼气气流缓慢。这两个因素使COPD患者呼出气流受限，在呼气时间内肺内气体呼出不完全，形成动态肺过度充气（dynamic pulmonary hyperinflation, DPH）1，2，3。由于DPH的存在，肺动态顺应性降低，其压力-容积曲线趋于平坦，在吸入相同容量气体时需要更大的压力驱动，从而使吸气负荷增大。
DPH时呼气末肺泡内残留的气体过多，呼气末肺泡内呈正压，称为内源性呼气末正压（intrinsic positive end-expiratory pressure, PEEPi）3，4。由于PEEPi存在，患者必须首先产生足够的吸气压力以克服PEEPi才可能使肺内压低于大气压而产生吸气气流，这也增大了吸气负荷5。肺容积增大造成胸廓过度扩张，并压迫膈肌使其处于低平位，造成曲率半径增大，从而使膈肌收缩效率降低，辅助呼吸肌也参与呼吸。但辅助呼吸肌的收缩能力差，效率低，容易发生疲劳，而且增加了氧耗量2，6。
COPD急性加重时上述呼吸力学异常进一步加重，氧耗量和呼吸负荷显著增加，超过呼吸肌自身的代偿能力使其不能维持有效的肺泡通气，从而造成缺氧及CO2潴留，严重者发生呼吸衰竭。COPD急性加重的原因包括支气管-肺部感染、肺栓塞、肺不张、胸腔积液、气胸、左心功能不全、电解质紊乱、代谢性碱中毒等，其中支气管-肺部感染是最常见原因1,7，呼吸衰竭的发生与呼吸肌疲劳和痰液引流不畅两方面因素有关。因此，在这类患者应用机械通气的主要目的包括：改善通气和氧供，使呼吸肌疲劳得以缓解，并设法减少DPH及其不利影响2，3，8；通过建立人工气道以利于痰液的引流，在降低呼吸负荷的同时为控制感染创造条件。
在AECOPD的早期,患者神志清楚，咳痰能力尚可，痰液引流问题并不十分突出，而呼吸肌疲劳是导致呼吸衰竭的主要原因7,9,此时予以无创正压机械通气（noninvasive positive pressure ventilation，NPPV）早期干预可获得良好疗效。若痰液引流障碍或有效通气不能保障时，需建立人工气道行有创正压机械通气（invasive positive pressure ventilation，IPPV）以有效引流痰液和提供较NPPV更有效的通气。一旦支气管-肺部感染或其他诱发急性加重的因素有所控制，自主呼吸功能有所恢复,痰液引流问题已不是主要问题时，可撤离IPPV,改用NPPV以辅助通气和进一步缓解呼吸肌疲劳。实践表明，有创-无创序贯通气行之有效10-13,已成为AECOPD 机械通气的实用方法。

二、无创正压机械通气
NPPV是指患者通过鼻罩、口鼻面罩或全面罩(full face mask)等无创性方式将患者与呼吸机相连进行正压辅助通气，与气管插管和气管切开等有创的连接方式存在显著区别14。相比常规治疗而言，NPPV可降低AECOPD的气管插管需求率、住院时间以及院内病死率15。

（一） 适应证与禁忌证
1. 适应证
多项RCT 16-24及荟萃分析15，25-27均显示，与常规治疗相比，NPPV应用于AECOPD成功率可达80-85%。绝大多数研究提示有效的NPPV治疗可在短时间内（通常为1-6小时）使其pH增高、PaCO2降低、呼吸困难程度下降，长时间应用可降低气管插管率，缩短住院时间。因此，NPPV可作为AECOPD的一项常规治疗手段。而早期NPPV成功率高达93%，延迟NPPV的成功率则降为67%19。
如何选择合适的病例进行NPPV，是成功应用NPPV的关键9。NPPV并非对所有的AECOPD患者都适用，不恰当地应用NPPV会延误IPPV的时机，因此，患者应具备行NPPV的一些基本条件，其中意识、咳痰能力、血流动力学状态和患者主观及客观配合NPPV的能力最为重要（表1）28。

表1 NPPV应用于AECOPD的基本条件28
合作能力
神志基本清楚，依从性好，有一定的配合和理解能力
气道保护能力
分泌物少或自主咳嗽咯痰能力较强
血流动力学
稳定或仅需较少量的血管活性药物维持

