Theo dõi người bệnh bị suy hô hấp cấp(ARF) trong quá trình hỗ trợ hô hấp không xâm lấn(NIV) nhằm giảm thiểu tổn hại và phát hiện thất bại điều trị

Hỗ trợ hô hấp không xâm lấn (NRS) bao gồm oxy dòng cao qua canuyn mũi (HFNO), áp lực dương liên tục (CPAP) và thông khí không xâm lấn (NIV). Để diễn giải đúng các thông số theo dõi, cần nắm được tác động sinh lý của từng phương thức.

• HFNO cung cấp khí tươi đã được làm ấm và làm ẩm ở lưu lượng cao (30–80 L/phút) qua canuyn mũi chuyên biệt, với phân suất oxy hít vào (FiO₂) có thể điều chỉnh từ 21% đến 100%. Dòng khí ở lưu lượng cao giúp giảm sức cản đường thở trên trong thì hít vào và tăng sức cản trong thì thở ra. Nhờ đó, HFNO giảm lượng không khí phòng bị hút vào, duy trì FiO₂ ổn định, tăng thể tích phổi cuối thì thở ra, đồng thời tạo ra mức áp lực dương cuối thì thở ra (PEEP) nhỏ (khoảng 1–7 cmH₂O tùy theo cài đặt và điều kiện), từ đó phân bố thông khí đồng đều và cải thiện oxy hóa máu. Ngoài ra, việc cung cấp khí tươi liên tục còn hỗ trợ rửa trôi CO₂, giảm khoảng chết giải phẫu và hạn chế tái hít CO₂. Các cơ chế này góp phần giảm gắng sức hít vào và giảm tần số thở ở nhiều bệnh nhân, đặc biệt ở những người có nhu cầu thông khí cao.
• CPAP duy trì một mức PEEP hằng định trong suốt chu kỳ hô hấp. Phương thức này có thể đóng vai trò như một nẹp cơ học, giúp giữ đường thở trên luôn mở và tăng thể tích phổi cuối thì thở ra với hoặc không kèm tái huy động phế nang.
• Khi áp dụng NIV, một mức áp lực hỗ trợ hít vào (PS) được cộng thêm phía trên mức PEEP đã cài đặt. Cả CPAP và NIV đều có khả năng giảm công thở, cải thiện cơ học hô hấp và tăng hiệu quả trao đổi khí. Các phương thức này có thể được triển khai qua nhiều loại giao diện (interfaces), ví dụ mặt nạ (facemask) hoặc mũ helmet. Mũ helmet có thể giảm rò khí và tăng mức độ thoải mái, qua đó cho phép duy trì PEEP cao hơn so với mặt nạ. Bên cạnh đó, làm ấm và làm ẩm chủ động khí hít vào có thể tăng khả năng dung nạp của bệnh nhân và nâng cao cơ hội thành công.
  

Dựa trên các nguyên lý sinh lý học và bằng chứng lâm sàng hiện có, oxy dòng cao qua canuyn mũi (HFNO) được khuyến cáo là liệu pháp hàng đầu trong điều trị suy hô hấp giảm oxy máu cấp (AHRF).

Thông khí không xâm lấn (NIV) hoặc áp lực dương liên tục (CPAP) qua mũ helmet vẫn là lựa chọn hợp lý, với bằng chứng hỗ trợ ở các bệnh nhân AHRF nặng hơn (PaO₂/FiO₂ từ 150–200 mmHg).

Nhiều dữ liệu ủng hộ việc sử dụng CPAP/NIV qua mặt nạ hoặc mũ trùm ở bệnh nhân phù phổi do tim (CPE), nhờ tác dụng có lợi của áp lực dương trong bối cảnh này (giảm tiền gánh và hậu gánh). Các nghiên cứu cũng ghi nhận HFNO có lợi trong điều trị CPE và có thể được xem như lựa chọn thay thế khi bệnh nhân không dung nạp hoặc không có sẵn CPAP/NIV.

NIV hai mức áp lực qua mặt nạ (bilevel facemask NIV) vẫn là liệu pháp hỗ trợ hô hấp hàng đầu cho bệnh nhân đợt cấp tăng CO₂ của bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD), cho kết quả vượt trội so với NIV qua mũ trùm hoặc CPAP. Một số nghiên cứu cho thấy triển vọng khi sử dụng HFNO ở nhóm bệnh nhân này; tuy nhiên, HFNO chỉ nên được dùng khi bệnh nhân không dung nạp NIV trong giai đoạn cấp.

Bệnh nhân chấn thương ngực có thể được hưởng lợi chủ yếu từ NIV hoặc CPAP qua mặt nạ hoặc mũ trùm. Đáng chú ý, trong một nghiên cứu đoàn hệ hồi cứu, HFNO cho thấy khả năng dung nạp tốt hơn và tỷ lệ thành công tương đương NIV ở nhóm bệnh nhân này.

