2011年发表在Age Ageing 杂志的一项随机对照试验的目的是评估NIV与常规治疗在减少急性高碳酸血症性呼吸衰竭高龄患者插管需求、提高生存率和减少呼吸窘迫方面的有效性。研究纳入慢性肺部疾病急性呼吸衰竭老年(＞75岁)患者（pH<7.35，PaCO2＞5.99 kPa，PaO2＜7.33 kPa，呼吸频率＞20 bpm，严重呼吸困难—Borg评分>5分），与常规治疗组相比，NIV治疗1 h后，动脉血pH升高，PaCO2降低，并且患者的呼吸频率和呼吸困难评分均得到明显改善。另一项随机对照试验结果表明，急性呼吸衰竭患者有创通气拔管后2 h，序贯NIV治疗组患者的呼吸频率显著低于序贯面罩氧疗组。一项针对ICU高危患者拔管失败后NIV与常规氧疗的比较研究发现，NIV治疗后1 h、2 h和8 h，患者的呼吸频率下降，而常规氧疗组的呼吸频率不变或增快，说明NIV比常规氧疗更快地降低了呼吸频率。

2016年一项多中心随机对照试验验证了与压力限制无创通气（PL-NIV）相比，容量目标无创通气（VT-NIV）能否更有效地纠正高碳酸血症，从而减少插管需求并提高急性高碳酸血症性呼吸衰竭患者的生存率。结果该研究发现，VT-NIV和PL-NIV治疗急性高碳酸性呼吸衰竭1 h，辅助呼吸肌参与度评分显著降低。

研究表明，对于急性低氧性呼吸衰竭患者，NIV治疗1 h后，呼吸频率维持≥30次/min是气管插管的预测指标。所以NIV治疗后呼吸频率能够预测治疗是否成功。一项生理学研究发现，在急性呼吸衰竭需要NIV治疗的患者中，治疗成功组患者的呼吸频率降低更显著。由此可见，呼吸频率、呼吸困难评分和辅助呼吸肌参与度是评价NIV治疗效果的重要指标。

研究发现，对于急性高碳酸血症性呼吸衰竭患者，NIV治疗后1 h，治疗成功组氧合状况和pH均优于失败组。对于早期轻度ARDS患者，NIV治疗成功组氧合改善更显著。所以，NIV治疗后氧合改善也能够预测治疗成功。所以，对于NIV治疗有效者，其氧合状况短时间是改善的。

2015年发表了一项针对接受NIV治疗的急性高碳酸血症性呼吸衰竭（PaCO2≥45 mmHg）成年患者的前瞻性研究，该研究纳入了11例急性Ⅱ型呼吸衰竭患者，比较PetCO2和PaCO2。该研究最终得出结论：在因急性高碳酸血症性呼吸衰竭而实施NIV期间，使用专用鼻颊传感器测量PetCO2无法准确预测PaCO2和PaCO2随时间的变化情况。主动和被动呼气操作并未改善PaCO2预测。

2016年发表在J Crit Care 杂志的一项研究为了评估不同CO2监测方法的准确性，比较了ICU非插管急性呼吸衰竭患者的PtcCO₂和PetCO₂与PaCO₂测量值。25例急性呼吸衰竭患者中，11例为NIV治疗，14例有创通气拔管后立即检测，比较PetCO₂、PtcCO₂与PaCO₂的一致性。PtcCO₂与PaCO₂相关系数为0.97，PetCO₂与PaCO₂相关系数为0.62。所以该研究认为：在因急性呼吸衰竭入院的自主呼吸非插管ICU患者中，PetCO₂和PaCO₂之间存在很大差异。该研究反对对此类患者使用PetCO₂监测，但提出了PtcCO₂测量可能提供PaCO₂合理估计的可能性。