多项RCT17-21均针对中度呼吸性酸中毒(7.25＜pH＜7.35)及有呼吸困难表现（辅助呼吸肌参与呼吸、呼吸频率＞25次/分）的AECOPD，与常规治疗相比，NPPV取得了显著疗效。无论是即时效应（NPPV短时间应用后呼吸困难症状和基本生命体征，血气指标），还是整个住院期间的疗效（气管插管率、院内/ICU病死率、住院/住ICU时间）均有明显改善。Bardi29等随访1年的研究中还发现NPPV治疗后可降低该组患者1年内的再次住院率。
对于pH≥7.35的AECOPD患者，由于其通气功能尚可，PaCO2处于较低水平，pH处于代偿范围，传统的做法是不给予呼吸支持，而仅以常规治疗。最近一项在普通病房早期应用NPPV治疗AECOPD患者的多中心RCT中，根据血气指标进行亚组分析后提示，对于pH≥7.35的患者，在入选后2小时即可出现呼吸频率降低，辅助呼吸肌的参与减少，后期气管插管率较对照组明显降低（2.8% vs 11.3%,p=0.047）。作者推测可能与NPPV早期使用缓解呼吸肌疲劳、防止呼吸功能不全进一步加重及提高患者的自主排痰能力有关7。多项研究也表明，NPPV对这类存在DPH的患者，可以降低其吸气做功，达到缓解呼吸肌疲劳和改善通气功能的目的30,31。
对于AECOPD所致严重的高碳酸性呼衰患者，有学者认为NPPV失败率和死亡率较高32,33，对这类患者行IPPV可能更为有效32。但在一项RCT中，49例常规治疗无效出现严重呼吸性酸中毒的AECOPD患者（pH 7.20?.05, PaCO2 85?6 mmHg）被分为NPPV组和IPPV组，结果发现两组患者气体交换都有明显改善，两组机械通气时间、并发症发生率、住ICU时间、ICU病死率和院内病死率均相似34。在酸中毒更为严重的64例AECOPD患者（pH 7.18?.05, PaCO2 104?4 mmHg）中应用NPPV,并选取疾病严重程度类似的既往行IPPV的64例AECOPD患者进行病例对照研究，NPPV组有40例患者失败后改用IPPV，病死率、机械通气时间、住ICU时间在两组间无显著差异35。国内的研究也有类似发现36。需要注意的是，上述三项研究均有较为严格的排除标准，相当一部分患者因为不具备使用NPPV的基本条件而被排除在研究之外，并且都在具有良好监护条件的ICU内进行，但NPPV失败率仍较高（25%-63%）34-36。而对于GCS＜11分，APACHE II＞29分，呼吸频率＞30次/分，并且pH＜7.25的患者应用NPPV失败的可能性高达50%37。因此，对于严重高碳酸性呼衰患者，在具备较好的监护条件和经验丰富的单位,可在严密观察的前提下应用NPPV，但应用1-2小时无明显改善则须及时改用IPPV37。
对于出现意识水平改变的患者，在一项对153例COPD患者进行5年的病例对照研究后发现，如果伴有严重意识障碍（Kelly-Matthay评分大于3分），其病死率则高达50%，故不应在这类患者中使用NPPV38。
当IPPV条件不具备或患者/家属拒绝有创正压通气时，NPPV可在一部分患者中获得成功，亚组分析提示AECOPD成功率可达50%-60%39-41，高于其他病种（如晚期肿瘤、肺炎等），因此，对这类患者可考虑使用NPPV。

推荐意见1：NPPV是AECOPD的常规治疗手段。[推荐级别：A级]
推荐意见2：对AECOPD患者应用NPPV时，应注意意识、咳痰能力、血流动力学 状态和主观及客观配合能力。[推荐级别：E级]
推荐意见3：对于病情较轻（动脉血pH＞7.35，PaCO2＞45mmHg）的AECOPD患者宜早期应用NPPV。[推荐级别：C级]
推荐意见4：对于出现轻中度呼吸性酸中毒（7.25＜pH＜7.35）及明显呼吸困难 　（辅助呼吸肌参与、呼吸频率＞25次/分）的AECOPD患者，推荐应用NPPV。[推荐级别：A级]
推荐意见5：对于出现严重呼吸性酸中毒（pH＜7.25）的AECOPD患者，在严密观察的前提下可短时间（1-2h）试用NPPV。[推荐级别：C级]
推荐意见6：对于伴有严重意识障碍的AECOPD患者不宜行NPPV。[推荐级别：D　　　级]

