急性呼吸衰竭不插管患者面罩无创通气失败后改用全面罩的抢救治疗 / 开普饭

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无创机械通气(NIV)目前被认为是因慢性呼吸衰竭急性发作入院患者初始治疗管理的基石。当有适当指征时，NIV可显著降低死亡率、平均住院时间和插管率。然而，NIV可能无法逆转30%-40%病例的急性呼吸衰竭(ARF)，导致相关死亡率增加2倍。这对于拒绝插管或认为插管不适当的患者尤其显著。

鉴于其灾难性结局，未插管患者可被视为NIV的不良候选者。另一方面，NIV可缓解空气饥饿、濒死感，尽管这些患者的预后较差，但可建议作为最后手段的治疗。在这种情况下，应尽一切努力改善患者的舒适度。尽管采取了仔细的预防措施，但当长期使用面罩(FM)时，可能会迅速发生疼痛性面部压疮。界面的类型被广泛认为是一个关键点，可以极大地影响患者耐受NIV的方式。因此，界面是NIV成功或失败的关键决定因素。我们假设，在FM输送NIV(FM-NIV)失败后，将接口改为全FM将导致未插管ARF患者的临床和气体测量改善。

材料和方法

患者

在12个月期间，在Schaffner医院的急诊和重症医学科进行了一项前瞻性观察性研究，以评价所有未插管顺序并接受NIV治疗ARF的患者。当地伦理委员会批准了本研究，并获得了所有患者或近亲签署的知情同意书。

定义 ARF 的临床标准包括呼吸急促（阻塞性呼吸每分钟 > 24 次，限制性呼吸每分钟 > 30 次）、呼吸功增加的迹象、辅助肌肉使用和腹部反常运动。进入的血气标准包括 pH < 7.35、PaCO2 > 45 mm Hg 或 PaO2/FIO2 比 < 200。按照推荐，患者可以满足临床或血气标准，以避免延误辅助通气的应用。

当患者出现呼吸或心脏骤停、多器官衰竭、需要血管加压药、固定的上呼吸道阻塞、面部烧伤或创伤、近期面部或上呼吸道手术、吞咽障碍和呕吐时，将其排除。反应迟钝、激越和不合作被视为排除标准，除非治疗医生判断它们仅与高碳酸血症性脑病相关。

根据我院的伦理实践和护理标准，所有因急性或慢性呼吸或心力衰竭入院的患者均按是否不插管顺序进行分类。这一决定由患者本人在可能的情况下做出，或由多学科团队（包括护理患者的医生和护士，当后者没有能力做出此类决定时）做出。参与决策过程的临床医生至少包括重症监护医师和肺科医师或心脏病专家，未参与本研究。当患者的身体残疾和其潜在的衰弱状况使其不适合插管时，将其归类为不插管。以清晰、忠诚的方式告知患者家属，尽一切努力使其理解并坚持医疗决策。

在院前环境中，一些终末期疾病患者可能在ARF的情况下接受了插管，尤其是当预先指示未知时。在多学科团队进行类似的伦理评估后，这些患者可能在撤机期间被给予“不重新插管”指令。当可能拔管时，可向这些患者或其家属提出NIV，作为一种无创的生命支持形式，帮助他们从ARF中恢复。

除侵入性干预外，未插管患者的治疗管理与因ARF入院的每例患者相似。所有患者至少在前2天入住ICU或降阶梯病房。一旦稳定，他们被转移到内科病房，必要时可以进行NIV。由主治医生评价是否需要抗生素治疗、皮质类固醇或利尿剂。所有阻塞性呼吸道疾病患者均接受支气管扩张剂和皮质类固醇治疗。患者在NIV之前和期间未接受镇静和/或镇痛。

NIV技术

患者入住急诊室并在ICU进行后，立即开始NIV。根据我们的当地方案，所有患者均使用了相同的涡轮驱动便携式呼吸机(BiPAP Vision,Philips Respironics,Murrysville,PA)和FM（口鼻面罩）。患者取坐位，并接受了关于该技术的可靠解释。BiPAP Vision配备有其特定的单支回路，包括故意泄漏，在每次使用前进行校准。BiPAP呼吸机提供双水平正压目标模式，具有特殊的自动自适应触发和循环，称为auto-Trak，可确保最佳灵敏度，尽管呼吸模式发生变化或回路泄漏。当使用FM时，呼吸机回路中加入了主动加湿(MR 850,Fischer&Paykel Healthcare,Auckland,New Zealand)。呼吸机设置由主治临床医生酌情调整。持续应用NIV，直至患者出现明显改善。如果有效，主治医生可以考虑逐渐缩短NIV的持续时间。