2019年发表在Respir Care 杂志的一项研究纳入了30例低氧性呼吸衰竭患者和18例高碳酸血症性呼吸衰竭患者，每组各30份标本。同时采集标本检测，比较PetCO₂、PtcCO₂、PaCO₂和静脉血二氧化碳分压（PvCO₂）。结果发现PtcCO₂更能精确地反映PaCO₂及其变化情况。

早在1998年就有研究分析了市售PtcCO₂传感器用于监测NPPV的可用性。该研究纳入了26例接受NIV的患者，其中呼吸衰竭8例，心力衰竭或心肌梗死8例，神经系统疾病6例，高血压2例，肺动脉高压和脓毒症各1例。研究结果显示：PtcCO₂与PaCO₂相关系数为0.968。对于血流动力学稳定的成人的患者，PtcCO₂与动脉测量值非常一致，对通气变化的反应时间与NPPV下患者临床监测的目标相符。

2016年一项回顾性研究纳入了102例急性Ⅰ型或Ⅱ型呼吸衰竭接受NIV治疗患者，比较PtcCO₂和PaCO₂的一致性。基线检测PtcCO₂与PaCO₂相关系数为0.88，NIV治疗后检测PtcCO₂与PaCO₂相关系数为0.99。研究认为，PtcCO₂监测显示与PaCO₂具有良好的一致性，对于在急诊科接受紧急NIV的严重低氧血症和/或高碳酸血症性呼吸衰竭患者，PtcCO₂不失为一种可靠、可行、对患者友好且安全的重复血气分析替代方案。2007年Chest杂志发表的一项研究也分析了慢加急性高碳酸血症性呼吸衰竭的患者（8例慢阻肺患者）中PaCO₂和PtcCO₂的一致性。在10例急性Ⅱ型呼吸衰竭接受NIV治疗的患者中，同时监测PtcCO₂和PaCO₂结果发现PtcCO₂与PaCO₂相关系数为0.916，连续监测PtcCO₂可以反映PaCO₂变化。

2020年发表在Am J Respir Crit Care Med 杂志的一项研究纳入中重度急性低氧性呼吸衰竭（P/F≤200 mmHg）患者，按照随机顺序交叉接受头盔NIV和HFNC各60 min，结果显示：NIV治疗成功组食道压变化值和跨肺压均显著降低。2021年发表在Am J Emerg Med 杂志的一项前瞻性队列研究评估了超声检测膈肌功能障碍预测NIV失败的能力。研究纳入60例AECOPD急性呼吸衰竭接受NIV治疗患者，15例（25%）患者存在膈肌功能不全（呼吸周期膈肌厚度变化率＜20%），NIV治疗失败组膈肌功能不全（73.3%）显著高于NIV治疗成功组（26.7%），NIV治疗成功组膈肌厚度变化率显著高于治疗失败组。这也提示我们，NIV期间监测膈肌功能能够预测治疗效果。

一项初步研究纳入了41例AECOPD急性Ⅱ型呼吸衰竭接受NIV治疗的住院患者，24.4%得患者存在膈肌功能不全（呼吸周期膈肌厚度变化率＜20%），膈肌功能不全组NIV治疗失败率显著高于无膈肌功能不全组（90% vs. 19.4%），NIV治疗成功组膈肌厚度变化率显著高于治疗失败组。2018年发表在Critical Care 杂志的研究纳入了75例AECOPD急性Ⅱ型呼吸衰竭接受NIV治疗的连续病例，24例（32%）存在膈肌功能不全（呼吸周期膈肌厚度变化率＜20%），膈肌功能不全组NIV治疗失败率显著高于无膈肌功能不全组（75% vs. 16%），NIV治疗2 h后膈肌厚度变化率＜20%者治疗失败率高。生理学研究也发现，在急性呼吸衰竭需要NIV治疗的患者中，治疗成功组膈肌厚度变化率更大。

因此，膈肌功能不全是NIV治疗失败的预测因子，NIV治疗后及时检查膈肌功能有利于进行疗效评估。