引用本文： 李佳, 曾茂妮, 梁宗安. 头罩和面罩无创通气对急性呼吸衰竭患者疗效的荟萃分析. 中国呼吸与危重监护杂志, 2017, 16(2): 165-174. doi: 10.7507/1671-6205.201702026 复制
无创通气（non-invasive ventilation，NIV）为急性呼吸衰竭（acute respiratory failure，ARF）患者提供安全有效的呼吸支持，降低气管内插管的风险[1-2]。近几十年来，无创通气已经被成功应用于慢性阻塞性肺疾病（简称慢阻肺）急性加重[3]、肌肉骨骼疾病[4]、血液恶性肿瘤[5]和实体器官移植[6-7]，包括肺移植[8]。此外，与有创机械通气相比，无创通气可降低呼吸机相关肺炎的风险[9-12]，并使撤机更容易[13]。面罩是无创通气最常用的接口[14]，但它有漏气、皮肤坏死、患者不适及鼻部疼痛等缺点[15-16]。这些可能降低无创通气的疗效，甚至导致无创通气失败[16-17]。头罩是一种新型的接口，为透明无乳胶聚氯乙烯罩，近来引起越来越多的关注，但其疗效尚存争议。既往几项试验表明，患者对头罩和面罩都具有良好的耐受性，并且它们都可以有效改善气体交换和减少吸气功[18-20]。此项研究的目的是通过气管插管率、住院死亡率、并发症、血气分析等指标来比较 ARF 患者使用头罩和面罩无创通气的疗效。
1 资料与方法
1.1 纳入和排除标准
1.1.1 纳入标准 （1）成年 ARF 患者；（2）将头罩通气与面罩通气进行比较，包括随机对照试验（randomized controlled trials，RCTs）和病例对照研究；（3）结果包括患者治疗期间气管插管率、住院死亡率、NIV 相关并发症或开始 NIV 后 6 h 内血气分析相关指标；（4）至少可以提取一项结果。
1.1.2 排除标准 （1）头罩通气用于预防性治疗；（2）试验受试者是健康志愿者或模拟器；（3）没有全文的会议论文或摘要；（4）社论、病例报告、信件、综述、新闻、评论、指南和荟萃分析等。
1.2 检索策略
以“helmet，face mask，facial mask”和“mechanical ventilation 或 noninvasive ventilation”为英文检索词，检索 PubMed、OVID、Embase、Scopus 和 Cochrane 等数据库，并搜索相关网页及参考文献。以“头罩、面罩、机械通气、无创通气”为中文检索词，检索中国知网和万方数据库。检索时间为建库至 2016 年 12 月。流程见图 1。
1.3 研究选择
研究的选择由 2 名研究者独立分两个阶段进行。首先，根据标题和摘要对文章进行筛选。第二，根据纳入和排除标准筛查和选择全文。如有异议，2 名研究者共同筛查此文章，直至达成一致意见[21]，由第 3 名研究者决定是否纳入该篇文章。
1.4 数据提取和质量评估
2 名研究者分别独立使用标准化数据提取表格[22]从每篇文章中提取数据，并对所有项目达成一致意见。提取的数据包括：作者，出版年份，设计类型，患者特征，干预措施（接口类型，通气模式），研究结果等。使用 Cochrane 偏倚风险评估工具[22]评估 RCTs 偏倚风险，包括以下 7 个方面：随机序列生成，分配方案隐藏，参与研究人员和受试者的盲法，相关结果评估的盲法，结果数据完整性，选择性报告和其他偏倚。使用纽卡斯尔-渥太华量表（NOS）评估病例对照试验偏倚风险，包括以下 3 个方面：研究对象选择，组间可比性和暴露因素测量[23]。当研究得分超过 4 分时，视为高质量研究。2 名研究者分别进行质量评估。在有分歧时，与第 3 名研究者讨论决定。
1.5 统计学分析
