經(jīng)鼻高流量氧氣濕化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展

孫麗，包明

(1.內(nèi)蒙古包鋼醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，內(nèi)蒙古 包頭 014010； 2.包頭市第四醫(yī)院人事科，內(nèi)蒙古 包頭 014030)

合并呼吸衰竭是危重癥患者轉(zhuǎn)入重癥監(jiān)護(hù)室接受治療的主要原因之一，在轉(zhuǎn)入重癥監(jiān)護(hù)室后常給予患者氧療，以改善患者機(jī)體缺氧狀態(tài)和呼吸衰竭癥狀[1]。面罩吸氧及鼻導(dǎo)管吸氧均是臨床常用的主要呼吸支持氧療方法，這兩種吸氧方法均采用傳統(tǒng)氣泡式濕化瓶濕化并給氧，提供給患者的濕化不充分、氧氣干冷、氧濃度不準(zhǔn)確，且這種給氧方式不便于患者進(jìn)食、飲水，帶來的拘束閉塞感常常會(huì)影響患者治療配合度，且患者耐受性不佳，實(shí)際應(yīng)用受限[2-3]。經(jīng)鼻高流量氧氣濕化(high-flow nasal cannula，HFNC)治療是近年來發(fā)展起來并逐漸被廣泛應(yīng)用的新型呼吸支持治療方法，HFNC治療具有無創(chuàng)性，在降低患者呼吸頻率、改善呼吸窘迫及氧合等方面均有較高的應(yīng)用價(jià)值[4-5]。HFNC治療可以通過空氧混合器為患者提供個(gè)體所需的合適的氧濃度，所供應(yīng)的氧流量可高達(dá)70 L/min，同時(shí)提供給患者37 ℃ 100%相對濕度的氣體，這種合理且安全的氧氣濕化治療不僅適用于成人患者，在部分新生兒與兒童中也有應(yīng)用，均可獲得良好效果[6-7]。即使HFNC療效確切，依然不能忽視其局限，為確保治療的有效性與安全性，在治療前還應(yīng)排查患者的禁忌證與適應(yīng)證，只有確保患者符合HFNC適應(yīng)證后才能實(shí)施治療[8]。現(xiàn)就HFNC治療的作用原理及臨床應(yīng)用進(jìn)展予以綜述。

1 HFNC治療的作用原理

國內(nèi)HFNC治療的歷史只有10年左右，目前已經(jīng)在前期仿制國外HFNC治療的基礎(chǔ)上進(jìn)行了某些結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新與應(yīng)用，在短期內(nèi)已經(jīng)逐漸形成了自身獨(dú)有的特色，如能夠精確調(diào)控氧濃度、精確控制溫度、使用免消毒管道等[9-10]。根據(jù)HFNC治療的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其組成可分為3大部分，即氣體空氧混合、氣體加溫濕化和氣體輸送[11]。HFNC治療儀使用高流量鼻塞將儀器與患者連接，鼻塞的尖端是斜面型出口，親和性好，質(zhì)地柔軟，患者治療期間較舒適，接受度好[12-13]。HFNC在實(shí)際使用中，主要通過高流量鼻塞持續(xù)為患者提供可調(diào)控且氧濃度恒定(21%～100%)、溫度恒定(31～37 ℃)的氣體，這種氣體吸入可以很好地改善患者呼吸衰竭相關(guān)癥狀，該技術(shù)用于各類需要呼吸支持治療患者的主要原理包括呼氣末正壓效應(yīng)、生理無效腔沖刷、完整黏液纖毛清除功能維持、促上氣道阻力與呼吸功降低等，在重癥監(jiān)護(hù)病房有較高的應(yīng)用價(jià)值[14-15]。

1.1呼氣末正壓效應(yīng) HFNC治療可以通過為患者輸送高流速氣體，幫助患者維持合理水平范圍內(nèi)的呼氣末正壓，以維持肺泡的開放，有利于呼氣末肺泡復(fù)張與氣血交換[16]。Corley等[17]使用電阻抗掃描的方法測定心臟手術(shù)后患者的肺容積生理學(xué)改變，結(jié)果顯示，HFNC治療能夠增加患者呼氣末肺容積，提示HFNC的實(shí)施可以通過高流量帶來呼氣末正壓效應(yīng)，幫助肺復(fù)張。研究發(fā)現(xiàn)，HFNC治療期間流量每增長10 L/min，患者咽腔內(nèi)的呼氣末正壓將增加0.049～0.098 kPa[18]。該結(jié)果也證實(shí)了HFNC治療所帶來的較理想的呼氣末正壓效應(yīng)價(jià)值，但需要注意的是，因HFNC治療期間允許大氣存在，且對漏氣量無限制，此時(shí)若患者張口呼吸，必然會(huì)影響呼氣末正壓水平，造成呼氣末正壓水平不穩(wěn)定，從而對治療效果產(chǎn)生影響[19]。因此，在治療期間或治療實(shí)施前，應(yīng)告知患者盡量避免張口呼吸，并指導(dǎo)患者HFNC治療期間正確的呼吸方式，以確保治療的安全性及有效性。

