阻塞性呼吸系統(tǒng)疾病包括慢性阻塞性肺疾病(COPD)和哮喘(AA)。在肺氣腫性COPD患者中，由于肺實(shí)質(zhì)破壞導(dǎo)致肺彈性回縮力下降，導(dǎo)致呼氣時(shí)小氣道塌陷和呼氣氣流阻力增加[1]。以呼吸系統(tǒng)癥狀急性惡化為特征的間歇性急性加重是阻塞性呼吸系統(tǒng)疾病臨床病程的一部分，在嚴(yán)重的情況下可能需要有創(chuàng)機(jī)械通氣。無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)

▲ 簡(jiǎn)化模型來(lái)解釋在肺泡和氣道病變?nèi)菀姿莸牟糠址螀^(qū)域發(fā)生的呼氣流量限制的發(fā)病機(jī)制。從肺頂端到基底部有一個(gè)胸膜內(nèi)壓(Ppl)梯度。注意小氣道關(guān)閉是不均勻的，往往發(fā)生在肺體積較小的地方。

病理生理學(xué)

COPD急性加重(AE-COPD)的特征是分泌物增加、炎癥增加和一定程度的支氣管痙攣。急性哮喘(或哮喘發(fā)作,AA)的主要特征是嚴(yán)重的支氣管痙攣導(dǎo)致非常高的氣道阻力，一定程度的炎癥和氣道中存在粘液[2]。雖然AE-COPD和AA加重的病理生理不同，但存在兩個(gè)主要特征：氣道阻力增加和氣流受限。因此，AE-COPD和AA期間的通氣支持管理非常相似。

氣流受限導(dǎo)致空氣在呼氣結(jié)束時(shí)滯留在肺泡中。呼氣末肺容積高于功能殘氣量，肺泡壓高于大氣壓(或高于外設(shè)的呼氣末正壓)，這種現(xiàn)象被稱為動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣或動(dòng)態(tài)氣阻，呼氣末高于大氣壓的壓力(或設(shè)定呼氣末正壓)被稱為內(nèi)源性呼氣末正壓(PEEPi)或auto-PEEP[3]。在臨床實(shí)踐中，典型呼吸窘迫的呼吸驅(qū)動(dòng)、潮氣量和呼吸頻率增加(因此呼氣時(shí)間縮短)會(huì)加劇動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣。

AE-COPD和AA的病理生理機(jī)制如圖所示：

▲ 慢性阻塞性肺病加重和哮喘發(fā)作中呼吸衰竭的生理病理學(xué)

AE-COPD和AA患者在自主呼吸和控制通氣時(shí)均有動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣的風(fēng)險(xiǎn)。動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣有嚴(yán)重的不良影響，包括氣壓損傷的風(fēng)險(xiǎn)增加(因?yàn)榉闻輧?nèi)壓力增加)，血流動(dòng)力學(xué)改變(因?yàn)樾貎?nèi)壓力增加和靜脈回流持續(xù)減少)[4]。當(dāng)過(guò)度充氣發(fā)生時(shí)，通氣改變導(dǎo)致高碳酸血癥和低氧血癥，V/Q比失衡和順應(yīng)性降低。膈肌的收縮功能也會(huì)因?yàn)殡跫≡龊穸档?。此外，在輔助呼吸過(guò)程中，動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣會(huì)增加呼吸功(WOB)，并導(dǎo)致患者與呼吸機(jī)同步性差(延遲觸發(fā)、無(wú)效努力和呼氣循環(huán)延遲)。

下圖總結(jié)動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣的主要不良影響：

▲ 動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣的主要不良影響。EELV=呼氣末容積，VA/Q=通氣灌注比，WOB=呼吸功，RR=呼吸窘迫，VT=潮氣量；灰色部分為輔助呼吸。

一般呼吸支持策略

有創(chuàng)機(jī)械通氣與AE-COPD和AA的高死亡率相關(guān)[5]。與標(biāo)準(zhǔn)氧療相比，無(wú)創(chuàng)通氣(NIV)作為一線呼吸支持可降低AE-COPD的插管率和死亡率[6,7]。因此，在沒有禁忌癥或立即插管指征的情況下，NIV被推薦作為AE-COPD的一線通氣支持。值得注意的是，由于NIV失敗而插管的AE-COPD患者與未進(jìn)行過(guò)NIV試驗(yàn)的插管患者相比，死亡率沒有增加[9,10]。AA的一線治療方法是使用大劑量吸入性支氣管擴(kuò)張劑（β2衍生物）。NIV在AA中的作用仍然存在爭(zhēng)議，并且在近期的指南[8]中不推薦使用。在嚴(yán)重AA患者中，插管后可出現(xiàn)嚴(yán)重低血壓(由于肺過(guò)度充氣和低血容量)，插管后哮喘患者的死亡率仍然很高。因此，在AA中，插管應(yīng)僅 限于有立即危及生命的患者（呼吸停止、呼吸急促、疲憊和/或嚴(yán)重惡化的高碳酸血癥或嚴(yán)重呼吸窘迫的患者，盡管有充分的藥物治療或意識(shí)水平改變）。

