經鼻高流量濕化氧療治療AECOPD合并Ⅱ型呼吸衰竭的效果觀察

葉鄭福 甘玉燕

【關鍵詞】 慢性阻塞性肺疾病 呼吸衰竭 經鼻高流量濕化氧療 無創通氣

[Abstract] Objective： To investigate the clinical effect of high-flow nasal cannula oxygen therapy （HFNC） in the treatment of acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease with type Ⅱ respiratory failure. Method： A total of 57 patients with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease combined with type Ⅱ respiratory failure were divided into HFNC group （n=27） and non-invasive ventilation （NIV） group （n=30） according to different treatment methods. HFNC group was treated with HFNC in addition to conventional treatment， and NIV group was treated with non-invasive BiPAP ventilation in addition to conventional treatment. PaO2， oxygenation index， PaCO2， pH， respiratory rate and heart rate were compared between the two groups after treatment. Hospital days， ICU admission rate， endotracheal intubation rate and 90 d mortality were compared between the two groups. The ratios of pneumothorax after treatment and bronchoscopic sputum aspiration were compared between the two groups. Result： Comparisons in both groups， there were no significant differences in pH， PaO2， oxygenation index and PaCO2 before and after treatment （P>0.05）; after treatment， the respiratory rate and heart rate were lower than those before treatment， with statistical significance （P<0.05）. Comparison between the two groups， there were no statistically significant differences in physiological indexes and blood gas analysis before and after treatment （P>0.05）. There were no statistical significances in hospital days， ICU admission rate， endotracheal intubation rate and 90 d mortality in the two groups （P>0.05）. The ratio of bronchoscopic aspiration in HFNC group was 66.7% （18/27）， and that in non-invasive ventilation group was 63.3% （19/30）， there was no significant difference between the two groups （P>0.05）. There were no cases of complicated pneumothorax in HFNC group during the study period， and the incidence of pneumothorax in NIV group was 3.3% （1/30）， there was no significant difference between the two groups （P>0.05）. Conclusion： The efficacy of HFNC in the treatment of acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease with type Ⅱ respiratory failure is not significantly different from that of non-invasive BiPAP ventilation， which could be used as an alternative strategy for patients who cannot tolerate NIV or with contraindications to NIV.

[Key words] Chronic obstructive pulmonary disease Respiratory failure High-flow nasal cannula Non-invasive ventilation

First-author’s address： Ningde Municipal Hospital of Ningde Normal University， Ningde 352100， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.26.008

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD，簡稱慢阻肺）以不同嚴重程度的反復發作為特征，以呼吸道癥狀急性加重為特征。呼吸衰竭常在慢阻肺急性加重期（AECOPD）發生，出現低氧血癥和/或高碳酸血癥，嚴重時危及生命[1]。經鼻高流量濕化氧療（high-flow nasal cannula oxygen therapy，HFNC）作為一種新型的呼吸支持技術越來越受重視[2]。HFNC已廣泛應用于低氧性呼吸衰竭，療效確切，但在治療高碳酸血癥性呼吸衰竭方面證據有限。中國專家共識建議對于慢阻肺穩定期患者，存在長期氧療指征時可以嘗試應用HFNC，用于改善運動耐力和生活質量，但無針對AECOPD的應用建議[3];對于意識清楚的急性低氧血癥合并高碳酸血癥患者，可在密切監測下嘗試HFNC，若1 h后病情加重，建議立即更換為無創通氣（non-invasive ventilation，NIV）或氣管插管有創通氣（IMV），不建議作為常規一線治療手段。Oto等[4]認為HFNC可用于無高碳酸血癥的急性嚴重低氧血癥呼吸衰竭。一項多中心回顧性研究顯示：HFNC在治療急性呼吸衰竭方面，對肺炎或非高碳酸血癥患者比NIV更有效，但對心源性肺水腫或高碳酸血癥患者無效[5]。在心源性肺水腫和高碳酸血癥患者中，與NIV相比，HFNC與治療失敗的風險增加相關。2019年在法國西北部的一項評價ICU醫生使用HFNC臨床實踐研究顯示，33%ICU醫生認為高碳酸血癥性急性呼吸衰竭是一個良好的指征，但只有2%的人預計HFNC能成功[6]。由于傳統氧療的局限性，部分患者需要機械通氣。AECOPD住院患者，如出現急性呼吸衰竭或者慢性呼吸衰竭急性加重，ERS/ATS AECOPD管理指南強烈推薦使用NIV，但證據級別為低質量證據，上述指南所引用兩項系統性回顧（共包含21項試驗）當中的許多試驗排除了下列情況之一的患者：不能合作、不能保護氣道或清除分泌物;嚴重受損的意識;面部畸形;高誤吸風險;或者最近食管狹窄等，可見NIV存在禁忌證及弊端，臨床工作中部分患者因不能耐受無創通氣或存在無創通氣禁忌證而無法行無創通氣，臨床應用存在限制[7]。至今還沒有一種廣泛認可的替代治療方案。本研究探討HFNC是否能成為AECOPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者不能耐受或存在NIV禁忌證時的替代策略。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2018年11月-2020年12月寧德師范學院附屬寧德市醫院呼吸與危重癥醫學科收治的AECOPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者57例。納入標準：（1）符合AECOPD診斷標準[1];（2）動脈血氣分析證實Ⅱ型呼吸衰竭：PaO2<60 mmHg或氧合指數<300 mmHg，PaCO2>50 mmHg;（3）動脈血pH值≤7.35，或嚴重呼吸困難合并臨床癥狀，提示呼吸肌疲勞：呼吸功增加、輔助呼吸肌呼吸、胸腹矛盾運動或者肋間隙肌群收縮，或雖然持續傳統氧療，但仍然有低氧血癥。排除標準：（1）入院時情況危重需立即氣管插管有創通氣（呼吸或心臟驟停，威脅生命的低氧血癥;（2）嚴重的精神障礙需要鎮靜劑控制;（3）大量吸入或持續嘔吐;（4）嚴重的血流動力學不穩定、對液體療法和血管活性藥物無反應;（5）精神分裂癥等精神異常及其他原因不能配合。將患者根據治療方法不同分為HFNC組（n=27）和NIV組（n=30）。本研究方案得到醫院倫理委員會批準及患者或受托人的知情同意。

