[进展]面罩机械通气氧疗治疗呼吸衰竭的进展

机械通气应用于临床近70年的历史。十多年来，由于高科技（如精密微传感器压力、流量、容积和气体分析等）和电脑微处理技术应用于呼吸衰竭（呼衰）的病理生理、呼吸机及其机械通气各种生理效应的研究，从而使呼吸监护和呼吸机的性能不断优化。人们在实践中更认识到机械通气治疗呼衰的成败与呼吸机性能和机械通气的连接方式有关外，更重要的是医务人员能掌握患者的病理生理的变化，合理地应用机械通气，给患者以呼吸支持，改善或纠正缺O2、CO2潴留和酸碱失衡，预防减少机械通气并发症和多脏器功能不全，拯救患者生命，为基础疾病治疗、呼吸功能改善和康复提供条件。
机械通气只有呼吸机与呼吸系统建立在一个密闭情况下，才能建立气道口与肺泡间压力差，有良好的同步性和有效的通气，所以其连接的密闭性极为重要。
约50年前，由于橡胶口鼻面罩难以做到密闭，只能短暂应用。故抢救呼衰必须做气管切开或气管插管，将气管套管或经口（或鼻）气管插管导管的气囊充气至不漏气时，方才能进行有效的机械通气。由于人工气道系创伤性具有风险，不易被患者及其家属接受，待患者呼吸微弱、昏迷时进行，易致重要脏器损伤，其结果疗效差、并发症多、恢复慢，造成人力、物力和财力的浪费。
面罩性能的不断改进 面罩密闭性及其不良反应取决于面罩的材料、气垫的充盈度和固定方法。如以往的橡胶气垫组织相容性差，质地较硬，不易与面部均匀贴附，其密闭性差。气垫充气不足可导致硬质面罩对面部压迫，充气过度致面罩与面部接触面积减少，均易发生漏气。防漏气需增加固定系带压力，气垫压力>４０ｃｍＨ２Ｏ，压迫鼻梁和面部皮肤损伤，降低面罩机械通气的依从性。改用乳胶或塑料气垫后，虽有改善，但漏气与面部皮肤损害仍未解决，故不能持续面罩机械通气。现国内外将气垫改用硅胶面膜，由于面膜薄，与面部接触面积大，吸气时面罩内压力升高，对可塑性面膜增加了与鼻唇两侧的软性吻合，国外可变形的半固体性面罩更具良好的软性吻合。所以硅胶面膜面罩具组织相容性好，可塑性强，吻合好，对皮肤不易造成损伤，保证了面罩的良好密闭性和舒适度，能较长期持久的使用。采用三点固定的系带帽，以利压力均匀分布，进一步提高了面罩的密闭性，在30cmH2O压力下不漏气。重症呼衰患者不能离开机械通气，国产硅胶面膜面罩设有胃和小肠孔，插入胃管和小肠管不但可鼻饲营养、给药，还能排气减压和免内容物误吸入呼吸道。
呼吸机性能的不断优化 随着高新科学技术（高灵敏度的流量、压力传感器，电脑微处理机等）应用，使呼吸机性能大为提高。10多年来，体积小、重量轻、气动电控为一体的Bi－PAP（PSV+PEEP）呼吸机性能的不断完善。在A/C模式下备有呼吸频率保证患者呼吸暂停的安全，可设置和监测IPAP、EPAP、f、I/E、压力上升时间递增利患者的舒适度和依从性、由于单根呼吸管道，具漏气补偿功能，虽VT和MV数据不精确，但动态监测有一定参考价值。更重要的是其设计有两大长处，其一为高灵敏度压力流量传感器的组合，加上电脑微处理器技术对患者呼吸流量图形的自动跟踪，随患者呼吸的节律同步切换，加上漏气补偿，易达到预置的吸气压力，有利向呼气切换，从而大大提高了机械通气的同步性。目前有的大型呼吸机亦配置漏气补偿功能，这为无创的面罩机械通气创造了条件。目前有4种吸气压力（IPAP）18、20、30和40cmH2O的Bi-PAP呼吸机。健康人吸气至肺总量的压力为30cmH2O，且食道上下括约肌的阻力为30cmH2O左右，所以无创通气的吸气压力应<30cmH2O。