加強(qiáng)濕化高流量鼻導(dǎo)管通氣技術(shù)在麻醉科的臨床研究與精確應(yīng)用*

劉志恒, 薛慶生, 于布為△

1深圳市第二人民醫(yī)院、深圳大學(xué)第一附屬醫(yī)院麻醉科(廣東深圳 518035)； 2上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院麻醉科(上海 210025)

麻醉科醫(yī)師是急危重癥救治的先鋒隊(duì)和主力軍。麻醉科醫(yī)師在全球范圍內(nèi)急慢性疼痛、重癥監(jiān)護(hù)、復(fù)蘇與救助、舒適化治療等健康服務(wù)系統(tǒng)中最大限度地提高麻醉服務(wù)的可及性和可負(fù)擔(dān)性[1]。在麻醉科醫(yī)師掌握的眾多技術(shù)中，呼吸治療作為一種治病救命的技術(shù)是每天都在應(yīng)用的基礎(chǔ)精細(xì)技能。近年來，濕化高流量鼻導(dǎo)管通氣(humidified high flow nasal cannula, HHFNC/HFNC； transnasal humidified rapid insufflation ventilatory exchange,THRIVE。本期專題統(tǒng)稱HFNC)作為一種新型無創(chuàng)呼吸通氣治療技術(shù)在重癥領(lǐng)域廣受推崇，在圍術(shù)期的應(yīng)用也有一些研究。應(yīng)《廣東醫(yī)學(xué)》編輯部邀請(qǐng)，我們組織國(guó)內(nèi)麻醉學(xué)界對(duì)此專題感興趣的同道，圍繞HFNC在麻醉與圍術(shù)期的臨床研究和精確應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 HFNC概述

HFNC設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，由氧源和高流量發(fā)生器(可合稱空氧混合器)、加濕加熱系統(tǒng)、氣體輸送管道及可佩戴HFNC裝置的鼻導(dǎo)管等部分組成。HFNC的優(yōu)勢(shì)在于加溫加濕氣體、提供準(zhǔn)確的吸入氧濃度、減少鼻咽部死腔、產(chǎn)生氣道正壓、提高呼氣末肺容量、降低氣道阻力、減少呼吸做功、改善氧合指數(shù)等[2]。

HFNC提供加溫加濕恒定的氧流量，吸入氧的濃度不會(huì)受到患者的呼吸頻率、吸氣流速、呼吸形態(tài)等因素的影響，為患者提供精確穩(wěn)定的吸氧濃度，有利于快速改善患者氧合狀態(tài)，而應(yīng)用該方法時(shí)要注意的是在重癥患者與普通圍術(shù)期患者、鎮(zhèn)靜狀態(tài)下與非鎮(zhèn)靜狀態(tài)下是不同的，不能一概而論。因此，本期專題著重討論HFNC在圍術(shù)期的精確應(yīng)用，筆者認(rèn)為十分必要而迫切。

2 HFNC手術(shù)室內(nèi)麻醉中的研究和應(yīng)用

HFNC在急慢性呼吸衰竭患者的應(yīng)用，重癥醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)有足夠討論，本文不再贅述。在圍術(shù)期的研究和應(yīng)用目前多集中于圍術(shù)期低氧血癥的呼吸治療、麻醉誘導(dǎo)氣管插管前預(yù)充氧、日間手術(shù)麻醉供氧、喉部手術(shù)或共用氣道手術(shù)中、PACU拔除氣管導(dǎo)管后的序貫氧療以及門診內(nèi)鏡診療麻醉中的呼吸支持等方面，HFNC提供了一項(xiàng)新的選擇，這也正是當(dāng)下麻醉科醫(yī)師應(yīng)該進(jìn)一步深入應(yīng)用研究的內(nèi)容。

