成人圍術期濕化高流量鼻導管通氣的臨床應用進展

田學愎, 田玉科

華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院麻醉科(湖北武漢 430030)

濕化高流量鼻導管通氣(humidified high flow nasal cannula，HFNC)是通過特定的裝置，將一定氧濃度、加溫、加濕的高流量空氧混合氣體經鼻導管輸送給患者的無創給氧方式，以達到糾正低氧血癥的氧療方法。因其能模擬人體氣道加溫濕化功能，故患者舒適性及依從性極大提高，臨床上應用越來越廣泛。HFNC最早用于新生兒，作為兒科重癥監護病房替代持續正壓通氣和經鼻導管給氧的氧療方式：因為持續正壓通氣容易出現漏氣、腹脹、鼻損傷、氣胸等并發癥[1]，鼻導管吸氧有吸入氧濃度不固定等缺陷，HFNC兼顧了面罩和普通鼻塞的優點，在小兒無創氧療中得到了肯定，近幾年來隨著多項臨床研究的開展，已經成為成人輕中度急性呼吸衰竭患者無創給氧的一種選擇[2]，歐洲重癥醫學會提名的網絡“胸內壓專家工作組”已經發表了成人HFNC臨床專家指南[3]，中華醫學會呼吸病學分會呼吸危重癥醫學學組、中國醫師協會呼吸醫師分會危重癥醫學工作委員會也于2019年發表了《成人經鼻高流量濕化氧療臨床規范應用專家共識》[4]，其在圍術期的應用也有部分證據和潛在的應用前景，因此本文闡述HFNC在圍術期的應用。

1 HFNC的組成

HFNC硬件系統通常由空氧混合器、加溫加濕系統、氣體輸送管道三部分構成?？昭趸旌掀鞯淖饔檬菍⒖諝夂脱鯕獍搭A設氧濃度進行混合；加溫加濕系統的作用是輸出恒溫(37℃左右)、恒濕(100%相對濕度)、恒氧濃度(21%～100%范圍)的高流量氣體，輸出流量最高可達60 L/min；氣體的輸送管道包含特殊的鼻塞系統，鼻塞系統主體為一段配有舒適可調頭帶的防氣透水螺旋管，尖部常采用柔軟且高彈的熱塑性彈性體材質，能有效減少冷凝水的產生和管路打折，設計帶有一定的弧度，提高患者的舒適度及依從性。

2 HFNC作用機制及優點

HFNC有高流量、恒定氧濃度、加溫加濕的特點，能產生沖刷解剖死腔、PEEP效應等生理作用，作為新型無創給氧的措施，相對其他無創呼吸支持具有如下優點：(1)加溫加濕氣體：因為干冷的氣體消耗氣道黏膜的熱量和水分，導致氣道黏膜干燥，影響黏膜纖毛的清除能力，并可能產生氣道炎癥反應[5]，而HFNC能夠為患者提供加溫加濕氣體，改善黏液纖毛功能[6]，促進分泌物清除，能減少肺不張形成[7-8]等。(2)提供準確的吸入氧濃度：因其提供的是遠遠超過分鐘通氣量的的新鮮氣流量，患者無需吸入額外的空氣，因此能夠保證吸入氧濃度的恒定[9-10]，這一點明顯優于面罩和傳統鼻導管給氧。(3)減少鼻咽部死腔：呼出氣及鼻咽部氣體能被持續的高流量新鮮氣流沖刷掉，改變了咽部無效腔，減少CO2的重吸收，從而提高患者PaO2、降低PaCO2，這對死腔量相對較大的兒童尤為重要[11-12]。(4)產生氣道正壓：持續高流量新鮮氣體輸入能對氣道產生一定正壓，且與流量大小有關，60 L/min的流量時咽部壓力最高可達8.7 cmH2O[13]，因此能增加呼氣末肺容積。當然HFNC所產生的氣道壓力并不恒定，受到鼻腔解剖結構、鼻插管尺寸等因素的影響較大[14-15]。(5)減少呼吸做功：一方面HFNC能產生一定的氣道正壓，減少呼氣末氣道塌陷，另一方面因為高流量可以減少與鼻咽相關的吸氣阻力，從而降低呼吸功[16-17]。

