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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。
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）。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）。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。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。
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，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；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,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,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。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。
（一） 适应证与禁忌证
1. 适应证
多项RCT及荟萃分析均显示，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%。
如何选择合适的病例进行NPPV，是成功应用NPPV的关键。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）。
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。Bardi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。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。
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，对这类患者行IPPV可能更为有效。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±0.05, PaCO2 85±16 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。在酸中毒更为严重的64例AECOPD患者（pH 7.18±0.05, PaCO2 104±14 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。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%）。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%。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IPPV。
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NPPV。
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%，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。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，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。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。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。在一些情况下，面罩不合适往往是造成NPPV失败的重要因素：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。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。
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。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。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。
（三） 操作环境
实施NPPV的场所应具备一定监护条件（至少应包括对基本生命体征、血气和SpO2的监测）。此外，操作者（医师、护士和呼吸治疗师）应用NPPV的经验也是影响NPPV疗效的重要因素，要求对NPPV有一定认识及了解，能指导患者应用NPPV，协助患者咳嗽排痰，具有对人机协调性、漏气等问题进行监测、处理以及及时判断NPPV失败的能力。在Plant21的研究中，所有的参与者均接受8周的理论和实践培训以保证临床应用的质量。另外，多项指南均提及应由一位熟识NPPV应用技术的呼吸专科医师负责整个NPPV的工作以提高成功的可能性。
目前没有直接比较NPPV在不同科室中应用疗效差别的RCT，大多数研究都在ICU内进行。两项在普通病房内的多中心RCT16,21结果表明：与常规治疗相比，NPPV显著地降低了气管插管率和院内病死率。但在pH＜7.3亚组中，普通病房内的治疗效果不及ICU。 因此，美国和英国胸科医师协会先后推荐：对于pH＜7.3的患者，不宜在普通病房内行NPPV。另外，若患者存在严重合并症（如肺炎、哮喘、严重低氧血症等），气管插管可能性较大，为避免延误病情，最好在ICU内行NPPV，以便于需要时及时改换为IPPV。
由于上机初期（第一个8小时）比后期（第二个8小时）需要更多的床旁观察时间，加之应用NPPV后数小时内的疗效与NPPV的成功与否明显相关，因此开始应用NPPV的一段时间内需要有专人负责监护和治疗。
推荐意见8：对AECOPD实施NPPV应配备必要监护设施以及经过培训的医护人员，在应用NPPV的早期应有专人床旁监护。[推荐级别：E级]
（四） 操作技术
1． 患者的教育
与IPPV不同，NPPV更强调患者的主动合作和舒适感，对患者的教育可以消除恐惧,争取配合,提高依从性和安全性。教育的内容包括：讲述治疗的目的；NPPV治疗过程中患者可能出现的感受（因正压通气可能导致的不适等）；指导患者有规律地放松呼吸，NPPV中如何咳痰和饮食；有不适时及时通知医务人员；面罩连接和拆除方法，特别是在紧急情况下(如咳嗽、咳痰或呕吐时)拆除面罩的方法等。
2． 呼吸机与患者的连接
连接的舒适性、密封性和稳定性对疗效和患者的耐受性影响很大。因此，除应准备好不同大小的鼻罩和口鼻面罩供患者试用，还应注意固定带适宜的松紧度，尽量减少漏气及避免面部皮肤破溃。目前常用4条或3条固定带进行固定，与4点固定相比,3点固定符合力学原理,压力分布最均匀,密闭性和舒适性更好，佩带方便50。使用面罩时，应先在吸氧或者低的气道压(如4cmH2O的CPAP)状态下将面罩连接稳固舒适后，再连接呼吸机管道或增加气道压。否则骤然升高的气道压会使患者明显不适。
3． 通气模式的选择与参数调节
常用NPPV通气模式包括：持续气道正压（CPAP）、压力/容量控制通气（PCV/VCV）、比例辅助通气（PAV）、压力支持通气+呼气末正压（PSV+PEEP，通常所称双水平正压通气即主要为此种通气模式），其中以双水平正压通气模式最为常用。
如何为患者设定个体化的合理治疗参数十分重要。压力和潮气量过低导致治疗失败，但过高也将导致漏气和不耐受的可能性增加。一般采取适应性调节方式：呼气相压力（EPAP）从2～4cmH2O开始，逐渐上调压力水平，以尽量保证患者每一次吸气动作都能触发呼吸机送气；吸气相压力（IPAP）从4～8cmH2O开始，待患者耐受后再逐渐上调，直至达到满意的通气水平，或患者可能耐受的最高通气支持水平。
4． 监测、停用及撤离
通过密切的综合临床监测,判断疗效,发现治疗过程中的问题和可能出现的不良反应,及时处理和调整,是提高患者的耐受性和疗效的重要因素,也是避免因NPPV 治疗无效而延误插管的重要措施。监测应包括的内容如表2所示。
