高流量鼻導管氧療在高海拔性低氧血癥中的應用

劉曉雪，楊 莉，錢傳云

（昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院急救醫(yī)學部，云南 昆明 650032）

隨著我國對青藏高原地區(qū)旅游資源的開發(fā)，航運及青藏鐵路的開通，旅游者得以通過便捷的交通進入青藏高原地區(qū)進行旅游。隨著旅游者數目逐年增多，急性高原病的發(fā)生率也隨之逐年上升。

氧療是就地搶救急性高原病的主要治療手段。低動脈血氧飽和度與急性高原病的發(fā)生密切相關[1]，任何能夠提高SaO2的方法均能預防及治療急性高原病。高壓氧艙治療可增加吸入氧分壓，有助于改善氣體交換，可模擬海拔高度的下降，13.8 kPa 壓力的高壓氧艙大致相當于2 000 m 的海拔降幅。Kasic JF 等[2]比較了高壓氧艙與4 L/min面罩給氧對改善AMS 患者氧合、緩解癥狀方面的療效：治療2 h 后，面罩給氧組與高壓氧艙組AMS 癥狀及氧合均有該善，但高壓氧艙組并未顯示出明顯的優(yōu)勢。

高流量鼻導管氧療（high-flow nasal cannula therapy，HFNC）是一項新興的供氧技術?？梢蕴峁└叩难趿髁浚ㄔ趮胗變貉趿髁靠蛇_8 L/min，在成人可達60 L/min）及吸入氧流量，同時也可以為患者提供低水平的正壓通氣，氧療效果較傳統(tǒng)的鼻導管及面罩給氧更為顯著，已被成功應用于許多臨床疾病的治療，尤其在急性呼吸衰竭中取得了確切的臨床療效。目前沒有關高流量鼻導管氧療設備治療急性高原病的報道，因此筆者設想：觀察從昆明（海拔約1 891 m）進入拉薩（海拔約3 650 m）的30 名志愿者在使用HFNC 前后，指端脈搏血氧飽和度（SpO2）、呼吸頻率（RR）、心率（HR）、血壓（BP）的變化，探討HFNC 在高海拔（≥2 500 m）地區(qū)有效改善人體攝氧的可能性，從而為HFNC 用于急性高原病的治療尋找證據。

1 資料與方法

1.1 受試者

選取從昆明乘飛機進入拉薩的30 名健康志愿者為測試對象，其中男14 例，女16 例，年齡（31.9±5.5）歲，最小年齡24 歲，最大年齡38 歲，體重（59.0±11.3）Kg 。

1.2 試驗方法

志愿者到達拉薩24 h 后測指脈血氧飽和度，SpO2＜ 90%納入觀察。實驗開始時測量每位志愿者平靜呼吸空氣下的指端脈搏血氧飽和度（SpO2）、呼吸頻率（RR）、心率（HR）、血壓（BP）。使用高流量鼻導管給氧設備，以10 L/min 開始HFNC 輔助患者吸入空氣，逐漸增加氣流量，每增加1 次氣體流量穩(wěn)定10 min 后重復測量并記錄上述各項指標。在20 L/min、30 L/min、40 L/min時記錄統(tǒng)計數據。見圖1。

圖1 試驗實施流程Fig. 1 Flow of Research

1.3 實驗儀器

使用指夾式脈搏血氧儀（ChoiceMMed）實時檢測指端的脈搏血氧飽和度，其傳感器夾在受試者的食指上。使用高流量濕化治療儀（fisher &paykel healthcare airvo 2）。

1.4 統(tǒng)計學處理

采用SPSS 26.0 統(tǒng)計學軟件包進行統(tǒng)計學分析，正態(tài)分布計量資料以均數±標準差表示，正態(tài)分布計量資料不同氧流量的組間比較采用重復測量的方差分析，兩兩比較采用LSD-t 檢驗，P＜ 0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

HFNC 在高原環(huán)境下運行期間，未出現明顯故障，隨著流量增加，設備對氣體加溫及加濕穩(wěn)定，給氧濃度也未出現明顯波動。溫度、吸入氧濃度（FiO2）的比較，經重復測量的方差分析，治療前、10 L/min、20 L/min、30 L/min、40 L/m 流量下：溫度，吸氧濃度差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 不同氧流量下溫度和吸入氧濃度比較（）Tab.1 Comparison of temperature and oxygen concentration under different oxygen flow（）

表1 不同氧流量下溫度和吸入氧濃度比較（）Tab.1 Comparison of temperature and oxygen concentration under different oxygen flow（）

所有志愿者使用在使用HFNC 前均出現不同程度的血氧飽和度下降，而呼吸頻率、心率、血壓未表現出明顯異常。使用HFNC 后，志愿者氧合明顯改善（P＜ 0.05），呼吸頻率下降（P＜ 0.05），但心率、血壓沒有明顯改變，進一步行LSD-t 兩兩比較：當流量達到30 L/min、40 L/min 后SpO2升高及呼吸頻率下降呈現明顯差異（P＜ 0.05）。其余生命征（收縮壓，舒張壓、平均動脈壓、心率）差異均無統(tǒng)計學意義（P＞ 0.05），見表2。