在過(guò)去的幾十年里，NIV在AE-COPD中的使用增加和吸入性支氣管擴(kuò)張劑對(duì)AA的積極治療顯著降低插管率[12]。然而，在嚴(yán)重的情況下，仍然需要插管，以允許足夠的氣體交換。對(duì)插管阻塞性患者進(jìn)行通氣時(shí)的目標(biāo)是在呼吸周期結(jié)束時(shí)盡可能限制肺內(nèi)的空氣量，其目的不是使氣體交換正?；ㄌ貏e是不使高碳酸血癥正?；?yàn)檫@將加劇動(dòng)態(tài)過(guò)度通氣。因此，允許性高碳酸血癥與哮喘狀態(tài)的嚴(yán)重阻塞性患者預(yù)后的改善有關(guān)[13]。

阻塞性患者的有創(chuàng)控制通氣：

目標(biāo)、監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)氣體潴留及設(shè)置策略

在急性加重期，插管阻塞性患者需要控制通氣。為了限制動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣，允許性高碳酸血癥(和呼吸性酸中毒)通常是可以耐受的。pH值在7.25-7.30之間被認(rèn)為是安 全的，而更低的pH值已被證明在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)是可以耐受的[13,14]。

動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣可以通過(guò)呼氣末閉塞(關(guān)閉吸氣和呼氣閥)來(lái)量化。在沒有完全氣道關(guān)閉和處于平衡狀態(tài)時(shí)，呼吸機(jī)回路中測(cè)量的壓力等于氣道和肺泡壓。在閉塞期間測(cè)量的呼氣末壓稱為總呼氣末正壓（PEEPtot）。當(dāng)存在動(dòng)態(tài)空氣潴留時(shí)，PEEPtot高于設(shè)置的PEEP。PEEPtot和PEEPi與呼氣結(jié)束時(shí)肺部潴留的高于功能殘氣量的空氣量相關(guān)。因此限制動(dòng)態(tài)過(guò)度通氣意味著保持PEEPtot和PEEPi盡可能低。如果不進(jìn)行呼氣末閉塞，可以通過(guò)觀察呼吸機(jī)屏幕上的流速-時(shí)間曲線來(lái)判斷動(dòng)態(tài)空氣潴留(非量化)。當(dāng)流速-時(shí)間曲線在呼氣末時(shí)沒有回到基線時(shí)，動(dòng)態(tài)空氣潴留很可能發(fā)生。另一個(gè)重要的監(jiān)測(cè)參數(shù)是平臺(tái)壓(Pplat)，通過(guò)吸氣末閉塞測(cè)量。Pplat等于吸氣結(jié)束時(shí)的肺泡壓，與呼吸系統(tǒng)的順應(yīng)性、PEEPtot相關(guān)。控制通氣的目的是保持Pplat低于28或大30cmH2O，甚至更低。

▲ 在健康受試者(A)中，呼氣流量在呼氣末止于基線，排除動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣。慢性阻塞性肺病患者(B組)呼氣流量在呼氣末不止于基線，提示動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣和內(nèi)在呼氣末正壓(PEEPi)。

對(duì)于插管患者，使用壓力或容量調(diào)節(jié)模式對(duì)阻塞性患者進(jìn)行通氣并沒有顯示對(duì)預(yù)后有影響[15]。容量輔助控制具有優(yōu)勢(shì)，首先潮氣量和分鐘通氣量不受阻塞程度變化的影響，不受支氣管痙攣嚴(yán)重程度變化的影響。其次如果使用恒定的吸氣流速，容量輔助控制可以相對(duì)容易地監(jiān)測(cè)呼吸系統(tǒng)力學(xué)，包括氣道阻力。與所使用的通氣模式類型(壓力或容量調(diào)節(jié))無(wú)關(guān)，必 須盡量減少分鐘通氣，并且必須有足夠的呼氣時(shí)間，以限制動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣[16]。可通過(guò)提供相對(duì)較低的潮氣量（預(yù)測(cè)體重的6-8mL/kg）和較低的呼吸頻率來(lái)獲得（如12次呼吸/分鐘）[17,18]，目的是在阻塞特別嚴(yán)重時(shí)，提供大10L/min或甚至更少的分鐘通氣，這種策略被稱為控制性低通氣，會(huì)導(dǎo)致允許性高碳酸血癥。

