濕化高流量鼻導管通氣在早產兒呼吸系統疾病臨床應用研究進展

陸 璐，王 迎

(首都醫科大學附屬北京婦產醫院特需門診，北京 100026)

濕化高流量鼻導管通氣(humidified high flow nasal cannula, HHFNC)是一種新型氧療模式，并已廣泛用于臨床[1]。作為一種新型的無創輔助通氣方式，HHFNC在早產兒呼吸系統疾病中的應用備受關注。HHFNC克服了傳統氧療的諸多弊端，整套設備構造簡單，由空氧混合器、加溫加濕器、單根加溫管路以及鼻導管構成。相對于其他通氣模式，HHFNC更為微創，患兒的舒適度更好，護理人員操作簡易。近年來HHFNC在新生兒中的應用越來越多，國外一些醫療機構報道的使用率甚至超過70%[2]。2013版歐洲新生兒呼吸窘迫綜合征防治指南推薦早產兒呼吸困難可以考慮使用HHFNC[3]。目前我國已有部分醫療機構開始在新生兒重癥監護病房(neonatal intensive care unit, NICU)開展該項技術，并均取得了不錯的臨床效果[4]。但由于對HHFNC的工作原理、臨床應用范圍等認識不足，應用仍處于起步階段。現就HHFNC的作用機制以及在新生兒呼吸系統疾病中的應用進行綜述，以期為HHFNC的臨床應用提供參考和幫助。

1 HHFNC作用機制

1.1沖洗口咽部無效解剖無效腔 HHFNC輸出氣體的流速超過了患兒自身呼吸產生的氣體流速。HHFNC輸出的氣體使吸氣末鼻腔、口腔及咽部的解剖無效腔內僅含有CO2，所以在下一次呼吸期間，吸入的氣體通過鼻導管將輸送的更多的O2，并在呼氣末期結束時剩余更少的CO2。關于HHFNC可以沖刷口咽部CO2以減小解剖無效腔的理論，一直是基于動物實驗推測出的，未有直接證據，如氣道內CO2水平下降[5]，血液或組織的二氧化碳分壓明顯下降[6-9]等。直至M?ller等[10]根據健康志愿者的CT斷層掃描圖像，使用3D打印機重建了能夠真實反映人體上呼吸道的解剖結構后，才證明了HHFNC能減少無效腔的事實。因此，HHFNC有效沖刷上氣道的CO2，相當于減小了解剖無效腔，降低了血液中的動脈血二氧化碳分壓以及分鐘通氣量(潮氣量降低或呼吸頻率下降)[11]。呼吸頻率的降低可進一步減少呼吸做功，延長呼氣時間，進而有機會排出更多的CO2，提高肺換氣效率。

1.2暖化、濕化的氣體可改善肺的順應性和氣體的傳導性 通常情況下，干冷的氣體會刺激鼻腔黏膜，從而引起氣道保護性收縮，導致氣道阻力增加，從而使肺的順應性下降。另一方面，未經加溫加濕的高流量氧療也會導致鼻腔干燥、黏膜損傷,增加患兒不適感以及感染率，甚至出現支氣管痙攣等并發癥。在正常生理狀態下，呼吸道可通過鼻氣道將吸入的空氣加熱到37 ℃左右，濕化后相對濕度可達100%。這一氣體調節過程會消耗較多的能量。HHFNC可將傳遞的氣體加溫至接近人體正常體溫(約37 ℃)，同時可以濕化至100%的相對濕度，其減少了鼻黏膜的代謝功，降低了熱量消耗[12]。同時濕化后的氣體能維持體外培養的人呼吸道上皮細胞的結構和功能，并降低炎癥的發生率[13]。

1.3降低上呼吸道阻力 鼻咽腔側壁較大的表面積可加濕、加熱吸入的氣體，但鼻咽腔與氣體之間的摩擦也產生了氣道阻力，約占總氣道阻力的50%[14]。鼻咽腔的擴大和收縮可改變氣道阻力。與呼氣階段相比，吸氣時，鼻咽腔擴張，鼻咽腔表面積增大，氣體通過時產生的吸氣阻力增大。HHFNC輸出的氣體流速高，鼻咽腔在吸入氣體時不需要膨脹，從而降低了吸入阻力，也避免了為克服這種阻力所需的呼吸功[15]。無論對于成人患者還是嬰幼兒患者，HHFNC均可改善通氣中的潮氣量和呼吸頻率，增加患者的潮氣量，減少無效腔，降低氣道阻力，改善患者的呼吸功。