表 2 NPPV治疗AECOPD时的监测内容
一般生命体征 一般状态、神志等
呼吸系统 呼吸困难的程度、呼吸频率、胸腹活动度、辅助呼吸肌活动、呼吸音、人机协调性等
循环系统 心率、血压等
通气参数 潮气量、压力、频率、吸气时间、漏气量等
血气和血氧饱和度 SpO2、pH、PaCO2、PaO2等
不良反应 胃肠胀气、误吸、罩压迫、口鼻咽干燥、鼻面部皮肤压伤、排痰障碍、不耐受、恐惧(幽闭症)、气压伤等
应特别注意对临床表现、SpO2和血气指标三方面进行监测。如果NPPV有效，在应用NPPV1-2小时后患者的呼吸困难、呼吸频率、心率以及精神状态均有改善，否则，提示肺泡通气量不足，这可能与呼吸机参数设置（吸气压力、潮气量）过低、管路或面罩漏气等有关，应注意观察分析并及时调整。SpO2是观察NPPV后氧合变化比较简便易行的方法，特别是对于AECOPD患者，更强调控制性氧疗，在NPPV治疗初期应持续监测SpO2以指导调节吸入氧浓度/流量，使SpO2维持在90%左右。此外，在NPPV1-2小时后进行血气分析是判断NPPV疗效比较确切的指标。若血气指标无明显改善，需进一步调整参数或检查漏气情况，4-6小时后再次复查血气指标，若仍无改善，则须考虑停止NPPV并改用IPPV。
在NPPV初期应鼓励患者尽量持续使用NPPV,直至病情改善。若在应用NPPV过程中出现下列情况，即认为NPPV失败：①病情明显恶化，呼吸困难和血气指标无明显改善；②出现新的症状或并发症，如气胸、误吸、痰液严重潴留且排除障碍等；③患者严重不耐受；④血流动力学不稳定；⑤意识状态恶化。
对于NPPV有效者何时停机尚无统一标准，临床状况改善，并且病情稳定即可考虑逐渐撤离NPPV。总的来说，NPPV较IPPV使用更为灵活，可根据病情间断使用，也可采用逐渐降低压力支持和/或逐渐延长NPPV停用时间的方法撤离。
5． 常见不良反应及防治方法
1) 严重胃肠胀气：主要是因为气道压力高(＞25cmH2O时有可能超过食道贲门的压力)或张口呼吸、反复咽气引起。有明显胃肠胀气者，可考虑采取以下措施：避免碳酸饮料摄入，避免吸气压＞25cmH2O，放置胃管持续引流，间断应用NPPV。
2) 误吸：口咽部分泌物或呕吐物误吸可以引起肺部感染、呼吸衰竭加重等严重的后果。应注意患者体位、防治胃肠胀气等。
3) 口鼻咽干燥：多见于使用鼻罩又有经口漏气时,寒冷季节尤为明显。避免漏气(能够明显降低通过口咽部的气流量)和间歇喝水通常能够缓解症状，也可使用加温湿化器。然而,由于水蒸汽冷凝的作用,会有较多的水在面罩和管道内沉积;也有患者诉闷热不适。因此应该根据每个患者的具体情况而选用。
4) 面罩压迫和鼻面部皮肤损伤：轻度的面罩压迫感比较常见52。合理地调整面罩的位置﹑选用适合患者脸型的硅胶或气垫面罩以及调整固定带的张力(能避免漏气的最低张力)可以减轻面罩的压迫症状。鼻梁皮肤损伤比较少见，主要是因为长时间压迫引起。间歇松开面罩或轮换使用不同类型的面罩，避免长期压迫同一位置，可以避免此并发症。此外，我国自行研制的硅胶面膜型面罩具有良好的防漏气性,比较适合国人面型。
5) 排痰障碍：NPPV易致痰液粘稠使痰液排出困难，往往与患者通气需求较大，或伴有较大漏气量，使总的通气量过大而不能充分湿化有关。应保证足够的液体量，少量多次饮水，应用功能较强的主动加温湿化器，间歇让患者主动咳嗽(将呼吸机与面罩的连接暂时断开)，保证痰液引流通畅。此外，还可进行胸部物理治疗以辅助患者排痰。NPPV不应影响患者的正常饮水、咳痰、进食等。
6) 恐惧(幽闭症):部分患者对带面罩,尤其是口鼻面罩有恐惧心理,导致紧张或不接受NPPV治疗。合适的教育和解释通常能减轻或消除恐惧。观察其他患者成功地应用NPPV治疗,有利于提高患者的信心和接受性。
7) 气压伤：对于合并肺大疱患者应警惕。以维持基本通气为目标，不应过分追求通气状况的改善而提高气道压力。
推荐意见9：在AECOPD应用NPPV治疗初期应密切监测生命体征和血气，根据患者治疗反应调整治疗方案，2-4小时仍无改善，则考虑改换其他治疗方法。[推荐级别：D级]
三、有创正压机械通气
（一） 适应证