3 HFNC缺點

與HFNC直接相關的不良事件并不常見。有病例報道HFNC引起氣胸和縱隔氣腫[18]，可能與流量過大導致患者氣道壓過高有關，另外HFNC使用可能會導致鼻出血[3]。需要注意的是HFNC不能替代或支持呼吸肌的功能，不能改善患者肺通氣功能，雖然有個別病例報道，但是理論上不適宜應用于Ⅱ型呼吸衰竭患者[19]。

4 HFNC的實施及注意事項

臨床使用HFNC時主要需要調節流量、FiO2等參數。對于成人，在2016年之前很少有學者關注HFNC啟動和撤離的標準，多為常識性和經驗性使用。對于流量設置，成人一般從35～40 L/min開始，使用過程中根據患者的呼吸形式、耐受情況及氧合狀態監測結果等進行調節(5～10 L/min每檔)。對于需要改善氧合的低氧血癥患者，一般先調節流量，直到患者能耐受的最大流量后再調節FiO2，以維持目標氧合狀態(目標值視具體情況而定)。當HFNC的使用流量低于20 L/min或FiO2低于50%時，可以考慮試驗性撤離HFNC。在2016年Roca等[20]采用SpO2/FiO2與呼吸頻率比值(ROX指數)來判斷轉為機械通氣的指標，結果認為HFNC 12 h時轉機械通氣的ROX指數臨界點為4.88，提示HFNC治療12 h后ROX指數>4.88，HFNC治療成功。在這項研究發表后，作者用更大的樣本量來驗證他們的結論，發現預測在ROX指數會隨著HFNC治療時間增加：HFNC治療2、6和12 h后ROX預測HFNC成功的臨界值分別為：2.85、3.47和3.85，這表明，ROX指數較低或隨著時間推移ROX指數變化不大的患者可能需要更早更頻繁的干預[21]。關于停用HFNC的標準，Rodriguez等[22]在一項回顧性研究認為FIO=0.4或ROX≥9.2可以作為停用HFNC的依據。需要注意的是ROX指數受HFNC氣流的影響，Mauri等[23]研究發現當氣體流量從30 L/min增加到60 L/min時，70%的ROX指數增加，而其余受試者的ROX指數沒有變化或降低，未來的臨床研究需要在ROX指數的指導下進行精心設計的治療算法。

HFNC實施過程中需要特別注意的是：(1)使用前應該明確告知患者使用目的及過程，取得患者配合；(2)選適當型號的鼻塞(一般小于鼻孔內徑50%)和松緊適宜的頭帶；(3)使用過程中嚴密監測生命體征、呼吸運動形式及血氣分析的變化，及時調整參數或改變治療策略；(4)需要監測氣道分泌物狀態，必要時吸痰，防止痰堵窒息的發生；(5)密切監控機器和管道的工作狀態，尤其要及時處理各種報警信息，嚴禁故障機器工作。

圍術期HFNC實施的禁忌證：HFNC屬于聲門上給氧方式，需要患者有自主呼吸，并不能替代機械通氣，因此患者存在自主呼吸障礙或者通氣功能障礙，是使用HFNC的絕對禁忌證，另外如果臨床上有特殊情況如患者無法配合、需肺隔離、反流誤吸風險等情形也是使用HFNC的禁忌證。

5 圍術期HFNC的應用

5.1 圍術期急性呼吸衰竭(acute respiratory failure，ARF) 圍術期多因素可導致急性呼吸衰竭的發生。(1)氣道因素：氣道損傷、分泌物、急性會厭炎、喉水腫、喉痙攣等；(2)肺損傷：如肺水腫、誤吸、炎癥反應等造成換氣功能失代償；(3)中樞性呼衰：圍術期發生于麻醉藥、鎮痛藥、鎮靜藥等的逾量或蓄積，或顱內病變如出血、炎癥、占位、創傷等導致呼吸中樞嚴重抑制；(4)呼吸肌麻痹和胸廓活動嚴重受限:肌肉松弛藥的(殘留)作用、重癥肌無力、多發性肋骨骨折、膈肌抬高等。HFNC可改善低氧血癥患者的氧合和避免插管方面優于傳統氧療，與無創通氣效果相當[24-27]。2019年Rochwerg等[28]發表了一篇系統綜述和薈萃分析，包括9項隨機對照試驗，共2 093例受試者，與常規氧氣治療組相比，HFNC治療組的插管風險更低，但是住院死亡率、ICU住院時間和住院時間之間沒有差異。Shen等[29]指出受試者的基線是影響異質性的一個重要因素，他們的結果表明PaO2/FiO2>200 mmHg的受試者，尤其是拔管后的受試者，從HFNC中獲益最大。目前雖然缺乏專門針對圍術期呼吸衰竭HFNC治療的直接證據，但是基于急性呼吸衰竭的機制，僅需無創氧療的患者，HFNC應當是一個不錯的選擇。