2.1 HFNC預(yù)充氧對(duì)于麻醉誘導(dǎo)氣管插管前氧合效能的影響 健康成人呼吸空氣時(shí)呼吸暫停時(shí)限(停止呼吸到SpO2<90%)為1～2 min，采用預(yù)充氧可延長(zhǎng)呼吸暫停時(shí)限至8 min。近年多項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究比較應(yīng)用HFNC和傳統(tǒng)面罩給氧用于快速序貫誘導(dǎo)過程中的相關(guān)結(jié)局，多數(shù)結(jié)果認(rèn)為使用HFNC均有不同程度呼吸暫停時(shí)限的延長(zhǎng)，然而這些研究同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，在患者的氧分壓及呼吸系統(tǒng)并發(fā)癥發(fā)生率等數(shù)據(jù)上，HFNC未能體現(xiàn)出一致的優(yōu)越性[3-4]。本期刊登的潘傳龍等[5]關(guān)于HFNC在輕至中度燒傷患者植皮手術(shù)中應(yīng)用的隨機(jī)對(duì)照研究結(jié)果表明，使用HFNC可以有效降低低氧血癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，改善患者氧合能力，降低二氧化碳(CO2)潴留風(fēng)險(xiǎn)；羅南博等[6]關(guān)于HFNC提高強(qiáng)直性脊柱炎患者全麻誘導(dǎo)氧合的前瞻性單臂臨床研究結(jié)果表明，在預(yù)計(jì)困難氣道的強(qiáng)直性脊柱炎患者進(jìn)行無肌松藥全麻慢誘導(dǎo)插管前使用HFNC預(yù)充氧，有助于減少低氧血癥發(fā)生率，并提高患者滿意度，該研究的多因素COX回歸分析顯示體質(zhì)指數(shù)(BMI)與患者誘導(dǎo)期間低氧血癥顯著相關(guān)。在肥胖人群將HFNC應(yīng)用于麻醉誘導(dǎo)期氧合，利用其插管期間可以不間斷供氧的優(yōu)勢(shì)，可延長(zhǎng)呼吸暫停時(shí)限、提高最低脈搏氧飽和度，從而有助于完成氣管插管[7]。左明章教授將HFNC和傳統(tǒng)面罩通氣技術(shù)用于老年患者麻醉誘導(dǎo)，證實(shí)HFNC能夠延長(zhǎng)無呼吸功能障礙的老年患者誘導(dǎo)期間的無呼吸時(shí)限，但是對(duì)于誘導(dǎo)期動(dòng)脈血氧分壓和CO2分壓及不良反應(yīng)等與傳統(tǒng)面罩通氣相比均差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[3]。清醒的健康志愿者人群是研究麻醉誘導(dǎo)預(yù)充給氧效果的普適對(duì)象。有學(xué)者對(duì)健康志愿者進(jìn)行隨機(jī)對(duì)照交叉研究，比較面罩緊閉吸氧和HFNC預(yù)給氧兩種方法對(duì)呼氣末氧分?jǐn)?shù)(ETO2)的影響，結(jié)果3 min預(yù)充氧后能維持ETO2>90%的比例在面罩吸氧組和HFNC組分別為54%和4%；6 min后ETO2>90%的比例分別為96%和46%，從而得出結(jié)論——單獨(dú)以HFNC預(yù)給氧是一種不可靠的預(yù)充氧方式[8]。另一機(jī)構(gòu)研究面罩吸氧與HFNC預(yù)充氧方式對(duì)人體氧合與CO2排出的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)口腔閉合者HFNC給氧效能和面罩通氣相當(dāng)，而張口則會(huì)嚴(yán)重影響HFNC的給氧效能[9]。

歐洲重癥醫(yī)學(xué)會(huì)的 PLUG專家組(Pleural Pressure Working Group)在2020年底發(fā)布了成人HFNC臨床專家指南。在圍插管期HFNC的應(yīng)用方面，專家組提出的綜合評(píng)價(jià)是：與傳統(tǒng)面罩給氧相比，HFNC對(duì)窒息氧合時(shí)間、插管后PaO2與PaCO2并無明顯改善；并且分為ICU組和全麻插管組做亞組分析以后，上述結(jié)論沒有變化[10]。Wong等[7]對(duì)病態(tài)肥胖患者麻醉誘導(dǎo)進(jìn)行了一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照臨床研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于常規(guī)面罩吸氧，HFNC可以延長(zhǎng)“安全窒息時(shí)限”，有效維持SpO2。因此，HFNC相較面罩通氣預(yù)充氧能否改善麻醉誘導(dǎo)階段患者氧合仍存在相互矛盾的研究結(jié)果，提議麻醉科醫(yī)師在此領(lǐng)域進(jìn)行更深入、更有說服力的臨床研究。