对于AECOPD患者，早期NPPV的干预明显减少了IPPV的使用16-24，但对于有NPPV禁忌或使用NPPV失败的严重呼吸衰竭患者，一旦出现严重的呼吸形式、意识、血流动力学等改变，应及早插管改用IPPV。具体指征见表3。
表3 AECOPD患者行有创正压通气的适应证
危及生命的低氧血症（PaO2小于50mmHg或PaO2/FiO2＜200 mmHg
PaCO2进行性升高伴严重的酸中毒（pH≤7.20）
严重的神志障碍（如昏睡、昏迷或谵妄）
严重的呼吸窘迫症状（如呼吸频率＞40次/分、矛盾呼吸等）或呼吸抑制（如呼吸频率＜8次/分）
血流动力学不稳定
气道分泌物多且引流障碍，气道保护功能丧失
NPPV治疗失败的严重呼吸衰竭患者
（二） 人工气道的建立
AECOPD患者行IPPV时，人工气道应首选气管插管，其常见途径包括经鼻气管插管和经口气管插管。经鼻气管插管时，患者耐受性较好，患者可经口饮食，插管留置时间长，且口腔护理方便，但其操作技术需求较高，且鼻窦炎的发生率较高。经口气管插管操作相对简单，管径较粗，便于痰液引流，鼻窦炎的发生率较低。有研究显示鼻窦炎的发生与呼吸机相关性肺炎有着密切的联系，但对病死率无显著影响。所以，AECOPD患者行IPPV治疗时，人工气道宜选经口气管插管。
气管切开主要用于长期机械通气患者，头部外伤、上呼吸道狭窄或阻塞的患者，或解剖死腔占潮气量较大的患者，如单侧肺或一侧肺严重毁损。虽然对于需长期机械通气的患者早期气管切开能降低机械通气时间及住ICU时间，但气管切开后可能发生气管狭窄，对于可能因反复呼吸衰竭而需要多次接受人工通气的COPD患者而言，再次实施气管插管或气管切开皆非常困难，因此应严格掌握气管切开的指征，原则上应尽量避免气管切开；若需行气管切开，可选经皮扩张气管切开术（percutaneous dilational tracheostomy）。
推荐意见10：对于AECOPD患者建立人工气道应首选经口气管插管。[推荐级别：D级]
（三） 通气模式的选择与参数调节
1. 通气模式的选择
在通气早期，为了使呼吸肌得到良好的休息，使用控制通气较为合适，但需尽量减少控制通气的时间，以避免大量镇静剂的使用和肺不张、通气血流比失调及呼吸肌废用性萎缩的发生。一旦患者的自主呼吸有所恢复，宜尽早采用辅助通气模式，保留患者的自主呼吸，使患者的通气能力得到锻炼和恢复，为撤机做好准备。
常用的通气模式包括辅助控制模式（A/C）、同步间歇指令通气（SIMV）和压力支持通气（PSV），也可试用一些新型通气模式，如比例辅助通气（PAV）等。其中SIMV+ PSV和PSV已有较多的实践经验，临床最为常用。PSV的吸气触发、吸气流速和吸呼切换三个环节均由患者控制，人机协调性好，患者感觉舒适，所以上机早期即可考虑单独应用，或与低频率的SIMV联用，这样有利于及时动员自主呼吸能力。PAV尚处于探索阶段，显示了一定的应用前景。
2. 通气参数的调节
DPH和PEEPi的存在是导致呼吸衰竭的最重要的呼吸力学改变，为缓解其不利影响，可采取限制潮气量和呼吸频率、增加吸气流速等措施以促进呼气，同时给予合适水平的PEEPe，降低吸气触发功耗，改善人机的协调性。
1) 潮气量（VT）或气道压力（Paw）
目标潮气量达到6~8ml/kg即可，或使平台压不超过30cmH2O和/或气道峰压不超过35-40cmH2O，以避免DPH的进一步加重和气压伤的发生；同时要配合一定的通气频率以保证基本的分钟通气量，使PaCO2值逐渐恢复到缓解期水平，以避免PaCO2下降过快而导致的碱中毒的发生。
2) 通气频率（f）
需与潮气量配合以保证基本的分钟通气量，同时注意过高频率可能导致DPH加重，一般10-15次/分即可。
3) 吸气流速（flow）
一般选择较高的峰流速（40-60L/min），使吸呼比（I:E）≤1:2，以延长呼气时间，同时满足AECOPD患者较强的通气需求，降低呼吸功耗，并改善气体交换。
临床中常用的流速波形主要是递减波、方波和正弦波。对于COPD患者，递减波与其他两种波形相比，具有能降低气道压、减少死腔量和降低PaCO2等优点。
4) 外源性PEEP（PEEPe）
加用适当水平的PEEPe可以降低AECOPD患者的气道与肺泡之间的压差，从而减少患者的吸气负荷，降低呼吸功耗，改善人机协调性。控制通气时PEEPe一般不超过PEEPi的80%，否则会加重DPH。临床可采用呼气阻断法（expiration hold）测量静态PEEPi。临床也可常采用以下方法进行设定：在定容通气条件下从低水平开始逐渐地增加PEEPe，同时监测平台压，以不引起平台压明显升高的最大PEEPe为宜。
