經(jīng)鼻高流量氧療在臨床中的應用研究進展▲

莫麗勤 曾云云 秦宗泉 陸威達 藍丹秀

(廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院心胸外科重癥監(jiān)護室，廣西南寧市 530021)

【提要】 經(jīng)鼻高流量氧療(HFNC)是一種新型無創(chuàng)呼吸支持方式，其可產(chǎn)生沖刷效應、呼氣末正壓效應及加溫加濕氣體等良好效果。目前，HFNC越來越多地應用于我國成人急性呼吸衰竭、呼吸道有創(chuàng)操作、拔管后氧療等。然而，臨床上HFNC的使用方式及針對不同患者的療效不一。正確地把握HFNC在呼吸生理效應中的特點和最佳使用條件，總結其針對不同患者的臨床經(jīng)驗，可以為HFNC及時、正確地應用于臨床提供參考。

經(jīng)鼻高流量氧療(high-flow nasal cannula oxygen therapy，HFNC)是一種新型無創(chuàng)的呼吸支持方式，其由空氧混合裝置、加熱加濕器和鼻塞系統(tǒng)組成，可提供恒定的氧流量(2～60 L/min)及濃度(21%～100%)，產(chǎn)生低水平的呼氣末正壓(positive end-expiratory pressure，PEEP)，進而沖刷鼻咽部生理無效腔，加熱和濕化管道空氣，保護呼吸道黏膜，極大地提高患者的舒適度和耐受性。目前，HFNC越來越多地應用于我國成人急性呼吸衰竭、呼吸道有創(chuàng)操作、拔管后氧療等。多項研究均表明HFNC治療效果優(yōu)于傳統(tǒng)氧療和無創(chuàng)正壓通氣(non-invasive positive ventilation，NIPV)[1-3]。目前關于HFNC的部分研究結論尚有爭議，故對HFNC在呼吸生理效應中的特點和最佳使用條件及其針對不同患者的臨床效果進行梳理闡述，為HFNC能及時、正確地應用于臨床提供參考。

1 HFNC的呼吸生理效應

1.1 沖刷效應 沖刷效應是指呼吸道解剖無效腔內(nèi)的氣體受到外來氣體的沖刷而排出的現(xiàn)象。其原理是基于高速氣流對鼻咽部以及肺泡無效腔的沖擊，可以促進CO2排出并抑制其再吸收，從而降低動脈血二氧化碳分壓(partial pressure of carbon dioxide in artery，PaCO2)。既往研究[4-5]表明，HFNC的沖刷效應與氧流量呈正相關，即氧流量越高沖刷效應越明顯，PaCO2在一定范圍內(nèi)下降越多。然而，Onodera等[6]研究表明HFNC在不同狀態(tài)的肺-口模型所產(chǎn)生的沖刷效應不一致，沖刷效應與氧流量不呈正相關，而是由肺的生理狀態(tài)、口咽開閉及氧流量共同決定。該研究通過模擬不同的肺-口模型發(fā)現(xiàn)，在正常肺-開口模型中，當HFNC的氧流量為10 L/min時，可將聲門下呼氣末二氧化碳分壓(partial pressure of end-tidal carbon dioxide，PETCO2)降低至30 mmHg，隨后增加HFNC的流量亦未能進一步降低聲門下PETCO2；在阻塞性肺-開口模型中，所有部位PETCO2降低的趨勢與正常肺-開口模型相似；在限制性肺-開口模型中，當HFNC的氧流量為20 L/min時，聲門下PETCO2可降低至25 mmHg，然而，隨著HFNC流量的增加，聲門下PETCO2未再進一步降低；對于正常肺-閉口模型，60 L/min的氧流量才能使聲門下 PETCO2降至30 mmHg，其他部位PETCO2降低則需要40 L/min的氧流量。據(jù)此，在臨床工作中可根據(jù)患者病情選擇合適的氧流量，同時可以考慮讓患者開口來輔助改善氧合作用。

1.2 PEEP效應 HFNC通過恒定的高速氣流在整個呼吸周期內(nèi)形成氣道壓，呼吸道的鼻咽部以及肺泡可產(chǎn)生一個類似于PEEP的作用。既往研究[7]表明，HFNC的“類PEEP效應”不能產(chǎn)生穩(wěn)定的氣道正壓，臨床效果弱于NIPV。為此，Okuda等[8]通過設置恒定流速及壓力的方法來探討HFNC的生理機制。該研究發(fā)現(xiàn)，在恒定流速下，呼氣末食管壓在一定范圍內(nèi)呈氧流量依賴性，并與潮氣量呈正相關；在恒定壓力下，HFNC沒有引起呼氣道阻力的任何變化，只引起肺彈性阻力和慣性阻力的流速依賴性增加，導致呼氣末肺容積增加，從而驗證了HFNC的PEEP效應。此外，Onodera等[6]研究表明，正常肺-口模型中，在閉口狀態(tài)下相同氧流量產(chǎn)生的PEEP遠高于開口狀態(tài)；在相同氧流量下，正常肺-開口模型產(chǎn)生的PEEP基本與阻塞性肺-開口模型及限制性肺-開口模型一致，均明顯低于正常肺-閉口模型。 因此，HFNC產(chǎn)生的PEEP效應由氧流量、開閉口狀態(tài)、肺生理功能共同決定。臨床上常見的導致呼吸衰竭的慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)、急性呼吸窘迫綜合征及間質(zhì)性肺疾病等應根據(jù)通氣或氧合支持的需要，設置不同的氧流量或開閉口狀態(tài)。

