經(jīng)鼻高流量氧氣濕化技術的應用進展

孫麗，包明

(1.內(nèi)蒙古包鋼醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科，內(nèi)蒙古 包頭 014010； 2.包頭市第四醫(yī)院人事科，內(nèi)蒙古 包頭 014030)

合并呼吸衰竭是危重癥患者轉(zhuǎn)入重癥監(jiān)護室接受治療的主要原因之一，在轉(zhuǎn)入重癥監(jiān)護室后常給予患者氧療，以改善患者機體缺氧狀態(tài)和呼吸衰竭癥狀[1]。面罩吸氧及鼻導管吸氧均是臨床常用的主要呼吸支持氧療方法，這兩種吸氧方法均采用傳統(tǒng)氣泡式濕化瓶濕化并給氧，提供給患者的濕化不充分、氧氣干冷、氧濃度不準確，且這種給氧方式不便于患者進食、飲水，帶來的拘束閉塞感常常會影響患者治療配合度，且患者耐受性不佳，實際應用受限[2-3]。經(jīng)鼻高流量氧氣濕化(high-flow nasal cannula，HFNC)治療是近年來發(fā)展起來并逐漸被廣泛應用的新型呼吸支持治療方法，HFNC治療具有無創(chuàng)性，在降低患者呼吸頻率、改善呼吸窘迫及氧合等方面均有較高的應用價值[4-5]。HFNC治療可以通過空氧混合器為患者提供個體所需的合適的氧濃度，所供應的氧流量可高達70 L/min，同時提供給患者37 ℃ 100%相對濕度的氣體，這種合理且安全的氧氣濕化治療不僅適用于成人患者，在部分新生兒與兒童中也有應用，均可獲得良好效果[6-7]。即使HFNC療效確切，依然不能忽視其局限，為確保治療的有效性與安全性，在治療前還應排查患者的禁忌證與適應證，只有確?；颊叻螲FNC適應證后才能實施治療[8]?，F(xiàn)就HFNC治療的作用原理及臨床應用進展予以綜述。

1 HFNC治療的作用原理

國內(nèi)HFNC治療的歷史只有10年左右，目前已經(jīng)在前期仿制國外HFNC治療的基礎上進行了某些結(jié)構的創(chuàng)新與應用，在短期內(nèi)已經(jīng)逐漸形成了自身獨有的特色，如能夠精確調(diào)控氧濃度、精確控制溫度、使用免消毒管道等[9-10]。根據(jù)HFNC治療的結(jié)構特點，其組成可分為3大部分，即氣體空氧混合、氣體加溫濕化和氣體輸送[11]。HFNC治療儀使用高流量鼻塞將儀器與患者連接，鼻塞的尖端是斜面型出口，親和性好，質(zhì)地柔軟，患者治療期間較舒適，接受度好[12-13]。HFNC在實際使用中，主要通過高流量鼻塞持續(xù)為患者提供可調(diào)控且氧濃度恒定(21%～100%)、溫度恒定(31～37 ℃)的氣體，這種氣體吸入可以很好地改善患者呼吸衰竭相關癥狀，該技術用于各類需要呼吸支持治療患者的主要原理包括呼氣末正壓效應、生理無效腔沖刷、完整黏液纖毛清除功能維持、促上氣道阻力與呼吸功降低等，在重癥監(jiān)護病房有較高的應用價值[14-15]。

1.1呼氣末正壓效應 HFNC治療可以通過為患者輸送高流速氣體，幫助患者維持合理水平范圍內(nèi)的呼氣末正壓，以維持肺泡的開放，有利于呼氣末肺泡復張與氣血交換[16]。Corley等[17]使用電阻抗掃描的方法測定心臟手術后患者的肺容積生理學改變，結(jié)果顯示，HFNC治療能夠增加患者呼氣末肺容積，提示HFNC的實施可以通過高流量帶來呼氣末正壓效應，幫助肺復張。研究發(fā)現(xiàn)，HFNC治療期間流量每增長10 L/min，患者咽腔內(nèi)的呼氣末正壓將增加0.049～0.098 kPa[18]。該結(jié)果也證實了HFNC治療所帶來的較理想的呼氣末正壓效應價值，但需要注意的是，因HFNC治療期間允許大氣存在，且對漏氣量無限制，此時若患者張口呼吸，必然會影響呼氣末正壓水平，造成呼氣末正壓水平不穩(wěn)定，從而對治療效果產(chǎn)生影響[19]。因此，在治療期間或治療實施前，應告知患者盡量避免張口呼吸，并指導患者HFNC治療期間正確的呼吸方式，以確保治療的安全性及有效性。