▲ 在病人管理的不同階段的治療選擇。NIV=無(wú)創(chuàng)通氣，PEEP=呼氣末正壓，NAVA=神經(jīng)調(diào)節(jié)呼吸機(jī)輔助;PA=V比例輔助通氣

將呼吸頻率降低至低于12次/分鐘，即使有助于限制動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣，但在低通氣時(shí)，只有輕微的附加效果[19,20]。只有在嚴(yán)重的情況下，當(dāng)Pplat仍高于30cmH2O，且通氣時(shí)間已經(jīng)很低，并且已經(jīng)發(fā)生動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣相關(guān)并發(fā)癥(例如氣壓創(chuàng)傷)時(shí)，才應(yīng)考慮使用低于12次/分鐘的呼吸頻率。

提供足夠的呼氣時(shí)間，除了設(shè)定較低的呼吸頻率外，重要的是降低吸氣與呼氣比(I:E)設(shè)定，例如1:4，而不是1:2的生理值。對(duì)于給定且穩(wěn)定的分鐘通氣，增加呼氣時(shí)間對(duì)動(dòng)態(tài)過(guò)度通氣[16]的影響相對(duì)有限，降低呼吸頻率更有效。抑 制吸氣暫停是增加呼氣時(shí)間的另一種選擇，但影響Pplat的準(zhǔn)靜態(tài)測(cè)量，只有在嚴(yán)重的阻塞情況下才應(yīng)考慮在容量輔助控制通氣期間抑制吸氣暫停。

▲ 慢性阻塞性肺病呼氣流量限制患者的流量-時(shí)間曲線顯示呼氣時(shí)間延長(zhǎng)的結(jié)果。

下表(上半部分)總結(jié)在疾病急性期采用控制模式對(duì)阻塞性患者進(jìn)行通氣時(shí)設(shè)置呼吸機(jī)的一般原則。如果預(yù)測(cè)體重的潮氣量為6-8ml/kg，呼吸頻率為12次呼吸/分鐘，平臺(tái)壓低于28cmH2O，PEEPtot足夠低，則可以考慮緩慢而逐步地增加呼吸頻率來(lái)改善血?dú)?。?duì)于每個(gè)增量步驟，必須監(jiān)視Pplat和PEEPtot，如增加，呼吸頻率應(yīng)再次降低。

▲ 在控制通氣和輔助通氣下對(duì)阻塞性患者進(jìn)行呼吸機(jī)設(shè)置的一般原則

關(guān)于阻塞性患者在控制通氣期間的外源性PEEP (PEEPe)設(shè)置的數(shù)據(jù)很少，仍是有爭(zhēng)議的話題。從根本上說(shuō)，在控制通氣過(guò)程中使用PEEPe可以降低阻塞性患者的呼氣驅(qū)動(dòng)壓力，從而降低呼氣流量，但這主要發(fā)生在PEEPe高于或接近PEEPi時(shí)。存在呼氣流量限制的情況下，只要PEEPe低于PEEPi的80%，動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣不會(huì)因使用PEEPe[21]而增加。此外，適量的PEEPe有助于防止有創(chuàng)通氣時(shí)的肺不張并改善氧合。

當(dāng)我們考慮在阻塞性有創(chuàng)通氣患者[22]中使用中等水平的PEEPe時(shí)，患者可出現(xiàn)三種不同表型：(1)使用中度PEEP的患者耐受性良好，在達(dá)到PEEPe閾值之前，PEEPtot和Pplat不會(huì)增加；(2)PEEPe升高導(dǎo)致PEEPtot和Pplat升高的患者；(3)適量的PEEPe與PEEPtot和Pplat降低的有關(guān)。在控制通氣期間阻塞性疾病對(duì)中等水平PEEPe的反應(yīng)，每個(gè)患者都應(yīng)該進(jìn)行謹(jǐn)慎的PEEPe試驗(yàn)。

▲ 各種PEEPtot和PEEPi對(duì)應(yīng)用PEEP的反應(yīng)。在ZEEP(左)和PEEP設(shè)置在5cmH2O(右)時(shí)的流量時(shí)間和壓力時(shí)間曲線分別顯示在A(無(wú)EFLT)和B(有EFLT)中。A，在沒有EFLT的情況下，施加5cmH2O的PEEP(壓力-時(shí)間曲線底部的陰影區(qū)域)導(dǎo)致PEEPtot增加5cmH2O，而PEEPi (7.5cmH2O)沒有變化，峰壓和平臺(tái)壓力增加相同的量。B，存在EFLT，當(dāng)施加5cmH2O的PEEP(陰影區(qū)域)時(shí)，PEEPtot僅增加很小(2cmH2O， <施加PEEP的50%)。PEEPi由7.3cmH2O降至4.3cmH2O。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的患者被稱為PEEP吸收者。ZEEP和PEEP為5cmH2O時(shí)的吸氣壓力峰值僅增加2cmH2O。EFLT=呼氣氣流受限。