Các hướng dẫn lâm sàng khuyến cáo sử dụng CPAP hoặc NIV cho bệnh nhân suy giảm miễn dịch bị ARF thay vì hỗ trợ oxy thông thường. Dữ liệu gần đây cho thấy mũ helmet có thể vượt trội hoặc ít nhất đạt hiệu quả tương đương so với CPAP/NIV qua mặt nạ. Ngoài ra, HFNO cũng có thể được xem là lựa chọn thay thế phù hợp trong bối cảnh này, vì một số nghiên cứu báo cáo kết quả tương đương so với NIV.

Bệnh nhân có bệnh lý toàn thân nặng ngay từ ban đầu (ví dụ: cần dùng thuốc vận mạch hoặc suy đa cơ quan) và/hoặc tổn thương phổi nặng thường ít có khả năng thu được lợi ích từ NRS, và cần được cân nhắc thở máy xâm lấn (IMV) nếu phù hợp với mục tiêu điều trị của bệnh nhân.

Các yếu tố liên quan đến nguy cơ thất bại NRS cao hơn bao gồm:

• Bệnh nhân lớn tuổi
• Điểm SAPS II cao
• Điểm SOFA không do hô hấp cao khi nhập viện
• Số lượng vùng tổn thương nhiều hơn trên X-quang ngực
• Chẩn đoán viêm phổi hoặc ARDS nặng (PaO₂/FiO₂ < 100 mmHg)
• Suy giảm miễn dịch đi kèm
• Điểm Glasgow thấp
• Cần sử dụng thuốc vận mạch

Một lưu ý quan trọng khi sử dụng NRS là, mặc dù phương thức này giúp giảm tải cơ hô hấp, vẫn còn tồn tại một mức tiêu hao năng lượng do hoạt động co cơ hô hấp còn lại; điều này có thể làm nặng thêm chức năng các cơ quan ở bệnh nhân nguy kịch.

Ngoài ra, trong bối cảnh tổn thương phổi nặng và viêm hệ thống lan tỏa, nguy cơ về mặt lý thuyết của tổn thương phổi do gắng sức (P-SILI) và tổn thương cơ (myotrauma) cũng tăng lên.

Nếu vì bất kỳ lý do nào mà bác sĩ quyết định dùng thử NRS ở nhóm bệnh nhân này, cần theo dõi sát sao và chuyển sang thở máy xâm lấn sớm khi không có đáp ứng thuận lợi ban đầu.

Lựa chọn giao diện trong quá trình hỗ trợ hô hấp không xâm lấn (NRS) giữ vai trò quan trọng.

Đối với bệnh nhân suy hô hấp cấp giảm oxy máu (AHRF) với tỷ số PaO₂/phân suất oxy hít vào (FiO₂) trong khoảng 150–200 mmHg, có khả năng thu được lợi ích từ liệu pháp oxy dòng cao qua ống thông mũi (HFNO) như một phương pháp điều trị hàng đầu, dựa trên kết quả của một thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên có đối chứng (RCT) so sánh với thở máy không xâm lấn qua mặt nạ (facemask NIV) và liệu pháp oxy thông thường.

Trong bối cảnh này, sử dụng ống thông mũi bất đối xứng (một gọng mũi lớn và một gọng mũi nhỏ), chọn tỷ lệ đường kính ống/mũi phù hợp, thiết lập dòng khí ở mức cao nhất có thể dung nạp (lý tưởng 50–60 L/phút) và nhiệt độ được cá nhân hóa có thể giúp tăng cường lợi ích sinh lý và cải thiện mức độ thoải mái khi dùng HFNO.

Helmet NIV có thể xem là lựa chọn thay thế cho HFNO trong AHRF, vì tạo ra phản ứng sinh lý tương tự và đã được chứng minh là vượt trội so với facemask NIV trong một RCT khác. Ngoài ra, Helmet CPAP có ưu điểm là có thể được sử dụng mà không cần đến máy thở cơ học.

Ở một số tình huống lâm sàng khác, có thể dùng mặt nạ mũi-miệng (oronasal mask) hoặc mặt nạ che toàn bộ mặt (full-face mask) thay thế cho nhau. Full-face mask giúp phân bố áp lực đồng đều hơn lên da và không gây áp lực lên sống mũi, nhưng làm tăng khả năng gây cảm giác sợ không gian kín (claustrophobia) so với oronasal mask.

Cài đặt độ ẩm phù hợp là yếu tố quan trọng. Bộ trao đổi nhiệt - ẩm (Heat-moisture exchangers, HME) cho thấy kết cục lâm sàng tương đương với làm ẩm chủ động trong quá trình NIV, nhưng có thể làm tăng công thở và giảm hiệu quả khi xuất hiện rò khí lớn.