2. 禁忌证及相对禁忌证
NPPV的禁忌证主要基于多项RCT所采用的排除标准来制定16-24。气道保护能力和自主呼吸能力较差，以及无法应用面罩的患者均为NPPV禁忌证，包括：①误吸危险性高及气道保护能力差，如昏迷、呕吐、气道分泌物多且排除障碍等；②心跳或呼吸停止；③面部、颈部和口咽腔创伤、烧伤、畸形或近期手术；④上呼吸道梗阻等。
NPPV相对禁忌证:①无法配合NPPV者，如紧张、不合作或精神疾病，神志不清者；②严重低氧血症；③严重肺外脏器功能不全，如消化道出血、血流动力学不稳定等；④肠梗阻；⑤近期食道及上腹部手术。

（二） NPPV呼吸机及各配件的功能要求
1． NPPV呼吸机的选择
理论上讲，具有完善监测与报警功能的大型多功能呼吸机（critical care ventilator）以及专用无创呼吸机均可用于NPPV。前者的优点除了完善的监测与报警外，还能够提供精确的高浓度氧气吸入，但其设计特点是属于高压力低流量系统,在密封不漏气的条件下工作比较理想,而对漏气的补偿能力比较差, 呼吸回路（特别是面罩）存在较明显漏气时对自主呼吸的同步追踪能力差，引起人机不协调42，甚至导致呼吸机不能正常工作。因此,选用时应该慎重考虑。后者设计的特点是高流量低压力系统,对漏气的补偿能力比较好,在管路存在漏气时对自主呼吸的同步追踪能力强，且其价格较低廉,使用简便和体积小,容易搬动,为施行NPPV主要的呼吸机型。其缺点是监测和报警系统尚不够完善。
由于应用压力控制/压力支持通气模式可辅助AECOPD通气，在一定程度上缓解呼吸肌疲劳；外源性PEEP可对抗小气道的动态塌陷，并减少吸气做功2，4，43。因此，AECOPD患者应选用兼具有吸气和呼气相正压功能的呼吸机14。单纯CPAP型呼吸机虽可降低AECOPD患者吸气功耗，但改善通气的作用有限。

2．面罩的选择
面罩的合理选择是决定NPPV成败的关键因素44。在一些情况下，面罩不合适往往是造成NPPV失败的重要因素14：面罩过大或与患者的面型匹配不好，容易造成漏气量增大，进一步导致患者不易触发/终止呼吸机送气45。面罩扣得过紧，又容易导致患者不适和局部皮肤压伤。因此，应准备不同种类和型号的鼻罩/口鼻面罩以供不同情况使用，而合理地调整面罩的位置以及调整固定带的张力(一般以扣紧头带后能于面颊旁轻松插入一至两指为宜)可在减少漏气的同时，又能提高患者对面罩的耐受性和通气的有效性。
常用的面罩有鼻罩和口鼻面罩，鼻罩更舒适,胃胀气发生率低，但易经口漏气。由于AECOPD患者往往存在张口呼吸，临床多选用口鼻面罩，若病情改善后还需较长时间应用NPPV时可更换或交替使用鼻罩14。
推荐意见7：为成功施行NPPV，应注意选择适宜种类与型号的鼻罩和口鼻面罩。[推荐级别：A级]

3．呼气装置的选择
不同的呼气装置的重复呼吸量不同，选择良好的呼气装置以减少重复呼吸，对于伴严重CO2潴留的AECOPD患者来说有一定价值。目前国内临床上常用的NPPV呼气装置包括平台阀（plateau valve）、侧孔(port)以及静音阀(whisper swivel)。在避免CO2的重复呼吸方面，平台呼气阀应用价值最大46,47。但平台阀上的硅胶膜在长时间使用过程中可出现弹性降低、粘连等情况，应定期检查并及时更换。将面罩自带的排气孔打开也可在一定程度上避免CO2的重复呼吸，但会增加漏气46。国内设计制作的防重复呼吸面罩亦被证实有较好的减少重复呼吸的作用48。