高流量鼻導管吸氧治療呼吸衰竭患兒的研究進展

張貝貝 談林華

浙江大學醫學院附屬兒童醫院外科重癥監護室，浙江杭州 310052

高流量鼻導管吸氧作為一種兒科患者無創呼吸支持方式之一，受到越來越多臨床工作者的重視。HHHFNC 是指將氣流量達到或超過患者最大吸氣流速的空氧混合氣體，經加溫后可達34 ～37℃，濕化后相對濕度達100%，以精確的氧濃度（21% ～100%）輸送給患者的氧療方法[1]。一部分學者建議根據患兒體重來確定高流量的定義，氧流量達2L/（kg·min）定義為高流量[1]。當氧流量設置在一定范圍時，可使患兒呼吸功降至最低，這一氧流量被稱為“最適氧流量”，關于“最適氧流量”的設置，絕大多數學者同樣認為“最適氧流量”應依據患兒的體重來調節，建議在新生兒及嬰兒中，氧流量達2L/（kg·min）作為“最適氧流量”，而在兒童中，氧流量應接近1L/（kg·min）[2]。

1 HFNC的作用機制

1.1 提供精確的吸入氧濃度，提高治療效果

傳統氧療吸入氧濃度受氧流量、患者潮氣量、呼吸頻率、吸氣時間、吸氣峰流速等多種因素影響，故實際吸入氧濃度比理論上吸入氧濃度低并且具體濃度不詳，尤其對于新生兒，需控制氧流量≤2L/min來避免吸入氧濃度過高導致氧中毒、早產兒視網膜病等嚴重并發癥的發生[3]。高流量氧療能夠較準確提供不同氧濃度的氣體，而且氧濃度不受患者呼吸模式的影響，可提高患者的治療效果，減少新生兒氧中毒、早產兒視網膜病的嚴重并發癥的發生。

1.2 沖刷鼻咽部解剖無效腔，提高肺泡有效通氣

因HFNC 提供的氣體流速達到或超過患者自身流量，可有效沖刷呼患兒呼氣末鼻腔、口腔、咽部的解剖無效死腔氣體，明顯減少患兒吸入的二氧化碳（carbon dioxide，CO2）的含量，可提高肺泡有效通氣。兒童鼻咽部無效腔的比例約為成人的2 ～3倍，新生兒甚至可達3mL/kg，6 歲以上兒童才逐漸與成人的無效腔比例相當（達0.8mL/kg），隨著年齡增長，死腔分數降低，因此年齡越小，高流量吸氧對動脈血氧分壓（partial pressure of oxygen in arterial blood，PaO2）、動脈二氧化碳分壓（partial pressure of carbon dioxide，PaCO2）影響越大[3-5]。研究表明，當氧流量達到2L/（kg·min）時，鼻腔無效腔已經被清除得較為徹底，此時增加肺泡通氣量的效應就不會再增強[6]。

1.3 產生氣道正壓，提高呼吸末肺容積

HHHFNC 通過輸送恒定的高流量氣體，可以產生與nCPAP 類似的呼氣末正壓，對改善或維持上氣道開放、對抗周圍氣道陷閉、擴張肺泡內徑或防治肺泡陷閉、改善肺水腫皆有一定作用。一項關于HFNC 對早產兒生理研究表明，HFNC 在相同流速下閉口狀態產生呼氣末氣道正壓（positive end expiratory pressure，PEEP）顯 著 高 于 開 口 狀態，此外，通過建立數學模型可預測PEEP，PEEP= -6.373+0.525×（流速，L/min）+1.454×（口腔位置，0=開口；1=閉口）-1.856×（體重，kg）+0.307×（當前胎齡，W）[7]，由此可見HFNC 產生的呼氣末氣道正壓大小與流量呈正相關，在相同氣體流量下產生的呼氣末正壓與患兒體重呈負相關。

1.4 降低上呼吸道阻力及呼吸功，降低代謝消耗

HFNC 通過輸送加溫濕化的氣體減少了冷而干燥氣體所造成的支氣管收縮，節省機體因加熱和濕化氣體產生的代謝消耗，通過輸送達到或超過患者吸氣峰流量的加溫濕化氣體，降低吸氣阻力作用，同時較高的氧流量提供一定的氣道正壓，避免呼氣末時氣道的塌陷，減少呼吸功。一項生理研究表明，HFNC 氧流量≥2mL/（kg·min）與平均咽部壓力≥4cm H2O 相關，可減少患兒呼吸功[8]。此外，通過保持黏膜纖毛功能的完整性并使分泌物更容易排出，HFNC 也可能減少咳痰所消耗的能量。

1.5 加溫濕化氣體，增加患者舒適度及耐受性

傳統氧療需要通過鼻咽部呼吸道黏膜對吸入的氧氣加溫、加濕，增加氣道阻力，消耗氣道黏膜的熱量和水分。HFNC 通過提供加溫和加濕的空氧混合氣體，維持患兒呼吸道上皮細胞和纖毛的結構和功能，還可減輕呼吸道黏膜水腫，提高患兒的舒適度。一項對46 例患有不同原因呼吸窘迫新生兒和兒童的研究發現，當鼻導管或面罩吸氧轉換為HFNC 時，通過COMFORT 量表測量的患兒舒適度能得到改善[9]。