FM-NIV 的接口特性和定义失败的标准

所有患者均使用相同FM(PerformaTrak,PhilipsRespironics,Murrysville,PA)开始NIV。FM覆盖在鼻子和嘴上，包括一个双层硅层和一个安全阀，在呼吸机意外故障的情况下打开（图1）。.根据患者面部尺寸选择面罩尺寸，并拉紧系带，使其尽可能舒适，同时不会在软硅胶密封周围发生过度泄漏。

图1.A，本研究中使用的面罩(Performatrack，Philips)；B，在长时间面罩进行NIV导致鼻梁疼痛性压疮后，患者“晚期切换”为全面罩(Performax，Philips)以进行无创机械通气(NIV)。

在NIV的前12 h内改变接口被视为“早期切换”，而“晚期切换”是指在第12小时后从FM转换为全FM。将FM转换为全FM的决定由主治医生决定，前提是有下列原因之一：1）FM-NIV未能逆转ARF的临床体征；2）FM-NIV未能改善肺气体交换；3）FM引起的严重不适或严重皮肤损伤，影响了对NIV的使用。FM-NIV未能逆转ARF的临床体征定义为脑病评分或呼吸率无改善或增加。FM-NIV未能改善肺气体交换定义为pH或PaO2/FIO2无改善或下降，PaCO2无改善或增加。

在这种情况下，将全FM(PerforMax，Philips Respironics)舒适地放置在患者面部，软垫底部位于下唇下方和下巴上方，软垫顶部位于前额中部眉毛上方（图1）。调整系带以消除泄漏，同时不过度系紧头带。顶部头带正确安装，以防止面罩沿患者面部跌落。我们选择不使用全FM的主动加湿器，以防止面罩的玻璃被水快速覆盖（雾效应）。未选择热湿交换器，因为其在NIV期间会对生理变量产生负面影响。

评价标准

记录人体测量数据、吸烟史（包/年）、通过简化急性生理学评分II评估的死亡风险和NIV持续时间。入院前2周通过患者或家属回忆，使用医学研究委员会呼吸困难评分评价呼吸系统疾病的严重程度。入院前2wk通过Knaus指数和Charlson合并症评分评估入院前健康状况。根据病史、胸片和/或肺量测定数据（如可用），将基础肺病分类为阻塞性、限制性或混合性。在开始FM-NIV前测量动脉血气，并在每次后续无创界面变化后1-2 h、6-12 h、24 h、48 h和2 h重复测量。

请注意，血气分析仪(ABL 725,Radiometer,Copenhagen,Denmark)每天校准数次。为了确保两个接口效率之间的准确比较，在更换面罩后使用相同的呼吸机设置，直到2 h后进行动脉血气。根据Kelly和Matthay量表评估高碳酸血症性脑病的严重程度。研究期间记录的NIV相关不良事件包括皮肤破损、结膜炎、恶心和胃胀、幽闭恐惧症和患者不适。尽可能使用5分评分评估患者的舒适度——1 = 非常不适；2 = 非常不适；3 = 可接受；4 = 舒适；5 = 非常舒适——如前所述。由主管护士根据国家压疮顾问小组指南对面部压疮进行检测和分期。简言之，去除面罩后持续超过30分钟的发红被视为皮肤破裂1期，完整或开放/破裂的充满血清的水疱或表皮剥脱被归类为2期，溃疡和皮肤坏死分为3期和4期，分别位于鼻梁、鼻唇沟、面颊、下巴、前额或枕骨隆突处，面罩及其绑带可在那里施加最大压力。

