經鼻高流量濕化氧療在呼吸系統(tǒng)疾病中的研究進展

沈悅好

【摘要】 經鼻高流量鼻導管濕化氧療（heated humidified high flow nasal cannulae oxygen therapy，HFNC）是通過空氧混合器提供精確的吸氧濃度（21%～100%）和儲氧式鼻塞提供高達60 L/min的流量以及37 ℃相對濕度為100%的氣體，近年來在臨床應用越來越廣泛。本文從其主要組成及工作原理、工作機制和在呼吸系統(tǒng)疾病中的具體應用進行綜述。

【關鍵詞】 高流量濕化； 氧療； 呼吸系統(tǒng)疾病

【Abstract】 The high flow nasal discharge oxygen therapy（HFNC） via nasal high flow nasal catheter is used to provide accurate oxygen concentration（21%-100%） and oxygen storage type nasal plug to provide high flow rate of 60 L/min and gas at 37 ℃ relative humidity of 100%，in recent years，the clinical application is more and more extensive.This paper reviews its main composition，working principle，working mechanism and its application in respiratory diseases.

【Key words】 High flow humidification； Oxygen therapy； Respiratory disease

First-authors address：General Hospital Affiliated to Tianjin Medical University，Tianjin 300052，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2017.36.041

經鼻高流量鼻導管濕化氧療（heated humidified high flow nasal cannulae oxygen therapy，HFNC）是通過空氧混合器提供相對精確的吸氧濃度（21%～100%）和儲氧式鼻塞提供高達15～60 L/min的流量以及37 ℃相對濕度為100%的氣體[1]，近年來在臨床廣泛應用。HFNC可以有效地減少生理無效腔，產生較低水平的氣道正壓促進肺泡開放，還能改善上氣道黏膜清除功能，給患者提供恒定的氧濃度，減少上呼吸道內呼出的二氧化碳，從而降低呼吸做功[2]。

1 HFNC的主要組成及原理

HFNC主要包括鼻導管吸氧系統(tǒng)（加溫濕化器、封閉式單管路呼吸管路、雙短鼻塞導管）和空氧混合器[3]。通過加熱底盤和濕化罐和連接帶有加熱導絲的管路，可使氣體加熱到預設的溫度，從而使水蒸氣擴散到呼吸系統(tǒng)中[4]。經過充分加溫加濕后的氣流，可以增強肺順應性、減小氣流阻力、使氣道分泌物的黏度變小且鼻部的并發(fā)癥較少[5-6]。

2 HFNC的作用機制

首先，HFNC可以提供恒定的氧濃度，因其高達60 L/min的流量，大于患者最大吸氣峰流速，從而保證測量與實際的FiO2的一致性[7-8]。其次，HFNC通過高流速的氣體，避免了克服上氣道阻力所需的呼吸功，吸氣末儲存于鼻咽部的氣體可以沖刷呼氣末仍殘留于解剖無效腔內的氣體，從而減少生理無效腔和二氧化碳的重吸收[9]。再次，HFNC可以在咽部產生2～8 cm H2O的壓力，可促進肺生理復張和避免上氣道塌陷[10]。但HFNC提供的正壓可能和設置的流速、吸氣流速以及是否存在呼吸漏氣等有關[11]。另外，通過HFNC主動溫濕化后的氣體能促進氣道黏膜表面的纖毛運動，有利于分泌物的清除，從而改善通氣/血流比例，保護患者氣道黏膜的功能[12]，也同樣有利于降低熱量消耗，增強肺的順應性，減少患者機體損耗，這對于輔助呼吸肌參與做功的患者有一定的益處。

3 HFNC在成人呼吸系統(tǒng)疾病中的應用

因HFNC在成人患者中的應用時間較短，尚缺乏相應的指南或規(guī)范，適應證及禁忌證尚不明確，目前研究主要集中在以下幾個方面。

3.1 治療急慢性呼吸衰竭

3.1.1 治療急性呼吸衰竭 對急性呼吸衰竭患者，特別是1型呼吸衰竭患者，HFNC都顯現(xiàn)出其良好的適用性。與傳統(tǒng)的面罩吸氧相比，經過HFNC治療30 min后，PaO2更高，呼吸頻率更低，且有研究證實是唯一能降低機械通氣風險的參數(shù)[13]。因此對于嚴重低氧的患者，可以有效改善缺氧癥狀。通過對38例急性呼衰的患者的研究，使用HFNC 15 min后患者的呼吸頻率和SPO2有了明顯的改善，經過