5.2 氣管插管預氧合 對于常規的患者，順行誘導插管前利用麻醉機-球囊-面罩進行預氧合足夠，但是對于危重癥患者，氣管插管術中可能會因缺氧而引起嚴重并發癥[30]。Miguel-Montanes等[31]在需要氣管插管的患者中的研究表明，使用HFNC可以提高氣管插管過程中的安全性，采用HFNC進行預氧合比采用非重復吸入式儲氧面罩，在氣管插管過程中出現嚴重低氧血癥(SpO2≤80%)的概率低。最近的一項薈萃分析也表明，與常規氧氣療法相比，低氧血癥成人受試者在插管前使用HFNC預氧可降低插管相關并發癥的風險。因此對于已經接受HFNC的患者，指南建議在插管期間繼續進行HFNC，但不作為常規，尤其是在順行誘導的全麻插管，HFNC不能加壓給氧，因而不是選項。

5.3 氣管插管拔除后的氧療 臨床上患者在拔除氣管插管后，往往需要繼續氧療，如使用普通鼻導管或面罩給氧，情況嚴重者甚至應用無創正壓通氣。對于重癥患者拔管后的氧療，使用HFNC比非重復吸入式儲氧面罩，耐受性更好，且有更高的氧合指數，HFNC降低了拔管后發生呼吸衰竭的風險[32]。對于術后患者，心臟手術后的受試者在拔管后預防性使用HFNC可改善氧合，減少呼吸需要無創通氣，這也減少了ICU再入院和住院時間[33-34]，接受減肥手術的肥胖患者，與氧氣治療相比，在拔管后立即使用HFNC可顯著改善3 h內的氧合，減少術中肺部并發癥住院治療[35]。然而對于腹部手術的患者拔管后使用HFNC并無獲益[36]。對于肺部手術，肺切除和胸腔鏡下肺葉切除的結果還不一致[37-38]。對于合并有呼吸系統問題行非呼吸道相關的手術的患者，如目前雖無睡眠呼吸暫停綜合征患者圍術期HFNC使用獲益的臨床證據，但是理論上HFNC可以減輕OSAS患者的上氣道阻塞癥狀，明顯降低患者低通氣指數及覺醒次數[39]，增加慢波睡眠時間，并提高睡眠質量[40]，未來需要加大類似于這類特定人群手術后使用HFNC的研究，并考慮特定類型的手術和結果。

5.4 纖維支氣管鏡等呼吸道有創操作 目前尚無在鎮靜下行呼吸道相關檢查應用HFNC支持的臨床證據。Lucangelo等[41]發現，清醒患者在支氣管鏡檢查操作結束后PaO2、PaO2/FiO2及SpO2方面HFNC組均明顯優于文丘里面罩組。Simon等[42]報道，在纖維支氣管鏡檢查中無創通氣組患者在進行操作的過程中及操作后PaO2/FiO2優于HFNC組，而HFNC組則具有更好的耐受性，但兩組在最終的氣管插管率和ICU住院時間上沒有差異。

5.5 心功能不全 圍術期多種因素可誘發心功能不全，如容量負荷過重、應激、心律失常以及大失血等。Roca等[43]研究發現心力衰竭患者使用HFNC，可逐漸降低心臟的前負荷、減少呼吸頻率。Carratalá Perales等[44]發現，對急性心力衰竭引起的急性肺水腫患者，在面罩給氧氣存在困難或低氧血癥時，使用HFNC可明顯改善患者氧合、降低呼吸困難程度。

6 總結

HFNC是一種新型的無創呼吸支持技術，具有多項生理優點如氣道濕化、減少上呼吸道死腔、呼氣道正壓等，在兒科和重癥監護病房已經得到了廣泛應用，但其在圍術期應用的高質量證據尚不多，相關的適應證、禁忌證、停機指證及流量選擇等也無統一標準，因此仍需要更多的大樣本臨床研究來幫助解決其在臨床中存在的問題，形成科學合理的治療方案，促進其在圍術期規范化推廣應用。