使用 Cochrane 系统评价软件 RevMan5.3 进行荟萃分析。计量资料采用比值比（odds ratio，OR）和 95% 置信区间（confidence interval，CI），计数资料采用均数差（mean difference，MD）和 95%CI。对于所有分析，P<0.05 为差异有统计学意义。通过 I2 来评估入选研究的异质性[24-25]。I2 值为 25%～50% 时表明低度异质性，50%～70% 为中度异质性，>75% 为高度异质性[21]。当 I2>50% 时，使用随机效应模型。对研究进一步进行亚组分析，以找出可能的影响因素。如果纳入研究的数量大于 9，则通过漏斗图评估潜在的发表偏倚。如果任何亚组包括低质量研究，则应用敏感性分析。
2 结果
2.1 文献检索结果和质量评价
最终纳入 16 篇文献，包括 6 项病例对照研究[26-31]和 10 项 RCTs[32-41]（图 1）。这些研究纳入了重症监护室（intensive care unit，ICU）[26, 29-35]、急诊科[27]、血液科[28]、心脏外科[36, 41]和呼吸内科[37-40]的患者。各项研究的基本特点见表 1。入选研究的质量评估见图 2 和表 2。对于 RCTs，大多数方面被评估为低偏倚风险。由于干预措施的自身特点，在试验中对参与研究人员和受试者采用盲法是不可能的，所以所有试验实施偏倚均被评估为高风险。研究结果不受盲法影响，测量偏倚被评估为低风险。对于病例对照研究，所有研究明确报告了病例组和对照组的定义，并且病例具有代表性。在 5 项历史性对照研究中，因为病例纳入是在不同时期，所以病例组和对照组可能来自不同的人群。
图1
纳入文献流程图
表1
纳入文献的基本特征
图2
随机对照试验偏倚风险评估 +：低度偏倚风险；–：高度偏倚风险；？：不确定偏倚风险
表2
病例对照试验质量评价
2.2 荟萃分析结果
2.2.1 气管插管率、住院死亡率和无创通气相关并发症 13 项研究，包括 668 例患者，报告了气管插管率的数据。荟萃分析结果显示使用头罩无创通气降低插管率（OR=0.35，95%CI 为 0.24～0.51，P<0.000 01），并且研究间异质性低（I2=17%）（图 3）。无论何种呼吸衰竭类型或通气模式，相比于面罩，头罩均可以降低插管率。13 项研究，包括 768 例患者，提供了住院死亡率相关的数据。使用头罩无创通气可降低住院死亡率（OR=0.51，95%CI 为 0.34～0.76，P=0.001），同时相关并发症（皮肤坏死，胃胀气和眼睛刺激等）比面罩组显著减少（OR=0.10，95%CI 为 0.06～0.15，P<0.000 01）。结果见图 4 和图 5。
图3
头罩组和面罩组插管率的比较
图4
头罩组和面罩组住院死亡率的比较
图5
头罩组和面罩组无创通气相关并发症的比较
2.2.2 无创通气总时长和血气分析 4 项研究以均数±标准差的形式报告了无创通气总小时数。荟萃分析结果显示使用头罩可延长无创通气总时长（MD=5.98，95%CI 为 5.79～6.17，P<0.000 01，图 6）。头罩和面罩无创通气相同程度地改善了 pH、氧合指数和二氧化碳分压（表 3）。
图6
头罩组和面罩组无创通气总时长的比较
图7
纳入研究的发表偏倚漏斗图
