改良動態ROX指數對急性呼吸衰竭患者HFNC治療失敗的預測價值

崔芳芳 張傳紅 傅元冬 繆冬冬

高流量鼻導管(high flow nasal cannula,HFNC)是急性呼吸衰竭患者常用的呼吸支持療法,但部分患者對此療效較差,仍需機械通氣治療[1]。延遲插管與較差的預后相關[2],因此早期識別HFNC失敗患者對臨床決策具有重要意義。ROX指數所需指標較少,床旁計算簡單,目前已廣泛用于預測肺炎合并呼吸衰竭患者HFNC治療過程的氣管插管風險,但其在非肺炎急性呼衰患者中還少有驗證。心率(heart rate,HR)和PaO2/FIO2等常見臨床變量也是HFNC失敗的影響因素,與單獨ROX指數相比,包含HR的改良ROX指數可更好預測HFNC的結果[3];與SpO2/FIO2相比,PaO2/FIO2可更有效地預測HFNC的預后[4]。此外,隨時間變化的指數可能比某個時間點的定值更具預測價值[5]。本研究旨在分析改良動態ROX指數對急性呼吸衰竭患者HFNC治療失敗的預測價值。

資料與方法

一、一般資料

本研究為回顧性研究,選取2021年3月至2023年3月收治的急性呼吸衰竭患者。納入標準:① 年齡>18歲。② 符合《成人經鼻高流量濕化氧療臨床規范應用專家共識》中使用HFNC治療的標準[6]。③ 符合指南中關于急性呼吸衰竭的診斷標準[7]。排除標準:① HFNC開始后2 h內需要緊急插管。② 無創通氣(non invasive ventilation,NIV)和HFNC循環治療者。③ 接受β-受體阻滯劑或激動劑等影響HR的藥物治療者。最終納入患者102例,HFNC成功66例,占64.71%;HFNC失敗36例,占35.29%,其中插管29例,占28.43%,NIV支持治療7例,占6.86%。本研究經醫院倫理委員會批準(JS20202381),所有患者及家屬均已簽署知情同意書。

二、試驗方法

收集患者人口學和臨床特征,包括性別、年齡、體重指數(body mass index,BMI)、合并癥和呼衰病因。計算序貫器官衰竭(sequential organ failure,SOFA)評分、急性生理功能和慢性健康狀況評分Ⅱ(acute physiology and chronic health evaluation,APACHE Ⅱ)和格拉斯哥昏迷評分(glasgow coma scale,GCS)。使用魚躍高流量呼吸濕化治療儀或邁瑞呼吸機(SV 300、SV350、SV 600)進行HFNC治療,流量設置為50～60 L/min,滴定FIO2達到SaO2≥92%,當FIO2穩定在30%～40%時,將HFNC降至30～40 L/min,如情況穩定,可在6～24 h內切換為標準氧療。HFNC的使用以及是否轉換為插管或NIV由經驗豐富的臨床醫生判斷決定。收集HFNC前和2 h時生命體征和血氣分析參數,包括呼吸頻率(respiratory rate,RR)、HR、二氧化碳分壓(PaCO2)、氧分壓(PaO2)和血氧飽和度(SpO2),計算PaO2/FIO2和SpO2/FIO2。

三、結果定義

HFNC成功定義為:①不需要轉換為插管或NIV。②HFNC開始后48 h內出院。③至少12 h內成功脫離HFNC。HFNC失敗定義為因呼吸原因在使用HFNC治療48 h內需要轉換為插管或NIV。ROX指數定義為SpO2/FIO2與RR的比值。改良ROX指數定義為PaO2/FIO2與RR×HR的比值×100。動態ROX和改良動態ROX定義為HFNC前ROX和改良ROX指數與HFNC 2 h ROX和改良ROX指數的差值[3]。

四、統計學分析

結 果

一、兩組一般資料比較

HFNC失敗組年齡和APACHE II評分高于HFNC成功組,差異有統計學意義(P<0.05),性別、BMI、SOFA和GCS評分、合并癥和呼衰病因兩組差異無統計學意義(P>0.05)(見表1)。

表1 兩組一般資料比較

二、兩組生命體征和血氣分析參數比較

HFNC前,兩組生命體征和血氣分析參數差異無統計學意義(P>0.05),HFNC 2 h時,HFNC成功組HR、RR和FiO2低于HFNC失敗組,SpO2、PaO2、PaCO2、SpO2/FIO2和PaO2/FIO2高于HFNC失敗組,差異有統計學意義(P<0.05)。HFNC成功組HFNC持續時間高于HFNC失敗組,差異有統計學意義(P<0.05)(見表2)。

三、兩組不同預測指數比較

HFNC成功組HFNC 2 h ROX和改良ROX,動態ROX和改良動態ROX指數均高于HFNC失敗組,差異有統計學意義(P<0.05),兩組HFNC前ROX和改良ROX指數差異無統計學意義(P>0.05)(見表3)。