1.2 方法 HFNC組在常規治療（糖皮質激素抗炎、解痙、化痰、抗感染等）基礎上持續應用HFNC治療，方案為：HUMID-BM邁思HiFent高流量呼吸濕化治療儀（購自中國沈陽邁思醫療科技有限公司），氣流量40 L/min，氧濃度35%，氣流溫度31～37 ℃，據患者病情調整氣流量、吸氧濃度及氣流溫度，預定療程7 d。對照組在常規治療基礎上持續應用BiPAP無創通氣，儀器為飛利浦BiPAP C-Series無創呼吸機（購自美國偉康公司），模式S/T，IPAP 8～14 cmH2O，EPAP 4～8 cmH2O，氧濃度為41%，備用呼吸頻率為12次/min，據患者病情調整參數，維持SpO2 88%～92%，預定療程7 d。終點：患者臨床癥狀減輕，氣流量降至20 L/min，吸入氣氧分壓（FiO2）<30%，隨后撤機，好轉出院;病情惡化需氣管插管有創通氣;或死亡。

1.3 觀察指標 抽取橈動脈或股動脈血液1～2 mL，使用Roche cobas b 221血氣分析儀（購自美國羅氏公司）測定兩組患者PaO2、氧合指數、PaCO2及pH值。經胸部體檢計算兩組呼吸頻率及心率。記錄兩組患者住院天數，計算入住ICU率、氣管插管率及90 d病死率，計算支氣管鏡吸痰比例及治療后并發氣胸比例。

1.4 統計學處理 應用SPSS 24.0（美國微軟公司）統計學軟件分析數據，計量資料用（x±s）表示，符合正態分布的組間比較采用獨立樣本t檢驗，組內比較采用配對t檢驗;計數資料以例數（%）表示，采用皮爾遜字2檢驗。以P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組基線資料比較 兩組基線資料比較，差異均無統計學意義（P>0.05），具有可比性，見表1。

2.2 兩組治療前后生理指標及血氣分析比較 組間比較，兩組治療前后的生理指標及血氣分析比較，差異均無統計學意義（P>0.05）;組內比較，兩組治療前后的pH、PaO2、氧合指數、PaCO2比較，差異均無統計學意義（P>0.05）;組內比較，兩組治療后的呼吸頻率和心率均低于治療前，差異均有統計學意義（P<0.05）。見表2。

2.3 兩組住院天數、入住ICU率、氣管插管率、90 d死亡率比較 兩組住院天數、入住ICU率、氣管插管率與90 d死亡率比較，差異均無統計學意義（P>0.05），見表3。

3 討論

有文獻報告HFNC對AECOPD患者的臨床療效不盡一致，在HFNC對動脈血氣的影響方面，2018年一項前瞻性觀察性研究共入組92例AECOPD患者，HFNC組與NIV組對比，兩組治療6、24 h后pH值、PaO2、PaCO2等血氣指標無顯著差異[8]。2019年Pisani等[9]在一項系統性綜述中分析了HFNC在治療AECOPD方面，與NIV對比，HFNC可維持PaCO2在原水平，而氧合會有輕微的惡化。Lee等[10]研究顯示，經面罩低流量氧療的急性高碳酸血癥性呼吸衰竭患者使用HFNC可使PaCO2顯著下降，相應的pH值也升至正常。本研究結果顯示，AECOPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者使用HFNC治療后，PaO2和氧合指數升高，PaCO2下降，但治療前后差異均無統計學意義（P>0.05），而pH值維持不變;對比HFNC組與NIV組，HFNC的療效與NIV相仿。