2.2.3 亚组分析 研究设计类型对插管率、NIV 相关并发症、pH 和氧合指数的亚组结果无影响，但 RCT 研究中头罩无创通气未降低患者住院死亡率（OR=0.57，95%CI 为 0.31~1.05，P=0.07）。头罩无创通气主要降低低氧患者（OR=0.43，95%CI 为 0.27～0.71，P=0.000 8）或压力支持通气患者（OR=0.52，95%CI 为 0.34～0.80，P=0.003）的住院死亡率，而对高碳酸血症患者不显著。头罩无创通气对降低持续正压通气患者并发症作用不显著（OR=0.09，95%CI 为 0.00～1.73，P=0.11）。同样方法对其他指标亚组分析显示，低氧血症患者或持续正压通气的患者中，头罩无创通气延长了无创通气总时长。另外，pH 和氧合指数改善几乎不受呼吸衰竭类型和通气模式的影响，而对于高碳酸血症患者面罩无创通气降低 PaCO2 更有效。结果见表 4。
表3
头罩组和面罩组血气相关指标比较
2.2.4 发表偏倚 纳入研究的发表偏倚漏斗图见图 7，显示基本对称。
3 讨论
无创通气使用非侵入接口为患者提供呼吸支持，保全了患者自身的吞咽和排痰能力，降低了呼吸机相关肺炎的发生率[9-12]。临床上使用的无创通气接口有鼻罩、面罩等。其中，面罩是成人最常用的接口[14]，但它的缺点，如空气泄漏、皮肤坏死、鼻部疼痛可能限制无创通气的连续应用，并进一步降低其疗效[14-15]。为了改善上述接口缺陷，一种新型接口-头罩-逐渐被应用于临床，但是其疗效尚存在争议。本研究单独对头罩和面罩无创通气疗效做了分析。荟萃分析结果显示，与面罩相比，头罩无创通气可降低气管插管率、住院死亡率和无创通气相关并发症，延长无创通气总时长，并且可同等程度地改善患者气体交换。但是，亚组分析结果显示，头罩通气主要降低低氧患者或压力支持通气患者的住院死亡率。
与面罩相比，头罩可以降低插管率、住院死亡率，这可能取决于头罩具有的独特优点。首先，其允许患者头部相对自由地活动，同时保持良好的密封而不压迫面部或头部，这可以减少诸如皮肤坏死之类的并发症并提高患者的舒适度。这使得患者能够良好地耐受头罩，进一步延长无创通气应用时间，这也是无创通气成功的决定性因素。第二，头罩不局限于患者的脸型，并且可用于脸部解剖异常的情况，例如无牙颌患者和面部创伤患者。第三，患者可以通过透明头罩与周围环境进行互动[20, 26, 42]。但是有研究表明，头罩的噪音明显比面罩更大，并可能潜在损害耳朵功能[20, 43]。虽然此次纳入研究中的患者没有此方面并发症，但仍应该更多地关注。然而，总体来说，患者对头罩有良好的耐受性，并且头罩具有舒适、广泛适用的特点。
在亚组分析中，头罩主要降低低氧血症性患者的死亡率，这可能与不同类型 ARF 患者呼吸模式不同相关。低氧血症性 ARF 患者口腔呼吸更常见，头罩可增加患者耐受性和通气有效性，从而增加无创通气的连续性，这些对低氧血症性 ARF 至关重要。另外，从生理理论水平上讲，压力支持通气比持续正压通气更能使患者获益[44-45]，这与头罩主要降低压力支持通气患者的死亡率相一致。
此外，头罩和面罩无创通气都可同等程度改善 pH、氧合指数和 PaCO2，但对于高碳酸血症患者面罩组对降低更有效。Racca 等[46]报道使用头罩可能会有 CO2 重复吸入，减慢 CO2 清除，这正好解释了头罩组 PaCO2 改善不如面罩的原因。
虽然对纳入的研究做了亚组分析，但是仍有一部分研究间具有高度异质性。在纳入的 16 项试验中，研究设计类型、呼吸衰竭类型、通气模式不同，并且呼吸衰竭的原因也不同，这些都可能导致统计学异质性。此外，本研究有以下局限性。首先，本研究纳入了病例对照研究，虽均被评估为高质量的研究，但其证据等级仍不如 RCTs；其次，由于干预措施的自身特点，所有的 RCTs 都有高度实施偏倚风险；第三，每项研究的样本量相对较小。因此需要更多的随机对照试验来进一步确定头罩无创通气的疗效。
综上所述，与面罩相比，头罩无创通气可以降低急性呼吸衰竭患者气管插管率、住院死亡率和无创通气相关并发症。头罩在改善气体交换方面与面罩同样有效。然而，仍需要更多的随机对照试验来进一步确定头罩无创通气的疗效，并探索最佳通气模式和最适用的患者。