5) 吸氧浓度（FiO2）
通常情况下，AECOPD只需要低水平的氧浓度就可以维持基本的氧合。若需要更高水平的氧浓度来维持患者基本的氧合，提示存在合并症和/或并发症，如肺不张、肺栓塞、气胸、心功能不全等。
推荐意见11：对接受有创正压通气的AECOPD患者应尽早选用辅助通气模式。[推荐级别：D级]
推荐意见12：对接受有创正压通气的AECOPD患者应采取限制潮气量和呼吸频率、增加吸气流速等措施以促进呼气。[推荐级别：D级]
推荐意见13：对接受有创正压通气的AECOPD患者应给予合适水平的外源性PEEP。[推荐级别：D级]
推荐意见14：对接受有创正压通气的AECOPD患者应避免PaCO2值下降过快。[推荐级别：E级]
（四） 监测
1、呼吸力学的监测
1）气道压：应严密监测和限制气道峰压（＜35-40cmH2O）和平台压（＜30cmH2O），以避免气压伤的发生。气道峰压的变化主要受气道阻力、胸肺弹性阻力和PEEPi的影响，而平台压主要受胸肺弹性阻力和PEEPi的影响，后者可通过吸气阻断法（inspiration hold）测量。对于AECOPD患者，若在机械通气过程中若出现气道峰压增加，提示患者气道阻力的增加和/或DPH加重的可能，但若同时出现平台压的同步增高，则DPH加重是致气道压增加的主要原因。
2）PEEPi: PEEPi的形成主要与患者气道阻力的增加、肺部弹性回缩力的下降、呼气时间缩短和分钟通气量增加等有关。可以根据患者临床症状、体征以及呼吸循环监测情况来判断PEEPi存在的可能性：①呼吸机检测示呼气末有持续的气流；② 患者出现吸气负荷增大的征象（如“三凹征”等）以及由此产生的人机的不协调；③难以用循环系统疾病解释的低血压；④容量控制通气时峰压和平台压的升高。若需准确地测量PEEPi，可以采用呼气末气道阻断法（expiration hold）和食道气囊测压法。
3）气道阻力（Raw）：气道阻力的变化往往通过上述气道压力的变化得以反映。为准确测量，需在完全控制通气条件下通过吸气阻断法来测量。与气道压相比，影响Raw的因素较少，能更准确地用于判断患者对治疗的反应，如用于对支气管扩张剂疗效的判断。
2、气体交换的监测
应使用常规气体交换监测手段，包括血气分析、呼出气CO2监测等，来指导通气参数调节。尤其要注意pH和PaCO2水平的监测，避免PaCO2下降过快而导致的严重碱中毒的发生。
推荐意见15：对接受有创正压通气的AECOPD患者应加强对气道压、PEEPi和气体交换功能的监测。[推荐级别：E级]
（五） 常见并发症
1、气压伤
气压伤的常见类型包括肺间质气肿（pulmonary interstial emphysema，PIE）、皮下气肿、纵隔气肿和气胸等。其中PIE是气压伤的早期表现，在临床中会发现相当一部分患者仅表现为PIE、纵隔气肿或皮下气肿而未出现气胸，正确的识别和处理PIE对预防气压伤的进一步加重具有重要意义。
气压伤的发生除受气道压力和潮气量的影响外，还与基础疾病也有密切的联系。，由于存在DPH和肺组织本身的病变特点（如肺气肿、肺大泡等），AECOPD患者发生气压伤的风险明显增加。因此应在保证患者基本通气和氧合的条件下限制气道压力和潮气量，预防气压伤的发生。最近一项研究亦显示在对气道压和潮气量进行限制后，COPD患者的气压伤的发生率可降至2.9%。
2、呼吸机相关性肺炎（VAP）
COPD是发生VAP的一项独立危险因素,而且此类患者一旦行IPPV，其气管插管的时间较长，易发生VAP。由于VAP使患者住ICU时间延长，死亡风险显著增加，因此预防VAP的发生对改善AECOPD患者的预后具有重要意义。VAP预防措施主要包括：经口气管插管，半卧位，声门下分泌物的引流，人工鼻（HME），有创-无创序贯通气辅助撤机等。
3、人机对抗
AECOPD患者出现人机对抗除与患者本身的病情变化和呼吸机及人工气道故障有关外，还常见于通气模式和参数设置的不当，包括PEEPe、潮气量、峰流速和流速波形等。人机不协调会进一步加重DPH，进而出现低血压、休克等严重的并发症；增加呼吸功耗，加重呼吸肌疲劳；呼吸频率增快，出现呼吸性碱中毒等。出现人机不协调后，应在保证患者基本通气和氧合的条件下积极查找原因并加以处理。