1.2生理無效腔沖刷效應(yīng) HFNC治療可以為需要呼吸支持治療的患者提供可調(diào)節(jié)的、恒定的空氧混合高流速氣體，將患者呼氣末殘留在口腔、鼻腔及咽部等解剖學(xué)上無效腔內(nèi)的氣體進(jìn)行沖刷，能夠減少患者在下一個(gè)呼吸節(jié)律中所吸入的二氧化碳含量[20]。關(guān)于這一沖刷效應(yīng)，M?ller等[21]用81mKr氣體檢測HFNC治療對10例健康入選者(鼻咽部)和3例氣管切開需要呼吸支持治療患者的二氧化碳清除率，結(jié)果顯示，HFNC治療有一定的二氧化碳沖刷效應(yīng)，但這一效應(yīng)與HFNC治療設(shè)定的氣體流速及佩戴的時(shí)間等顯著相關(guān)。可見，經(jīng)鼻改流量氧氣濕化治療的這一生理無效腔沖刷效應(yīng)并非對全部患者有效，患者HFNC治療佩戴時(shí)間較短或氣體流速不合理均可能對沖刷效果造成影響，在臨床實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)高度重視。

1.3完整黏液纖毛清除系統(tǒng)功能的維持 采用傳統(tǒng)的未濕化、未溫化的氣體為患者進(jìn)行呼吸支持治療會(huì)產(chǎn)生諸多不良反應(yīng)，傳統(tǒng)氧氣面罩的使用吸入的氣體為干冷氣體，會(huì)給患者帶來面部不適、眼睛刺激、胃脹氣、口腔干燥、鼻外傷、眼外傷等不良反應(yīng)，安全性較差[22]。而HFNC治療的開展為患者提供了濕化、溫化后的氣體，可以保證患者對氣體的耐受性，確保黏液纖毛系統(tǒng)正常功能得以維持[23]。Chanques等[24]進(jìn)行了一項(xiàng)與HFNC治療相關(guān)的研究，共納入30例患者，結(jié)果顯示，使用HFNC治療的患者經(jīng)加濕、加溫的方式給予呼吸支持，在治療期間基本未發(fā)生干燥的情況，但另一組未采用HFNC治療的患者，呼吸支持使用的泡沫加濕器所提供的濕度較差，患者治療期間有強(qiáng)烈的不適感。表明呼吸支持期間，相較于干燥的氣體，濕化氣體的吸入更利于體外呼吸道上皮細(xì)胞生理結(jié)構(gòu)與功能完整的維持。這一結(jié)論在Chidekel等[25]的研究中也得到了證實(shí)。另外，HFNC治療使用的氣體加濕系統(tǒng)還會(huì)對機(jī)體氧合產(chǎn)生影響，加濕系統(tǒng)主動(dòng)工作帶來的濕化氣體吸入可以改善患者黏液纖毛系統(tǒng)功能，加速黏液分泌，進(jìn)一步降低患者呼吸支持期間肺不張的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，改善患者氧合狀態(tài)，達(dá)到治療的目的[26]。

1.4降低上氣道阻力及呼吸功 鼻咽腔的側(cè)壁可以通過提供相對大的表面積與吸入的氣體接觸，從而對吸入的氣體進(jìn)行溫化、濕化等處理[27]。但需要注意的是，鼻咽腔與氣體內(nèi)部及氣體本身均會(huì)產(chǎn)生摩擦，這種摩擦力會(huì)對氣流產(chǎn)生不同程度的阻力，該阻力在總氣道阻力中的占比約為50%；此外，鼻咽腔的縮小與擴(kuò)大也會(huì)導(dǎo)致阻力大小的改變[28]。HFNC治療的實(shí)施可以為患者提供較高的氣體流量，這種高流量的氣體吸入符合甚至超過患者自身所需吸氣峰流量，且同樣也是經(jīng)過特殊處理后的濕化、溫化氣體，這種濕化、溫化后氣體的吸入可以減少鼻咽部在吸氣運(yùn)動(dòng)時(shí)的擴(kuò)張以及自主氣體加濕、加溫，對于降低吸氣時(shí)自行處理氣體帶來的吸氣阻力升高有重要的應(yīng)用價(jià)值，有效避免了這一吸氣阻力需要的呼吸功，因此呼吸功也隨之減少[29-30]。