2 HHFNC在NICU中的臨床應用

隨著醫療技術的發展，HHFNC在國內NICU中的應用逐年增多，與經鼻持續氣道正壓通氣(nasal continuous positive airway pressure, NCPAP)相比，HHFNC易于操作，對患兒鼻黏膜的刺激較小，患兒護理相對簡單，對喂養的影響也較小。HHFNC的應用非常方便，不需要包裹頭部，鼻導管通過雙側鼻孔進入鼻腔，與新生兒的接觸面小，易護理，無外部壓力，很少導致黏膜損傷，并能有效避免頭部變形。馮琳等[16]的研究證實，與NCPAP相比，HHFNC可有效避免患者頭部變形和鼻部損傷，且易于使用、損傷較小。NCPAP通過保證鼻塞和鼻孔呼吸回路的氣密性維持正氣道壓力，由于貼合程度高，減少了鼻部受損機會。HHFNC鼻插管不需要密封，該導管的外徑僅為鼻孔內徑的1/3，這樣可以改善患兒的舒適度，尤其適用于新生兒。綜上，HHFNC可提供持續的正壓通氣，不易導致鼻充血，極低出生體重兒的鼻部不對稱，鼻黏膜潰瘍、壞死、肉芽腫，鼻前庭狹窄以及潛在的喉功能受損等[17]。

傳統鼻導管充氧法不能準確估計實際的氧氣濃度。新生兒,尤其是早產兒,特別是極低出生體重兒，其未發育的視網膜血管對氧氣極其敏感，高濃度的氧氣會引起視網膜血管收縮，導致視網膜缺氧，誘導血管生長因子生長，導致視網膜病變。HHFNC能準確監測氧氣濃度，并可根據氧飽和度調整氧氣濃度，使氧飽和度達到目標值，并避免使用高濃度氧氣。當供氧時，傳統的鼻導管僅被加濕，溫度未發生變化。劉向輝等[18]的研究表明，HHFNC是一種有效的呼吸支持方法，易于被早產兒接受，其優勢包括簡單、鼻損傷少、成本低、安全，能精確監測氧濃度等，主要用于治療早產兒呼吸暫停、新生兒呼吸窘迫綜合征以及協助呼吸機撤離后的呼吸支持。

2.1HHFNC在早產兒呼吸暫停中的應用 早產兒呼吸中樞和呼吸系統發育不完善，易發生呼吸暫停，胎齡越小，出生體質量越低，呼吸暫停的發生率越高。胎齡為28～29周的極低出生體重兒，呼吸暫停的發生率更高[19]。反復的呼吸暫停會導致低氧血癥和低血壓，如未能采取及時有效的治療措施，輕者會對患兒的腦組織造成缺氧缺血性損害，嚴重者會導致早產兒死亡。因此，許多早產兒出生后面臨的主要問題是建立有規律的呼吸節律。呼吸暫停早期低氧血癥的頻繁發主要與早產兒肺容量低有關，HHFNC能提供一種類似于NCPAP的正氣道壓力，有利于恢復肺體積[20]。使用HHFNC治療時，HHFNC提供的壓力對體質量相對較小的早產兒的氣道較大，因此肺泡體積恢復得較好[21]。

McQueen等[22]針對早產兒進行了一項研究，患兒均給予保暖、保持呼吸道暢通、鼻飼喂養、維持內環境穩定等措施，采用床邊心電監測監測患兒的心率、呼吸頻率、經皮血氧飽和度等指標，同時給予靜脈氨茶堿治療 (首次劑量為4～6 mg/kg，12 h后改為2 mg/kg，每12 小時 1次) 。觀察組在以上措施的基礎上使用HHFNC，流量為4～6 L/min；對照組給予頭罩或鼻旁間斷給氧治療；均根據患兒的血氣分析結果調節氧濃度，維持動脈血氧分壓為50～70 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)、經皮氧飽和度為0.90～0.95。治療過程中出現機械通氣指征即給予氣管插管機械輔助通氣。研究顯示，觀察組患兒的呼吸暫停緩解率、嚴重呼吸暫停發生率、NCPAP輔助通氣率、氣管插管率與對照組比較差異均有統計學意義；兩組患兒的住院時間比較差異無統計學意義，慢性肺疾病、院內感染及喂養不耐受的發生率比較差異也無統計學意義；鼻黏膜損傷的發生率比較差異有統計學意義[22]。目前國內治療早產兒呼吸暫停最常用的方法是藥物治療聯合NCPAP，治療失敗后改為氣管插管呼吸機輔助通氣。NCPAP存在鼻中隔損傷、護理困難以及患兒依從性差等缺點，而有創呼吸機的使用增加了呼吸機相關性肺炎及遠期慢性肺疾病的發生風險。HHFNC是近年來應用于新生兒的一項無創通氣技術，能夠提供一定的持續氣道正壓，由于氣體流量大，可產生一定的呼氣壓力，與NCPAP原理相似。HHFNC治療早產兒呼吸暫停的損傷小、安全，其效果優于單獨使用藥物治療。蔡燕等[23]和Sreenan等[24]的研究表明，HHFNC治療呼吸暫停的作用與NCPAP相當，并能降低患兒鼻損傷的發生率。李曉慶[25]的研究表明，咖啡因聯合HHFNC治療早產兒呼吸暫停的療效較NCPAP好，且不良反應小，減輕了患兒痛苦。

