新生儿呼吸衰竭无创通气治疗策略的进展

Advances in Noninvasive Ventilation Strategies for Neonatal Respiratory Failure

摘要: 本综述全面研究了无创通气(NIV)策略在管理新生儿呼吸衰竭方面的最新进展，指出呼吸衰竭是早产儿发病和死亡的主要原因。当前的NIV技术，包括持续气道正压通气(CPAP)、鼻间歇正压通气(NIPPV)和高频振荡通气(NHFOV)，在减少有创机械通气(IMV)需求方面显示出显著的有效性。此外，最新的神经调节通气辅助(NAVA)和高流量鼻导管(HFNC)技术，以及联合NIV策略和新兴技术，进一步提高了呼吸支持效果。这些策略在临床实践中有效减少了支气管肺发育不良(BPD)的发病率，提高了新生儿的存活率，并改善了长期呼吸和神经发育结果。然而，NIV技术仍面临设备相关并发症、失败的预测因素以及大量培训的挑战。未来的研究方向应包括个性化医疗方法、新技术的开发和全球合作，以优化NIV策略并改善新生儿护理结果。

Abstract: This review comprehensively examines recent advances in noninvasive ventilation (NIV) strategies in the management of neonatal respiratory failure, indicating that respiratory failure is a leading cause of morbidity and mortality in preterm infants. Current NIV technologies, including continuous positive airway pressure (CPAP), nasal intermittent positive pressure ventilation (NIPPV), and high- frequency oscillatory ventilation (NHFOV), have shown significant effectiveness in reducing the need for invasive mechanical ventilation (IMV) sex. In addition, the latest neuroregulated ventilatory assist (NAVA) and high-flow nasal cannula (HFNC) technologies, as well as combined NIV strategies and emerging technologies, further improve respiratory support. These strategies have been effective in clinical practice in reducing the incidence of bronchopulmonary dysplasia (BPD), increasing neonatal survival, and improving long-term respiratory and neurodevelopmental outcomes. However, NIV technology still faces challenges with device-related complications, predictors of failure, and extensive training. Future research directions should include personalized medical approaches, the development of new technologies, and global collaborations to optimize NIV strategies and improve neonatal care outcomes.

1. 引言

新生儿呼吸衰竭是一种严重疾病，是新生儿发病率和死亡率的重要原因。该疾病的主要原因是呼吸窘迫综合征(RDS)和重症肺炎等，RDS发生是由于肺部发育不成熟和表面活性剂产生不足。这种缺陷会导致肺泡塌陷、肺顺应性下降和气体交换受损，因此，开发有效的治疗策略来管理新生儿呼吸衰竭至关重要。传统上，侵入性机械通气(IMV)是治疗新生儿呼吸衰竭的主要手段。然而，IMV与多种并发症有关，包括呼吸机相关肺损伤、支气管肺发育不良(BPD)和感染风险增加。近年来，人们已经转向无创通气(NIV)策略，旨在减少对IMV及其相关并发症的需求。NIV无需气管插管即可提供呼吸支持，从而最大限度地降低呼吸机相关肺损伤的风险并促进更好的临床结果。在过去的几十年中，已经开发和改进了几种NIV技术，每种技术都有其独特的机制和优势。研究人员也已经证明了各种NIV技术的有效性，包括持续气道正压通气(CPAP)、鼻间歇性正压通气(NIPPV)和高频振荡通气(NHFOV) [1]。

2. 当前的无创通气技术

2.1. 持续气道正压通气(CPAP)

持续气道正压通气(CPAP)是一种基础无创呼吸支持技术，广泛应用于新生儿辅助通气治疗中。它通过向气道持续施加正压，防止肺泡在呼气时塌陷，从而维持功能残气量并促进有效气体交换。研究表明，CPAP能有效地稳定气道，减少肺泡塌陷的发生率[2]。早期使用CPAP对患有呼吸窘迫综合征(RDS)的早产儿具有显著的临床益处，具体数据显示，使用CPAP的早产儿组中有75%的婴儿避免了气管插管[3]。