统计分析

除非另有说明，数据表示为平均值±SD。使用比例作为分类变量的描述性统计量。采用Kolmogorov—Smirnov检验评估数据分布的正态性。使用Student t检验比较正态分布的连续数据；否则，应用Mann–Whitney U检验。当数量较少时，通过卡方检验或Fisher精确检验进行离散数据分析。用线性混合模型通过重复测量方差分析进行多重纵向比较。固定效应为时间，随机效应为患者。使用Bonferroni方法调整多重比较。还使用线性混合模型进行了舒适度评分与全FM和FM的比较，以考虑测量数据缺失的患者。由于参数呈非正态分布，因此根据Conover方法对秩进行了该分析。面罩下通气时间预测面部压疮发生的能力由受试者工作特征曲线下面积（曲线下面积）确定，置信区间为95%。曲线下面积 > 0.8表示诊断准确性良好。选择最能区分面部压力发展的临界值，以使灵敏度和特异性最大化。使用SPSS(SPSS for windows release 17.0,Chicago,IL)和SAS软件（SAS Institute,Cary,NC 25513；版本9.2）进行统计分析。对于单次比较，认为p值 < 0.05具有统计学显著性。所有报告的p值均为双侧。

结果

在12个月研究期间，573例患者在ICU或Schaffner医院降阶梯呼吸病房接受NIV治疗ARF。其中，74例(13%)患者被分类为不插管。其入院时的主要特征见表1，如图2所示，36例(48.6%)患者因FM-NIV失效（“FM失效”组）而改变了界面。这些患者入院时最有可能出现高碳酸血症性ARF、限制性呼吸障碍、PaCO2较高和脑病评分较高。“FM失败”组住院期间死亡的患者数量显著多于“FM成功”组(n = 13/36，36%vs. n = 4/38，10.5%；p = 0.009)。然而，36例FM-NIV未能逆转ARF的患者中有23例(64%)转换为全FM后出院存活。与“FM成功”组相比，“FM失败”组患者在前48 h内需要更长的NIV时间（分别为40[30-45]小时vs. 22[15-28]小时；p < 0.001）和更长的重症监护时间（分别为8[5-0]天vs. 5[3-8]天；p = 0.007），需要更高的吸气气道正压水平（分别为18[16-20]cm H2O vs. 16[16-18]cm H2O；p = 0.003）和更高的呼气气道正压水平（分别为8[6-8]cm H2O vs. 6[6-8]cm H2O；p = 0.01）。

更换面罩的原因

在从FM转换为全FM的患者中，其中21例(58.3%)患者的面罩变化发生在前12 h内（早期转换），而15例(41.7%)患者转换较晚（晚期转换；图2）。更换面罩的原因如表2所示。

图2.显示早期转换（前12 h内）、晚期转换（第12 h后）或从未转换为全脸面罩（全FM）的患者数量流程图。FM-NIV = 面罩-无创通气；ARF = 急性呼吸衰竭；FM = 面罩；DNI = 不插管。

顽固性高碳酸血症

三分之二的患者因持续性高碳酸血症转为全FM，其中大多数早期转换。关于这些患者，改变界面导致PaCO2显著降低(87±25 mmHg vs. 70±17 mmHg；p < 0.0001)，同时pH升高(7.24±0.1 vs. 7.32±0.09；p < 0.0001)，脑病评分降低（3[3-4]vs. 2[2-3]；p < 0.0001）全FM-NIV 2 h后（图3)。这24例患者中有9例最终死亡，而15例存活出院。

图3：24例经面罩(FM)无创通气无效的高碳酸血症性呼吸衰竭患者在前48 h内PaCO2和pH值的变化，因此转换为全面罩（全FM）。全FM H0表示从FM切换至全FM的时间。*p < 0.01；**p < 0.0001，方差分析。

压疮

改变界面的第二个原因是面部皮肤破裂和FM不耐受。在这种情况下，大多数患者随后转换为全FM（表2）。这11例患者中有3例死亡，而8例存活出院。早期转为全FM的患者不太可能发生面部压疮，尽管NIV持续时间更长，保护性敷料的使用更少（表3）。发生面部压疮的风险与FM-NIV的持续时间密切相关。采用受试者工作特征曲线分析确定FM通气时间能否预测面部压疮的发生。FM-NIV下住院时间的曲线下面积具有统计学显著性（n = 74，0.86±0.043；95%置信区间0.76-0.93）。FM-NIV持续时间预测面部压疮的最佳截断值为11 h，灵敏度为84%（95%置信区间69-93），特异性为71%（95%置信区间52-86）。该临界值的阳性似然比和阴性似然比分别为2.9和0.23。6例发生鼻梁3期压疮的患者中有5例需要将界面从FM转换为全FM，以便继续NIV（图1）。