2.2 HFNC用于術(shù)后氣管導(dǎo)管拔除后的呼吸支持 全身麻醉后患者肺功能的恢復(fù)是術(shù)后康復(fù)的重要內(nèi)容，圍術(shù)期合理的氧療措施可以加速術(shù)后肺功能的恢復(fù)。近期的Meta分析提示，全麻手術(shù)后應(yīng)用HFNC，在縮短住院時(shí)間、降低再插管率和術(shù)后需要呼吸支持率方面，相對(duì)于傳統(tǒng)氧療更具優(yōu)勢(shì)，但在術(shù)后并發(fā)癥和病死率上兩者并無差異[11-12]。值得一提的是，《JAMA》雜志發(fā)表了兩項(xiàng)多中心研究，分別對(duì)比了HFNC和雙水平氣道正壓通氣以及無創(chuàng)機(jī)械通氣在術(shù)后氧療中對(duì)患者預(yù)后的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)HFNC在再插管率和拔管后呼吸衰竭發(fā)生率方面均不遜于傳統(tǒng)氧療措施[13-14]。然而，另一項(xiàng)法國(guó)多中心研究(OPERA)中發(fā)現(xiàn)在接受腹部大型手術(shù)患者中，拔管后早期預(yù)防性應(yīng)用HFNC與標(biāo)準(zhǔn)氧療相比并沒有改善肺部預(yù)后[15]。本刊一項(xiàng)多中心前瞻性研究觀察胸腔鏡手術(shù)拔管后早期應(yīng)用HFNC的效果，相較于傳統(tǒng)經(jīng)鼻低流量氧療組，發(fā)現(xiàn)HFNC組除術(shù)后1 h PaO2明顯提高以外，研究指標(biāo)如患者術(shù)后1 h低氧血癥發(fā)生率、VAS評(píng)分、呼吸不適評(píng)分、術(shù)后肺部并發(fā)癥情況等均無明顯差異[16]。

有研究發(fā)現(xiàn)在氣管導(dǎo)管拔除后即刻應(yīng)用HFNC可降低病態(tài)肥胖患者減重術(shù)后低氧血癥及肺不張的發(fā)生率[17]。Cochrane數(shù)據(jù)庫研究提示，與標(biāo)準(zhǔn)鼻導(dǎo)管吸氧相比，HFNC能降低再插管率，而與無創(chuàng)正壓通氣(NIPPV)比較，HFNC在術(shù)后再插管率方面并無明顯優(yōu)勢(shì)[18]。

歐洲重癥醫(yī)學(xué)會(huì)PLUG專家組發(fā)布的成人HFNC臨床專家指南中指出：相對(duì)于傳統(tǒng)氧療，在合并呼吸衰竭、低氧血癥的重癥患者拔管后推薦應(yīng)用HFNC；對(duì)氣管插管超過24 h并有再插管高危特征的重癥患者，有條件地推薦HFNC方法；對(duì)正常拔管后過渡到NIPPV的患者，專家組建議繼續(xù)使用NIPPV，不建議將HFNC作為常規(guī)預(yù)防性應(yīng)用。這份指南還指出，雖然現(xiàn)有證據(jù)表明，術(shù)后應(yīng)用HFNC可顯著降低再插管率和加強(qiáng)呼吸支持使用率，然而，專家組根據(jù)再插管發(fā)生率較低的事實(shí)，以及HFNC減少加強(qiáng)呼吸支持使用率的證據(jù)不夠連續(xù)、不夠精確的評(píng)估，決定調(diào)低這一結(jié)果的信度[10]。筆者對(duì)上述判斷及其產(chǎn)生的過程，持欣賞態(tài)度。結(jié)合歐洲重癥醫(yī)學(xué)科隸屬于麻醉科的普遍事實(shí)，筆者認(rèn)為歐洲麻醉學(xué)界同道以其學(xué)科覆蓋齊全、從業(yè)人士知識(shí)面廣等優(yōu)勢(shì)，贏得話語權(quán)，值得國(guó)內(nèi)同道思考和借鑒。