2 HFNC在患兒呼吸衰竭的各種病因中的應用

2.1 HFNC在新生兒疾病中的應用

國內一項關于HFNC 初始治療輕- 中度新生兒呼吸窘迫綜合征（neonatal respiratory distress syndrome，NRDS）的 有 效 性 的Meta 分 析 表 明，HHHFNC 初始治療胎齡≥28 周早產兒合并輕一中度RDS 是一種安全、有效的無創通氣模式[10]。高育健等[11]通過比較HHFNC 與nCPAP 應用于早產兒反復發作性呼吸暫停的臨床療效表明HHFNC 治療早產兒反復發作性呼吸暫停的作用與nCPAP 相當，并發癥的發生率兩者無明顯差異，且HFNC 能使開奶時間及達全腸道喂養時間提前，并降低鼻部損傷和腹脹的發生率。多項研究表明，HFNC 作為呼吸支持的初始模式應用于新生兒肺炎并呼吸衰竭，可顯著改善肺炎患兒肺氧合功能，糾正低氧血癥，療效確切[12-14]。馮幗等[15]通過一項針對72 例胎糞吸入綜合征合并Ⅰ型呼吸衰竭患兒的回顧性研究分析表明，HFNC 治療新生兒胎糞吸入綜合征合并Ⅰ型呼吸衰竭的臨床療效確切，可有效改善患兒臨床癥狀，縮短氣促緩解時間及住院時間，且不易導致鼻部損傷和氣漏，值得臨床推廣應用。

2.2 高流量鼻導管吸氧在嬰幼兒及兒童的應用

2.2.1 急性毛細支氣管炎 HFNC 在毛細支氣管炎的療效和安全性的Meta 分析表明，HFNC 作為毛細支氣管炎的初始呼吸管理是安全的，并降低了毛細支氣管炎患兒的治療失敗率[16]；Ergul 等[17]報道了一項針對60 例中重度毛細支氣管炎患兒的隨機對照研究顯示，HFNC 可降低重度毛細支氣管炎治療失敗率和 ICU 治療的持續時間，較快改善患兒臨床癥狀，HFNC 應作為重癥毛細支氣管炎患者首選氧療方式。Franklin 等[18]通過一項多中心隨機對照試驗研究HFNC 對毛細支氣管炎的影響表明，HFNC雖然可以降低呼吸支持升級的需求，但是并沒有減少入住ICU 的比率、氧療持續時間或住院時間。

2.2.2 急性哮喘發作 全世界內HFNC 在急性哮喘發作中的應用逐漸增多，被認為是哮喘所引起的呼吸衰竭患兒CPAP 的替代治療[19]。Ballestero 等[20]針對一項針對62 例中、重度哮喘急性發作患兒的前瞻性隨機研究，結果顯示，對于一線治療難治的中重度哮喘急性發作患兒，HFNC 在治療的前2h 內減少呼吸窘迫方面優于常規氧療。在西班牙的一項回顧性研究中，表明HFNC 可用于兒童哮喘急性發作的呼吸管理，肺評分（pulmonary score，PS）較高和既往住院次數較多的患者構成了可從HFNC 呼吸支持模式中獲益的風險亞組[21-22]。

2.2.3 圍術期患兒呼吸支持 肺不張、急性呼吸衰竭等肺部并發癥是導致圍術期預后不良的常見原因，HFNC 作為無創呼吸支持方式之一，可用于治療術后呼吸衰竭[23]。對嬰幼兒先心病術后撤離呼吸機后出現急性呼吸衰竭的患兒，HFNC 氧療可作為有效的無創輔助呼吸手段，能減輕二次氣管插管對患兒的損傷，兒童心臟術后預防性使用HFNC 對減少拔管后肺部并發癥的療效，需要進一步的臨床研究[24]。Shioji 等[25]通過回顧性研究比較心臟手術后急性呼吸衰竭的患兒接受高位鼻導管與接受無創通氣治療的再插管率，表明HFNC 治療可能與再插管率降低相關。Testa 等[26]通過高流量鼻導管吸氧與傳統氧療在兒童心臟手術的一項隨機對照試驗表明，心臟手術患兒使用HFNC 是安全的，但對于降低心臟手術后患兒的PaCO2無效。HFNC 在兒童腹部、胸部、腦部等重要臟器手術拔管后呼吸支持的臨床應用也越來越廣泛，但缺乏足夠的高質量隨機對照研究的支持。

2.2.4 嚴重創傷后急性呼吸窘迫綜合征 急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是以急性頑固性Ⅰ型呼吸衰竭為主要臨床表現的綜合征，是兒童嚴重創傷的常見并發癥。針對ARDS 有效的呼吸支持手段為機械通氣，然而對于早期ARDS，尤其氧合指數在200 ～300mm Hg之間的輕度ARDS 患者經鼻高流量氧療是一線治療方案[27]。也有研究表明，HFNC 可降低呼吸窘迫患兒的插管率，而與其死亡率無顯著相關性[28]。對于存在兒童ARDS 風險的患兒，HFNC 的臨床指征需要進一步研究，目前，HFNC 尚未被證明等同于無創通氣，不推薦患有嚴重疾病的兒童使用無創正壓通氣[29]。

2.2.5 其他應用 HHFNC 能明顯改善重癥肺炎患兒氧合狀況，其療效與nCPAP 相等，相比NCPAP，HHFNC 能改善CO2潴留，是一種較好的治療嬰幼兒重癥肺炎的無創通氣模式，降低插管率[30-31]。Joseph 等[32]通過1 項回顧性研究，分析了5 例不能耐受nCPAP 的患有阻塞性睡眠呼吸暫停的兒童使用HFNC 的療效，表明HFNC 治療可改善阻塞性睡眠呼吸暫停患兒的呼吸暫停低通氣指數，提高血氧飽和度。

3 總結與展望

HFNC 作為一種相對新型的無創輔助通氣技術，因其操作簡單，并發癥少，具有較好的舒適度及耐受性，使其在兒科的應用越來越廣泛，但缺乏大量的循證醫學支持及多中心臨床研究，目前需要盡快制定和實施在兒科使用HFNC 的最佳實踐指南，使更多的患者受益。