1 h的HFNC治療后，PaO2和氧合指數(shù)均上升，其中只有9例（24%）患者需要進行有創(chuàng)機械通氣，與傳統(tǒng)氧療相比明顯減少了插管率[14]。HFNC治療特發(fā)性肺纖維化引起的慢性呼吸衰竭和對于免疫功能低下繼發(fā)的急性呼吸衰竭患者也有一定的療效[15-17]。Messika等[18]對所在醫(yī)院1年內需要吸氧的560例患者進行了回顧性研究，有81例使用了HFNC，其中有45例為ARDS患者，這些患者的插管率為40%，其中插管患者APACHE Ⅱ評分高于不插管患者（46 vs 29），血流動力學更加不穩(wěn)定（50% vs 7%），也能同樣有效減少和避免有創(chuàng)通氣的并發(fā)癥。但若治療期間短時間內呼吸頻率和血氧飽和度沒有改善，應及時更換為無創(chuàng)機械通氣或氣管插管[19]。對28例急性呼衰患者（其中23例為ARDS）應用經鼻高流量氧療和無創(chuàng)輔助通氣相比，使用前者可使患者的中位氧分壓由83 mm Hg上升到108 mm Hg，使用無創(chuàng)通氣后可達125 mm Hg，但是經鼻高流量氧療的患者耐受性和使用時間均優(yōu)于無創(chuàng)機械通氣組[20]。此外，另一項多中心開放性研究將310例急性呼衰患者（氧合指數(shù)≤300 mm Hg）隨機分為3組，分別接受普通氧療、HFNC和無創(chuàng)機械通氣，結果發(fā)現(xiàn)HFNC組脫機時間和90 d存活率，以及氣管插管率明顯優(yōu)于其他兩組[21]。特別值得一提的是，中國首例輸入性MERS患者也應用了HFNC治療，應用HFNC 7 d后，患者BROG呼吸困難指數(shù)好轉，PaO2/FiO2上升，將HFNC的流速由60 L/min降至30 L/min后患者的一般氧合指數(shù)持續(xù)改善，充分有效提高了患者的耐受性和依從性[22]。但此類研究仍較少，尚缺乏足夠的證據支持HFNC確切可以降低急性呼吸衰竭患者的插管率，因此尚待大規(guī)模隨機對照研究證實。endprint

3.1.2 治療慢性呼吸衰竭 對慢性呼吸衰竭患者，如患者病情較輕（動脈血pH>7.35，PCO2>45 mm Hg），通氣功能尚可，可以給予HFNC常規(guī)使用。如果患者有輕中度呼吸性酸中毒（7.257.25，PCO2≤90 mm Hg、PO2≥40 mm Hg是HFNC應用的最好時機。短期HFNC治療COPD患者可減低呼吸頻率和二氧化碳分壓，增加呼末肺容積[24]。對于需要長期家庭氧療（每天>15 h）的穩(wěn)定期COPD患者，使用HFNC可以促進患者舒適，降低患者急性加重的次數(shù)和提高生活質量[25]。也有研究對COPD患者每天使用HFNC 1.6 h，亦能降低患者呼吸頻率和增加潮氣量[26]。對于老年AECOPD患者只要符合插管指征則應早期進行有創(chuàng)機械通氣治療，以免延誤治療時機[27]。

3.2 呼吸系統(tǒng)相關有創(chuàng)檢查前的應用 在氣管插管、氣管鏡檢查或其他呼吸科侵入性檢查前均可以使用HFNC。目前，氣管插管前常用簡易呼吸器或面罩提高氧儲備，但在插管時常使用喉鏡，這就使得面罩或簡易呼吸器無法給氧，而HFNC在插管過程中仍然能保證氧氣的供給。Engstrom等[28]應用HFNC技術先通過灌洗使小豬的肺泡塌陷，同時咽部給予10 L/min的吸氧，發(fā)現(xiàn)在插管期間HFNC可以顯著延長低氧血癥發(fā)生的時間。在進行支氣管鏡檢查時，對有高風險的或者有嚴重低氧的患者使用HFNC提供高達60 L/min的氣體流速，使得操作更加順暢，用時更短，可以有效減少因操作而致的缺氧時間，盡最大可能減少對患者換氣的影響[29]。

3.3 氣管插管拔除后的序貫氧療 近年來，HFNC常被應用于氧分壓過低的呼吸衰竭拔管患者當中。Hernández等[14]的研究中將109例拔管患者隨機分為HFNC組和文丘里面罩給氧，來判定兩組患者的呼吸頻率、氧合指數(shù)、呼吸困難程度及舒適度，HFNC組的再插管率明顯低于其他兩組。王靜等[30]對HFNC在AECOPD患者拔管序貫通氣進行研究表明，HFNC組和無創(chuàng)正壓通氣組拔管后，雖然兩組患者的pH、PaCO2、PaO2、心率、呼吸頻率、死亡率無明顯差異，但是使用HFNC組的患者舒適性和耐受性更好，住院時間明顯短于無創(chuàng)通氣組。此外，HFNC因其病理生理學上的優(yōu)勢，對于有創(chuàng)通氣序貫治療而言，可操作性好，舒適性好，還可降低費用和護理工作量[31]。

