加溫濕化高流量鼻導管通氣在慢性阻塞性肺疾病急性加重期的治療新進展

王作飛 孟 敏

（棗莊市市中區人民醫院呼吸內科，山東 棗莊 277100）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）簡稱為慢阻肺，屬于呼吸與危重癥醫學科（pulmonary and critical care medicine，PCCM）常見的一種慢性氣道疾病。COPD是一種異質性的肺部疾病，其特征是由于呼吸道異常（支氣管炎、毛細支氣管炎）和（或）肺泡（肺氣腫）引起的慢性呼吸道癥狀（包括呼吸困難、咳嗽、咳痰），導致持續的、反復惡化的氣流阻塞；慢性阻塞性肺疾病急性加重（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）是指COPD患者咳嗽、咳痰、呼吸困難、缺氧、二氧化碳潴留等癥狀的急性加重，是導致COPD患者住院及死亡的重要原因；患者需在疾病加重期治療的基礎上配合其他治療方法[1]。無創性正壓機械通氣（non-invasive positive pressure ventilation，NIPPV）作為一種常用的治療COPD的方法，可以大大提高COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者的肺功能和生活質量，減少氣管內插管、氣管切開率，降低平均住院日；在治療期間不需要執行切開氣管或氣管內插管等有創操作即可為患者提供呼吸支持，促進氧合與氣體交換，改善肺功能以及血氣指標。但經大量實踐證明，使用NIPPV治療時可引起嚴重腹脹、口鼻干燥、面罩壓迫等不良情況，患者依從性較差，大部分COPD患者不能耐受NIPPV治療。氣管內插管或氣管切開對接受有創呼吸機治療的AECOPD患者的氣道造成暫時或永久的損失，如引起氣道廓清能力的下降或氣道結構的改變，同時有創呼吸機也大大增加了院內感染發生風險，同時也給患者帶來巨大的經濟負擔。近幾年加溫濕化高流量鼻導管通氣（heated humidified high flow nasal cannula，HHHFNC）已經成為一種更有效、更適宜的無創呼吸支持模式，能夠把加溫、加濕的氣體以高流量的模式提供至患者的呼吸道內，可以為患者提供加溫、加濕且氧濃度精準調節的氣體，在改善患者二氧化碳潴留，提升患者的氧合指數以及提供氣道通氣功能的同時，還可以有效的改善患者氣道黏膜纖毛清除能力，可以大大提高改善患者咳痰困難的情況，可以促進患者氣道內黏稠的痰液稀釋，并利于痰液排出，從而改善氣道的廓清能力，能夠減少患者呼吸道感染的概率。流量高的氣體能夠在上呼吸道內產生氣道內正壓，一般是每10 L/min流量可提供1 cm H2O的氣道內壓力，并可通過調節氧氣的濃度來調整吸入氣體的氧濃度，高流量的氣體還能夠通過沖洗呼吸道殘存的二氧化碳來降低肺泡的生理性死腔。研究表明，HHHFNC能有效降低急性呼吸衰竭患者的病死率及再插管率[2]。Schwabbauer等[3]的關于HHHFNC與NIPPV應用于呼吸衰竭臨床療效一文中可以看到，在改善患者氧分壓方面NIPPV組比HHHFNC組存在一定的優勢，但是HFNC組與NIPPV組相比，HFNC組在改善呼吸困難和舒適度方面明顯優于NIPPV組，在改善二氧化碳分壓、酸堿度、呼吸頻率等呼吸相關參數方面，兩組差異無統計學意義。因此，在能夠保證患者正常氧合的情況下，應用HHHFNC治療AECOPD患者可作為一種替代NIPPV的有效方法。HHHFNC作為一種新型的氧療方式，具有氧濃度、氧流量、氧氣濕度可控、具有更好的治療舒適度等特點，現已經獲得了臨床醫護人員的廣泛關注，并在COPD、間質性肺疾病、肺纖維化、腦卒中、腦出血、心臟手術后、支氣管肺泡灌洗等領域中廣泛的使用，均取得了較為理想的效果[4-6]。本研究結合國內外文獻資料對HFNC在AECOPD患者中應用進展作如下綜述。

1 HFNC的定義

HFNC主要由以下4部分組成：①空氧混合器。負責調節氧濃度，目的是把有治療效果氧容積分數提供給患者。②流量傳感器。可以精準調控患者吸入的氣體流量，保證患者吸入的氧氣恒定，不被空氣稀釋。③加溫加濕系統。包括兩種：a.利用呼吸管路內螺旋的加熱導絲將伺服加熱器、加熱底盤及濕化罐串連起來，這樣可大大減少管路內的 “雨洗效應”，避免管路內的水分對患者造成不適感；b.利用一種三腔循環保護性的密封水管路圍繞在呼吸管路外周，應用專門的蒸汽筒將氣體加熱至設定的溫度，可以把通過設定溫度的水蒸汽抵達到呼吸道中。以上兩種裝備均可為患者提供恒定溫度和濕度的氣體[7]。④鼻氧管。目前臨床上常用的為儲氧式鼻氧管，可依據患者的雙側鼻孔直徑選擇S、M、L型號的鼻導管，選擇依據為＜1/2鼻孔內徑的最大型號，鼻氧管前端設計有根據人體力學的特殊弧度、斜面有柔軟端口，能夠提供適合治療方式的高流量氣體。使用過程中，可將加濕加溫至設定溫度、濕度的呼吸氣體經過上呼吸道輸送至呼吸道；因此HHHFNC具有舒適、有效、無創、安全的特點，獲得了越來越多患者以及醫護人員的認可[8]。