若在气道阻力高或胸肺顺应性差的患者，则18或20cmH2O的潮气量会偏小，造成通气不足CO2潴留，这就需较高压力30或40cmH2O的呼吸机，还可用作有创机械通气。有的Bi-PAP呼吸机还具有Bi-CPAP功能，则能更进一步地改善换气功能。若配置蓄电池的Bi-PAP呼吸面罩机械通气氧疗下，可确保危重呼衰患者搬运过程中（转运病室或医院，去CT室摄片）的安全。在吸气管道串入储雾器或射流喷雾器作定量或雾化吸入支气管扩张剂（β2激动剂和胆碱能阻止剂）、糖皮质激素和祛痰剂进行机械通气，以维持呼吸道通畅。面罩机械通气有良好的同步性、舒适性和依从性，易被患者及其家属接受；面罩比人工气道阻力小数十倍；持有呼吸道防御功能和自主咳痰能力，亦能说话；避免减少人工气道并发症，如分泌物阻塞气道、呼吸机相关性肺炎和气道粘膜受压迫性损伤等；宜早防治呼衰，减少多脏器功能不全发生；操作和护理技术简单，机器轻巧，便于急性呼衰患者抢救和慢性呼衰的家庭康复。面罩机械通气可缩短机械通气和住院时间，减少医疗费用和护理时间。
一． 适应证
面罩机械通气原则上可应用于各种类型的呼衰
（一）慢性阻塞性肺病（COPD）急性呼吸衰竭
（二）急性心源性肺水肿，合并低氧血症
（三）睡眠呼吸暂停综合征
（四）危重哮喘呼吸衰竭
（五）急性肺损伤和ARDS
（六）撤离人工气道进行序贯性面罩机械通气
（七）预防呼吸功能不全者，肥胖和高龄的胸腹部手术后并发呼衰发生，术前适
应，术后支持
（八）慢性呼衰患者缓解期的康复。
二．禁忌证
（一）面部手术创伤或畸形
（二）上呼吸道损伤、阻塞、气管食道瘘。
（三）吸气压>30cmHcmH2O，气体易进食道、胃引起腹胀。（健康者吸气至肺总
量的肺泡压达30-35cmH2O）。
（四）频频打嗝、恶心、呕吐或胃肠严重胀气、肠梗阻者
（五）易误吸性疾病（脑血管病）、昏迷、意识障碍不全等和分泌物无力咳出
者列为相对禁忌，如试用后无效，应改作气管插管机械通气，若不能拔除
插管者，需长期机械通气支持者，应作气管切开机械通气
三．操作程序
由于患者以往无用过面罩正压通气，几乎100%不愿进行。操作前的耐心宣教与指导极为重要。必须向患者和家属讲清此方法能帮助患者呼吸，治疗呼衰是既有效又安全的措施，以利消除恐惧心理，取得患者的配合。
（一）带上面罩，接上呼吸机
１．戴上头帽，面罩接上输氧管（氧流量2-5L/min），将系带固定面罩，处于舒适位置。
２．开Bi-PAP呼吸机（S或S/T）。调吸气压（IPAP）至8cmH2O，PEEP2 cmH2O。
３．将呼吸机管道接上面罩。
４．调系带拉力，使面罩刚不漏气为止。
（二）调节各参数至适合患者的病理生理
１．呼吸频率（f）稍低于患者的f，IPAP从8或10cmH2O逐上升2或4 cmH2O，至患者的适宜压力（潮气量），和呼吸比例，患者的辅助呼吸肌活动消失，胸腹协调呼吸。PEEP值以各种疾病而定，如COPD和哮喘3-5 cmH2O、肺水肿5-10cmH2O、ARDS5-15 cmH2O，肺间质纤维化2-3 cmH2O。
２．调节吸氧流量或吸氧浓度（FiO2），至脉氧仪饱和度（SPO2）达90-95%。
３．监测f、节律、IPAP、VT、PEEP和SPO2。待稳定20分钟后抽动脉血气分析，据其结果，再调各种参数。
４．加强口腔护理，及时清除分泌物和呕吐物，防止窒息。
５．重者插胃管或/和小肠管（腹胀减压排气，防返流性吸入肺炎，补充营养）。
６．抢救期间，与人工气道一样，应持续口鼻面罩24h机械通气（除咳痰、说话、口腔护理暂停外）。
７．训练患者配合呼吸机，先作缩唇呼气，随后闭嘴鼻吸气的腹式呼吸锻炼。
８．病情稳定后，白天鼻罩，晚间持续口鼻面罩机械通气。