Các khuyến cáo cụ thể về cấu hình mạch thở và các cài đặt NRS khác được trình bày chi tiết trong các tài liệu chuyên khảo khác.

Theo dõi kỹ lưỡng độ phù hợp của giao diện và sự thoải mái của bệnh nhân là yêu cầu thiết yếu cho đến khi đạt được sự ổn định. Trong một số trường hợp, cần thay đổi giao diện (mặt nạ) kết hợp với điều chỉnh thường xuyên các cài đặt máy thở.

Định nghĩa: Thất bại của hỗ trợ hô hấp không xâm lấn (NRS) được định nghĩa về mặt dịch tễ học là việc cần đặt ống nội khí quản sau đó. Tuy nhiên, quyết định đặt ống nội khí quản là đánh giá lâm sàng, chịu ảnh hưởng bởi kinh nghiệm của đội ngũ nhân viên y tế, thực hành tại cơ sở và các đặc điểm cụ thể của từng bệnh nhân; vì vậy ý nghĩa lâm sàng của thất bại NRS có thể khác nhau đáng kể giữa các đơn vị hồi sức tích cực (ICU). Dữ liệu quan sát thực tế cho thấy việc đặt ống nội khí quản dựa trên ngưỡng sinh lý bệnh hiếm khi được áp dụng trong thực hành lâm sàng khi bệnh nhân đang được hỗ trợ bằng NIV qua mặt nạ.

Mối liên hệ sinh lý bệnh: Mối liên quan giữa thất bại NRS, việc đặt ống muộn và kết cục lâm sàng xấu chưa được làm rõ hoàn toàn. Có ít nhất ba cơ chế tiềm tàng cần được xem xét như các yếu tố trung gian có thể góp phần vào mối quan hệ nhân quả này:

1. Tổn thương trực tiếp phổi và cơ hô hấp do nỗ lực hô hấp quá mức trong bối cảnh bệnh cấp tính (ví dụ: tổn thương phổi tự gây bởi bệnh nhân – P-SILI và tổn thương cơ – myotrauma).
2. Tiến triển của bệnh nền khi cơ hô hấp không được giảm tải đủ, dẫn đến giảm cung cấp oxy đến các cơ quan thiết yếu.
3. Biến chứng liên quan đến đặt ống nội khí quản và thở máy xâm lấn (IMV), bao gồm nhu cầu an thần, bất động kéo dài, teo cơ hoành do không sử dụng, rối loạn giấc ngủ và tổn thương phổi do máy thở. Cần lưu ý rằng cơ chế này chỉ có ý nghĩa trong mối quan hệ giữa thất bại NRS, nhu cầu IMV và kết cục xấu, chứ không nhất thiết liên quan đến thời điểm đặt ống, vì các biến chứng của IMV có thể xảy ra cả khi đặt ống sớm hoặc muộn.

Ý nghĩa lâm sàng: Như vậy, để giảm thiểu nguy cơ tổn thương phổi, cơ hoành và giảm cung cấp oxy đến các cơ quan quan trọng, cần:

• Theo dõi kỹ các đặc điểm nền của bệnh nhân nhằm lựa chọn ứng cử viên phù hợp cho NRS.
• Đánh giá và giám sát mức độ gắng sức hô hấp.
• Theo dõi diễn tiến mức độ nặng của bệnh trong quá trình NRS để kịp thời quyết định chuyển sang thở máy xâm lấn khi không có đáp ứng thuận lợi.

• Khó thở và mức độ không thoải mái cần được đánh giá định kỳ trong quá trình hỗ trợ hô hấp không xâm nhập (NRS).
• Trước hết, khó thở thường xuất hiện trong bối cảnh nhu cầu hô hấp cao và có liên quan chặt chẽ đến tình trạng này. Hơn nữa, mức độ nặng của khó thở có liên quan độc lập đến nguy cơ đặt nội khí quản và tử vong cao hơn ở những bệnh nhân tự thở bị suy hô hấp cấp (ARF). Do đó, những người bệnh này cần được theo dõi sát hơn.
• Cuối cùng, tình trạng không dung nạp và khó chịu (không thỏa mái - discomfort) do giao diện (mặt nạ - interface) của thông khí không xâm nhập (NIV) có mối liên hệ mật thiết với thất bại NIV, làm nổi bật tầm quan trọng của lựa chọn và điều chỉnh giao diện phù hợp.
• Nhìn chung, mức độ thoải mái được báo cáo là tốt hơn khi sử dụng HFNO (oxy lưu lượng cao qua mũi) và NIV qua mũ Helmet so với NIV bằng mặt nạ(facemask). Đáng chú ý, khi sử dụng giao diện mặt nạ(facemask interface), việc cần điều chỉnh thường xuyên và cho bệnh nhân nghỉ xen kẽ là điều phổ biến, đòi hỏi thay đổi luân phiên sang thiết bị hoặc giao diện khác (ví dụ: HFNO).