1.2生理無效腔沖刷效應 HFNC治療可以為需要呼吸支持治療的患者提供可調(diào)節(jié)的、恒定的空氧混合高流速氣體，將患者呼氣末殘留在口腔、鼻腔及咽部等解剖學上無效腔內(nèi)的氣體進行沖刷，能夠減少患者在下一個呼吸節(jié)律中所吸入的二氧化碳含量[20]。關于這一沖刷效應，M?ller等[21]用81mKr氣體檢測HFNC治療對10例健康入選者(鼻咽部)和3例氣管切開需要呼吸支持治療患者的二氧化碳清除率，結(jié)果顯示，HFNC治療有一定的二氧化碳沖刷效應，但這一效應與HFNC治療設定的氣體流速及佩戴的時間等顯著相關。可見，經(jīng)鼻改流量氧氣濕化治療的這一生理無效腔沖刷效應并非對全部患者有效，患者HFNC治療佩戴時間較短或氣體流速不合理均可能對沖刷效果造成影響，在臨床實際應用中應高度重視。

1.3完整黏液纖毛清除系統(tǒng)功能的維持 采用傳統(tǒng)的未濕化、未溫化的氣體為患者進行呼吸支持治療會產(chǎn)生諸多不良反應，傳統(tǒng)氧氣面罩的使用吸入的氣體為干冷氣體，會給患者帶來面部不適、眼睛刺激、胃脹氣、口腔干燥、鼻外傷、眼外傷等不良反應，安全性較差[22]。而HFNC治療的開展為患者提供了濕化、溫化后的氣體，可以保證患者對氣體的耐受性，確保黏液纖毛系統(tǒng)正常功能得以維持[23]。Chanques等[24]進行了一項與HFNC治療相關的研究，共納入30例患者，結(jié)果顯示，使用HFNC治療的患者經(jīng)加濕、加溫的方式給予呼吸支持，在治療期間基本未發(fā)生干燥的情況，但另一組未采用HFNC治療的患者，呼吸支持使用的泡沫加濕器所提供的濕度較差，患者治療期間有強烈的不適感。表明呼吸支持期間，相較于干燥的氣體，濕化氣體的吸入更利于體外呼吸道上皮細胞生理結(jié)構與功能完整的維持。這一結(jié)論在Chidekel等[25]的研究中也得到了證實。另外，HFNC治療使用的氣體加濕系統(tǒng)還會對機體氧合產(chǎn)生影響，加濕系統(tǒng)主動工作帶來的濕化氣體吸入可以改善患者黏液纖毛系統(tǒng)功能，加速黏液分泌，進一步降低患者呼吸支持期間肺不張的發(fā)生風險，改善患者氧合狀態(tài)，達到治療的目的[26]。

1.4降低上氣道阻力及呼吸功 鼻咽腔的側(cè)壁可以通過提供相對大的表面積與吸入的氣體接觸，從而對吸入的氣體進行溫化、濕化等處理[27]。但需要注意的是，鼻咽腔與氣體內(nèi)部及氣體本身均會產(chǎn)生摩擦，這種摩擦力會對氣流產(chǎn)生不同程度的阻力，該阻力在總氣道阻力中的占比約為50%；此外，鼻咽腔的縮小與擴大也會導致阻力大小的改變[28]。HFNC治療的實施可以為患者提供較高的氣體流量，這種高流量的氣體吸入符合甚至超過患者自身所需吸氣峰流量，且同樣也是經(jīng)過特殊處理后的濕化、溫化氣體，這種濕化、溫化后氣體的吸入可以減少鼻咽部在吸氣運動時的擴張以及自主氣體加濕、加溫，對于降低吸氣時自行處理氣體帶來的吸氣阻力升高有重要的應用價值，有效避免了這一吸氣阻力需要的呼吸功，因此呼吸功也隨之減少[29-30]。