９．训练患者自己戴拆面罩与呼吸机连接。
１０．慢性呼衰康复患者，白天间断，晚间持续面罩机械通气（以利睡得好，白天有精神，增加食欲，改善生活质量，延长生命）。
四．注意事项：
（一）用呼吸机前，用模拟肺检查呼吸机能否正常运行，管道有无漏气。
（二）每周调换，清洗吸入空气滤膜，48h调换呼吸机管道和接管。
（三）切忌先将面罩连接好呼吸机，再固定面罩，此时Bi-PAP呼吸机因漏气量大，引起很大的漏气补偿，吸气流量从40-60L/min猛增到100-150L/min，气流冲击脸部，仍达不到预置压力，呈持续吸气状态。患者气流太大，透不过气，不能切换为呼气，难以忍受。所以面罩漏气稍多，气流过大，实际潮气量不大，不利CO2排出，感呼吸困难。
（四）支气管痉挛者，吸入器管道串入储雾器或射流喷雾器作定量或雾化吸入支气管扩张剂（b2激动剂和胆碱能阻止剂，糖皮质激素）进行机械通气，维持呼吸道的通畅。
（五）在使用呼吸机前，最好先用简易呼吸器跟随患者频率作较高氧浓度辅助呼吸，逐增加潮气量，改善患者PaO2、CO2潴留和pH。从中了解其呼吸病理生理，来预置呼吸机通气模式和各种参数（PImax、VT、f、PEEP、I/E和FiO2）。换上呼吸机，监测患者呼吸循环情况，逐调节参数。直至患者无辅助呼吸肌活动、胸腹呼吸协调、呼吸频率、节律和脉率血压平稳。设定的PSV、PEEP和FiO2的条件下，VT、f和PSaO2（90-95%）无大变化，20分钟后，测动脉血气分析，再据结果作适当调整。以后随病情变化而定，这样才能做到个体化的有效机械通气。医务人员给患者首次上面罩机械通气，一般需要坚持0.5h－2h，乃至4-6h的观察，待患者适应后，才可离开，但仍需密切随访。
五．机械通气的临床应用
面罩机械通气应根据各种呼衰患者的病理、病理生理和各种通气方式的不同生理学效应，合理地调节机械通气各种参数和吸入氧浓度。
通过各种疾病的肺压力容积曲线特点（图1）及其个体变化情况，给予适宜的吸气压力支持潮气量和PEEP，以免致肺过度膨胀，引起容积气压伤，或因肺泡反复闭合与开放使肺泡壁反复牵拉形成切变力的肺损伤，以及对血流动力学的影响；通过调节吸氧流量或浓度、PEEP和吸气时间来改善换气功能，使SaO2>90-95%；通过肺泡通气量（VA）与肺泡二氧化碳分压（PACO2）的关系曲线特性，如在低肺泡通气量，只需稍增加VA可使PACO2明显下降（图2），来达到合适的PACO2和pH，以免机械通气过度或不足，造成明显pH变化的不良反应。机械通气应用必须密切结合临床实践来提高机械通气最大效益和减少不良反应。总之要提倡个体化保护性机械通气。

（一）慢阻肺呼吸衰竭 慢性支气管炎肺气肿肺心病（COPD）呈高气道阻力，高VD/VT、高FRC和高呼吸功消耗等特点。在缓解期为慢而深的呼吸，当呼吸道感染引起失代偿急性呼衰时，虽呼吸中枢驱动增强，P0.1可达健康者的5倍，因呼吸器官的机械阻力显著增加，呼吸功增加促使呼吸肌疲劳，加上呼吸中枢对缺O2和CO2的敏感性反应性减弱，变浅快呼吸，加大VD/VT的比值，肺泡通气量进一步减少，缺O2和CO2潴留更为严重，发生失代偿性的呼吸性酸中毒。慢阻肺急性呼衰时，必须监测其呼吸形态和动脉血气的变化。