2.2. 经鼻间歇性正压通气(NIPPV)

与CPAP相比，鼻间歇正压通气(NIPPV)是一种更为先进的无创通气技术，NIPPV不仅维持持续的正压，还能够在婴儿自主呼吸的基础上，提供间歇性的正压呼吸，从而有效地增强呼吸功能。这种同步的正压支持，有助于减少呼吸功，改善气体交换。一项针对早产儿的研究发现，使用NIPPV的婴儿插管率为15%，显著低于使用CPAP的婴儿的40% [4]。这一结果表明，NIPPV在减少插管需求方面具有明显优势。此外，在新生儿重症监护病房中，CPAP和NIPPV在治疗因毛细支气管炎导致的呼吸衰竭方面也表现出不同的效果。一项研究发现使用CPAP和NIPPV可以有效改善患有毛细支气管炎的新生儿的呼吸支持状况，其中NIPPV在降低再次插管率和减少呼吸机相关肺损伤方面具有一定的优势[5]。另外，NIPPV可以更好地协调与婴儿自主呼吸的配合，提高通气效果，降低呼吸窘迫的发生率[6]。

2.3. 高频振荡通气(NHFOV)

高频振荡通气(NHFOV)是一种新兴的无创通气(NIV)技术，不需要插管即可提供高频振荡通气的优势。NHFOV利用高频率的小潮气量呼吸，来确保有效的气体交换，同时最大限度地减少肺损伤。与传统的CPAP和NIPPV技术相比，NHFOV已被证明在减少有创机械通气(IMV)的持续时间和降低再次插管需求方面具有显著优势。在一项包括150名新生儿的随机对照试验中，使用NHFOV的婴儿组中只有20%的婴儿需要再次插管，而使用传统CPAP技术的婴儿组中则有50%的婴儿需要再次插管[7]。这一结果显著显示了NHFOV在减少再次插管需求方面的有效性。这种方法通过快速、小潮气量的呼吸，有效减少了肺泡过度膨胀和塌陷的风险，从而提供更为保护性的肺通气策略。研究表明，NHFOV在改善新生儿呼吸功能和降低呼吸相关并发症方面表现出极大的潜力，是一种值得进一步推广和应用的创新性NIV技术[8]。

2.4. 微创表面活性剂给药(LISA)

微创表面活性剂给药(LISA)是新生儿呼吸窘迫综合征(RDS)管理中的一项重大进步。LISA通过将表面活性剂的给药过程与持续气道正压通气(CPAP)或鼻间歇正压通气(NIPPV)相结合，实现了无创或微创的表面活性剂递送。与传统的有创给药方法相比，LISA显著改善了肺顺应性和氧合水平，并有效降低了支气管肺发育不良(BPD)的发病率和有创机械通气(IMV)的需求。在一项比较LISA与传统有创给药方法的研究中，使用LISA的新生儿BPD发病率显著降低至10%，而传统有创给药方法组的发病率则为30% [9]。这表明LISA方法在减少BPD发病率方面具有显著优势。这种方法通过减少插管和机械通气的需求，提供了一种更安全、有效的管理新生儿RDS的策略，显示出极大的临床应用潜力[10]。

3. 无创通气技术的最新进展

3.1. 神经调节通气辅助(NAVA)

神经调节通气辅助(NAVA)是一种先进的无创通气(NIV)技术，它通过监测横膈膜的电活动来提供同步的通气支持。NAVA可以实时检测婴儿的呼吸需求，并根据横膈膜的电信号调整通气力度，从而实现高度的患者–呼吸机同步。这项技术在降低呼吸窘迫早产儿的插管率和减少对有创机械通气(IMV)的需求方面表现出显著优势。在一项针对100名呼吸窘迫综合征早产儿的随机对照试验中，使用NAVA技术的早产儿组插管率为12%，显著低于使用传统方法的35% [11]。这一结果突显了NAVA技术在减少插管需求方面的显著效果。NAVA的应用不仅改善了通气效果，还减少了呼吸机相关并发症的发生率，是一种具有广阔应用前景的创新性NIV技术[12]。