• Phương pháp ưu tiên để đánh giá khó thở ở bệnh nhân tỉnh táo và có khả năng giao tiếp là thang đo tương ứng trực quan (VAS – Visual Analog Scale), trong đó khó thở được lượng hóa như một biến liên tục. Bệnh nhân đặt ngón tay/quan sát và chỉ vào vị trí trên một đường nằm ngang dài 100 mm, biểu thị mức độ khó thở (từ 0 – không khó thở đến 100 – khó thở tối đa).
• Một lựa chọn đơn giản hơn là thang điểm số (NRS – Numeric Rating Scale), với thang điểm từ 0 đến 10, sử dụng con số hoặc hình minh họa biểu trưng.
• Cả VAS và NRS đều có thể được sử dụng để đánh giá mức độ thoải mái của bệnh nhân trong quá trình NRS.

• Thể tích khí lưu thông thở ra (Vte) có thể được theo dõi trong quá trình NIV/CPAP. Vì Vte phản ánh kết quả của nỗ lực hô hấp và là yếu tố quyết định mức độ căng của phổi, nên thường được xem là chỉ số gián tiếp để ước tính các biến số liên quan.
• Vte cao (≥ 9,5 mL/kg trọng lượng cơ thể dự đoán – PBW) có liên quan nhất quán đến thất bại và tiên lượng xấu hơn trong quá trình NIV bằng mặt nạ ở bệnh nhân suy hô hấp cấp giảm oxy máu(AHRF) trung bình đến nặng.
• Tuy nhiên, việc diễn giải lâm sàng Vte cao trong NIV/CPAP cần xem xét bối cảnh sinh lý học:
  • Các yếu tố khác ngoài nỗ lực hô hấp cũng có thể làm thay đổi Vte được theo dõi, ví dụ: áp lực hỗ trợ (PS) cao kết hợp với độ giãn nở của hệ hô hấp cao có thể dẫn đến Vte cao. Tuy vậy, nếu Vte tăng mà không thay đổi cài đặt máy thở và giả định cơ học hô hấp ổn định trong thời gian ngắn, điều này thường biểu thị sự gia tăng nỗ lực hô hấp(respiratory effort) do tăng công hô hấp(respiratory drive) hoặc cải thiện dẫn truyền thần kinh - cơ.
  • Việc cài đặt PS nhằm đạt Vte cao (10–15 mL/kg PBW) gần đây được ghi nhận có thể giảm số bệnh nhân đợt cấp COPD tăng CO₂ cần đặt nội khí quản. Điều này gợi ý rằng PS cao với Vt cao có thể có hiệu quả trong giảm khó thở và nỗ lực hô hấp mà không làm tăng nguy cơ tổn thương phổi do thở máy (VILI) ở một nhóm bệnh nhân nhất định, tuy nhiên vẫn cần theo dõi sát. Đặc biệt, các nỗ lực không hiệu quả thường gặp trong bối cảnh hỗ trợ quá mức ở bệnh nhân có auto-PEEP; do đó cần quan sát kỹ các sóng đồ của máy thở.
  • Rò khí, thường đi kèm các bất đồng bộ và tình trạng không dung nạp, xảy ra phổ biến với mức hỗ trợ cao hơn và cần tránh.
• Một số yếu tố kỹ thuật cần lưu ý khi theo dõi Vte trong NRS:
  • Với mũ Helmet CPAP/NIV, đo chính xác Vte không khả thi do một phần thể tích khí được sử dụng để làm căng giao diện(interface).
  • Các máy thở NIV chuyên dụng với cấu hình một nhánh và có rò khí chủ ý không đo trực tiếp mà tính toán Vte dựa trên thuật toán đã được cài đặt sẵn, do đó độ chính xác kém hơn so với máy thở ICU hai nhánh.
• Trong mọi trường hợp, khi theo dõi Vte, cần giảm thiểu rò khí.
• Trong HFNO (oxy lưu lượng cao qua mũi), theo dõi Vt chưa phổ biến trong lâm sàng; các thay đổi động về trở kháng phổi được đo bằng chụp trở kháng điện (EIT) có thể được sử dụng để theo dõi theo thời gian, tuy nhiên hiện chưa được xác nhận.