表2 治療前及不同吸氧流量下的氧飽和度、血壓、呼吸頻率、心率（）Tab.2 Oxygen saturation，blood pressure，respiratory rate，heart rate before treatment and under different oxygen inhalation flow（）

表2 治療前及不同吸氧流量下的氧飽和度、血壓、呼吸頻率、心率（）Tab.2 Oxygen saturation，blood pressure，respiratory rate，heart rate before treatment and under different oxygen inhalation flow（）

*P ＜ 0.05。

3 討論

急性高原病有3 種形式：急性高原反應（acute mountain sickness，AMS ）AMS，高原腦水腫（high altitude cerebral edema，HACE）及高原肺水腫（high altitude pulmonary edema，HAPE）。一般認 為，AMS 的發(fā)生是低氧環(huán)境引起的。然而，有研究表明，高原的低壓環(huán)境更容易引起AMS。Roach 等[3]發(fā)現較常壓低氧環(huán)境，低壓低氧環(huán)境AMS 的發(fā)生率更高。高海拔性低氧血癥的發(fā)生機制：氣態(tài)物質分子的間隔是很大的，壓強增大的情況下，氣體被壓縮，分子之間的間隔小，分子密集；在壓強減小的情況下，氣體分子就分散。因此，隨著海拔上升，大氣壓力下降，導致空氣中氧分子間隔變大，空氣變得稀薄，相同體積的空氣中氧含量隨之減少。導致人類在高海拔地區(qū)吸入同等體積的空氣時，吸入的氧氣量減少，形成高海拔性缺氧[3]。由于從低海拔地區(qū)快速進入海拔高度≥2 500 m 的高原后，人體快速進入低壓低氧環(huán)境，機體就有發(fā)生急性高原疾病的可能[4]。

高流量鼻導管氧療（high-flow nasal cannula therapy，HFNC）是一項新興的供氧技術，它通過鼻導管提供充分加溫（37 ℃）加濕（H2O：44 mg/L）的空氣/氧氣混合物，可精確地調節(jié)吸入氧濃度（21%～100%）。常被用于患有嚴重呼吸疾病的患者，尤其在急性呼吸衰竭的患者中。人體的吸氣峰流速可達30～120 L/min，而傳統(tǒng)鼻導管氧療的氧流量最高僅能達到15 L/min，這意味著氧流量與患者吸氣流速極度不匹配。在這種情況下，患者實際吸入氧氣量低于目標值。HFNC 可以提供更高的氧流量（在嬰幼兒氧流量可達8 L/min，在成人可達60 L/min）及吸入氧濃度[5]，氧療效果較傳統(tǒng)的鼻導管及面罩給氧更為顯著。且與無創(chuàng)機械通氣相比，HFNC 更為簡便，舒適度更好。

HFNC 的作用機制：（1）通過高流速的氣體將上氣道內CO2沖刷出去，避免CO2的重復吸入，從而減少解剖死腔；（2）產生低水平的流量依賴性氣道正壓，即PEEP（3～5 cm H2O）。增加了呼氣末肺容積[6]。Yu Onodera 等[7]通過3D 打印技術建立氣道模型證實了HFNC 對氣道的沖刷作用及其產生的呼氣末正壓（positive end-expiratory pressure，PEEP）效應以及沖刷作用的強弱、PEEP 的大小與氧流量之間的關系；（3）呼氣末肺容積的增加及低水平的PEEP 引起靜脈回心血量減少，減低心臟前負荷[8]；（4）降低呼吸頻率[9]；（5）改善呼吸參數（降低呼吸功、增加肺順應性）[10]；（6）良好的加溫加濕作用，有利于黏膜的保護及分泌物的清除，降低肺不張的風險及改善氧和。

HFNC 最早被應用于兒科，作為新生兒呼吸窘迫綜合癥、早產兒呼吸暫停以及預防拔管后急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）的一線治療。某些學者甚至建議將HFNC 作為新生兒持續(xù)氣道內正壓通氣（continuous positive airway pressure，CPAP）的替代治療。目前，HFNC 在成人中的應用也越來越廣泛，被用于急性低氧性呼吸衰竭[11-13]、急性肺水腫[14-15]、慢性阻塞性肺疾病[16-17]、慢性心衰[8]、手術拔管后的患者的序慣性治療[18-19]等方面。一項納入3 881 例急性呼吸衰竭患者的Meta 分析提示：相對于傳統(tǒng)氧療，HFNC 降低了急性呼吸衰竭患者的氣管插管率，并可達到與無創(chuàng)正壓通氣（noninvasive positive pressure ventilation，NIPPV）類似的臨床療效[11]。相關研究顯示：HFNC 可以改善肺水腫患者的動脈血氧分壓及氧飽和度，降低肺動脈壓[14-15]，但HFNC 應用于肺水腫治療的報道較少，有待進一步的研究提供其在肺水腫治療方面更充分的臨床依據。