在控制通氣期間設(shè)置阻塞性患者PEEPe的一種實(shí)用方法是從0cmH2O開始PEEPe，并在監(jiān)測(cè)PEEPtot和Pplat的同時(shí)逐步增加PEEPe，一旦PEEPtot和Pplat增加，PEEPe滴定應(yīng)停止，PEEPe應(yīng)減少到上一設(shè)定值。盡管存在風(fēng)險(xiǎn)，但PEEPe滴定的原因是在耐受范圍內(nèi)使用PEEPe，以防止肺不張。然而，這一策略主要對(duì)慢性阻塞性肺病患者有效。在哮喘患者中，即使使用少量PEEPe，動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣加劇的風(fēng)險(xiǎn)較高，因此在這種情況下應(yīng)高度謹(jǐn)慎。盡管如此，在哮喘患者[19]中，如果嚴(yán)格監(jiān)測(cè)PEEPtot和Pplat，也可以考慮低水平的PEEPe（<5cmH2O）。

阻塞性患者的輔助有創(chuàng)通氣及脫機(jī)策略

延長(zhǎng)機(jī)械通氣時(shí)間與預(yù)后不良相關(guān)[23]。因此，盡早轉(zhuǎn)向輔助通氣，并盡早啟動(dòng)機(jī)械通氣脫機(jī)過(guò)程是很重要的。壓力支持是常用選擇，但應(yīng)特別注意潮氣量，其目標(biāo)是大可達(dá)到預(yù)測(cè)體重的8mL/kg。壓力支持應(yīng)相應(yīng)調(diào)整，并避免過(guò)度輔助[24]。存在殘余氣流阻塞的情況下，特別注意在壓力支持期間呼氣觸發(fā)設(shè)置。由于氣流的阻礙，默認(rèn)的切換關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)25-30%的峰值吸氣流量達(dá)到較晚，這減少可用于呼氣的時(shí)間，導(dǎo)致延遲切換，并加劇動(dòng)態(tài)過(guò)度充氣。將切換標(biāo)準(zhǔn)提高到45-50%可以幫助克服此問題。

當(dāng)出現(xiàn)PEEPi時(shí)，患者必須在觸發(fā)呼吸機(jī)[26]之前產(chǎn)生顯著的吸氣努力來(lái)克服PEEPi。在存在高PEEPi和/或存在膈肌無(wú)力時(shí)，當(dāng)吸氣力度不足以克服PEEPi和觸發(fā)呼吸機(jī)[27]時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)無(wú)效的努力。減少觸發(fā)呼吸機(jī)所需的努力強(qiáng)度的解決方案是設(shè)置一個(gè)PEEPe，這可抵消PEEPi，促進(jìn)觸發(fā)，并改善患者-呼吸機(jī)的同步性（PEEPe應(yīng)保持在PEEPi的80%以下）。在輔助通氣過(guò)程中，臨床無(wú)法輕易獲取PEEPi，PEEPe應(yīng)該逐步調(diào)整，目的是抑制或至少盡量減少無(wú)效的努力。另一種有助于阻塞性患者設(shè)置PEEPe的臨床工具是觀察輔助呼吸肌的使用，不平衡的PEEPi與輔助呼吸肌更明顯的收縮有關(guān)。在壓力支持通氣期間，吸氣觸發(fā)須設(shè)置為較敏感的值，而不會(huì)產(chǎn)生自動(dòng)觸發(fā)。上表（下部分）總結(jié)使用壓力支持的阻塞性患者通氣時(shí)設(shè)置呼吸機(jī)的一般原則。

▲ 流量、氣道壓力和食管壓力信號(hào)顯示內(nèi)源性呼氣末正壓(PEEPi)，定義為觸發(fā)呼吸機(jī)(第 一次努力)前所需的壓力下降。當(dāng)吸氣努力未能克服由PEEPi引起的負(fù)荷，因此未能觸發(fā)呼吸機(jī)呼吸(第 二次努力)時(shí)，會(huì)發(fā)生無(wú)效觸發(fā)。第 二次呼吸時(shí)，PEEPi大于患者產(chǎn)生的食管壓力下降。

對(duì)于所有通氣患者，應(yīng)每天篩查是否準(zhǔn)備好脫機(jī)，并在符合準(zhǔn)備好脫機(jī)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行自主呼吸試驗(yàn)(SBT)[28]。如果SBT成功且無(wú)拔管禁忌癥，患者應(yīng)盡快拔管。在COPD患者中，拔管后預(yù)防性NIV已被證明可有效降低再插管率[29]。也有研究表明，對(duì)于SBT失敗的COPD患者，拔管后序貫無(wú)創(chuàng)通氣也可成功脫機(jī)拔管。