无创通气（non-invasive ventilation，NIV）为急性呼吸衰竭（acute respiratory failure，ARF）患者提供安全有效的呼吸支持，降低气管内插管的风险[1-2]。近几十年来，无创通气已经被成功应用于慢性阻塞性肺疾病（简称慢阻肺）急性加重[3]、肌肉骨骼疾病[4]、血液恶性肿瘤[5]和实体器官移植[6-7]，包括肺移植[8]。此外，与有创机械通气相比，无创通气可降低呼吸机相关肺炎的风险[9-12]，并使撤机更容易[13]。面罩是无创通气最常用的接口[14]，但它有漏气、皮肤坏死、患者不适及鼻部疼痛等缺点[15-16]。这些可能降低无创通气的疗效，甚至导致无创通气失败[16-17]。头罩是一种新型的接口，为透明无乳胶聚氯乙烯罩，近来引起越来越多的关注，但其疗效尚存争议。既往几项试验表明，患者对头罩和面罩都具有良好的耐受性，并且它们都可以有效改善气体交换和减少吸气功[18-20]。此项研究的目的是通过气管插管率、住院死亡率、并发症、血气分析等指标来比较 ARF 患者使用头罩和面罩无创通气的疗效。
1 资料与方法
1.1 纳入和排除标准
1.1.1 纳入标准 （1）成年 ARF 患者；（2）将头罩通气与面罩通气进行比较，包括随机对照试验（randomized controlled trials，RCTs）和病例对照研究；（3）结果包括患者治疗期间气管插管率、住院死亡率、NIV 相关并发症或开始 NIV 后 6 h 内血气分析相关指标；（4）至少可以提取一项结果。
1.1.2 排除标准 （1）头罩通气用于预防性治疗；（2）试验受试者是健康志愿者或模拟器；（3）没有全文的会议论文或摘要；（4）社论、病例报告、信件、综述、新闻、评论、指南和荟萃分析等。
1.2 检索策略
以“helmet，face mask，facial mask”和“mechanical ventilation 或 noninvasive ventilation”为英文检索词，检索 PubMed、OVID、Embase、Scopus 和 Cochrane 等数据库，并搜索相关网页及参考文献。以“头罩、面罩、机械通气、无创通气”为中文检索词，检索中国知网和万方数据库。检索时间为建库至 2016 年 12 月。流程见图 1。
1.3 研究选择
研究的选择由 2 名研究者独立分两个阶段进行。首先，根据标题和摘要对文章进行筛选。第二，根据纳入和排除标准筛查和选择全文。如有异议，2 名研究者共同筛查此文章，直至达成一致意见[21]，由第 3 名研究者决定是否纳入该篇文章。
1.4 数据提取和质量评估
2 名研究者分别独立使用标准化数据提取表格[22]从每篇文章中提取数据，并对所有项目达成一致意见。提取的数据包括：作者，出版年份，设计类型，患者特征，干预措施（接口类型，通气模式），研究结果等。使用 Cochrane 偏倚风险评估工具[22]评估 RCTs 偏倚风险，包括以下 7 个方面：随机序列生成，分配方案隐藏，参与研究人员和受试者的盲法，相关结果评估的盲法，结果数据完整性，选择性报告和其他偏倚。使用纽卡斯尔-渥太华量表（NOS）评估病例对照试验偏倚风险，包括以下 3 个方面：研究对象选择，组间可比性和暴露因素测量[23]。当研究得分超过 4 分时，视为高质量研究。2 名研究者分别进行质量评估。在有分歧时，与第 3 名研究者讨论决定。
1.5 统计学分析