（六） 有创正压通气的撤离
当患者满足以下条件时，可考虑进行撤机：①引起呼吸衰竭的诱发因素得到有效控制：这是撤机的先决条件，应仔细分析可能的诱发因素并加以处理；②神志清楚，可主动配合；③自主呼吸能力有所恢复；④通气及氧合功能良好：PaO2/FiO2＞250mmHg，PEEP＜5-8cmH2O，pH＞7.35，PaCO2达缓解期水平；⑤血流动力学稳定：无活动性心肌缺血，未使用升压药治疗或升压药剂量较小。
当患者满足上述条件后，可逐渐降低部分通气支持模式的支持力度，而增加患者的自主呼吸成分，直至过渡到完全自主呼吸。常用的部分支持通气模式包括SIMV+PSV和PSV模式。在运用SIMV+PSV模式撤机时，可逐渐降低SIMV的指令频率，当调至2~4次/分后不再下调，然后再降低压力支持水平，直至能克服气管插管阻力的压力水平（5~7cmH2O），稳定4~6小时后可脱机。单独运用PSV模式撤机时，压力支持水平的调节可采取类似方法。与其他撤机方式相比，SIMV可能会增加撤机的时间，不宜单独运用于撤机。
自主呼吸试验（spontaneous breathing trial,SBT）是指导撤机的常用方法之一。但对于部分SBT成功的AECOPD患者，尤其是长期机械通气者，在拔管后48小时内仍需重新气管插管。因此，SBT只可作为AECOPD撤机前的参考。
35%～67%的COPD患者存在撤机困难,其59%的机械通气时间用于撤机，需逐步撤机。造成这些患者撤机困难的主要原因是呼吸泵功能和呼吸负荷之间的不平衡,表现为撤机过程中呼吸肌肌力下降、中枢驱动增强、PEEPi和气道阻力增加等，亦可由于营养不良、心功能不全和呼吸机依赖等因素造成。所以，对于撤机困难的COPD患者，在逐渐降低通气支持水平和逐渐延长自主呼吸时间的的同时，还应积极地为撤机创造条件：①增强呼吸泵的功能：保持适宜的中枢驱动力、加强呼吸肌肌力和耐力的训练、避免电解质紊乱和酸碱失衡等；②减少呼吸肌负荷：如降低PEEPi和气道阻力、减少DPH的形成、避免人工鼻的使用等；③加强营养支持；④对于有心功能不全的患者，在撤机过程中可适当地使用扩血管、利尿等药物改善患者的心功能；⑤加强心理支持，增强患者对撤机的信心。
近年来，国内外学者将NPPV运用于辅助撤机，发现这种早期拔管改为NPPV的方法，可以显著提高撤机成功率，缩短IPPV和住ICU的时间，降低院内感染率，并增加患者存活率。
患者能脱离呼吸机并不意味着能拔除气管内导管。在拔管前应确认患者的咳嗽反射正常，可以有效地清除气管内分泌物和防止误吸，无明显喉水肿等导致气道阻塞的临床倾向方可考虑拔管。拔管后需密切监测患者生命体征、神志和氧合状态的变化，鼓励患者咳嗽排痰，禁食2小时以上，以防止误吸的发生。若拔管后出现气道阻塞、呼吸窘迫、喘鸣、血气指标的严重恶化等情况需及时重新气管插管。
推荐意见16：AECOPD患者撤机前应确保引起呼吸衰竭的诱发因素得到有效控制。[推荐级别：E级]
推荐意见17：对AECOPD患者应注意纠正呼吸泵功能与呼吸负荷间的失衡。[推荐级别：E级]
推荐意见18：在AECOPD患者拔管前，应对其咳嗽功能进行评估。[推荐级别：E级]
四、无创正压通气在AECOPD患者撤机中的应用
采取NPPV辅助撤机的方法，是指接受IPPV的急性呼吸衰竭患者,在未达到脱机后能有效自主呼吸的撤机标准之前即脱离IPPV,去除人工气道，继之施行NPPV。国内外已有多项RCT证实采取这种方法可显著提高AECOPD患者的撤机成功率，缩短IPPV和住ICU的时间，降低院内感染率，增加患者存活率。
（一） 无创正压通气在AECOPD患者撤机中的临床价值
1. 缩短留置气管内导管的时间,减少人工气道相关并发症
近30%的急性呼吸衰竭患者在行IPPV病情得到控制后需要逐步撤机(weaning),而无法耐受截然脱机(withdraw),而在AECOPD行IPPV的患者需要逐步撤机的比例更高达35%～67%。延长IPPV时间会带来许多并发症,如气道损伤、呼吸机依赖,另一个重要问题是由于带有气管内导管,可造成细菌沿气管-支气管树移行、气囊上滞留物下流,加之吸痰等气道管理操作污染、呼吸机管道污染等,造成呼吸机相关肺炎(VAP),使病情反复、上机时间延长和撤机困难,而VAP的死亡率较普通院内获得性肺炎（HAP）高2～10倍。鉴于气管内导管在VAP发生中的关键作用,有人提出将之改称为人工气道相关肺炎(artificial airway-associated pneumonia)。若能在保证通气效果的前提下,尽可能地缩短留置气管内导管的时间,将有助于减少人工气道相关并发症，这就使采取NPPV辅助撤机成为实际需要。