• Tần số thở (RR) vẫn là một trong những biến số được theo dõi nhiều nhất trong NRS. Bác sĩ lâm sàng thường xem RR cao là dấu hiệu của tăng công và nỗ lực hô hấp; tuy nhiên, đây thường là dấu hiệu muộn của tình trạng tăng công hô hấp.
• RR cao rất phổ biến ở bệnh nhân nặng và có thể phản ánh các yếu tố khác như viêm toàn thân, lo âu, đau, khó chịu hoặc bất thường cơ học hô hấp.
• Ngoài ra, nỗ lực hô hấp không hiệu quả có thể che giấu RR thực của bệnh nhân khi có auto-PEEP và các cơ hô hấp không đủ mạnh để kích hoạt(trigger) máy thở.
• Dù có các hạn chế trên, RR vẫn là một chỉ số quan trọng cần xem xét, đặc biệt trong HFNO vì tác dụng sinh lý mong đợi là làm giảm RR rất rõ rệt. Không giảm RR nền thường biểu thị thiếu đáp ứng lâm sàng, đặc biệt trong HFNO.
• Trên thực tế, RR cao và không giảm sớm trong NRS đã được chứng minh có thể dự đoán thất bại khi sử dụng mặt nạ, mũ Helmet CPAP/NIV và HFNO. Tuy nhiên, do sinh lý điều hòa RR phức tạp, không nên ra quyết định điều trị chỉ dựa trên RR.
• Như dự đoán, thông khí phút (minute ventilation) — sản phẩm của Vt và RR — cũng được ghi nhận là có liên quan đến thất bại NIV ở bệnh nhân AHRF và ARDS nhẹ.

• Thay đổi trong quá trình oxy hóa là yếu tố quan trọng quyết định thành công hay thất bại của NRS ở bệnh nhân suy hô hấp cấp (ARF). Một phần vì các thay đổi này phản ánh mức độ nặng và đáp ứng điều trị, đồng thời thường được sử dụng như tiêu chí ảnh hưởng đến quyết định đặt nội khí quản. Tuy vậy, việc phân tách tầm quan trọng tương đối của từng yếu tố là một thách thức.
• Tất cả chiến lược NRS, đặc biệt các chiến lược làm tăng áp lực đường thở, đều có thể cải thiện oxy hóa thông qua nhiều cơ chế khác nhau. Trên thực tế, bệnh nhân ARF thường có cải thiện tạm thời về oxy hóa trong quá trình NIV/CPAP, nhưng có thể quay trở lại mức ban đầu sau khi ngừng thiết bị.
• Điều quan trọng là sự cải thiện oxy hóa tạm thời nhưng không có xu hướng cải thiện lâm sàng rõ ràng có thể tạo ra cảm giác an toàn giả và dẫn đến kết cục xấu hơn ở những bệnh nhân cuối cùng vẫn thất bại NRS và được đặt nội khí quản muộn.

• Oxy hóa có thể được theo dõi liên tục bằng đo SpO₂ qua xung mạch và theo dõi ngắt quãng bằng khí máu động mạch nhằm xác định chính xác tỷ số PaO₂/FiO₂ trước khi bắt đầu NRS và sau 2–6 giờ điều trị đầu tiên.
• Giá trị PaO₂/FiO₂ thấp ban đầu và thiếu cải thiện theo thời gian là những yếu tố tiên lượng độc lập cho thất bại NIV/CPAP.
• Tương tự, tỷ số SpO₂/FiO₂ thấp liên quan đến thất bại HFNO ở nhiều thời điểm khác nhau trong 24 giờ đầu.
• Tuy nhiên cần cân nhắc các sai số kỹ thuật khi đo SpO₂ như màu da, nhiệt độ, huyết động và tưới máu, thiếu máu hoặc tình trạng thừa oxy (hyperoxia - tăng oxy máu).

• Diễn giải áp suất riêng phần của CO₂ trong máu động mạch (PaCO₂) trong bối cảnh suy hô hấp cấp giảm oxy máu (AHRF) khá phức tạp:
  • PaCO₂ thấp tương đối có thể gợi ý tổn thương phổi ít nặng hơn (tức là tỷ lệ khoảng chết/tỷ lệ shunt thấp) và chưa có mệt cơ hô hấp.
  • Tuy nhiên PaCO₂ rất thấp kèm theo tăng công và nỗ lực hô hấp có thể phản ánh phản ứng thông khí quá mức do kích thích mạnh mẽ vượt kiểm soát hô hấp của bệnh nhân.
• Trong một nghiên cứu gần đây tại một trung tâm, PaCO₂ < 32 mmHg liên quan chặt chẽ với thất bại NIV. Ngoài ra, phân tích thứ cấp của một thử nghiệm ngẫu nhiên cho thấy bệnh nhân có giảm CO₂ rõ rệt (< 35 mmHg) hưởng lợi hơn từ mũ helmet NIV so với HFNO, có thể do mức PEEP và PS cao hơn của mũ Helmet giúp giảm công và nỗ lực hô hấp hiệu quả hơn.
• Không giảm CO₂ (hypocapnia) không loại trừ công và nỗ lực hô hấp cao, vì thông khí phút cao đôi khi vẫn không đủ để loại bỏ CO₂ ở bệnh nhân có tăng khoảng chết/tỷ lệ shunt hoặc mệt cơ hô hấp.
• Tăng PaCO₂ trong những ngày đầu của NIV liên quan độc lập với thất bại NIV trong ARDS, có thể phản ánh suy giảm chức năng phổi (ví dụ: VILI, P-SILI) và/hoặc suy giảm hiệu suất cơ hô hấp (ví dụ: mỏi cơ hoành, tổn thương cơ).