3.4 拒絕氣管插管的姑息治療者 對部分拒絕行氣管插管的患者，通常使用無創(chuàng)機械通氣治療，也有部分研究使用HFNC來替代。有研究對50例拒絕行有創(chuàng)機械通氣和放棄復蘇治療的呼吸衰竭患者應用HFNC，患者的呼吸頻率和血氧飽和度有明顯的改善，僅18%的患者因氧合不能夠改善而進行NIV治療[32]。

3.5 呼吸系統(tǒng)感染性疾病和肺水腫疾病中的應用 對肺部感染疾病中使用HFNC也可以改善患者的痰液黏稠度，氣道高反應，呼吸頻率、PaO2、舒適度等。對5例急性肺水腫的患者應用文丘里面罩治療無效后改用HFNC治療，患者的呼吸困難程度和SPO2明顯改善，這可能與HFNC的呼吸末正壓功能有關[33]。

4 展望

HFNC在成人呼吸系統(tǒng)中的應用越來越廣泛，尤其在改善氧合，提高患者舒適性能，降低潛在氣管插管等方面能夠取得了較好的效果，筆者所在單位應用HFNC治療急慢性呼吸衰竭、ARDS、肺水腫和肺間質纖維化的患者，發(fā)現(xiàn)HFNC與其他研究者的結論保持一致，可以有效地改善患者的預后，取得了不錯的臨床效果。但目前的研究證實，HFNC也有其弊端，對于嚴重低氧的患者應該根據患者的病情及時采取氣管插管或其他方法，以免延誤患者病情。此外，在改善患者通氣、降低二氧化碳分壓方面還需大量隨機對照實驗來證實，特別是對于伴有高碳酸血癥的呼吸衰竭患者應謹慎使用，密切觀察。盡管有許多問題尚未解決，但是越來越多的研究證據表明隨著對HFNC研究的不斷深入和廣泛應用，對HFNC的認識將更加透徹。

參考文獻

[1] Porhomayon J，El-Solh A A，Pourafkari L，et al.Applications of Nasal High-Flow Oxygen Therapy in Critically ill Adult Patients[J].Lung，2016，194（5）：705-714.

[2]張飛鵬，田園園，郭秀榮.經鼻高流量濕化氧療治療慢性阻塞性肺疾病急性加重的研究現(xiàn)狀[J].安徽醫(yī)學，2016，37（5）：642-644.

[3] Curley G F，Laffy J G，Zhang H，et al.Noninvasive respiratory support for acute respiratory failure-high flow nasal cannula oxygen or non-invasive ventilation[J].Journal of Thoracic Disease，2015，7（7）：1092-1098.

[4] Kubicka Z J，Limauro J，Darnall R A.Heated，humidified high-flow nasal cannula therapy：yet another way to deliver continuous positive airway pressure[J].Pediatrics，2008，122（1）：218-223.

[5]孫雁，于立新.經鼻高流量呼吸治療在呼吸功能不全患者中的應用[J].山東醫(yī)藥，2016，56（4）：103-106.

[6] Costello R W，Liston R，Mcnicholas W T.Compliance at night with low flow oxygen therapy：a comparison of nasal cannulae and Venturi face masks[J].Thorax，1995，50（4）：405-410.

[7] Wagstaff T A，Soni N.Performance of six types of oxygen delivery devices at varying respirqtory rates[J].Anaesthesia，2007，62（5）：492-503.

[8] Ritchie J E，Williams A B，Gerard C，et al.Evaluation of a humidified nasal high-flow oxygen system，using oxygraphy，eapnography and measurement of upper airway pressures[J].Anaesth Intensive Care，2011，39（6）：1103-1110.

[9] Frizzola M，Miller T I，Rodriguez M E，et al.High-flow nasal cannula：impact on oxygenation and ventilation in an acute lung Model[J].Pediatr Pulmonol， 2011，46（1）：67-74.

[10] Matthay M A.Saving lives with high-flow nasal oxygen[J].New England Journal of Medicine，2015，372（23）：2225-2228.

[11] Corley A，Caruana L R，Barnett A G，et al.Oxygen delivery through highflow nasal cannulae increase end-expiratory lung volume and reduce respiratory rate in post-cardiac surgical patients[J].Br J Anaesth，2011，107（6）：998-1004.

[12] Restrepo R D，Walsh B K.Humidification during invasive and noninvasive mechanical ventilation[J].Respir Care，2012，57（5）：782-788.

[13] Roca O，Riera J，Torres F，et al.High-flow oxygen therapy in acute respiratory failure[J].Respiratory Care，2010，55（4）：408-413.