舒适度

在11例因压疮或FM不耐受改用全FM的患者中，仅7例可评价舒适度，因为2例患者死亡，另外2例不适合询问。在少量患者中，全FM的舒适度评分高于FM，但未达到统计学显著性（分别为4[3-5]vs. 2[1-3]；p = 0.08）。只有一名患者发现全FM不太舒适，但无法根据患者面部进行调整，因为即使是较大尺寸，它也太小。关于所有转换为全FM并适合询问的患者，发现全FM明显更舒适(4[3-5]vs. 3[2-3]；p = 0.004)。

其他并发症

除压疮外，其他并发症在转换为全FM或非全FM的患者之间均匀分布，即胃胀（分别为n = 7，18.4%vs. n = 8，22.2%；p = 0.7），或者不显著，因为两组均未发生结膜炎或幽闭恐惧症。

讨论

本研究的主要结论可概括如下：

1.当FM-NIV未能逆转未气管插管患者的高碳酸血症性ARF时，可提出从FM转换为全FM，以延长NIV的持续应用。尽管其预后较差，但这些患者中有相当数量的人在出院后存活。

2.这种策略使动脉血气得到更好的纠正。

3.发生面部压疮的危险性与FM-NIV持续时间密切相关。与长期使用FM治疗的患者相比，早期转换为全FM的患者发生的面部压疮较少。

4.在疼痛性FM引起的面部皮肤损伤的情况下，转换为全FM能够继续NIV，患者舒适度更好。

不插管的患者通常是最虚弱、年龄最大和最虚弱的患者。当然，人们担心NIV可能仅延长该亚组患者的死亡过程，尤其是当ARF是不可逆疾病的结果时。然而，NIV也可能减少呼吸困难，保留患者自主性，并为一些终末期患者提供完成事务的时间。当ARF的根本原因是可逆的时，可以提出NIV来帮助患者生存，直到治疗有效。在所有情况下，应告知患者及其家属，在这种情况下，NIV正被用作一种生命支持形式，并应有权拒绝。这种关于ARF中不插管患者的医疗实践伦理标准通常应用于我们的ICU和急诊科。

毫不奇怪，当因ARF入院时，尽管使用了NIV，但未插管患者的住院死亡率非常高，范围为57%-74%。本研究报告了未插管的重症患者的死亡率低得多(23%)，尽管大部分患者处于终末期慢性呼吸衰竭或心力衰竭，Knaus指数、医学研究委员会评分和Charlson评分极高证实了这一点。Schettino等研究表明，低氧血症和拔管后ARF的预后最差（住院死亡率分别达到86%和77%），尤其是在未插管的癌症患者中，而慢性阻塞性肺疾病高碳酸血症加重或心源性肺水肿与更好的预后相关（住院死亡率分别为37.5%和39%）。我们的大多数患者表现为后一种情况，而其中极少数表现为低氧性ARF或癌症。然而，在本研究中，尽管FM-NIV已经失败，但出院后未插管患者的高生存率表明改变无创接口界面可能有助于改善结局。

在ARF患者中，开始NIV时，面部（口鼻）面罩在很大程度上优于其他面罩。尽管通常被认为更舒适，但由于口腔漏气，鼻罩与NIV失败率更高相关。漏气促进患者-呼吸机不同步，在ARF合作不良患者中使用鼻罩时可能不可避免。硬币的背面是长期应用FM-NIV可能导致疼痛性面部压疮。为避免此类损伤，尤其是位于鼻梁上，已经开发了几种接口，包括头盔、鼻枕或鼻塞、吸嘴和全FM。在19例因低氧性ARF需要连续NIV的免疫功能低下患者中，Rocco等人发现，与FM相比，头盔通过减少皮肤并发症增加了患者的耐受性，导致NIV中断较少。然而，在高碳酸血症性ARF患者中使用头盔仍存在问题，因为与标准FM相比，头盔在纠正PaCO2、减少吸气努力以及患者-呼吸机不同步方面的有效性似乎较低。在本研究中，仅在高碳酸血症患者中证实了转换为全FM对PaCO2和pH的有益作用。生理学研究表明，尽管其内部体积较大，但全FM具有与面罩相似的动态死腔。临床数据证实，既往全FM模型在改善肺气体交换和逆转高碳酸血症性ARF的临床体征方面与FM同样有效。