3.2. 高流量鼻导管(HFNC)

高流量鼻导管(HFNC)是一种日益受到欢迎的替代持续气道正压通气(CPAP)的无创通气技术。HFNC通过提供加热和加湿的高流量氧气，为新生儿提供舒适的呼吸支持。研究表明，HFNC在减少新生儿对机械通气需求和改善临床结果方面非常有效。在一项包括250名新生儿的临床研究中，使用高流量鼻导管(HFNC)的新生儿组插管率为18%，而使用CPAP的对照组插管率为45% [13]。这一数据表明HFNC在减少插管需求和改善新生儿呼吸状况方面效果显著。其优势在于改善了患者的舒适度，减少了鼻腔损伤，同时也提供了稳定的氧气供应，从而提高了新生儿的整体呼吸状况。HFNC已被证明是一个有效的替代方案，特别是在需要无创通气支持的新生儿中[2]。

3.3. 联合NIV策略

已证明，联合使用不同的无创通气(NIV)策略(例如持续气道正压通气(CPAP)和鼻间歇正压通气(NIPPV))可以增强早产儿的呼吸支持。联合NIV策略通过同时应用多种通气模式，利用各自的优势，以提供更稳定和有效的呼吸支持。研究表明，这种方法可以显著减少治疗失败，降低插管率，并改善整体临床结果[7]。通过结合CPAP和NIPPV，联合NIV策略不仅能维持气道压力，还能为患儿提供间歇性正压支持，从而优化气体交换并减少呼吸系统并发症[4]。

3.4. 新兴技术

同步无创通气和呼吸功能监测等新技术正在逐步融入临床实践，以提高无创呼吸支持的有效性。同步无创通气通过实时监测婴儿的呼吸并进行相应的通气支持，使呼吸机与患者的自然呼吸周期高度同步，从而优化通气效果。呼吸功能监测技术则包括使用各种传感器和监测设备，以实时评估呼吸参数，如潮气量、呼吸频率和氧饱和度。这些新技术的开发旨在通过更精确地监测和同步婴儿的呼吸努力来优化通气设置，并改善患者的临床预后[12]。具体而言，这些技术不仅可以提高呼吸支持的效率，还可以减少与呼吸机相关的并发症，提供个性化的治疗方案，从而显著改善新生儿的整体健康状况和长期发育结果[14]。

4. 临床结果

在新生儿临床工作中，使用无创通气(NIV)策略对于降低早产儿支气管肺发育不良(BPD)的发病率至关重要。通过早期使用持续气道正压通气(CPAP)或鼻间歇正压通气(NIPPV)避免侵入性机械通气(IMV)，已被证明可以有效减少BPD的发病率[15]。此外，NIV策略通过减少对IMV及其相关并发症的需求，显著提高了早产儿的存活率。神经调节通气辅助(NAVA)和高流量鼻导管(HFNC)等先进技术的整合进一步增强了这些成果[11]。研究一致表明，使用NIV技术(包括高频振荡通气(NHFOV)和NIPPV)可以显著降低呼吸窘迫新生儿的插管和再次插管率[4] [7]。长期研究表明，采用NIV策略管理的婴儿呼吸结果更好，慢性肺病的发病率更低，成年后的肺功能测试结果也更好[16]。此外，新证据表明，与有创通气相比，使用无创通气可能与改善神经发育结果相关，尽管还需要进一步研究来证实这些发现[11]。