2.2新生兒呼吸窘迫綜合征 新生兒呼吸窘迫綜合征是肺表面活性物質產生不足導致的一系列多系統疾病，是NICU中最常見且較為嚴重的疾病之一，胎齡越小，發病率越高。有創呼吸支持聯合外源性肺表面活性物質的應用是目前治療新生兒呼吸窘迫綜合征的主要方法。但有創呼吸支持可引起一系列并發癥(如肺部感染、慢性肺疾病等)，NCPAP是治療新生兒呼吸窘迫綜合征的第一種無創通氣方法，通過提供給上氣道和肺部持續的支持性壓力，維持肺泡內的呼氣末正壓，從而擴張呼吸道和肺泡以改善氧合并減少肺泡蛋白滲漏。該方法的應用大大減少了氣管插管有創通氣引起的肺損傷，提高了治愈率。但Lee等[26]的研究表明，對于嚴重新生兒呼吸窘迫綜合征患兒，即使應用NCPAP，仍需要插管和機械通氣。另外，使用NCPAP期間容易發生鼻損傷、腹脹等并發癥。近年來已有人將HHFNC作為治療新生兒呼吸窘迫綜合征的替代療法之一。國內的一項研究顯示，豬肺磷脂注射液的聯合HHFNC治療呼吸窘迫綜合征早產兒的臨床療效準確，可有效提高患兒的氧合狀況，縮短氧療時間、住院時間、開始母乳喂養時間，并減少了并發癥的發生[27]。

2.3撤機后的輔助呼吸支持 對于呼吸功能不全且胎齡>28周的早產兒，HHFNC和NCPAP都具有與撤機后初始呼吸支持療法相似的臨床功效，同時也保證了安全性[28]。Collins等[29]將胎齡為32周需要氣管插管機械通氣的早產兒按照通氣方法分為HHFNC治療組和NCPAP治療組，研究顯示，兩組患兒出生后第1周的再插管率比較差異無統計學意義，HHFNC組鼻腔損傷的發生率顯著降低。HHFNC預防機械通氣患兒拔管失敗的效果與NCPAP相當，且未增加院內病死率及慢性肺疾病的發生率，未延長無創輔助通氣時間、總用氧時間及住院時間[30]。

3 HHFNC應用中存在的問題

3.1HHFNC產生的氣道壓力不穩定 HHFNC產生的氣道壓力不能直接被監測和調整。氣體直接輸送到帶有鼻插管的新生兒的呼吸道內，不受與NCPAP類似的限壓閥的控制，無法直接監測HHFNC產生的氣道正壓。隨著不斷調節HHFNC的參數，有可能導致氣道壓力過大、過小或不足，同時可導致支氣管肺發育不良、氣胸、肺部過度膨脹或過度壓力，從而造成肺損傷。使用HHFNC最大的危險與其他無創呼吸支持一樣，都有可能延誤需要行氣管插管機械通氣患兒的病情，增加死亡風險。因此，HHFNC要求在監護力度較高的新生兒監護病房或兒科監護病房內進行，保證在病情惡化時能早期識別。

3.2HHFNC感染 2005年美國克雷白桿菌感染的爆發與HHFNC的應用有關。該儀器在被重新應用于臨床之前曾被召回和調整，重新應用后無相關感染的進一步報道[31]。Shoemaker等[32]在一項回顧性對照研究中評估HHFNC對早產兒呼吸支持的安全性和有效性，結果發現，HHFNC組中革蘭陰性菌的感染率高于NCPAP組。但目前關于HHFNC導致兒童感染方面的研究很少，因此尚需要更多的臨床證據及大規模的隨機對照研究來證實HHFNC在治療過程中與感染的相關性。

4 小 結

HHFNC是一種相對安全、簡單并更易被患者接受的供氧裝置，目前已用于臨床，并得到臨床醫師的肯定，可用于NCPAP的替代治療、早產兒和足月兒拔管后、NCPAP撤機策略，也可用于因NCPAP致鼻部損傷的新生兒。但是，目前應用HHFNC的臨床證據有限，對于HHFNC的使用目前也無明確的規范或指南，關于流速的設置、理想流速的選擇等基本上是由臨床醫師個人的使用習慣所決定，所以將來有必要進行大規模的臨床多中心病例對照研究，并盡快制定出關于HHFNC的使用指南或規范。