我们不能为全FM-NIV纠正高碳酸血症性脑病未插管患者呼吸性酸中毒的更好效率提供明确的解释。这种新的全FM的特殊形状及其更好的气密性可以确保最小的漏气，能够设置更高的压力，从而更好地纠正通气不足。应记住，这是首次研究这种全FM新模型(PerforMax,Philips Respironics,Murrysville,PA)的研究，其已在特殊临床情况下用作补救治疗。我们的结果不能外推至所有高碳酸血症性ARF患者。已经进行了3项随机研究，以比较前一种全FM模型(Total Face,Respironics,Murrysville,PA)与传统面罩作为ARF患者NIV的初始界面策略。仅在长期ARF患者中发现全脸面罩更舒适，但其使用与插管率或死亡率降低无关。值得注意的是，其预防面部压疮的能力从未被测试过，尤其是在必须长期持续使用NIV的患者中。面部疼痛性压疮可能危及仍处于ARF的患者对NIV的使用。

尽管本研究中使用的面罩具有可调的前额支撑，旨在最小化鼻梁处的面罩压力，同时保持适当的密封，但在前2天内需要 > 12 h FM-NIV的患者中，72%发生了面部压疮。在需要长期FM-NIV治疗的患者中，可以建议在鼻梁和鼻唇沟处使用保护性敷料来显著减少面部压疮。尽管如此，仍有大约一半的患者出现鼻腔皮肤破裂。本研究证实了这一发现，尽管我们的护理团队大量使用保护性敷料，但使用FM-NIV治疗的患者面部压疮的发病率很高。相反，在需要持续应用NIV的高碳酸昏迷患者中，全FM-NIV维持了很长一段时间，没有或仅有轻微的副作用。

本研究存在几个需要承认的潜在局限性。第一个限制与非随机揭盲研究设计有关。在这样一项处理NIV期间接口策略的研究中，无法完成治疗分配的掩蔽，导致不可避免的检测偏倚。此外，选择偏倚必然发生在观察性但“现实生活”研究中。然而，从我们的角度来看，关于我们的患者未插管状态，随机化是不道德的。因此，我们希望除了改变界面（可能影响我们的结果）外，减少所有其他因素。为此，患者最初使用相同的压力通气模式、相同的呼吸机和单一类型的标准FM接受NIV。当NIV未能逆转ARF时，仅将面罩改为全FM。仅时间解释界面改变后呼吸性酸中毒得到更好纠正的可能性很小，但我们不能排除这种假设。其次，我们没有持续可靠地监测面罩周围的泄漏。后者可能会促进患者与呼吸机的不同步，并可能导致患者不适。

然而，我们的护理团队有经验定期检查这一点，通过在面罩周围放置一只手，并通过聆听大量泄漏导致的噪声。在大量泄漏的情况下，护士应该将面罩放回，同时避免过度紧密贴合。最后，这是一项单中心研究，我们不能正式排除其他ICU中使用Performatrack（具有前额支撑的面罩）或另一种FM获得更多经验的不同结果。在这方面，大量使用FM发生鼻部皮肤破裂的患者可能存在疑问。然而，之前几项研究已经表明，在FM-NIV期间，此类面部皮肤损伤的患病率相似。

当FM-NIV 已经无法逆转高碳酸血症ARF 时，早期切换到全FM 可能很有用，尤其是在患有慢性呼吸衰竭的病情最严重和虚弱的患者中，对他们来说升级到插管是不合适的。在这些患者中，全FM 特别适合提供长时间的连续 NIV，同时防止出现面部压疮。当因FM-NIV 在鼻梁或鼻唇沟出现压疮时，改用全FM可能会提高患者的舒适度并实现NIV。