2.3 HFNC用于喉部手術(shù)或共用氣道手術(shù)的呼吸管理 呼吸道手術(shù)的通氣管理對(duì)麻醉科醫(yī)師是一個(gè)挑戰(zhàn)，較為理想的方法是無管技術(shù)，在保證氧合的前提下提供最佳手術(shù)視野，避免氣管導(dǎo)管相關(guān)的呼吸道損傷。HFNC用于喉部手術(shù)(如喉鏡微創(chuàng)術(shù)、聲門下狹窄擴(kuò)張術(shù))或共用氣道手術(shù)(如激光消融術(shù))的呼吸管理，是一項(xiàng)創(chuàng)新性的氧合技術(shù)。Patel等[19]是第1個(gè)報(bào)道在氣道手術(shù)中使用HFNC的研究者，他們團(tuán)隊(duì)在25例接受下咽或喉氣管手術(shù)的成人患者中應(yīng)用，中位呼吸窒息時(shí)間為14 min，最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間為65 min；當(dāng)HFNC流速為70 L/min時(shí)，沒有患者發(fā)生去氧飽和狀態(tài)(90%

3 HFNC在門診內(nèi)鏡診療麻醉中的研究和精確應(yīng)用

近年來，隨著舒適化醫(yī)療的開展，各項(xiàng)無痛內(nèi)鏡、無痛檢查和治療手術(shù)越來越多。HFNC在纖維支氣管鏡檢查中的應(yīng)用，目前僅有散在的小樣本臨床研究。一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究對(duì)比HFNC與無創(chuàng)通氣(NIV)用于急性呼吸衰竭患者的纖維支氣管鏡檢查，結(jié)果提示無論是在檢查前、中、后，NIV組氧合(PaO2/FiO2)均優(yōu)于HFNC組，而HFNC的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為受檢者耐受性較好[22]。另一項(xiàng)納入60例患者的隨機(jī)對(duì)照研究提示，HFNC(30～70 L/min)相對(duì)于普通給氧(10 L/min)在鎮(zhèn)靜下支氣管鏡檢中可減少低氧飽和度(<90%)發(fā)生率[23]。

將HFNC應(yīng)用于消化內(nèi)鏡檢查可以降低患者低氧血癥及嚴(yán)重低氧血癥的風(fēng)險(xiǎn)， HFNC因其具備不占用氣道并能提供較長(zhǎng)窒息時(shí)間的特點(diǎn)，可為手術(shù)室外舒適化醫(yī)療的開展提供相對(duì)安全的保障，這方面報(bào)道已經(jīng)比較豐富。曾彥茹等[24]關(guān)于HFNC在老年肥胖患者行無痛胃鏡檢查的臨床研究結(jié)果表明，HFNC用于老年肥胖患者行無痛胃鏡檢查能有效預(yù)防操作中血氧飽和度的下降，改善患者氧合狀態(tài)，減少呼吸相關(guān)不良事件及干預(yù)情況，降低上呼吸道梗阻、心律失常、心動(dòng)過速和嗆咳等不良反應(yīng)的發(fā)生率，縮短胃鏡檢查時(shí)間，提高胃鏡操作者的滿意度[24]。但是，胃腸鏡檢查往往是在門診完成，要注意選擇合適的患者和合適的時(shí)機(jī)，對(duì)于清醒患者使用較高流量(>40 L/min)預(yù)充氧，可能會(huì)出現(xiàn)不適甚至不耐受[25]。尤其需要特別強(qiáng)調(diào)的是，在門診內(nèi)鏡中心進(jìn)行舒適麻醉無論使用哪種通氣方式，均必須由有資質(zhì)的麻醉科醫(yī)師來實(shí)施，細(xì)心監(jiān)測(cè)并堅(jiān)守在患者身旁，否則都將是一場(chǎng)災(zāi)難。

