經鼻高流量氧療在成人患者的應用進展

王娟，楊威

（攀枝花市中心醫院，四川 攀枝花 617706）

1 HFNC的組成

按照裝置的功能劃分可將HFNC分為3大功能部分。（1）空氣與氧氣混合部分：該部分作用是按照預設吸氧濃度，將空氣以及氧氣進行充分混合后通過渦輪向外輸出穩定的氧濃度的氣體;（2）混合空氧氣體的加溫加濕部分：該部分的作用是將渦輪輸送過來的空氧混合氣體進行加溫（31℃~37℃）加濕（100%相對濕度）;（3）氣體的輸送部分：該部分可通過一根附帶加熱導絲的管路，確保將加溫加濕后的空氧混合氣體以恒定的溫度、流速、飽和濕度輸送至患者端[1]。

2 HFNC的生理效應

2.1 洗出效應減少生理死腔

HFNC通過特殊的鼻導管提供持續的高流速氣體，沖刷咽部，洗出上一次呼氣時解剖死腔中殘留的CO2，以此來減少生理死腔。所以，當每分通氣量保持恒定的時候，HFNC能通過減少死腔通氣量的同時相對增加肺泡通氣量，改善肺通氣功能。在一項前瞻性的隨機交叉研究中，Mauri T[2]等人比較了HFNC和標準面罩對于急性低氧性呼吸衰竭的影響，發現HFNC在保持PaCO2不升高的情況下，明顯減少了患者的呼吸頻率和鐘通氣量，推測實現該生理效應的原因可能是通過減少生理死腔來實現的，伴隨著HFNC提供的流速增大，PaCO2逐漸降低，減少死腔的效應也就更強。M?ller W[3]等人通過閃爍成像的技術，同樣證實了HFNC通過洗出效應減少生理死腔的方式來減少CO2重復吸入，并且該效應隨著流速的增快，使原本死腔中O2濃度升高，CO2濃度降低。需要注意的是，使用HFNC張口呼吸的患者相較于閉口呼吸的患者，其FiO2更高，這與臨床工作中印象有所不同，造成該現象的原因可能是由于張口呼吸使CO2更快速的清除后，上氣道能夠儲存更多氧氣[4]。

2.2 提供穩定的吸氧濃度

HFNC最高可提供60L/min的高流速氣體，可調節氧濃度在21%~100%，當HFNC提供超過患者吸氣峰流速的氣體流速時，則可以提供穩定的FiO2而不受患者的呼吸狀況的影響[5]。相比較而言，傳統低流量氧療模式則只能提供最高15L/min的氣體流速，遠低于正常成年人的吸氣峰流速，因此需要額外吸入空氣造成吸氧濃度不穩定，且FiO2還受到潮氣量、吸氣時間、呼吸頻率的影響[6]。更加有趣的是，除了提供穩定吸氧濃度之外，高流速還有其他效應。通過對睡眠呼吸暫停綜合征患者的流量容積環的研究，發現HFNC提供的高流速氣體能夠減少吸氣阻力，保持氣道開放[7]。

2.3 加溫濕化吸入氣體、保護氣道黏膜，降低呼吸功

傳統的氧療模式裝置沒有加溫加濕氣體的元件，無法對吸入氣體提前加溫且只能被動濕化氣體，效果并不理想。干冷的氣體通常會造成患者鼻咽部黏膜損傷出血[8]。通常，傳統氧療需要患者通過鼻咽部黏膜對冷空氣進行加溫，會帶走部分熱量，增加代謝呼吸功，HFNC通過主動加熱及濕化吸入氣體，讓吸入氣體能達到最高37℃，100%相對濕度（根據患者舒適程度進行調整），并通過一根帶有加熱導絲的管道傳輸氣體以維持溫、濕度，以此達到減少呼吸功的目的。支氣管黏膜的纖毛運動功能與氣體濕度呈正相關，濕化后的氣體能夠稀釋痰液、促進支氣管纖毛擺動，加強氣道分泌物引流排除，保護氣道黏膜[9,10]。與此同時，隨著痰液引流的進行，氣道阻力逐漸減少，明顯降低患者呼吸功[11]。慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)患者，由于氣體陷閉產生內源性呼氣末正壓（intrinsic positive end expiratory pressure，PEEPi），因此每次吸氣時，呼吸肌需要額外做功抵消PEEPi，HFNC可產生一定程度的持續氣道正壓，抵消或者部分抵消PEEPi，因此可降低呼吸功[9]。