慢阻肺进行机械通气过程中，应避免产生肺动态的过度充气，减少对血液动力学影响和通气机肺损伤。呼吸频率<20次/分，呼气延长>2秒，吸入胆碱能阻止剂和β2激动剂，降低气道压，才能改善肺过度充气。一般选用定压型的压力支持通气（PSV），在同样的通气效果下，PSV比间歇正压通气（IPPV）的吸气峰压低8～10cmH2O，这与自主呼吸所产生胸腔负压有关，亦有利于吸入气的分布均匀和减少对血液动力学的影响；在相同的压力下，PSV的VT>IPPV，减少VD/VT的比值，提高肺泡通气量，有利于改善缺O2、CO2排出和pH上升。使呼吸变慢而深，这就符合COPD的P-V曲线特点，还有利于减少气道阻力，使气体分布均匀，改善通气和血流比例的协调。压力支持从低压（8－10cmH2O）开始，逐渐增加压力，大部压力<20cmH2O。少数COPD患者因气道阻力高，需要较高的支持压力（25-30cmH2O），才能增加有效通气量，将CO2排出。作PSV时，患者有明显的辅助呼吸肌活动，说明支持压力偏低，一般有自主呼吸不会有明显pH的升高。但PSV需一定的中枢敏感性和呼吸肌力量为基础，在严重呼衰患者，呼吸肌疲劳昏迷的患者，在短期PSV机械通气后，其呼吸中枢刺激因素减弱，呼吸中枢驱动水平下降，自主呼吸变弱，乃至不能触发呼吸机送气，常出现在伴睡眠呼吸暂停综合征的患者，则应选用辅助/控制通气，或间歇强制通气（SIMV）加PSV。100％COPD患者存在内源性PEEP（PEEPi），平均为7cmH2O，选择低于75％PEEPi的PEEP（3～5cmH2O），不但能减少吸气肌克服PEEPi作功，还有利于改善换气功能，提高PaO2，不影响心输出量。若PEEP>7cmH2O，虽提高PaO2，会影响心输出量和组织供氧；患者伴肺部感染，严重缺氧的COPD患者，吸气常压显著增加，发生人机不配时，为防止气压伤，可采用双水平气道正压调节通气（Bi-CPAP），合理选择高压与低压及其压力差，以利改善缺氧和适当增加肺泡通气量，允许稍高CO2潴留和酸中毒。面罩机械通气治疗COPD呼衰，疗效好，无创性，缩短通气时间和治疗时间，护理工作量减少，大幅度减少院内交叉感染，降低住院费用。操作方便，可与多种类型呼吸机连接，便于推广，可用于各级医院及家庭康复治疗。
（二）危重哮喘呼衰 突发性哮喘所致严重支气管痉挛，气道阻力骤增，呼气性呼吸困难，引起严重肺过度充气，乃至接近肺总量，呼吸微弱，严重通气不足，发生急性CO2潴留，严重呼吸性酸中毒和低氧血症，可导致心跳骤停。应及时补碱和机械通气治疗。
面罩机械通气操作迅速、简便，尤为正压简易呼吸器更方便，适合现场抢救。简易呼吸器空气入口处贴附阔胶布，减少空气入量，开大氧流量，可保障高浓度氧吸入，应注意避免呼吸囊压力过高，防肺气压伤发生。危重哮喘肺过度充气，肺压力－容积曲线处于高位平坦段，为避免血压下降、并发纵隔气肿和气胸发生，开始应随患者呼吸频率作小潮气量通气，手控挤放呼吸囊（附压力表和PEEP装置）。待适应后，在吸气时逐渐用力挤压呼吸囊，呼气时，放松呼吸囊至胸廓不动或哮鸣音听不见，再次挤压呼吸囊。与此同时，用定量或雾化b2激动剂和胆碱能阻滞剂喷入呼吸囊，以缓解支气管痉挛，直至患者缺氧、CO2潴留和酸中毒改善，气道压力下降，胸廓活动幅度增大，呼吸变慢而深，再调换呼吸机进行面罩机械通气（PSV+PEEP），吸入管道管路串入储雾器或射流喷雾器作定量喷雾或雾化吸入支气管扩张剂（b2激动剂和胆碱能阻止剂，糖皮质激素）进行机械通气，维持呼吸道通畅，降低吸气压力，则更为安全。适当选用PEEP（3～5cmH2O）加PSV通气模式，具对抗PEEPi，减少吸气肌负荷，提高人机配合，扩张气道，降低气道阻力，减少对循环的影响。在严重高气道反应，气道压力过高，亦可采用Bi-CPAP通气人工（30cmH2O和5cmH2O）观察其效果。
危重哮喘的气道炎症所致的顽固性支气管痉挛，气道阻力高，难以控制，危及生命时，手控呼吸囊面罩通气高浓氧疗可为气管插管机械通气提供安全性。