4 HFNC在新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)重癥患者使用的麻醉學(xué)思考

自2020年起，隨著COVID-19救治經(jīng)驗(yàn)的積累，尤其是我國(guó)在救治COVID-19危重癥患者所取得的成功經(jīng)驗(yàn)來看，HFNC對(duì)于危重癥患者的使用更需要再度思考。

在COVID-19流行早期，各國(guó)、各醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)HFNC在COVID-19患者的應(yīng)用觀點(diǎn)存在較大分歧。英國(guó)發(fā)布指南(2020年3月27日)，提出HFNC相對(duì)于傳統(tǒng)氧療不能提高生存率，卻可能增加病毒污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)，認(rèn)為在COVID-19患者“應(yīng)避免使用HFNC及其同類設(shè)備”[26]。當(dāng)時(shí)(2020年3月13日)WHO推薦HFNC僅用于低氧血癥呼吸衰竭的患者，同時(shí)列出高碳酸血癥、血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定、多器官衰竭和精神狀態(tài)異常等不適合使用HFNC的情況[27]。而同一時(shí)期(2020年3月25日公布)“拯救膿毒癥組織”卻推薦在急性呼吸衰竭的患者應(yīng)用HFNC，而不是傳統(tǒng)氧療或其他無創(chuàng)輔助呼吸方式[28]。隨著全球COVID-19病例的增加，關(guān)于HFNC用于COVID-19患者的研究逐步深入。一項(xiàng)模擬研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于非重復(fù)呼吸面罩，即使在60 L/min流量下，HFNC產(chǎn)生的<1 μm氣溶膠的擴(kuò)散距離也更具優(yōu)勢(shì)，但此研究未模擬患者咳嗽時(shí)氣溶膠(氣溶膠直徑0.1～100 μm)的擴(kuò)散情況[29]。也有建議在使用HFNC時(shí)加用外科面罩，可顯著減少氣溶膠和水滴向環(huán)境空氣的擴(kuò)散[30]。較長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用HFNC的舒適性和可耐受性是其明顯的優(yōu)勢(shì)，而在提高氧合效率和降低氣管插管率方面沒有統(tǒng)一結(jié)論。2020年11月《Chest》雜志刊登關(guān)于COVID-19患者無創(chuàng)通氣方式的綜述特別強(qiáng)調(diào)[31]，在COVID-19患者應(yīng)用HFNC最大的風(fēng)險(xiǎn)不是該方法本身，而在于可能忽視對(duì)患者的密切監(jiān)護(hù)，并且指出預(yù)警HFNC治療失敗的指征包括：(1)呼吸急迫和持續(xù)心率加快；(2)氧流量和FiO2增加不能提高氧合；(3)呼吸不協(xié)調(diào)；(4)精神狀態(tài)和血流動(dòng)力學(xué)的惡化。此外，高流量氧療長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用，濕化問題尤其重要，否則可能發(fā)生肺部滲出物干結(jié)造成肺不張，以至達(dá)不到良好的通氣氧合效應(yīng)。