2.4 產生氣道正壓，維持肺開放，減少肺損傷

通過輸送持續的高流速氣體，HFNC可以產生持續的氣道正壓，產生類似PEEP效應。Groves等[12]對健康成人志愿者使用HFNC時監測不同流速下的PEEP，結果表明流速與PEEP在一定程度上呈現出正相關關系。在流速為20L/min時，男性可產生2.2 (2.0~2.9)cmH2O的PEEP,女性可 產 生3.7(2.9~4.0)cmH2O的PEEP；40L/min時產生的PEEP為男性為4.1 (3.2~5.2)cmH2O，女性為7.2(5.9~7.7)cmH2O，當流速進一步提高，達到60L/min時, 產生的PEEP為男性5.4 (5.0~6.0)cmH2O，女性8.7 (7.7~9.7)cmH2O。另外，患者是否張口呼吸能在很大程度上決定產生的PEEP水平，Chanques等[13]通過對10名重癥醫學科患者的研究發現，張口呼吸時，HFNC幾乎不能產生PEEP。薈萃分析顯示，心臟術后并接受HFNC氧療的患者呼氣末肺容量和潮氣量均增加，提示HFNC通過產生PEEP，維持肺泡開發，防止肺萎陷，可減少因肺反復萎陷復張造成的剪切傷[14]。除了受流速、性別、口腔是否開閉的影響，HFNC產生PEEP的效應體重指數的影響。

3 HFNC目前在臨床中的應用范圍

HFNC最初的適應證適為新生兒和早產兒呼吸窘迫綜合征，近幾年逐漸應用于成人患者。由于其使用方便，需要調整的參數少，并且患者有良好的舒適感和依從性近年來應用越來越廣泛。

3.1 應用于急性呼吸衰竭

一項涉及75例患者的回顧性分析顯示：重癥監護室接受HFNC治療的急性非高碳酸血癥呼吸衰竭患者中，有62.7%的患者成功避免氣管插管，且患者在接受HFNC治療最初的24小時內顯著改善了如動脈氧分壓（PaO2）、動脈氧飽和度（SaO2）、呼吸頻率（RR）和心率（HR）等生理指標[15]。FLORALI實驗[16]將納入的310名非高碳酸血癥的呼吸衰竭患者分為三組，發現HFNC組氣管插管率為38%（106例中40例插管），標準組氣管插管率為47%（94例中44例插管），無創正壓通氣組氣管插管率為50%（110例中55例插管），進一步分析發現，HFNC組患者90d病死率較標準組和無創正壓通氣組更加低。HFNC有更好的舒適性，一項比較了20例急性呼吸衰竭患者在使用HFNC進行氧療與用傳統面罩進行氧療時的舒適性發現，HFNC組患者有更好的舒適性[17]。除此之外，Schwabbauer N通過評價三組分別使用HFNC、文丘里面罩和無創正壓通氣進行氧療的患者的氧合情況及呼吸困難改善情況，并讓他們選擇接來下的氧療模式時發現71.4%的患者選擇接下來使用HFNC，這表明使用HFNC的患者在氧合改善和舒適性之間有了一個良好的平衡[18]。

3.2 應用于急性心力衰竭

Makdee O等[19]在對急診科急性心力衰竭患者研究發現，接受HFNC治療1h后，患者呼吸頻率由28.7次/min降低至21.8次/min，明顯改善患者呼吸困難程度，且不會提高患者住院率、住院時間、無創通氣比例、插管及死亡率。在一項回顧性分析研究中，Hyun等[15]人發現，使用HFNC能夠使80%以上急性心力衰竭的患者氧合改善，呼吸困難情況好轉，其原因可能與HFNC的PEEP效應有關，這與無創正壓通氣治療急性心力衰竭的原理一致，因此他們認為HFNC治療失敗的患者，無創正壓通氣治療可能是無效的。有意思的是Carratalá等[20]報道了5例初始無創正壓通氣治療失敗的患者，在使用HFNC后，患者氧合改善，且呼吸困難癥狀明顯好轉。上述兩個實驗結果，似乎預示著HFNC在治療急性心力衰竭的患者中，比無創正壓通氣更有優勢，但由于上述樣本量偏少，需要更大范圍的臨床實驗進行論證。