1.3 舒適度與通氣溫度和氧流量的相關性 臨床上成人使用HFNC的參數(shù)是初始氧流量為30 L/min，溫度為37 ℃，濕度為100%，吸入氧氣濃度(fractional concentration of inspired oxygen, FiO2)則設為達到目標血氧分壓(blood partial pressure of oxygen，PaO2)的最低值，然后再根據(jù)患者的病情和耐受程度上調(diào)氧流量。目前，關于HFNC最佳使用方式的研究報道較少。Mauri等[9]通過比較患者在不同通氣溫度和氧流量的HFNC治療中的舒適體驗發(fā)現(xiàn)，在一般呼吸衰竭患者中，當HFNC氧流量分別設定為30 L/min和60 L/min時，患者在31 ℃時的舒適度均明顯高于37 ℃時(均P<0.05)，而同等溫度下較高的氧流量與舒適度無關。在FiO2≥45%的重癥患者中，較低的溫度(31 ℃)和較高的氧流量(60 L/min)均可提高患者舒適度(均P<0.05)。原因可能為高流量供氧可迅速提高重癥患者的血氧飽和度(saturation of blood oxygen，SpO2)，減輕呼吸肌疲勞，緩解呼吸困難的不適感。其次，低濕度氣體導致氣道上皮細胞功能缺陷，增加炎癥反應風險，而濕化氣體有助于提高細胞活力，減輕氣道上皮炎癥。充分濕化的氣體既可防止黏膜干燥，稀釋并促進痰液的排出，在一定程度上也可改善患者的舒適度和耐受性[10-11]。

1.4 氧濃度恒定 傳統(tǒng)鼻導管提供的氧流量最高為15 L/min，這遠低于患者的實際吸氣峰流量，不足的氧流量會被同時吸入的空氣補充，因此吸入氧濃度不穩(wěn)定。面罩吸氧能提供較恒定的氧濃度，也可用于張口呼吸的患者，但對患者的進食、飲水等帶來不便，甚至有嘔吐、誤吸的風險。HFNC可提供高達60 L/min的混合氣體流量，在正常情況下遠遠大于呼吸衰竭患者的吸氣峰流量，可維持吸入濃度的恒定。然而，有研究報道[12]，當患者的吸氣峰流量大于所能提供的氧流量時，HFNC也會受到伴隨吸入空氣的干擾，不能達到所設置的氧濃度。

2 HFNC的臨床應用

2.1 伴有高碳酸血癥的呼吸衰竭 目前，HFNC用于低氧性呼吸衰竭，可提高患者PaO2和氧合指數(shù)，并改善呼吸頻率、心率和呼吸困難。同時，HFNC可用于伴有高碳酸血癥的呼吸衰竭患者。研究發(fā)現(xiàn)HFNC用于COPD穩(wěn)定期患者，可減少其急性發(fā)作頻率，改善通氣狀況并降低PaCO2[5，13-15]。 Kim等[16]通過回顧性分析33例伴有高碳酸血癥的急性呼吸衰竭患者，發(fā)現(xiàn)入院時PaCO2為(55.0±12.2) mmHg，常規(guī)氧療后反而增加約(1.0±7.7)mmHg。但是，經(jīng)過HFNC治療后FiO2達到(0.5±0.2)，氧流量為(41.1±7.1)L/min，使用時間為(3.6±4.1)d，PaCO2在1 h和24 h內(nèi)分別下降(4.2±5.5)mmHg和(3.7±10.8)mmHg。因此， HFNC還可用于伴有高碳酸血癥的急性呼吸衰竭患者。

2.2 插管前HFNC的預吸氧應用 高達20%～25%的危重癥患者在氣管插管期間發(fā)生SpO2嚴重降低。與標準氧氣療法相比[17]，使用氧流量為60 L/min的HFNC預氧合時SpO2較高，插管期間患者SpO2嚴重低于80%的發(fā)生率較低(2%vs. 14%，P=0.03)。一項對40名ICU患者的隨機對照試驗[18]結果顯示，在麻醉誘導后呼吸暫停期間，標準氧氣組SpO2明顯低于HFNC組。然而，在未經(jīng)嚴格篩選的150名插管患者的研究[19]中發(fā)現(xiàn)，標準氧合組發(fā)生低SpO2的比率為25%，HFNC組為16%，兩組之間無明顯差異(P=0.22)。在另一項包括119名低氧血癥患者的研究[20]中發(fā)現(xiàn)，當HFNC氧流量設定為60 L/min時，與標準氧氣療法相比，插管期間兩種方法的最低SpO2差異沒有統(tǒng)計學意義。研究[21]表明，與單獨NIPV相比，HFNC聯(lián)合NIPV在低氧血癥患者預氧合期間似乎更有益，而另一項研究[22]卻認為，NIPV和HFNC的預氧合沒有明顯差異。因此，HFNC是否有助于減少呼吸衰竭患者插管時的嚴重低氧血癥仍有待進一步研究。