表3 兩組不用預測指數比較

四、不同預測指數的AUC和臨界值

以HFNC治療結局為金標準,以急性呼吸衰竭患者為對象,分別以不同預測指數為檢驗變量,繪制ROC曲線,結果顯示,動態ROX、HFNC 2 h 改良ROX和改良動態ROX的AUC>0.7,具有良好的預測性能,改良動態ROX的AUC最高,為0.811(見表4)。

表4 不同預測指數的AUC和臨界值

五、HFNC失敗的多變量Cox分析

以HFNC 2 h ROX、動態ROX、HFNC 2 h 改良ROX和改良動態ROX(賦值:>臨界值=1,≤臨界值=0)為自變量,以HFNC失敗(賦值:是=1,否=0)為因變量進行Cox分析,方法為“向前:LR”,并對年齡、性別和APACHE II評分進行調整。結果顯示,動態ROX>0.97、HFNC 2 h 改良ROX>6.78和改良動態ROX>0.12與HFNC失敗風險降低顯著相關(見表5)。

表5 HFNC失敗的多變量Cox分析

討 論

急性呼吸衰竭是重癥監護病房的常見疾病,具有較高的死亡率。HFNC具有增加呼氣末肺容量,改善氧合和局部肺通氣,提高CO2移除等優勢,目前已廣泛應用于急性呼吸衰竭患者,與常規氧療相比,HFNC可降低急性呼吸衰竭患者的氣管插管率[8],然而,HFNC失敗可導致插管延遲和延長呼吸機使用時間,增加患者死亡率[9]。本研究中,HFNC失敗插管率為35.29%,與以往研究的13.0%～38.4%相似[10,11]。以往的研究表明,大多數HFNC失敗插管發生在開始后的10～24 h內,早期插管與更好的結局相關[10]。因此,預測HFNC失敗和確定氣管插管時機是HFNC治療的重要策略。

ROX指數是預測肺炎急性呼吸衰竭患者HFNC失敗的有效指標,有助于識別需要插管的高風險患者[12]。目前,人們對ROX指數是否可以通過結合其他臨床參數來進一步改善進行了不同的研究。一項回顧性研究表明,HFNC治療后8 h ROX指數>5.98,FiO2<0.59與急性低氧血癥呼吸衰竭患者機械通氣風險降低相關[13]。還有研究表明,與單獨使用ROX相比,結合HR的改良ROX指數>6.80時,急性低氧血癥呼吸衰竭患者HFNC 10 h插管風險降低[14]。在呼吸衰竭患者中,PaO2和FIO2是除HR和RR之外常見的生理參數。一項對1161例HFNC治療患者進行的大型多中心觀察性研究指出,超過85%的患者在HFNC治療前后都進行了血氣分析[15]。SpO2上限為100%,不能反映高PaO2條件下的氧氣惡化,一旦SpO2<90%且氧狀態波動較大,SpO2就有無法識別呼吸惡化的風險[16]。此外,在危重患者中,SpO2與PaO2間不是線性關系,氧-血紅蛋白解離曲線的移位會影響SpO2和PaO2的生理關系[17]。SpO2采用近紅外光監測,受體溫、酸堿狀態、低灌注、血紅蛋白等因素影響,與實際氧氣狀態存在差異[18]。一些研究認為,PaO2更能反映患者的真實氧合狀態[19,20]。因此,可利用PaO2/FIO2判斷HFNC的治療決策。

ROX指數是急性呼吸衰竭患者臨床狀況的靜態測量。本研究的動態指數包括HFNC開始前和開始后2 h的參數,具有更好的區分能力,單因素分析顯示,兩組HFNC前ROX及改良評分差異無統計學意義,說明在HFNC治療前進行指數的計算難以準確反映HFNC結局。HFNC成功組HFNC 2 h ROX,動態ROX,HFNC 2 h 改良ROX和改良動態ROX指數均高于HFNC失敗組,動態ROX和改良動態ROX的AUC分別為0.703和0.811,分別高于HFNC 2 h ROX和改良ROX的AUC,說明動態指數的預測能力優于靜態測量。此外,改良動態ROX的AUC最高,說明改良后的動態ROX指數優于原動態ROX指數,具有良好的預測效能,能夠早期區分患者,預測HFNC結局。將不同評分的臨界值帶入Cox回歸分析顯示,動態ROX>0.97、HFNC 2 h 改良ROX>6.78和改良動態ROX>0.12與HFNC失敗風險降低顯著相關。

本研究中預測HFNC成功的ROX臨界值與原始ROX研究不同,其他的不同研究也產生了不同的臨界值[14,15],可能與不同樣本中存在的不同病因以及疾病嚴重程度有關。本研究納入了不同病因的急性呼吸衰竭患者,將插管和NIV作為HFNC失敗的結果定義,拓寬了研究結果的適用性。此外,本研究使用電子病歷回顧性收集數據,未出現任何缺失數據,增加了結果的穩健性。本研究為回顧性研究,可能存在選擇偏倚的風險,結果應在更大的前瞻性研究中得到驗證。綜上所述,改良動態ROX指數可早期預測HFNC預后,改良動態ROX>0.12和HFNC 2 h 改良ROX>6.78在預測急性呼吸衰竭患者HFNC失敗風險方面表現良好。