• Theo dõi PaCO₂ để đảm bảo xu hướng giảm dần là rất quan trọng trong suy hô hấp cấp tăng CO₂ máu (hypercapnic).
• Mặc dù thường cần lấy mẫu máu, song theo dõi qua da (transcutaneous monitoring)—dù chưa phổ biến—vẫn là phương pháp thay thế hữu ích, có tương quan chặt chẽ với PaCO₂ và chỉ có sai lệch nhỏ trong bối cảnh suy hô hấp cấp.

Theo dõi trực tiếp nỗ lực hô hấp bằng áp lực thực quản (Pes)

• Theo dõi trực tiếp nỗ lực hô hấp thông qua áp lực thực quản (Pes) cung cấp thông tin vô giá về nhu cầu thông khí nền và là thước đo trực tiếp đáp ứng sinh lý đối với NRS, bao gồm mức độ giảm tải cơ hô hấp và nguy cơ tổn thương phổi do chính bệnh nhân gây ra (P-SILI). Tuy nhiên, việc triển khai kỹ thuật này trong giai đoạn cấp cứu gặp nhiều khó khăn.
• Tiêu chuẩn vàng để định lượng nỗ lực hít vào dựa trên Pes gồm:
  • Áp lực cơ (muscular pressure) – biểu hiện nỗ lực tức thời,
  • Tích áp lực–thời gian (pressure–time product) của cơ hô hấp – phản ánh tổng nỗ lực trong suốt thì hít vào.
  Tuy nhiên, cả hai thông số này đều đòi hỏi tính toán phụ thuộc vào ước lượng độ giãn nở(compliance) thành ngực.
• Biên độ dao động của áp lực thực quản (ΔPes) là một ước lượng tốt của nỗ lực hít vào và có thể thực hiện dễ dàng tại giường bệnh. Nguy cơ P-SILI có thể được ước tính bằng cách tính chênh lệch áp lực xuyên phổi (tức là hiệu số giữa áp lực đường thở và áp lực thực quản), từ đó giúp định lượng áp lực làm căng phổi động. Các thông số kỹ thuật chi tiết về cách thực hiện phép đo và tính toán Pes được mô tả ở các tài liệu khác.

• Trong một nghiên cứu quan sát tiến cứu, giảm ΔPes > 10 cmH₂O sau 2 giờ NIV qua mặt nạ được xác định là yếu tố dự đoán tốt nhất cho thành công của NIV ở bệnh nhân AHRF mức độ trung bình đến nặng.
• Hơn nữa, sự giảm ΔPes có mối tương quan thuận với cải thiện hình ảnh X-quang trong 24 giờ và tỷ lệ tử vong trong 30 ngày. Những kết quả này củng cố giả thuyết P-SILI được điều hòa bởi cường độ nỗ lực hô hấp trong NIV, đồng thời chứng minh mối liên hệ giữa suy giảm chức năng phổi do nỗ lực hô hấp cao và kết cục lâm sàng xấu.
• Tương tự, ở bệnh nhân được hỗ trợ bằng mũ Helmet NIV, giảm ΔPes xuống dưới 10 cmH₂O và giảm áp lực căng phổi động xuống dưới 20 cmH₂O liên quan đến giảm nhu cầu đặt nội khí quản về sau.