5. 无创通气技术所面临的挑战

尽管无创通气(NIV)策略取得了显著进步，但仍面临一些挑战。首先，NIV设备有时会引起鼻部创伤、胃膨胀等并发症，确保设备合适并进行监测对于降低这些风险至关重要[3]。长时间使用鼻塞或鼻罩可能导致不适和皮肤破损，而胃膨胀可能由于正压通气期间吞咽空气，需要使用鼻胃管进行减压。其次，识别NIV失败的预测因素(如较低的妊娠周龄和较高的呼吸窘迫严重程度)有助于制定个性化的呼吸支持策略。然而，这需要仔细监测和及时干预。研究强调了早期识别NIV失败指标(如严重的呼吸暂停发作、呼吸功增加和频繁的脱氧饱和事件)的重要性[17]。此外，成功实施如神经调节通气辅助(NAVA)和高频振荡通气(NHFOV)等先进NIV技术需要大量培训。确保一致且全面的培训计划对于优化临床结果至关重要，培训内容应涵盖NIV设备的技术使用、生理原理以及解决常见问题的能力。虽然 NIV策略的短期结果令人鼓舞，但对神经发育和肺部结果的长期影响仍需进一步研究。持续研究对于确定这些技术的长期益处和潜在风险至关重要。未来的研究应侧重于追踪新生儿接受NIV治疗后的生长、认知发育和呼吸健康[12]。此外，实施先进的NIV策略和技术需要大量资源。确保设备可用性、维持训练有素的员工队伍以及管理相关成本是许多医疗机构面临的重大挑战。成本效益分析对于证明这些技术的资源分配必要性至关重要[18]。最后，家长参与和教育在成功管理NIV新生儿方面起着关键作用。教育家长了解NIV的好处和潜在并发症，并让他们参与护理过程，可以提高对治疗方案的遵从性并改善整体结果[19]。

6. 无创通气技术的未来方向

为了解决当前发现的差距和挑战，未来无创通气技术应朝以下方向发展：一是未来的研究应侧重于开发和实施能够提高NIV疗效和安全性的新技术。应优先考虑先进的监测系统、用于预测NIV失败的人工智能算法以及减少并发症的设备设计改进等创新。二是个性化医疗方法在新生儿护理中的应用，包括使用基因和生物标志物分析来预测对不同NIV策略的反应，代表了未来研究的一个有希望的领域。根据个体患者特征定制NIV策略可以优化结果并降低并发症风险。三是需要进行大规模、多中心临床试验来验证新兴NIV技术的有效性和安全性。这些研究应旨在提供高质量证据，为新生儿呼吸护理的临床指南和最佳实践提供参考。四是追踪新生儿接受NIV治疗的儿童的健康和发育情况的纵向研究对于了解这些干预措施的长期影响至关重要。这些研究不仅应评估呼吸和神经发育结果，还应评估整体生活质量和功能状态。五是医疗机构和研究人员之间的国际合作和知识共享可以加速NIV策略的进步。建立全球网络和数据库来收集和分析NIV结果数据可以提供宝贵的见解并推动全球新生儿护理的改善[20]。

7. 结论

无创通气策略的进步在减少对有创机械通气需求和改善呼吸衰竭新生儿的预后方面显示出巨大的潜力。尽管已经取得了显著进展，但仍需要持续的研究和个性化的方法来优化这些策略并充分发挥其潜在优势。未来的新生儿呼吸护理依赖于不断的技术创新、全面的专业培训以及对每个新生儿个体需求的深入理解。只有通过持续改进和个性化护理，才能进一步提高新生儿的生存率和生活质量。

致 谢

感谢我的导师王永明教授，感谢他在撰写本篇综述的整个过程中给予的宝贵指导和支持。同时，我要感谢我的家人和朋友的坚定支持。他们的鼓励和理解一直是我不断的动力源泉。如果没有这些人的共同努力和贡献，这项工作就不可能完成。

基金项目

西藏自治区自然科学基金组团式援藏医学项目。

NOTES

^*第一作者。

^#通讯作者。