使用 Cochrane 系统评价软件 RevMan5.3 进行荟萃分析。计量资料采用比值比（odds ratio，OR）和 95% 置信区间（confidence interval，CI），计数资料采用均数差（mean difference，MD）和 95%CI。对于所有分析，P<0.05 为差异有统计学意义。通过 I2 来评估入选研究的异质性[24-25]。I2 值为 25%～50% 时表明低度异质性，50%～70% 为中度异质性，>75% 为高度异质性[21]。当 I2>50% 时，使用随机效应模型。对研究进一步进行亚组分析，以找出可能的影响因素。如果纳入研究的数量大于 9，则通过漏斗图评估潜在的发表偏倚。如果任何亚组包括低质量研究，则应用敏感性分析。
2 结果
2.1 文献检索结果和质量评价
最终纳入 16 篇文献，包括 6 项病例对照研究[26-31]和 10 项 RCTs[32-41]（图 1）。这些研究纳入了重症监护室（intensive care unit，ICU）[26, 29-35]、急诊科[27]、血液科[28]、心脏外科[36, 41]和呼吸内科[37-40]的患者。各项研究的基本特点见表 1。入选研究的质量评估见图 2 和表 2。对于 RCTs，大多数方面被评估为低偏倚风险。由于干预措施的自身特点，在试验中对参与研究人员和受试者采用盲法是不可能的，所以所有试验实施偏倚均被评估为高风险。研究结果不受盲法影响，测量偏倚被评估为低风险。对于病例对照研究，所有研究明确报告了病例组和对照组的定义，并且病例具有代表性。在 5 项历史性对照研究中，因为病例纳入是在不同时期，所以病例组和对照组可能来自不同的人群。
图1
纳入文献流程图
表1
纳入文献的基本特征
图2
随机对照试验偏倚风险评估 +：低度偏倚风险；–：高度偏倚风险；？：不确定偏倚风险
表2
病例对照试验质量评价
2.2 荟萃分析结果
2.2.1 气管插管率、住院死亡率和无创通气相关并发症 13 项研究，包括 668 例患者，报告了气管插管率的数据。荟萃分析结果显示使用头罩无创通气降低插管率（OR=0.35，95%CI 为 0.24～0.51，P<0.000 01），并且研究间异质性低（I2=17%）（图 3）。无论何种呼吸衰竭类型或通气模式，相比于面罩，头罩均可以降低插管率。13 项研究，包括 768 例患者，提供了住院死亡率相关的数据。使用头罩无创通气可降低住院死亡率（OR=0.51，95%CI 为 0.34～0.76，P=0.001），同时相关并发症（皮肤坏死，胃胀气和眼睛刺激等）比面罩组显著减少（OR=0.10，95%CI 为 0.06～0.15，P<0.000 01）。结果见图 4 和图 5。
图3
头罩组和面罩组插管率的比较
图4
头罩组和面罩组住院死亡率的比较
图5
头罩组和面罩组无创通气相关并发症的比较
2.2.2 无创通气总时长和血气分析 4 项研究以均数±标准差的形式报告了无创通气总小时数。荟萃分析结果显示使用头罩可延长无创通气总时长（MD=5.98，95%CI 为 5.79～6.17，P<0.000 01，图 6）。头罩和面罩无创通气相同程度地改善了 pH、氧合指数和二氧化碳分压（表 3）。
图6
头罩组和面罩组无创通气总时长的比较
图7
纳入研究的发表偏倚漏斗图
2.2.3 亚组分析 研究设计类型对插管率、NIV 相关并发症、pH 和氧合指数的亚组结果无影响，但 RCT 研究中头罩无创通气未降低患者住院死亡率（OR=0.57，95%CI 为 0.31~1.05，P=0.07）。头罩无创通气主要降低低氧患者（OR=0.43，95%CI 为 0.27～0.71，P=0.000 8）或压力支持通气患者（OR=0.52，95%CI 为 0.34～0.80，P=0.003）的住院死亡率，而对高碳酸血症患者不显著。头罩无创通气对降低持续正压通气患者并发症作用不显著（OR=0.09，95%CI 为 0.00～1.73，P=0.11）。同样方法对其他指标亚组分析显示，低氧血症患者或持续正压通气的患者中，头罩无创通气延长了无创通气总时长。另外，pH 和氧合指数改善几乎不受呼吸衰竭类型和通气模式的影响，而对于高碳酸血症患者面罩无创通气降低 PaCO2 更有效。结果见表 4。