3.3 應用于COPD

這類患者由于慢性炎癥導致持續的氣流受限、死腔通氣增大、PEEPi的存在，無創正壓通氣能夠一定程度上緩解上述病理改變，故多年來應用于該類患者的治療且取得確切療效。但由于面罩的使用影響進食、排痰，且部分患者不能耐受面罩是導致無創正壓通氣治療失敗的部分原因。HFNC不但能減少生理死腔；通過類似PEEP效應抵消PEEPi，改善氣流受限減少呼吸功，還具備不影響患者進食，利于痰液引流，舒適性好的特點逐步應用于COPD患者。Braunlich等[21]對健康志愿者、肺纖維化患者和COPD患者使用HFNC后發現，COPD患者的潮氣量及分鐘潮氣量增加，且使用8h后患者毛細血管二氧化碳分壓降低，提示治療有效。唐藝菡[22]發現，患者使用HFNC舒適性明顯較無創正壓通氣好，且隨著HFNC治療時間的延長，患者的血二氧化碳分壓和氧飽和度逐漸改善。上述2個實驗提示HFNC可用于COPD患者急性加重期治療。HFNC還能減輕COPD穩定期患者的氣道炎癥，改善患者的肺功能和運動耐量，提升生活質量。研究提示與普通的長期家庭氧療相比，使用HFNC進行長期家庭氧療能明顯提高患者的運動耐量，睡眠期間應用HFNC，還能提高患者的肺泡通氣量[23,24]。

3.4 外科手術的術后患者

外科術后患者大約有8%患者入住重癥醫學科，其中大部分原因為脫機拔管后出現呼吸衰竭，部分患者還存在肺不張等并發癥[25]。在一項單中心的回顧性研究中，對126例重癥醫學科成人外科手術術后拔管患者進行統計分析，其中79例患者使用 HFNC，47例使用非重復吸氧面罩，HFNC組患者拔管后氧合指數為（313.49±33.93） mmHg,較 非 重 復 吸 氧 面 罩 組（298.15±34.36） mmHg高（P<0.05），再插管率 HFNC組患者vs非重復吸氧面罩組患者（3.80% vs. 17.02%,P<0.05）[26]。在一項對36例冠脈搭橋術后患者選擇不同氧療方式的療效評價的研究中，實驗組18例使用 HFNC,對照組18例使用無創正壓通氣，研究結果顯示實驗組 Brog呼吸困難評分低于對照組,改良 Kolcaba舒適狀況評分高于對照組。Shioji N等[27]發現，小兒心臟外科術后一旦診斷為急性呼吸衰竭，立即予以 HFNC治療，1小時內能明顯改善患兒的呼吸困難狀況，降低呼吸功。腹部手術患者常因膈肌損傷出現術后肺不張，拔管后如用無創正壓通氣序貫治療又容易讓觀者腹脹加重，難以忍受，Futier E等[28]研究顯示腹部手術拔管后早期予以HFNC序貫則既能降低呼吸功改善氧合，又能減少腹脹及肺不張的發生提高患者舒適性。

3.5 新型冠狀病毒肺炎

有創通氣和無創正壓通氣在使用過程中流程繁瑣，會造成較大的護理工作負擔，并且使用時還可能會產生飛沫和氣溶膠，造成疫情擴散，使用時需要更加警惕[29]。HFNC相比于無創正壓通氣和有創通氣，僅需在使用時為患者帶上口罩就能降低傳播風險，降低了護理工作負擔，減少了醫護職業暴露機會，廣泛應用于本次新冠肺炎疫情中[30]。一項回顧性研究表明，對重癥新冠肺炎患者應用HFNC治療1~2小時后，呼吸頻率明顯下降（26次/min vs. 23 次/min,P=0.03），且氧合指數＞200 mmHg時，HFNC治療成功率為100%，提示我們對于氧合指數200 mmHg的重癥新冠肺炎病人可首先選擇HFNC進行氧療，但需密切觀察，在1~2小時內評估是否需要氣管插管[31,32]。

綜上所述，隨著醫務工作者對疾病的病理生理學改變認識的加深，HFNC的應用范圍會逐步擴大，操作流程也會日趨規范。但不能夠只看到它操作簡便、易于護理、患者舒適性好的優點就盲目擴大適用范圍。對初始治療密切的觀察必不可少，對患者氧合指數、呼吸頻率、神志血壓的變化需要密切監測，必要時需立即氣管插管轉為有創通氣，切忌因此推遲插管時機。另外，HFNC在應用于合并高碳酸血癥性呼吸衰竭患者中仍缺乏高質量證據，需進一步研究。鼻導管直徑選擇目前仍沿用新生兒的標準，即選擇小于鼻孔直徑的50%的最大管徑，但成人患者的使用是否仍遵循該標準值的探討。HFNC的撤機標準目前并不明確，臨床醫師大多根據病情自行決斷，護理人員很少能夠參與撤機的過程，如存在撤機標準的量化指標，可加強醫護間合作，縮短上機時間。