2 HHHFNC的臨床應用

2.1 提供精準、恒定的氧濃度 對于AECOPD患者來說，醫院或者家庭氧療是非常重要的。2023年慢性阻塞性肺疾病全球倡議（Global Initiative for Chronic Obstrutive Lung Disease，GOLD）指南和國內外關于COPD患者的治療文獻明確指出，當AECOPD患者血氧飽和度監測儀器監測到血氧飽和度（SpO2）＜88%時必須要提供氧療，以期維持SpO2在94%以上，如果患者合并有二氧化碳潴留或高碳酸血癥時，經高流量氧療治療至少2 h后，需要復查血氣分析，評估氧分壓及二氧化碳分壓狀況。同時需要密切檢測患者的生命體征變化，評估患者是否出現肺性腦病等嚴重并發癥[9-10]。近年來，國內外越來越多的醫療機構提倡根據處方進行精準的氧療，以期能夠降低不正確氧療造成的風險事件，如二氧化碳潴留進一步加重等。但實際臨床情況仍存在諸多風險。黃飛[11]在2014年選擇13個歐洲國家中的16 018例AECOPD住院患者，通過監測患者的血氧飽和度情況及氧療效果，結果證實，僅有85%的患者治療情況符合GOLD指南要求，患者經氧療治療后SpO2超90%；約10.1%的患者未實現規范化氧療要求。對氧療不達標的原因進行分析：當AECOPD患者吸入氧濃度（FiO2）過高、V/Q比例失調、霍爾登效應（Haldane效應）出現時均可導致二氧化碳潴留并引起高碳酸血癥及Ⅱ型呼吸衰竭，從而增加患者使用機械通氣的風險；患者依賴機械通氣的比率增高，呼吸機依賴相關并發癥增多，延長了患者康復周期，病情嚴重時可導致患者死亡。因此，呼吸科、重癥醫學科醫師著重強調將氧療作為一種藥物使用途徑，在治療期間不僅需控制輸出氧流量，還需注意觀察患者吸氣時間、吸氣流速及形態變化、呼吸頻率等情況，同時需要專業的呼吸科、呼吸治療師、重癥醫學科等醫師根據患者具體情況正確應用氧療。盧偉[12]通過試驗證實，應用HHHFNC提供比患者吸氣峰流量高許多的氣體流量，但是不影響COPD患者的呼吸頻率和潮氣量；從而確保了患者血氧濃度的恒定，這樣更有利于改善AECOPD患者的氧濃度，從而達到良好的氧療效果。

2.2 維持合適的氣道內壓力 COPD患者普遍以氣道氣流阻塞受限為特征，COPD患者合并Ⅱ型呼吸衰竭時出現的呼吸力學改變即為動態性肺過度充氣（dynamic hyperinflation，DH）、內源性呼氣末正壓（intrinsic positive end-expiratory pressure，PEEPi）。前者可導致肺動態順應性下降，可以使壓力-容積曲線趨于平直，因此需要機體提供比正常人群更大的呼吸力量才可吸入同等容積的氣體。但是內源性呼氣末正壓可使得肺內壓大于正常大氣壓，因此需要機體提供一個超過正常壓力的吸氣壓力，才可以克服PEEPi產生的輸入氣流，才能為患者提供更佳的可吸氣氣流，這也是COPD患者需要應用機械輔助呼吸支持的原因之一。NIPPV作為AECOPD合并Ⅱ型呼吸衰竭時最常用到的機械呼吸支持方式之一，是通過提供持續的氣道內正壓通氣來降低氣道內的阻力，同時減少呼吸肌做功，增加肺泡通氣量。但是因NIPPV需要使用口鼻罩，患者依從性差等原因，不被很多患者所接受。HHHFNC可持續輸出10～60 L/min的高流量氣體，1 cm H2O水柱的氣道正壓。有學者使用40 L/min的高流量通氣量實施氧療，通過觀察健康人群的鼻咽部壓力-時間曲線變化得出壓力呈波浪式改變的結論。因此，相較于NIPPV，HHHFNC在改善氧合、通氣方面有所差異，其產生的波動式氣道內正壓可使塌陷的肺泡復張。楊建華等[13]對20例心臟術后患者進行了HHHFNC治療后，發現與低流量氧療相比較，HHHFNC可提高氣道壓力2～6 cm H2O，呼氣末肺阻抗明顯減少，呼吸頻率減少，證實呼氣末肺容量與氣道壓力之間呈正相關。因此，在使用HFNC治療AECOPD患者時，可實現復張肺泡、改善通氣氧合的治療目的，從而可以改善患者的血氧水平，降低二氧化碳潴留[14]。

