加温加湿经鼻高流量氧疗--呼吸衰竭治疗的新技术
图文讲解
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本文原载于《中华医学杂志》2017年第5期
氧疗是治疗低氧血症性呼吸衰竭的一线治疗手段，普通氧疗很难满足呼吸衰竭病人对高流量、高浓度氧气的需求。由于不能提供很好的温化、湿化，普通氧疗常导致气道黏膜功能受损等。无创正压通气(non-invasive ventilation, NIV)可以减少了有创机械通气的应用，避免了气管插管及有创机械通气的相关并发症。但NIV对面罩的密闭性及对病人的配合度要求较高，且舒适度差，病人易产生不耐受。近年来，经鼻高流量氧疗(high-flow nasal cannula oxygenation, HFNCO)受到了关注。HFNCO是一种加温加湿的高流量氧疗方法，来自空氧混合器、呼吸机或涡轮驱动装置的高流量气体，通过一个主动加温加湿器和一个单根的加温管路进行加温加湿。该装置输送的气体流量最高可达60 L/min，氧浓度最高可达100%，当给予高于病人自身吸气峰流量的气体时，可以保证吸入的氧浓度不依赖于病人的吸气流量而变化，使提供的氧浓度精确并稳定。
一、经鼻高流量氧疗的益处及可能机制
1．舒适性及耐受性：
传统的氧疗方法提供的是未经湿化或湿化不足的气体，导致上气道干燥、疼痛、鼻腔出血、痰痂形成，增加了病人的不适感。所提供的氧气流量越高，这种现象越明显，当经面罩给氧流量达到15 L/min时，病人的耐受性明显降低。Roca等[1]研究发现，与气泡式加湿面罩给氧相比，HFNCO可以提高总体的舒适性、降低呼吸困难评分，减少口腔的干燥感。在HFNCO与常规氧疗比较时，同样可以提高病人吸氧的舒适性与耐受性。
2．分泌物的清除及减少呼吸的代谢消耗
呼吸窘迫和呼吸衰竭时清除分泌物需要做相当的努力，可能导致呼吸肌疲劳，进而加重呼吸衰竭。分泌物中的含水量影响分泌物的粘性，在分泌物的运送中起着非常重要的作用。呼吸干性的气体使气道上皮细胞干燥、损伤，改变了分泌物的特征。适当的湿化可以保护并优化黏膜功能，有利于气体交换，减少呼吸的代谢消耗，维护宿主的防御功能。对气体的加温加湿不仅提高舒适度，还可避免因吸入干、冷气体所诱发的支气管痉挛的发生。由于HFNCO可以使吸入气体加温加湿(加温到37 ℃，100%湿化)，保证黏膜功能的完整，使分泌物清除更容易，减少肺不张的风险，改善通气/血流比及氧合，减少了呼吸做功。
3．保证提供的吸入气中的氧浓度分数(FiO2)更高、更稳定：
使用常规氧疗装置，氧流量通常<15 L/min，而呼吸衰竭病人吸气流量变化很大，可以从30 L/min到100 L/min，病人的吸气流量与提供的流量之间的差别很大，导致空气混入，引起FiO2的变化并且低于预期水平。在静息状态下应用HFNCO，当流量超过30 L/min时，测得的FiO2与实际设定的FiO2一致[2]。HFNCO通过提供高于病人自主呼吸的吸气峰流量，可减少空气的吸入，保证了吸入氧浓度更高、更稳定。
4．减少解剖死腔：
持续冲洗出上气道中CO2的能力是HFNCO的另一个优点。冲洗鼻咽腔，减少解剖死腔，使呼吸的努力更有效。应用HFNCO后呼吸频率下降，但PaCO2和潮气量保持相对恒定，死腔减少。与常规的氧疗比较，HFNCO的这些作用可以改善通气和氧合的效率。
5．呼气终末正压通气效应：
HFNCO可以明显升高鼻咽部或食管的压力，水平近似于鼻持续正压通气(CPAP)。但由于有漏气的情况，压力水平会不断变化。HFNCO也可以在成人的咽部产生正压。这种气道压力与应用的流量有一个线性的关系，并且口腔闭合时的压力明显高于开放时的压力。HFNCO可以抵抗呼气阻力在鼻咽部产生正压，虽然与密闭系统相比压力较低，但足以达到增加肺容积或复张塌陷肺泡的效果。
高流量湿化治疗仪
二、经鼻高流量氧疗在临床的应用
1．用于低氧血症性呼吸衰竭：