（三）急性呼吸窘迫综合征（ARDS） ARDS患者为渗透性肺间质和肺泡水肿，肺泡萎陷不张，很少支气管痉挛，分泌物不多，气道阻力低，平台压接近吸气峰压，主要克服肺泡弹性阻力作功。AIL（急性肺损伤）和ARDS早期因缺O2和刺激J感受器作大VT快频率的过度通气，吸气胸腔负压加大，回流肺血量增加。重者P-V曲线呈低顺应性，出现低位和高位拐点（LIP、UIP）。由于表面张力增加，肺泡萎陷不张，以肺内静脉血分流为主的换气功能损害的严重缺氧，使P-V曲线低位拐点压力显著升高，应予以PEEP（>LIP+2cmH2O）让其保持开放，减少高切变力的发生，减少不必要的呼吸机断离，来实施肺开放策略。
经美国心肺血液研究所组织的多中心研究结果，在控制通气下，吸气压（PI）<50cmH2O的12ml/kg的VT要比PI<30cmH2O的6ml/kg的VT地死亡率明显增加，分别为39.8％和31.0％。事实上PI30cmH2O已为健康人吸气至肺总量的肺泡压，即6ml/kg的VT相当于健康人4倍VT（500ml）的肺泡压力，所以说6ml/Kg的VT不为小潮气量。在临床实践中，常遇到ARDS的早期患者，因严重缺O2,吸气肌用力做深大快速呼吸，VT>700ml，f>30次/min，PI<20cmH2O,出现低PaCO2和高pH。如能尽早应用面罩机械通气氧疗，PSV（15cmH2O－20cmH2O）＋PEEP（5cmH2O－15 cmH2O），再及时治疗原发病，则会达到事半功倍的疗效，减少机械通气并发症和重要脏器的损害。
对重症ARDS患者，根据其P－V曲线只可实施所谓小VT机械通气，以及允许性高碳酸血症保护肺的策略。亦可采用Bi－CPAP模式，允许患者在二个正压水平（5 cmH2O－15 cmH2O、20 cmH2O－30 cmH2O）上间断交替自主呼吸，具自主呼吸和控制通气并存的特点。吸气呼气均为正压，利改善氧合，高低压差可增加肺泡通气量排除CO2。如再加上PSV则更有利。同样该通气模式适用于吸气高压力的COPD、哮喘等其他疾病。
机械通气辅助措施如俯卧位通气能使背部肺单位再通气，改善通气与血流之比，以及吸入NO，能使血流再分布到通气较好的肺单位，减少分流，改善氧合，并降低肺动脉压。
(四)心源性肺水肿 急性左心衰竭（高血压、冠心病心肌梗死、肺栓塞）、输液过多（外科手术后）、胸腔负压过高（胸腔抽液、排气过多使肺快速复张）、高原性肺水肿等所致的严重肺水肿，影响气体交换，严重低氧血症，患者深大吸气造成胸腔负压显著增加，加重肺水肿和换气功能障碍，增加心脏后负荷，影响心输出量，冠状动脉血供不足，抑制心肌收缩，引起心脏停搏，不及时处理可发生多脏器功能不全。
面罩正压通气可增加肺泡内压，减轻肺水肿，改善气体交换；增加胸内压，减少静脉血回流而降低心脏前负荷；通过增加左心室和周围大动脉的压力梯度而降低左心室后负荷，增加心输出量；舒张期心室充盈量下降，改善冠状动脉血供。此作用比强心利尿剂作用快又安全，而血管扩张药虽然能降低后负荷，但以降低血压为代价，故面罩正压通气亦比扩血管剂安全。
心源性肺水肿患者神志清，能较好的配合面罩正压通气，从而能更好地改善心功能和肺的换气功能，加上高浓度氧疗后，心力衰竭所致的肺水肿改善更快。
面罩正压通气模式用压力支持（PSV）加呼气末正压（PEEP）通气。PSV从8cmH2O开始逐增加至15cmH2O，PEEP从2 cmH2O逐增加至5-10 cmH2O，监测脉氧饱和度（PSaO2）>90-95%。一般在半小时后症状改善,二小时后基本控制.