2.3 減少上呼吸道內無效腔，提高肺泡內有效的通氣量，降低二氧化碳潴留 AECOPD患者以呼吸道癥狀進行性加重為主要表現，表現為呼吸困難、咳嗽、咳痰等，致病因素復雜。如病毒感染、細菌感染、大氣污染、大氣氣壓降低、環境溫度降低等外界因素都可引起氣道收縮、炎性分泌物增多等，進一步科造成氣道氣流受限進一步加重，引起氣道痙攣加重，從而使肺部生理無效腔增大，有效肺泡通氣量降低[15]。HFNC通過持續為COPD患者提供恒定氧濃度的高流量氣體，可以通過沖刷殘留在上呼吸道內的殘余氣體，進而減少解剖死腔及二氧化碳重吸收，提升呼吸效率，增大肺泡有效通氣量，改善血氣分析指標。李淑靜等[16]選取54例AECOPD患者對流量相關性進行對比，均給予HFNC治療，結果發現，與20 L/min通氣流量相比，使用30 L/min以上的高通氣流量治療時，患者PaCO2更低，每分鐘通氣量與二氧化碳分壓降低比值呈正比。由此可以看出，應用HFNC治療有助于改善AECOPD患者血氣分析指標，可減少機械通氣誘導的病情加重。

2.4 改善呼吸道溫度和濕度，增加患者舒適度 人體上呼吸道重要的生理功能是把吸入鼻腔的空氣溫度加溫至37 ℃左右、相對濕度到100%，這一條件會讓人感覺到最舒適，同時能夠最大程度的減少呼吸代謝功，也可以改善常規鼻導管氧療帶來的鼻腔干燥、鼻黏膜遇冷后流涕、鼻黏膜裂傷等不適。HFNC治療可完全滿足上述生理功能需求，經HHHFNC溫濕化處理后的輸出氧氣可達到溫度36～37 ℃，相對濕度100%，降低呼吸代謝負荷。當呼吸循環中利用了未經溫濕化的氣體時，易引發諸多不良反應，如普通的氧氣面罩吸入干冷氣體時可導致患者面部不適、眼睛干澀、鼻部壓傷等，導致患者耐受差，不利于患者進行氧療；但目前使用的HFNC能夠給患者提供接近人體內部的溫度及濕度的氣體，通過完全模擬健康人體肺部濕度與溫度環境，減輕了患者的不適感，提高其對于通氣治療的耐受性。黃述娣[17]對HHHFNC與泡沫加濕器進行了對照研究，結果發現，泡沫增濕器組會給患者帶來更多的不適，是因為泡沫加濕器無法給患者提供適宜人體的濕度；而HFNC組則可通過加溫、加濕處理極大地改善了患者口鼻咽干燥癥狀。

2.5 與無創/有創通氣合理配合治療 臨床上仍以NIPPV（包括：雙水平正壓通氣模式和平均體積保證壓力支持模式）作為AECOPD患者的主要無創機械通氣支持模式，可明顯提高患者救治成功率，同時可減少各種呼吸衰竭的患者氣管內插管的風險[18]。對于輕、中度呼吸性酸中毒（pH在7.25～7.35）合并低氧血癥的AECOPD患者來說，在短期內應用NIPPV治療可取得顯著的整體療效，期間間斷脫離NIPPV，配合人工或機械排痰、霧化吸入藥物等操作。如果患者出現腹脹、痰液較多、面罩漏風較大等情況時，可嘗試應用HHHFNC進行呼吸支持治療，氧流量可調為40～50 L/min，氧濃度調為35%以下；當患者pH≥7.35且大部分呼吸困難表現可控時，可交替使用NIPPV及HHHFNC或由HHHFNC代替NIPPV通氣。盧健聰等[19]對HHHFNC、NIPPV在急性呼吸衰竭患者中的應用效果開展分析，結果證實，患者氧分壓初始中位為83 mm Hg，應用HHHFNC、NIPPV治療后，提升分別可達到108 mm Hg、125 mm Hg。但需注意的是，選擇HHHFNC治療的AECOPD患者耐受性更好，耐受周期更長。此外，在NIPPV間斷治療時可選擇HHHFNC呼吸支持，防止氧合降低[20]。

綜上所述，經過大量的實踐證明，HHHFNC是一種能夠為COPD患者提供精準呼吸支持的方式之一。與低流量鼻導管吸氧相比，HHHFNC可以提供精準、恒定的氧濃度，減少解剖死腔，保持氣道正壓，改善患者呼吸困難等癥狀，患者接受程度高。如果患者在2 h內缺氧、二氧化碳潴留情況沒有改善，則需要重新評估，必要時需要更改為無創呼吸機輔助通氣或氣管內插管呼吸機輔助通氣。