HFNCO的主要适应证是低氧血症性呼吸衰竭。Roca等[1]比较了呼吸衰竭病人应用HFNCO与常规高流量面罩结合鼻导管的氧疗方法。应用HFNCO时的舒适度、耐受性及氧合指标均好于应用常规高流量面罩结合鼻导管治疗的方法。Frat等[6]最近发表的FLORALI多中心随机对照试验(RCT)研究进一步证实了HFNCO可以使各种程度的低氧血症性呼吸衰竭病人受益。该研究纳入了呼吸衰竭病人310例，随机分为HFNCO组(加温加湿，流量50 L/min)、标准氧疗组(应用非重复吸入面罩)及NIV组。结果显示，气管插管率在HFNCO组、标准氧疗组及NIV组分别是38%、47%及50%(P＝0.18)，但对入组时PaO2/FiO2≤200 mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa)病人的亚组分析显示，HFNCO组病人的气管插管率明显低于标准氧疗组及NIV组(分别为35%，53%及55%，P＝0.009)。3组病人的重症医学科(ICU)病死率及90 d病死率差异均有统计学意义，ICU病死率分别为11%、18%及27%(P＝0.047)，90 d的病死率分别为13%、22%及31%(P＝0.02)。28 d无呼吸机日比较，HFNCO组明显高于其他两组。据此结果，可以认为HFNCO能够防止一些严重低氧血症病人的气管插管，其病死率的明显降低也说明HFNCO用于低氧血症性呼吸衰竭的效果强于标准氧疗及NIV。
2．用于气管插管拔管后：
脱机拔管失败导致再插管是ICU病人及外科术后病人常见的问题，拔管后呼吸衰竭并需要再插管的病人占计划拔管病人的10%～20%，这些病人的ICU停留时间及住院时间明显延长，呼吸机相关性肺炎的发生率明显增加，病死率明显增加。即使拔管前对病人的情况(如中枢神经系统、周围神经及肌肉系统、气道分泌物情况、咳痰能力及气道阻塞等)做充分的评估，仍存在一定的拔管失败率，主要与肺不张、痰液阻塞、心功能不全以及对普通高流量氧疗的耐受性差等因素有关。
2000年的国际共识性会议提出了NIV可以用于预防拔管后的呼吸衰竭，减少再插管率，改善预后[7]。近年来，有不少成功应用HFNCO来预防或治疗拔管失败的报告。Maggiore等[8]在最近完成的一项针对中度低氧血症病人拔管后治疗的RCT研究中，比较了HFNCO与普通氧气面罩的效果。结果显示，与普通氧气面罩比较，HFNCO明显改善了氧合，降低了二氧化碳分压(PaCO2)及呼吸频率，改善了病人的不适感。HFNCO与普通氧气面罩比较，对NIV的需求明显减少(3.8%比15.4%)，气管插管率明显降低(3.8%比21.2%)。
麻醉及肌松后24～28 h内易发生肺不张，即使术前肺的情况是健康的。外科术后病人低氧血症的发生率比较高，心胸外科术后病人的低氧血症发生率更高。当低流量氧无法满足需要时，NIV常用于这类病人的支持。近年有将HFNCO用于术后低氧血症病人的治疗报道。Stephan等[9]报道了一个多中心、随机、非劣效性的研究结果，结果显示，HFNCO治疗效果与BiPAP相当，治疗失败率在HFNCO组为21%(87/414)，在BiPAP组为21.9%(91/416)，两组的ICU病死率差异无统计学意义(HFNCO组28，6.8%；BiPAP组23，5.5%，P＝0.66)。24 h皮肤破损率BiPAP组明显高于HFNCO组(10%对3%; P<0.001)。
3．用于气管插管及支气管镜检查及操作：
气管插管是ICU中用于急性呼吸衰竭救治的常规操作项目，气管插管时经常发生危险情况甚至死亡。气管插管严重并发症的发生率可达30%，最严重的并发症是SpO2降至80%以下的严重低氧血症[10]。气管插管前的充分氧合可以使低氧延迟发生，这对病人是非常重要的。目前通常建议使用的是带储氧气囊的高流量氧气面罩。但对于重症病人，尤其是严重的急性呼吸衰竭病人，由于病人疾病的不稳定性，插管前的氧合效果较差，使得病人更易发生SpO2的下降。一项单中心前后对照研究[11]，比较了无重复吸入气囊面罩与HFNCO在气管插管中的应用。研究包括101例因各种原因行气管插管的病人(严重低氧血症除外)，结果显示，HFNCO组的预充氧最低SpO2是100%，面罩组的预充氧最低SpO2是94%，(P<0.000 1)；气管插管中低氧事件(SpO2<80%)的发生HFNCO组明显低于面罩组(2%比14%，P＝0.03)。而在另一项研究中[12]并未看到HFNCO如此的优势，这项研究观察了150例危重病人，比较使用喉镜时加用HFNCO与不加HFNCO组的疗效。两组的最低SpO2没有显著性差别(HFNCO组92%，面罩组90%，P＝0.16)；两组发生SpO2<90%及SpO2<80%的事件差异无统计学意义。