表3
头罩组和面罩组血气相关指标比较
2.2.4 发表偏倚 纳入研究的发表偏倚漏斗图见图 7，显示基本对称。
3 讨论
无创通气使用非侵入接口为患者提供呼吸支持，保全了患者自身的吞咽和排痰能力，降低了呼吸机相关肺炎的发生率[9-12]。临床上使用的无创通气接口有鼻罩、面罩等。其中，面罩是成人最常用的接口[14]，但它的缺点，如空气泄漏、皮肤坏死、鼻部疼痛可能限制无创通气的连续应用，并进一步降低其疗效[14-15]。为了改善上述接口缺陷，一种新型接口-头罩-逐渐被应用于临床，但是其疗效尚存在争议。本研究单独对头罩和面罩无创通气疗效做了分析。荟萃分析结果显示，与面罩相比，头罩无创通气可降低气管插管率、住院死亡率和无创通气相关并发症，延长无创通气总时长，并且可同等程度地改善患者气体交换。但是，亚组分析结果显示，头罩通气主要降低低氧患者或压力支持通气患者的住院死亡率。
与面罩相比，头罩可以降低插管率、住院死亡率，这可能取决于头罩具有的独特优点。首先，其允许患者头部相对自由地活动，同时保持良好的密封而不压迫面部或头部，这可以减少诸如皮肤坏死之类的并发症并提高患者的舒适度。这使得患者能够良好地耐受头罩，进一步延长无创通气应用时间，这也是无创通气成功的决定性因素。第二，头罩不局限于患者的脸型，并且可用于脸部解剖异常的情况，例如无牙颌患者和面部创伤患者。第三，患者可以通过透明头罩与周围环境进行互动[20, 26, 42]。但是有研究表明，头罩的噪音明显比面罩更大，并可能潜在损害耳朵功能[20, 43]。虽然此次纳入研究中的患者没有此方面并发症，但仍应该更多地关注。然而，总体来说，患者对头罩有良好的耐受性，并且头罩具有舒适、广泛适用的特点。
在亚组分析中，头罩主要降低低氧血症性患者的死亡率，这可能与不同类型 ARF 患者呼吸模式不同相关。低氧血症性 ARF 患者口腔呼吸更常见，头罩可增加患者耐受性和通气有效性，从而增加无创通气的连续性，这些对低氧血症性 ARF 至关重要。另外，从生理理论水平上讲，压力支持通气比持续正压通气更能使患者获益[44-45]，这与头罩主要降低压力支持通气患者的死亡率相一致。
此外，头罩和面罩无创通气都可同等程度改善 pH、氧合指数和 PaCO2，但对于高碳酸血症患者面罩组对降低更有效。Racca 等[46]报道使用头罩可能会有 CO2 重复吸入，减慢 CO2 清除，这正好解释了头罩组 PaCO2 改善不如面罩的原因。
虽然对纳入的研究做了亚组分析，但是仍有一部分研究间具有高度异质性。在纳入的 16 项试验中，研究设计类型、呼吸衰竭类型、通气模式不同，并且呼吸衰竭的原因也不同，这些都可能导致统计学异质性。此外，本研究有以下局限性。首先，本研究纳入了病例对照研究，虽均被评估为高质量的研究，但其证据等级仍不如 RCTs；其次，由于干预措施的自身特点，所有的 RCTs 都有高度实施偏倚风险；第三，每项研究的样本量相对较小。因此需要更多的随机对照试验来进一步确定头罩无创通气的疗效。
综上所述，与面罩相比，头罩无创通气可以降低急性呼吸衰竭患者气管插管率、住院死亡率和无创通气相关并发症。头罩在改善气体交换方面与面罩同样有效。然而，仍需要更多的随机对照试验来进一步确定头罩无创通气的疗效，并探索最佳通气模式和最适用的患者。