1.5肺泡復(fù)張 HFNC系統(tǒng)在實(shí)際使用時(shí)鼻塞主要經(jīng)鼻置入，在鼻前部開口，氣體在鼻咽部的解剖無效腔內(nèi)儲(chǔ)備，產(chǎn)生一定鼻腔壓力，同時(shí)在氣體傳遞的過程中會(huì)對氣體產(chǎn)生正壓，以確保相對穩(wěn)定的呼氣末正壓的維持，確保呼氣期間可以有足夠張力使肺泡維持開放狀態(tài)，以減少肺不張的發(fā)生[31]。由于HFNC系統(tǒng)的使用，即使是患者已經(jīng)出現(xiàn)了肺不張的情況，氣道內(nèi)正壓也能為肺復(fù)張?zhí)峁┳銐驂毫Γ诨颊咴谖鼩鈺r(shí)肺泡的重新開放[32]。HFNC還能夠增加呼氣末肺阻抗和氣道壓力，且呼氣末肺內(nèi)容積與肺阻抗呈顯著的線性關(guān)系；另外，體質(zhì)指數(shù)高的患者獲益更大[33]。因此，HFNC的使用能夠改善患者氧合，對減少患者呼吸頻率有一定作用。

2 HFNC治療的臨床應(yīng)用

2.1急性呼吸衰竭 急性呼吸衰竭是指各類原因引起的肺通氣與換氣功能障礙，導(dǎo)致機(jī)體無法進(jìn)行正常且有效的氣體交換，誘導(dǎo)缺氧后伴或不伴二氧化碳潴留而引起的一系列代謝及生理功能紊亂的臨床綜合征[34]。支氣管炎癥、肺氣腫、重度肺結(jié)核、呼吸窘迫綜合征、肺炎、手術(shù)創(chuàng)傷、腦血管病變、中毒等疾病均可導(dǎo)致急性呼吸衰竭的發(fā)生。對于急性呼吸衰竭的患者，保證呼吸道的通暢度、提供給機(jī)體合理運(yùn)轉(zhuǎn)的有效通氣量極為關(guān)鍵。HFNC治療是一種主要的呼吸支持治療方式，可以為患者提供有效的通氣量[35]。Sztrymf等[36]的研究中納入了20例急性血氧過低導(dǎo)致急性呼吸衰竭的患者，在給予15 L/min的普通面罩吸氧呼吸支持治療后，患者的平均呼吸頻率在28次/min左右浮動(dòng)，平均血氧分壓為93.5%；在使用傳統(tǒng)的面罩吸氧效果不佳后，為患者更換了HFNC呼吸支持治療，結(jié)果顯示，患者的呼吸頻率降低，且降低至平均24.5次/min，而動(dòng)脈氧分壓升高至98.5%，由此可見HFNC治療可糾正急性呼吸衰竭患者呼吸頻率與動(dòng)脈氧分壓；另外，該研究還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)HFNC治療的耐受時(shí)間平均為25.5 h，最長可耐受156 h，研究中有6例患者最終接受插管，其他患者均未接受插管，避免了插管帶來的損傷，表明HFNC的使用在減少急性呼吸衰竭患者插管率方面具有重要的價(jià)值。但有研究發(fā)現(xiàn)，HFNC治療用于重度呼吸衰竭患者的呼吸支持在改善插管率方面并未顯示出較面罩的優(yōu)勢，這可能與患者的呼吸衰竭程度有關(guān)[37]。提示HFNC治療更適合輕度或中度呼吸衰竭患者的呼吸支持，其他嚴(yán)重呼吸衰竭的患者還需結(jié)合血氧等情況考慮是否直接插管，避免錯(cuò)過最佳救治時(shí)間而影響治療。