气管镜检查可以因多种机制改变肺的通气和气体交换，加重通气/血流比例失调，增加氧耗[13]。支气管镜占据了约10%的主气管横截面，即使在吸入低流量氧气的情况下，也可以导致PaO2下降达基础值的10%～30%[14]。当病人存在低氧血症的情况下，支气管镜检查相关的风险(尤其是肺泡灌洗时)明显增加。很多研究证实CPAP及NIV可以很好地防止这些风险的发生[15]。鉴于HFNCO具备很好的纠正低氧血症的功能，因此，从理论上推测，HFNCO应该能够用于防止支气管镜操作过程中严重低氧血症的发生。Lucangelo等[16]通过临床研究，验证了这个结果。该研究纳入了45例接受支气管镜检查及肺泡灌洗术的病人，操作过程中的氧疗分别通过下述方法给予：文丘里面罩40 L/min组(n＝15)、HFNCO 40 L/min组(n＝15)及HFNCO 60 L/min组(n＝15)。结果发现，HFNCO 60 L/min组病人的PaO2, PaO2/FiO2,以及SpO2均好于文丘里面罩组及HFNCO 40 L/min组，后两组间差异无统计学意义。
4．其他：
对拒绝接受气管插管(DNI)的呼吸衰竭病人，HFNCO应是除NIV之外的一个不错的选择，且由于HFNCO比NIV在舒适性、方便性方面更佳，使得这些病人对HFNCO的耐受性可能好于NIV。
呼吸衰竭合并有痴呆及谵妄的病人，尤其是老年病人，对NIV的耐受性较差或不耐受，必然导致有创机械通气的增加及一系列相关并发症的增多，由此引发不良的预后。鉴于HFNCO的安全、舒适、耐受性好等优点，HFNCO应该更适于这类危重病人的救治。Okuda等[17]报道了应用HFNCO成功救治1例慢性阻塞性肺疾病急性加重、CO2麻醉、合并痴呆及谵妄、不耐受NIV治疗的72岁女性病例。Calvano等[18]也报道了1例92岁女性，多叶肺炎、严重低氧血症伴痴呆及瞻妄，由于病人不能耐受任何鼻罩及面罩，导致改善氧合的治疗无法实施。尝试应用HFNCO后，病人耐受好，呼吸困难及氧合指标有了明显的改善。
HFNCO应用于慢性阻塞性肺疾病急性发作伴Ⅱ型呼吸衰竭病人的证据，目前尚缺乏有价值的临床研究。一项针对稳定期COPD伴高碳酸血症病人进行的研究发现[19]，HFNCO与NIV均能降低这些病人的PCO2水平(自主呼吸53.7 mmHg，HFNCO 45.5 mmHg，NIV 46.4 mmHg，P<0.05)，但HFNCO与NIV之间未见有明显差别。在另一项针对伴有高碳酸血症的慢性阻塞性肺疾病(COPD)及特发性肺纤维化病人(IPF)的研究中发现，应用HFNCO后，PCO2、呼吸频率及分钟通气量均有明显下降，但病例数较少[20]。
HFNCO是一种高效安全、使用方便的新的无创呼吸治疗方法，较其他氧疗方法舒适，改善低氧血症的效果更好。与NIV比较，更易为病人所耐受。适用于急性中重度低氧血症性呼吸衰竭、脱机后的序贯治疗、某些经气道的检查及操作过程的支持及保障。在一定程度上，可减少无创及有创机械通气的应用。针对HFNCO在高碳酸血症性呼吸衰竭病人的应用，目前的证据尚不充分，有待于进一步的临床验证。目前HFNCO已开始被临床广泛接受用于呼吸衰竭病人的生命支持，并看到了病人预后得到改善的可喜结果，解决了一些重要的临床问题，有着非常重要的临床意义及很好的应用前景。但HFNCO所能提供的压力水平较低，且不稳定，如病人应用HFNCO后呼吸困难及低氧血症仍无改善或出现PCO2明显升高，应及时改为NIV或有创机械通气治疗以免延误病人的救治。（参考文献略）
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病人使用斯百瑞OH系列高流量湿化治疗仪
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