2.3 HFNC在常見呼吸衰竭患者中的應用 Frat等[1]報告310例包括肺炎、COPD等急性呼吸衰竭患者的隨機多中心試驗結果，與標準氧療或NIPV相比，HFNC增加了患者無創(chuàng)機械通氣的天數(shù)，插管率顯著低于其他兩組患者(P=0.009)。另外，針對COPD患者，分別采用HFNC和傳統(tǒng)氧療法治療時，發(fā)現(xiàn)HFNC組平均每位患者每年的COPD急性發(fā)作次數(shù)較低(3.12次vs. 4.95次)，分別使用HFNC治療12個月和1個月后，平均每位患者每年的模擬住院次數(shù)分別為0.79次和1.39次，這遠低于傳統(tǒng)氧療組。使用HFNC治療3個月后改善了呼吸困難量表評分，并在6個月和12個月時改善了圣喬治呼吸問卷評分、PaCO2和6 min步行測試結果[15]。在心源性肺水腫的應用上，也有多個研究[23-25]報道了HFNC的有效性，但由于入組患者樣本量小且為非多中心隨機對照試驗，故目前還尚未形成統(tǒng)一的意見，仍需對HFNC在該疾病中的應用進一步探討。

2.4 HFNC在氣管拔管后的應用 成人患者在拔除氣管插管后，從有創(chuàng)機械通氣切換到自主呼吸，由于氣道正壓突然消失，小氣道和肺泡失去壓力支持，易發(fā)生氣道塌陷和肺不張等。因此，在拔除氣管插管后往往需要進行氧療以維持足夠的肺泡通氣及氧合作用。Hernández等[26]的一項隨機試驗研究表明，與傳統(tǒng)氧療相比，HFNC可降低拔管患者再插管率(4.9%vs. 12.2%，P=0.004)及呼吸衰竭率(8.3%vs. 14.4%，P=0.03)。與氣管插管拔管后使用文丘里面罩吸氧相比[27]，拔管后HFNC組患者的氧合指數(shù)更高，且使用NIPV或再次氣管插管率更低。一項Meta分析[28]匯總了8項共2 936例患者的結果發(fā)現(xiàn)，HFNC再插管率低于傳統(tǒng)氧療(P=0.003)，HFNC與NIPV比較沒有顯著差異(P=0.38)。然而，F(xiàn)ernandez等[29]對155例高危非高碳酸血癥患者進行了多中心隨機對照試驗，發(fā)現(xiàn)HFNC與常規(guī)氧療相比，再插管率差異無統(tǒng)計學意義(11%vs. 16%，P=0.5)。因此，目前的主流觀點認為在拔管后的患者中，HFNC與傳統(tǒng)療法相比可降低再插管率，但是能否替代NIPV尚需進一步研究。

2.5 HFNC在其他疾病中的應用 鑒于HFNC的呼吸生理機制及良好的舒適性和耐受性，臨床上正在推廣HFNC的應用。HFNC在行纖支鏡下肺泡灌洗時可有效改善患者氧合，減輕其呼吸困難等不適感，且可提高患者術中和術后PaO2，效果優(yōu)于NIPV[30-31]。此外，HFNC可改善呼吸睡眠暫停綜合征患者的臨床癥狀和生活質(zhì)量，可緩解終末期低氧血癥呼吸衰竭患者的呼吸窘迫癥狀，且不妨礙患者的咳嗽與交流[32]。

3 展 望

HFNC作為一種新的氧療方式，能有效改善氧合，減少臨床上患者使用有創(chuàng)及無創(chuàng)機械通氣的概率，并通過加溫、濕化裝置使氣體達到人體適宜的溫濕度，提高患者的舒適度和耐受性，與傳統(tǒng)氧療方式相比有明顯優(yōu)勢，與NIPV相比也有一定的優(yōu)勢。然而，目前仍有一些重要問題亟待解決，例如HFNC的使用指征，HFNC開始、停止以及升級治療的時機及標準等。其次，使用HFNC的禁忌證仍不明確，有些觀點認為如果患者面部損傷或者畸形，存在意識障礙甚至呼吸停止，或有血流動力學不穩(wěn)定、氣道阻塞、肺內(nèi)大量痰液積聚等時，不適于應用HFNC。

目前，在主流觀點中針對成年人呼吸衰竭患者，HFNC已成為一種新穎、有效的方式，但尚需進一步開展多中心隨機對照試驗研究，總結出科學有效的臨床經(jīng)驗，使更多的患者獲益。