1.5肺泡復張 HFNC系統(tǒng)在實際使用時鼻塞主要經(jīng)鼻置入，在鼻前部開口，氣體在鼻咽部的解剖無效腔內(nèi)儲備，產(chǎn)生一定鼻腔壓力，同時在氣體傳遞的過程中會對氣體產(chǎn)生正壓，以確保相對穩(wěn)定的呼氣末正壓的維持，確保呼氣期間可以有足夠張力使肺泡維持開放狀態(tài)，以減少肺不張的發(fā)生[31]。由于HFNC系統(tǒng)的使用，即使是患者已經(jīng)出現(xiàn)了肺不張的情況，氣道內(nèi)正壓也能為肺復張?zhí)峁┳銐驂毫?，利于患者在吸氣時肺泡的重新開放[32]。HFNC還能夠增加呼氣末肺阻抗和氣道壓力，且呼氣末肺內(nèi)容積與肺阻抗呈顯著的線性關系；另外，體質(zhì)指數(shù)高的患者獲益更大[33]。因此，HFNC的使用能夠改善患者氧合，對減少患者呼吸頻率有一定作用。

2 HFNC治療的臨床應用

2.1急性呼吸衰竭 急性呼吸衰竭是指各類原因引起的肺通氣與換氣功能障礙，導致機體無法進行正常且有效的氣體交換，誘導缺氧后伴或不伴二氧化碳潴留而引起的一系列代謝及生理功能紊亂的臨床綜合征[34]。支氣管炎癥、肺氣腫、重度肺結(jié)核、呼吸窘迫綜合征、肺炎、手術創(chuàng)傷、腦血管病變、中毒等疾病均可導致急性呼吸衰竭的發(fā)生。對于急性呼吸衰竭的患者，保證呼吸道的通暢度、提供給機體合理運轉(zhuǎn)的有效通氣量極為關鍵。HFNC治療是一種主要的呼吸支持治療方式，可以為患者提供有效的通氣量[35]。Sztrymf等[36]的研究中納入了20例急性血氧過低導致急性呼吸衰竭的患者，在給予15 L/min的普通面罩吸氧呼吸支持治療后，患者的平均呼吸頻率在28次/min左右浮動，平均血氧分壓為93.5%；在使用傳統(tǒng)的面罩吸氧效果不佳后，為患者更換了HFNC呼吸支持治療，結(jié)果顯示，患者的呼吸頻率降低，且降低至平均24.5次/min，而動脈氧分壓升高至98.5%，由此可見HFNC治療可糾正急性呼吸衰竭患者呼吸頻率與動脈氧分壓；另外，該研究還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)HFNC治療的耐受時間平均為25.5 h，最長可耐受156 h，研究中有6例患者最終接受插管，其他患者均未接受插管，避免了插管帶來的損傷，表明HFNC的使用在減少急性呼吸衰竭患者插管率方面具有重要的價值。但有研究發(fā)現(xiàn)，HFNC治療用于重度呼吸衰竭患者的呼吸支持在改善插管率方面并未顯示出較面罩的優(yōu)勢，這可能與患者的呼吸衰竭程度有關[37]。提示HFNC治療更適合輕度或中度呼吸衰竭患者的呼吸支持，其他嚴重呼吸衰竭的患者還需結(jié)合血氧等情況考慮是否直接插管，避免錯過最佳救治時間而影響治療。

2.2拔管后應用 HFNC治療多用于血氧過低的呼吸衰竭拔管患者的呼吸支持，除HFNC治療外，傳統(tǒng)的面罩吸氧也有使用，因血氧過低的呼吸衰竭拔管患者多經(jīng)口呼吸以幫助呼吸窘迫癥狀緩解，故多給予面罩使用，而非鼻塞。近年來，經(jīng)鼻改流量氧氣濕化治療被引入國內(nèi)并廣泛使用，更好地緩解了血氧過低呼吸衰竭患者在拔管后的呼吸窘迫癥狀[38]。Tiruvoipati等[39]研究了危重癥患者在拔管后隨機使用面罩、吸氧及HFNC治療的效果，分析并比較了患者的氧合、呼吸頻率、舒適度以及呼吸困難指數(shù)，結(jié)果顯示，HFNC治療帶來的獲益更大，臨床更傾向于給予患者HFNC呼吸支持方式；此外，使用HFNC呼吸支持的患者插管率較其他患者低。由此可見，血氧過低的呼吸衰竭患者在拔管后使用HFNC治療具有較高價值，尤其在降低插管率方面的應用價值。