目前认为肺水肿经强心利尿扩血管药物,氧疗等治疗,如病情不能控制,即用面罩正压机械通气能取得良好的疗效。
（五）肺间质纤维化所致的急性呼衰 因肺的P-V曲线呈现低顺应性，缺氧系严重弥散障碍所致。只能给予低VT快频率，吸较高氧浓度机械辅助通气，吸气压力不会太高，仅少数患者会发生通气机肺损伤。因原发病难治，故预后不良。
(六)预防上腹部和胸部手术后并发症和呼衰的发生
特别是肺功能障碍、肥胖和老年（>70岁），在上腹部或胸部手术后因麻醉镇静剂抑制呼吸，术后创伤疼痛影响咳嗽、叹气，浅速呼吸，易引起肺泡萎缩不张，功能残气减少。通气血流比例失调，弥散量减少，增加肺内静脉血分流。从而影响通气和换气功能，发生低血氧症，重者伴CO２潴留。面罩正压通气（PSV＋PEEP）使患者得到通气支持和改善换气功能。术前适应，术后支持，这对预防肺不张，肺部感染，防治呼吸功能衰竭有积极的意义。
在当前广东、北京等地抢救重症传染性非典型肺炎呼衰的治疗中，通过实践，国内外学者有所共识，尽早应用Bi-PAP呼吸机面罩机械通气氧疗，有利控制病情的恶化，减少有创人工气道机械通气及其并发症呼吸机相关性肺炎，提高救治疗效，降低病死率和医务人员的感染。上海在抢救7例重症非典型呼衰患者中，3例较轻经PEEP4-6cmH2O、PSV10-14cmH2O、吸氧流量4-5L/min和激素的应用下，较快好转停用呼吸机。4例重度的年长患者（2例57岁、63岁、68岁各1例）给予PEEP8-12cmH2O、PSV16-23cmH2O、吸氧20L/min，其中3例好转，2例分别于10、21天撤机，另1例68岁患者因于27、30天时，并发左、右两侧自发性气胸，作胸腔切开负压引流排气下的面罩机械通气。他与另1例57岁患者，因DIC伴发心肌梗死肺水肿加重，吸氧30L/min面罩机械通气，脉氧仪SPO2曾一度改善，但因病情加重，SPO288－90%，调用EVITA IV呼吸机，采用Bi-CPAP（8-12、20-23cmH2O）通气模式，在两个不同水平的PEEP的功能残气下，进行交替自主呼吸，改善缺氧，后FiO295－100%时，SPO290%上下，改作口腔气管插管Bi-CPAP或Bi-PAP机械通气，SPO2仍无改善，最终均因多器官功能障碍死亡。为此我们建议面罩机械通气指证为吸氧3-5L/min条件下，SPO2<93%或PaO2<70mmHg，应早期应用；当吸氧20L/min时，病情继续恶化，可改作气管插管或气管切开机械通气。总之，通过非典型肺炎无创通气治疗呼衰患者取得成功，这将加快无创机械通气的推广步伐。
机械通气的发展与其他自然科学发展一样，随着科学和医学诊治技术的提高，从简单无创到复杂有创，近10多年来又进入新的简单无创通气技术的快速发展时期。随着人类寿命的延长进入老年社会，需要无创机械通气支持的患者必将日趋增多，如能生产更多、更好，价廉物美的轻型呼吸机，将使面罩机械通气氧疗产生更大的社会和经济效益。