急性高原病的發(fā)生系人體短時間內進入抵押環(huán)境，由于吸入氧含量減少造成缺氧，由于HFNC 有一定正壓通氣作用，通過流量的提升，單位時間內能夠為機體提供相對于平靜呼吸更多的氧含量，因此對于緩解低壓低氧環(huán)境氧氣攝入障礙起到一定積極作用。由于沒有查詢到任何HFNC 在高海拔地區(qū)使用的文獻報道，我們的觀察實驗首先觀察了設備在拉薩地區(qū)運轉的平穩(wěn)性。實驗證明，HFNC 能夠在高海拔地區(qū)平穩(wěn)運轉，未出現供氣故障，并且加溫器也可正常運轉。對于在高原地區(qū)利用HFNC 進行急性高原病的治療提供了可行性依據。

人體在平靜呼吸下，正常潮氣量約400～600 mL，呼吸頻率約12～18 次/min，故每分鐘通氣量約為6～9 L，可以滿足人體氧合代謝需要。當機體處于低氧環(huán)境，機體通暢會通過增加呼吸功（增加呼吸頻率）來獲取更多的氧氣，同時會出現血氧飽和度下降的情況。筆者的觀察實驗顯示：志愿者到達拉薩后，血氧飽和度均出現不同程度的下降，均值在89%左右，呼吸頻率平均17 次/min。當志愿者接受流量為10 L/min 的HFNC 通氣時，與使用前相比呼吸頻率無明顯變化，血氧飽和度也未明顯改善，差異無統(tǒng)計學意義（P＞ 0.05）；逐漸把流量調整至20 L/min，呼吸頻率平均可下降7 次/min（P＜ 0.05），但氧飽和度未有明顯提高（P＞ 0.05）；流量進一步提高到30 L/min 時，和使用HFNC 前相比呼吸頻率顯著下降，氧飽和度明顯改善（P＜ 0.05）；但相較于20 L/min 時，呼吸頻率沒有明顯變化（P＞ 0.05），而氧飽和度有所提升（P＜ 0.05）。筆者逐步把流量提高到40 L/min 時，志愿者呼吸頻率、氧飽和度與使用HFNC 前相比，呼吸頻率下降，氧飽和度明顯改善，但和使用30 L/min 流量的HFNC 時比較，變化不明顯，同時志愿者明顯感覺呼氣受阻及不適，表示不能與設備進行良好配合。由于HFNC 在患者充分配合閉口呼吸的情況下，能夠提供低水平的（3～5 cmH2O）PEEP，類似于CPAP 的效果，可以幫助擴張肺泡，改善肺順應性及氧和；同時在低氧情況下通過提高氧合，舒張肺血管，降低心臟后負荷，從而改善心臟功能。本實驗納入了30 例由昆明進入拉薩旅游的志愿者，記錄志愿者的各項生命體征，對比使用高流量濕化治療儀治療前后各項指標的變化，實驗數據表明，使用HFNC 此次實驗中所有志愿者在使用HFNC 進行空氣吸入后可以觀察到：HFNC 設備在沒有提高吸氧濃度的情況下，僅增加吸入空氣的流量就增加了機體能夠獲得的氧氣量，明顯增加了志愿者SpO2，同時降低呼吸做功（呼吸頻率下降），差異均有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05）。

綜上所述，筆者認為利用HFNC 在高原地區(qū)進行通氣時，能夠提高機體攝氧能力，同時降低呼吸做功。對于由于低壓低氧環(huán)境造成的低氧血癥以及由此引發(fā)的急性高原病有潛在的應用價值。同時我們發(fā)現：使用超過30 L/min 氣流量雖然可以取得明顯的氧合提升，但受試者明顯感覺呼氣受阻，綜合考慮各項指標的改善程度，在高原地區(qū)進行HFNC 氧療，應把流量控制在40 L/min 內，提高機體耐受性。同時，本實驗是在未接入氧源的情況下進行，僅通過高流量濕化治療儀控制空氣吸入流量的變化，就可以達到一定的提升氧合的效果。因此，HFNC 在高原某些無法獲得氧源的地區(qū)，作為高海拔性低氧血癥患者的搶救治療提供了一定的參考價值。

本試驗的不足之處主要為：（1）實驗數據均系在志愿者中獲取，志愿者僅表現出到達高原地區(qū)后的低氧血癥，志愿者本身并未出現呼吸急促或呼吸困難等AMS 的癥狀，對于真正發(fā)生AMS 的患者是否仍能取得相同效果有待進一步證實；（2）實驗為自身對照，HFNC 的療效是否確切，需要在接入氧源后進行隨機對照研究進行進一步證實。