2.3急性心力衰竭 通常心力衰竭患者在病情穩(wěn)定后依然會存在一定程度的血氧偏低、呼吸困難等情況，此時若單純給予患者普通氧療，糾正難度大。Carratalá Perales等[40]的研究納入5例因急性心力衰竭導致的急性肺水腫患者，入院1 d，患者出現(xiàn)頑固低氧情況，考慮為患者使用無創(chuàng)呼吸機輔助通氣，并使用HFNC治療，觀察患者的血氣指標及相關臨床指標，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，患者在HFNC治療后呼吸困難程度均較治療前顯著緩解，呼吸急促等主要癥狀均改善，血氧飽和度提高，可見，將HFNC呼吸支持用于因急性心力衰竭導致的呼吸困難及低血氧等患者均可獲得理想效果。考慮產(chǎn)生這一結(jié)果的原因可能為：HFNC治療給患者提供了恒定且持續(xù)的氧流量；HFNC治療的實施能夠盡可能減少患者呼吸生理無效腔，形成一個直接與流量呈合理比例的呼氣末正壓，更利于改善患者的氧合[41-42]。因此，建議臨床可以考慮用HFNC治療代替?zhèn)鹘y(tǒng)氧療，并將HFNC用于心力衰竭的治療，同時還可用于因急性心力衰竭導致的急性肺水腫的治療，以提高臨床獲益。

3 HFNC治療的適應證及禁忌證

因各研究結(jié)果之間存在差異，目前HFNC治療的適應證與禁忌證仍無統(tǒng)一標準[43-44]。參照已經(jīng)發(fā)表的與HFNC治療各類呼吸疾病相關的研究結(jié)果可以認為，HFNC治療較適合輕、中度Ⅰ型呼吸衰竭的治療[45-46]。針對其他伴重度通氣功能障礙的Ⅱ型呼吸衰竭患者，由于HFNC治療無有效且可靠的通氣輔助功能，加之現(xiàn)有的與HFNC治療Ⅱ型呼吸衰竭相關的研究尚未證實該技術的應用價值，應慎重考慮是否采用HFNC治療[47]。參照相關共識，HFNC治療的適應證包括：輕、中度低氧血癥患者，經(jīng)評估患者無緊急的氣管插管指征，患者生命體征監(jiān)測結(jié)果顯示穩(wěn)定；輕度通氣功能障礙的患者，這類患者雖可以使用HFNC治療，但仍需謹慎，需要在呼吸支持期間做好更換為正壓通氣治療或氣管插管等其他呼吸支持治療的準備；HFNC治療的禁忌證包括：呼吸、心搏驟停；評估等級為重度的Ⅰ型呼吸衰竭患者；評估等級為中度的呼吸性酸中毒高碳酸血癥患者；合并多臟器功能不全的患者[23]。

4 小 結(jié)

HFNC治療在臨床上已廣泛應用，尤其在重癥監(jiān)護病房與急診科室中均有較高的應用價值。但這并不意味著HFNC治療是一種較其他呼吸支持方法更好的方案，只能說明其獨特性。在患者符合適應證并排除禁忌證的情況下，HFNC治療可以是理想的選擇。作為一種新的呼吸支持手段，HFNC治療對輕、中度低氧性呼吸衰竭患者有積極的治療效果，但關于HFNC治療的臨床使用規(guī)范目前尚未統(tǒng)一，仍需進一步開展大量的研究加以驗證。此外，HFNC治療的設備還有待完善與創(chuàng)新，是否需要將該技術與有創(chuàng)呼吸支持等整合，以提高治療效果也尚需論證。