• Các thách thức kỹ thuật liên quan đến theo dõi Pes trong NRS bao gồm việc đặt catheter thực quản ở bệnh nhân chưa đặt nội khí quản đang khó thở cấp và đảm bảo vị trí đúng bằng thử nghiệm bít đường thở (occlusion test) để đo tỷ lệ ΔPes/ΔPaw. Các lựa chọn thay thế gồm:
  1. Đặt catheter ở độ sâu cố định khoảng 40 cm từ lỗ mũi:
     • Đầu tiên, đưa catheter thực quản vào khoảng 60 cm, bơm bóng theo thể tích khuyến cáo của nhà sản xuất.
     • Dạng sóng ban đầu nên tương tự áp lực dạ dày (dao động dương trong thì hít vào thư giãn).
     • Sau đó, rút catheter ra khoảng 20 cm, khi đó dạng sóng sẽ tương tự áp lực thực quản (dao động âm trong thì hít vào, có dao động tim).
  2. Sử dụng ngậm miệng (mouthpiece) và pneumotachograph kết nối với thiết bị độc lập để đo đồng thời áp lực đường thở (Paw), dòng khí và Pes, sau đó thực hiện thử nghiệm bít đường thở thông thường.
  3. Sử dụng mặt nạ kín với mạch đôi kết nối với máy thở và thực hiện thử nghiệm bít đường thở như trên.
• Khi tiến hành thử nghiệm bít đường thở, cần tránh rò khí. Đặc biệt, thao tác bít đường thở đúng kỹ thuật là thiết yếu để đảm bảo ước lượng chính xác áp lực màng phổi thông qua đo Pes.

Siêu âm cơ hoành là một kỹ thuật không xâm lấn dùng để theo dõi nỗ lực hít vào. Việc định lượng tỷ lệ dày cơ hoành (Tfdi) có thể được thực hiện tại vùng áp sát (zone of apposition) bằng đầu dò tuyến tính(Linear - đầu dò phẳng) đặt tại khoang liên sườn thứ 8–9, đường nách trước. Một nghiên cứu tiến cứu quy mô nhỏ cho thấy Tfdi thấp (<36%) được đánh giá trong 96 giờ đầu của NIV có thể xác định bệnh nhân thất bại NIV với độ chính xác chẩn đoán chấp nhận được, gợi ý rằng rối loạn chức năng cơ hoành sớm có thể đóng vai trò trong thất bại NIV. Dao động áp lực tĩnh mạch trung tâm (ΔCVP) cho thấy sự tương hợp tốt với dao động áp lực thực quản (ΔPes), có giá trị trong việc xác định nỗ lực hô hấp mạnh và điều chỉnh áp lực hỗ trợ (PS). Một ΔCVP >15 cmH₂O được chứng minh có khả năng xác định chính xác nỗ lực hít vào cao ở bệnh nhân thiếu oxy máu trong quá trình thở NIV bằng mũ Helmet. Hạn chế chính là việc đặt catheter tĩnh mạch trung tâm ít được thực hiện ở bệnh nhân đang sử dụng các phương thức hỗ trợ hô hấp không xâm lấn (NRS). Một kỹ thuật xâm lấn tối thiểu khác để theo dõi nỗ lực hít vào là dao động áp lực mũi (ΔPnose). Để theo dõi ΔPnose, một ống thông được thiết kế riêng, phủ bằng miếng bọt tự giãn nở, được đặt vào cùng lỗ mũi với ống thông dạ dày và nối với cảm biến áp lực (cổng phụ của máy thở hoặc thiết bị độc lập). Lỗ mũi còn lại cần được giữ thông thoáng. Khi sử dụng HFNO, ống cannula chỉ được đặt ở lỗ mũi thông thoáng trong quá trình theo dõi. ΔPnose cho thấy sự tương quan rất tốt với ΔPes trong quá trình HFNO và NIV bằng mặt nạ(facemask). Trong một nghiên cứu đoàn hệ gồm 102 bệnh nhân bị suy hô hấp cấp giảm oxy máu (AHRF) sử dụng HFNO, ΔPnose >5,1 cmH₂O xác định chính xác tình trạng thất bại và nhu cầu tăng cường hỗ trợ hô hấp (tức là chuyển sang NIV hoặc thở máy xâm lấn – IMV). Một biến số quan trọng khác thường được các bác sĩ lâm sàng xem xét là bằng chứng hoạt động cơ hô hấp phụ (hoạt hóa các cơ hít vào ngoài cơ hoành), vì đây thường là dấu hiệu của tăng công hô hấp và nỗ lực hít vào mạnh. Cơ ức đòn chũm được kích hoạt khi nỗ lực hít vào đạt khoảng 35–40% áp lực hít vào tối đa, tương ứng với ngưỡng được đề xuất nhằm phòng tránh mệt cơ hoành. Hoạt hóa các cơ hít vào ngoài cơ hoành khác, như các cơ liên sườn, cơ bậc thang và cơ cánh mũi, tăng tuyến tính theo mức nỗ lực hít vào. Tuy nhiên, độ biến thiên giữa các quan sát viên cao và thiếu phương pháp định lượng tại giường đối với hoạt động cơ hít vào ngoài cơ hoành vẫn là thách thức lớn. Điện cơ bề mặt có thể giúp khắc phục các hạn chế này trong tương lai.