[14] Hernández G，Vaquero C，Colinas L，et al.Effect of Postextubation High-Flow Nasal Cannula vs Noninvasive Ventilation on Reintubation and Postextubation Respiratory Failure in High-Risk Patients： A Randomized Clinical Trial[J].Jama，2016，316（15）：1565-1574.

[15] Br?unlich J，Beyer D，Mai D，et al.Effects of nasal high flow on ventilation in volunteers， COPD and idiopathic pulmonary fibrosis patients[J].Respiration，2013，85（4）：319-325.

[16] Rémi C，Angéline J，Philippe P，et al.High-flow nasal cannula oxygen therapy versus noninvasive ventilation in immunocompromised patients with acute respiratory failure：an observational cohort study[J].Annals of Intensive Care，2016，6（1）：1-11.

[17] Virginie L，Djamel M，Julien M，et al.The effects of a 2-h trial of high-flow oxygen by nasal cannula versus Venturi mask in immunocompromised patients with hypoxemic acute respiratory failure：a multicenter randomized trial[J].Critical Care，2015，19（1）：380-388.

[18] Messika J，Ben Ahmed K，Gaudry S，et al.Use of High-Flow Nasal cannula Oxygen Therapy in Subjects With ARDS：Al-Year Observaional Study[J].Respir Care，2015，60（2）：162-170.

[19] Sanuki T，Mishima G，Kiriishi K，et al.Effect of nasal high-flow oxygen therapy on the swallowing reflex： an in vivo volunteer study[J].Clinical Oral Investigations，2016，2（1）：1-6.endprint

[20] Frat J P，Brugiere B，Ragot S，et al.Sequential application of oxygen Therapy via high-flow nasal cannula and noninvasive ventilation In acute respiratory failure：an observational pilot study[J].Respir Care，2015，60（2）：170-178.

[21] Frat J P，Thille A W，Mercat A，et al.High-flow oxygen through nasal cannula in acute hypoxemic respiratory failure[J].

N Engl J，2015，372（23）：2185-2196.

[22]羅裕鋒，瞿嶸，凌云，等.中國首例輸入性中東呼吸綜合征患者經鼻高流量氧療的效果觀察[J].中華危重病急救醫(yī)學，2015，27（10）：841-844.

[23]呂姍，安友仲.主動溫濕化的經鼻高流量氧療在成人患者中的應用[J].中華危重病急救醫(yī)學，2016，28（1）：84-88.

[24] Harada K，Kurosawa S，Hino Y，et al.Clinical utility of high-flow nasal cannula oxygen therapy for acute respiratory failure in patients with hematological disease[J].Springer Plus，2016，5（1）：1-6.

[25] Fraser J F，Spooner A J，Dunster K R，et al.Nasal high flow oxygen therapy in patients with COPD reduces respiratory rate and tissue carbon dioxide while increasing tidal and end-expiratory lung volumes：a randomised crossover trial[J].Thorax，2016，71（8）：759-761.

[26] Rea H，McAuley S，Jayaram L，et al.The clinical utility of long-term humidification therapy in chronic airways disease[J].Respir Med，2010，104（2）：525-533.

[27]李俊，李婷，胡崗.探討老年慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者有創(chuàng)機械通氣的時機選擇[J].國際呼吸雜志，2015，35（20）：1554-1557.

[28] Engstrom J，Hedenstierna G，Larsson A.Pharyngeal oxygen administration increases the time to serious desaturation at intubation in acute lung injury：an experimental study[J].Crit Care，2010，14（3）：93-95.

[29] Simon M，Braune S，F(xiàn)rings D，et al.High-flow nasal cannula oxygen versus non-invasive ventilation in patients with acute hypoxaemic respiratory failure undergoing flexible bronchoscopy-a prospective randomised trial[J].Crit Care，2014，18（6）：712-718.

[30]王靜，齊海蓉，段青梅.高流量濕化氧療對機械通氣脫機患者低氧血癥的影響及護理[J].護士進修雜志，2013，28（13）：1183-1184.

[31]王婧影，薛露，竇英茹.高流量濕化氧氣治療在建立人工氣道患者脫機后的應用[J].實用臨床醫(yī)藥雜志，2012，16（14）：35-37.

[32]黃建芬，張丹如，程健.高流量濕化氧療在呼吸系統(tǒng)感染性疾病的應用研究[J].護士進修雜志，2012，27（17）：1611-1613.

[33] Carratalá Perales J M，Llorens P，Brouzet B，et al.High-Flow therapy via nasal cannula in acute heart failure[J].Revista Espa?ola De Cardiología，2011，64（8）：723-725.

（收稿日期：2017-10-18） （本文編輯：張爽）endprint