HFNC有多種作用機制，其中最重要的是它能產生氣道正壓，保持氣道開放和復張，糾正通氣/血流比例失調，沖刷上呼吸道死腔[11]。HFNC持續輸出的恒定速度的高速氣流可對抗呼吸氣流，形成持續氣道正壓，有類似持續氣道正壓通氣作用[12]。在COPD患者中形成的氣道正壓可對抗內源性PEEP，有助于防止小氣道陷閉，保持氣道通暢和肺泡開放，增加功能殘氣量，使通氣和換氣功能改善，可助糾正缺氧和二氧化碳潴留、酸中毒。有學者報告HFNC降低PaCO2的機制被認為是通過減少鼻腔死腔通氣實現的。2016年Fricke等[13]報告的病例顯示，經COPD患者氣管造口帽上的密封孔測量患者呼出氣CO2和壓力，并監測經皮CO2和潮氣量，HFNC（30 L/min混合3 L/min氧氣）每隔15 min重復輸送，HFNC使用時吸入CO2立即減少，隨之經皮/動脈血CO2減少，分鐘通氣量也減少了700 mL，表明HFNC使死腔通氣減少，從而改善肺泡通氣。NIV的界面增加了解剖死腔，而HFNC的界面沒有增加解剖死腔，另外因為HFNC的輸出氣流是單向氣流，不僅沒有二氧化碳重復呼吸，高速氣流還可沖刷部分上氣道死腔，從而減輕二氧化碳潴留。另外，PaO2、PaCO2、pH值是影響分鐘通氣量的獨立變量，臨床發現部分患者對氧流量需求小，只需室內空氣即可維持目標動脈血氧分壓[14]。HFNC輸送氧濃度可在大范圍調節（21%～100%），可提供預設的氧濃度并保持相對穩定，部分患者只需經HFNC輸送室內空氣，可降低因吸入氣氧濃度過高導致二氧化碳潴留加重的風險[15]。

在HFNC對生理指標的影響方面，Nilius等[16]研究顯示，COPD合并高碳酸血癥性呼吸衰竭患者在清醒狀態下，經單側或雙側鼻孔輸送20 L/min室內空氣和2 L/min氧氣的混合氣體對比2 L/min低流量氧療，持續45 min HFNC治療可降低患者呼吸頻率而不使高碳酸血癥惡化，該作者認為HFNC可以作為重癥COPD患者低流量氧療預防高碳酸血癥性呼吸衰竭的補充，但療效存在個體差異。Pisani等[9]報告HFNC能改善氧合、減少吸氣驅動力和做功，從而降低呼吸失代償的風險，在HFNC治療AECOPD方面，與NIV對比，呼吸功減少的程度兩者相近。本研究結果顯示，HFNC降低患者呼吸頻率和心率的作用與NIV相似（P>0.05）。

在本研究中，HFNC組住院天數、入住ICU率、氣管插管率、90 d死亡率與NIV相似，HFNC對AECOPD患者的臨床轉歸的影響不劣于NIV。慢阻肺患者每年發生0.5～3.5次的急性加重，COPD急性加重是COPD患者死亡的重要因素[1]，降低COPD患者急性加重率可能是降低死亡風險的原因。2019年一個共納入6項研究（共339例）的系統性綜述和Meta分析顯示，對于COPD穩定期患者，HFNC可顯著降低急性加重率[17]。2018年一項前瞻性觀察性研究顯著共入組92例AECOPD患者，HFNC組與NIV組對比，兩組30 d死亡率和插管率無差異[8]。2020年一項共納入7項隨機對照試驗和一項觀察性研究的系統性綜述和Meta分析認為低質量的證據表明，與NIV相比，HFNC并不增加AECOPD患者插管和死亡風險[18]，本文研究結果與之相似。得益于HFNC輸出穩定的吸入氣氧濃度、改善肺通氣及換氣功能，患者缺氧得以糾正，PaCO2下降，呼吸性酸中毒糾正，缺氧、高碳酸血癥及酸中毒的糾正、呼吸功下降使得心率下降，各項病理生理指標改善。本研究結果與文獻[2，19]報道相似。

文獻[9]報告顯示，HFNC的舒適度優于NIV。HFNC通過主動加溫加濕可產生一系列生理效應，可保護氣道上皮纖毛功能，利于分泌物清除，氣道干預次數更少[20]。本研究顯示在治療期間HFNC組支氣管鏡吸痰次數與NIV組相似，HFNC在這方面并無優勢，分析可能原因：臨床上對于何時需要支氣管鏡吸痰及支氣管鏡吸痰的頻率沒有公認標準，臨床醫生的判斷和處置存在差異，從而影響結果分析。另外，本研究顯示使用HFNC與使用NIV的患者相比，需要支氣管鏡吸痰的比例及氣胸發生率相近。

綜上所述，HFNC治療慢性阻塞性肺疾病急性加重期合并Ⅱ型呼吸衰竭患者的臨床療效不劣于NIV，可以作為NIV不耐受或有禁忌證時的替代策略。本研究主要缺點：由于HFNC、NIV及IMV沒有標準化的治療方案，它們的適應證因患者而異，患者入組存在偏倚;雖然是臨床實踐，但樣本量小，可能沒有囊括一些具有代表性意義的病例，因而有局限性;是單中心研究，廣泛推廣治療方案的可信度不足。本研究結果提示可以進行多中心RCT研究，明確HFNC適用范圍。

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（收稿日期：2021-08-09） （本文編輯：張爽）