Thang điểm HACOR (bao gồm tần số tim, toan máu, tri giác, oxy hóa máu và tần số thở) được phát triển và xác thực trên các bệnh nhân giảm oxy máu được thở NIV bằng mặt nạ. Giá trị HACOR >5 sau 1 giờ thở NIV cho thấy khả năng dự đoán chính xác thất bại NIV mặt nạ (AUROC = 0,89) và CPAP mũ Helmet (AUROC = 0,74). Gần đây, thang điểm HACOR đã được cập nhật và xác thực lại bằng cách bổ sung các biến lâm sàng nền liên quan trực tiếp đến nguy cơ thất bại cao hơn (ví dụ: suy giảm miễn dịch và sốc nhiễm khuẩn), nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét mức độ nặng của bệnh ban đầu để ước lượng nguy cơ thất bại. Chỉ số ROX (được tính bằng tỉ số SpO₂/FiO₂ chia cho tần số thở) là một thang điểm lâm sàng đơn giản và được sử dụng rộng rãi. Ngưỡng giá trị liên quan đến thất bại NRS thay đổi tùy theo phương thức hỗ trợ hô hấp và đặc điểm bệnh nhân.

• Đối với HFNO trong AHRF, giá trị <4,88 được xem là liên quan đến tăng nguy cơ thất bại khi được đo tại các thời điểm khác nhau trong 12–24 giờ đầu.
• Ở bệnh nhân COVID-19 AHRF sử dụng CPAP, chỉ số ROX <6 có thể dự đoán thất bại NRS, nhưng độ chính xác chấp nhận được chỉ đạt sau 24 giờ kể từ khi khởi đầu CPAP.
• Ở bệnh nhân sử dụng NIV mặt nạ, nguy cơ thất bại tăng dần khi giá trị ROX giảm: lần lượt là 23%, 34,1%, 64,3% và 100% tương ứng với các mức ROX >10, 6–10, 2–6 và <2 sau 1–2 giờ NIV.

Ngoài ra, sự tăng chỉ số ROX theo thời gian được ghi nhận ở các bệnh nhân thành công với NRS, trong khi ổn định hoặc không cải thiện lại thường gặp ở những người cuối cùng cần đặt nội khí quản. Các chỉ số khác như chỉ số VOX ( Volume Oxygenation – được tính bằng SpO₂/FiO₂ chia cho thể tích khí lưu thông Vt) hoặc các thang điểm kết hợp để ước lượng nỗ lực hít vào như thang điểm BREF (bao gồm base excess – B, tần số thở – RE, và PaO₂/FiO₂ – F) có thể hữu ích khi không có đủ các công cụ theo dõi nâng cao. Tuy nhiên, những chỉ số này vẫn cần được hiệu chỉnh thêm và xác thực trong các nghiên cứu đoàn hệ tiến cứu đa trung tâm quy mô lớn hơn.

Siêu âm phổi (Lung Ultrasound – LUS) có thể được sử dụng để đánh giá mức độ thông khí phổi một cách không xâm lấn, nhằm dự đoán khả năng thành công hoặc thất bại ban đầu và theo dõi đáp ứng với NRS. Trong một nghiên cứu đoàn hệ tiến cứu trên bệnh nhân suy hô hấp cấp giảm oxy máu (AHRF) do COVID-19, thang điểm LUS dựa trên mức độ thông khí đo lúc nhập viện trong khi bệnh nhân đang thở oxy hỗ trợ cho thấy khả năng dự đoán chấp nhận được đối với thất bại của NIV mũ Helmet và HFNO. Ngoài ra, một nghiên cứu đoàn hệ tiến cứu độc lập khác trên cùng nhóm bệnh nhân này cho thấy rằng sự kết hợp giữa thang điểm LUS và chỉ số ROX đo trong quá trình NIV có thể dự đoán chính xác các kết cục xấu ở những bệnh nhân này. Chụp trở kháng điện (Electrical Impedance Tomography – EIT), mặc dù chưa được phổ biến rộng rãi, có thể được sử dụng để:

• Đánh giá mức độ thông khí và đáp ứng của phổi với NRS,
• Cung cấp phép đo gián tiếp, không xâm lấn của thể tích khí lưu thông (Vt),
• Và theo dõi sự phân bố thông khí theo vùng phổi.

Chỉ có một số ít nghiên cứu nhỏ đơn trung tâm đã đánh giá hiệu quả của các thông số thu được từ EIT trong việc dự đoán đáp ứng với HFNO hoặc NIV ở bệnh nhân ARF. Nhìn chung, các nghiên cứu này cho thấy rằng sự thông khí không đồng đều giữa các vùng phổi có thể liên quan đến nguy cơ thất bại cao hơn; tuy nhiên, vẫn cần thêm dữ liệu để có thể ứng dụng các phát hiện này một cách thực tiễn tại giường bệnh.