2. 提供正压通气支持，避免再插管
NPPV与IPPV的主要区别在于是否建立有创人工气道,而两者的正压通气原理则是相同的，与IPPV时相比，NPPV同样可以有效地降低呼吸功耗和改善气体交换100。因此,可以将机械通气的治疗作用分为两个方面:人工气道的治疗作用(引流气道分泌物、防止误吸、保证有力的呼吸支持)和呼吸机的正压通气作用。由于NPPV技术引入急性呼吸衰竭的治疗,使建立人工气道和行正压通气不再必然联系在一起,这使采取NPPV辅助撤机在技术上成为可能。
撤机后48小时内再插管率在5%~15%之间。再插管使患者住ICU的时间明显延长，院内感染率及院内死亡率都显著增加。所以，应尽量避免撤机后再插管的发生。对于AECOPD患者拔管后是否需立即改用NPPV以降低再插管率，目前尚无前瞻性的对照研究证实。但早期应用NPPV干预轻中度呼吸功能不全的AECOPD，能显著降低气管插管率。而对于满足传统撤机标准撤机后立即使用NPPV的患者，其ICU病死率显著降低，亚组分析显示NPPV的这种治疗作用在具有慢性肺疾病的患者更突出。如果在撤机后等到呼吸衰竭加重再使用NPPV，其死亡率显著高于常规治疗（25% vs 14%）。因此，对于尚未达到传统撤机标准而提前拔管的患者，更有早期应用NPPV的需要，而不必等到呼吸衰竭明显加重时才给予NPPV干预。
（二） 采取无创正压通气辅助撤机的实施
成功实施NPPV辅助撤机的关键在于：病情评估，IPPV与NPPV切换点的把握，NPPV的规范操作。
适合采取NPPV辅助撤机的病例首先应具备如前所述应用NPPV的基本条件。再者，由于NPPV的通气支持水平有限，对于基础肺功能很差而需较高呼吸支持水平的病例也不适合。因此，在所有采取NPPV辅助撤机的RCT中，均有较明确的病例入选与排除标准。在国内进行的一项研究中，要求入选患者年龄不超过85岁，近一年内生活能基本自理，并且存在以下情况之一则予以排除：严重的心、脑、肝、肾功能衰竭，严重营养不良，严重且难以纠正的电解质紊乱，导致无法佩带鼻/面罩的上气道或面部损伤，咳嗽反射极弱或咯痰无力等。
实施NPPV辅助撤机的另一个关键是正确把握IPPV转为NPPV的切换点。由于COPD急性加重主要是由支气管-肺部感染引起，AECOPD患者建立有创人工气道有效引流痰液并合理应用抗生素后，在IPPV5~7天时支气管-肺部感染多可得到控制，临床上表现为痰液量减少、粘度变稀、痰色转白、体温下降、白细胞计数降低、胸片上支气管-肺部感染影消退，这一肺部感染得到控制的阶段称为“肺部感染控制窗（pulmonary infection control window，PIC window）”。PIC窗是支气管-肺部感染相关的临床征象出现好转的一段时间，出现PIC窗后若不及时拔管，则很有可能随插管时间延长并发VAP。出现PIC窗时患者痰液引流问题已不突出，而呼吸肌疲劳仍较明显，需要较高水平的通气支持，此时撤离IPPV，继之NPPV，既可进一步缓解呼吸肌疲劳，改善通气功能，又可有效地减少VAP，改善患者预后。
国外的两项研究在IPPV早期以T 管撤机试验为标准,对撤机试验失败的患者行NPPV辅助撤机。对肺部感染不显著的COPD患者可采用此法,而支气管-肺部感染明显的患者,以PIC窗的出现作为切换点,更符合COPD急性加重的治疗规律。
由于患者提前拔管后还合并有较明显的呼吸肌疲劳和呼吸功能不全，往往还需要较长时间的使用NPPV。因此，规范操作NPPV能保证患者从中获得最佳呼吸支持，是成功实施NPPV辅助撤机另一重要方面。
推荐意见19：无创正压通气是AECOPD患者早期拔管的有效手段。 [推荐级别：B级]
推荐意见20：对于支气管-肺部感染为诱发加重因素的AECOPD患者,可以肺部感染控制窗作为有创通气与无创通气的切换点。
中国危重病急救医学2007年9月第19卷第9期 中华医学会重症医学分会
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