2.2拔管后應(yīng)用 HFNC治療多用于血氧過低的呼吸衰竭拔管患者的呼吸支持，除HFNC治療外，傳統(tǒng)的面罩吸氧也有使用，因血氧過低的呼吸衰竭拔管患者多經(jīng)口呼吸以幫助呼吸窘迫癥狀緩解，故多給予面罩使用，而非鼻塞。近年來，經(jīng)鼻改流量氧氣濕化治療被引入國內(nèi)并廣泛使用，更好地緩解了血氧過低呼吸衰竭患者在拔管后的呼吸窘迫癥狀[38]。Tiruvoipati等[39]研究了危重癥患者在拔管后隨機(jī)使用面罩、吸氧及HFNC治療的效果，分析并比較了患者的氧合、呼吸頻率、舒適度以及呼吸困難指數(shù)，結(jié)果顯示，HFNC治療帶來的獲益更大，臨床更傾向于給予患者HFNC呼吸支持方式；此外，使用HFNC呼吸支持的患者插管率較其他患者低。由此可見，血氧過低的呼吸衰竭患者在拔管后使用HFNC治療具有較高價(jià)值，尤其在降低插管率方面的應(yīng)用價(jià)值。

2.3急性心力衰竭 通常心力衰竭患者在病情穩(wěn)定后依然會(huì)存在一定程度的血氧偏低、呼吸困難等情況，此時(shí)若單純給予患者普通氧療，糾正難度大。Carratalá Perales等[40]的研究納入5例因急性心力衰竭導(dǎo)致的急性肺水腫患者，入院1 d，患者出現(xiàn)頑固低氧情況，考慮為患者使用無創(chuàng)呼吸機(jī)輔助通氣，并使用HFNC治療，觀察患者的血?dú)庵笜?biāo)及相關(guān)臨床指標(biāo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，患者在HFNC治療后呼吸困難程度均較治療前顯著緩解，呼吸急促等主要癥狀均改善，血氧飽和度提高，可見，將HFNC呼吸支持用于因急性心力衰竭導(dǎo)致的呼吸困難及低血氧等患者均可獲得理想效果。考慮產(chǎn)生這一結(jié)果的原因可能為：HFNC治療給患者提供了恒定且持續(xù)的氧流量；HFNC治療的實(shí)施能夠盡可能減少患者呼吸生理無效腔，形成一個(gè)直接與流量呈合理比例的呼氣末正壓，更利于改善患者的氧合[41-42]。因此，建議臨床可以考慮用HFNC治療代替?zhèn)鹘y(tǒng)氧療，并將HFNC用于心力衰竭的治療，同時(shí)還可用于因急性心力衰竭導(dǎo)致的急性肺水腫的治療，以提高臨床獲益。

3 HFNC治療的適應(yīng)證及禁忌證

因各研究結(jié)果之間存在差異，目前HFNC治療的適應(yīng)證與禁忌證仍無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[43-44]。參照已經(jīng)發(fā)表的與HFNC治療各類呼吸疾病相關(guān)的研究結(jié)果可以認(rèn)為，HFNC治療較適合輕、中度Ⅰ型呼吸衰竭的治療[45-46]。針對其他伴重度通氣功能障礙的Ⅱ型呼吸衰竭患者，由于HFNC治療無有效且可靠的通氣輔助功能，加之現(xiàn)有的與HFNC治療Ⅱ型呼吸衰竭相關(guān)的研究尚未證實(shí)該技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)慎重考慮是否采用HFNC治療[47]。參照相關(guān)共識(shí)，HFNC治療的適應(yīng)證包括：輕、中度低氧血癥患者，經(jīng)評估患者無緊急的氣管插管指征，患者生命體征監(jiān)測結(jié)果顯示穩(wěn)定；輕度通氣功能障礙的患者，這類患者雖可以使用HFNC治療，但仍需謹(jǐn)慎，需要在呼吸支持期間做好更換為正壓通氣治療或氣管插管等其他呼吸支持治療的準(zhǔn)備；HFNC治療的禁忌證包括：呼吸、心搏驟停；評估等級為重度的Ⅰ型呼吸衰竭患者；評估等級為中度的呼吸性酸中毒高碳酸血癥患者；合并多臟器功能不全的患者[23]。

4 小 結(jié)

HFNC治療在臨床上已廣泛應(yīng)用，尤其在重癥監(jiān)護(hù)病房與急診科室中均有較高的應(yīng)用價(jià)值。但這并不意味著HFNC治療是一種較其他呼吸支持方法更好的方案，只能說明其獨(dú)特性。在患者符合適應(yīng)證并排除禁忌證的情況下，HFNC治療可以是理想的選擇。作為一種新的呼吸支持手段，HFNC治療對輕、中度低氧性呼吸衰竭患者有積極的治療效果，但關(guān)于HFNC治療的臨床使用規(guī)范目前尚未統(tǒng)一，仍需進(jìn)一步開展大量的研究加以驗(yàn)證。此外，HFNC治療的設(shè)備還有待完善與創(chuàng)新，是否需要將該技術(shù)與有創(chuàng)呼吸支持等整合，以提高治療效果也尚需論證。