COVID-19早期的病理生理變化主要是肺血管調(diào)節(jié)機(jī)制受損，病毒復(fù)制導(dǎo)致的Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞脫落、血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，使正常的低氧性肺血管收縮反應(yīng)減弱[32]。肺毛細(xì)血管收縮性痙攣導(dǎo)致肺血管靜水壓升高，大量血漿漏出到肺間質(zhì)，影像學(xué)檢查表現(xiàn)為磨玻璃樣改變[33]。對(duì)輕癥患者，包括HFNC在內(nèi)臨床常用來提高FiO2的辦法能夠奏效，但這些方法僅一定程度提高患者肺內(nèi)氧含量，并未針對(duì)患者病理生理改變進(jìn)行針對(duì)性治療。于布為教授早在2020年2月15日就指出，對(duì)重癥COVID-19患者，應(yīng)在充分鎮(zhèn)靜和肌松下及早進(jìn)行氣管插管機(jī)械通氣，以打斷這個(gè)惡性循環(huán)[33]；同時(shí)指出由麻醉科醫(yī)生組成的“插管小分隊(duì)”在重癥COVID-19救治中起到扭轉(zhuǎn)乾坤的重要作用。無獨(dú)有偶，《JAMA》雜志在同年4月底刊登的述評(píng)(JAMA Insights)也有類似的觀點(diǎn)和分析[34]，文章認(rèn)為當(dāng)無創(chuàng)呼吸支持無法降低呼吸驅(qū)動(dòng)力時(shí)，就會(huì)陷入肺功能持續(xù)惡化的惡性循環(huán)之中，而早期插管、有效鎮(zhèn)靜及肌肉松弛可以中斷此循環(huán)。但早期插管時(shí)間點(diǎn)該如何選擇仍有待討論。一項(xiàng)回顧性研究認(rèn)為實(shí)施HFNC 12 h時(shí)呼吸頻率-氧合指數(shù)(ROX指數(shù))<3.67是需要進(jìn)行氣管插管的截?cái)嘀?，但此結(jié)論仍需進(jìn)一步的前瞻性研究證實(shí)[35]。

在重癥COVID-19的救治中，把握好氣管插管、機(jī)械通氣的時(shí)機(jī)非常重要，其中早期識(shí)別重癥患者、以麻醉科醫(yī)生為骨干積極開展有創(chuàng)呼吸操作的“中國(guó)經(jīng)驗(yàn)”，收到很好治療效果。在2020年3月底國(guó)務(wù)院新聞辦公室發(fā)布會(huì)上，國(guó)家衛(wèi)健委馬曉偉主任把麻醉科列為疫情防控中發(fā)揮重要作用4個(gè)主要學(xué)科之一，麻醉科醫(yī)師在抗擊COVID-19疫情中的貢獻(xiàn)得到高度肯定。

5 展望

現(xiàn)階段HFNC在麻醉領(lǐng)域的精確應(yīng)用方面，無論是基礎(chǔ)研究還是臨床研究都不夠充分，在麻醉科應(yīng)用的規(guī)范和指南更是缺乏，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)HFNC在圍術(shù)期治療效果和不良反應(yīng)的觀察，嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)地設(shè)計(jì)、開展大樣本多中心臨床研究，客觀分析研究數(shù)據(jù)，以期最后能夠明確HFNC在圍術(shù)期使用的適應(yīng)證和禁忌證、合適的使用時(shí)機(jī)以及正確的使用流程，促進(jìn)HFNC在麻醉學(xué)科的精確應(yīng)用。將來，隨著應(yīng)用領(lǐng)域和規(guī)范的確定，HFNC或許可以集成于麻醉呼吸機(jī)內(nèi)部，便于臨床的精確使用和科學(xué)監(jiān)測(cè)。另外，在麻醉治療領(lǐng)域，HFNC可能存在廣闊空間，有待于深入研究和探索。本期專題希望通過“述評(píng)-專家筆談-專題報(bào)道”方式，提醒讀者加深HFNC應(yīng)用進(jìn)展的了解，促進(jìn)舒適化醫(yī)療安全進(jìn)步，促使麻醉服務(wù)精準(zhǔn)前行。期待時(shí)機(jī)成熟后組織專家編寫出《中國(guó)HFNC臨床應(yīng)用指南》，以指導(dǎo)臨床規(guī)范化應(yīng)用。

總之，HFNC作為一種新型的無創(chuàng)通氣模式，可為圍術(shù)期呼吸治療提供了一項(xiàng)新的選擇。但對(duì)普通圍術(shù)期患者與重癥患者，尤其是對(duì)疫情期間的重?；颊? HFNC的應(yīng)用不能一概而論，其在圍術(shù)期的精確使用，尚需要科學(xué)的、充足的臨床研究來支撐，麻醉科醫(yī)師在此領(lǐng)域大有可為。