高流量氧疗湿化技术在心脏术后低氧血症患者氧疗中的应用

高 玲，皮红英，徐文红，张翠娟，唐锋媚

术后低氧血症是心胸手术的常见并发症之一，术后低氧血症一旦发生，常常需要再次机械通气，而人工气道的建立使得患者发生呼吸机相关性肺炎的机会增加，导致住院时间延长，住院费用增加，病死率可高达25%～50%［1－2］。 鼻导管、面罩吸氧以及无创呼吸机辅助通气是成人低氧血症时常用的氧疗方式。鼻导管、面罩吸氧虽然使用方便，但是因其所能提供的最大氧流量有限、没有足够的湿化和温化、部分患者不能长时间耐受等原因［3］，在临床上对于低氧血症患者不能起到很好的治疗效果。无创正压通气虽然通气效果较好［4］，但舒适度差，患者往往难以耐受，导致治疗不顺利，影响治疗效果。近年来，一种新型的氧疗方式逐渐受到关注，即经鼻高流量氧气湿化治疗（heated humidified high flow nasal can⁃nula oxygen therapy，HFNC）。 它具有以下特点：①可提供最高达60 L／min的气体流量；②通过空氧混合器提供精确的21%～100%的氧浓度；③提供37℃及相对湿度100%的气体。该技术于2000年应用于临床，在国外应用广泛，国内报道在新生儿及儿童患者中有一些应用研究，但在成人患者中应用效果尚不明确，相关研究较少。本研究旨在将高流量吸氧技术应用于体外循环下开胸心脏手术拔管后低氧血症患者的氧疗中，探讨应用效果。

1 资料与方法

1．1 研究对象 对象为2016年1月至2017年6月于本院行全麻开胸心脏手术，并且术后拔出气管插管后发生低氧血症的患者，全部签署知情同意书。纳入标准：①年龄≥18岁；②接受体外循环下胸骨正中开胸术式；③拔除气管插管后自主呼吸频率（respiratory rate，RR） ≥25 次 ／min，氧合指数（PaO2／FiO2）≤300 mm Hg；④知情同意。 排除标准：①鼻中隔缺损；②躁动或不能配合者；③术中胸膜破损的患者。根据纳入和排除标准，最终43例患者纳入研究。

1．2 方法 采用随机对照研究。术后发生低氧血症的患者按照随机数字表法被随机分配到观察组和对照组。观察组患者（n＝22）接受高流量氧疗，对照组患者（n＝21）采用鼻导管和（或）面罩的传统氧疗方式。HFNC装置由三部分组成：空氧混合装置，用来调节氧气浓度和混合气体的流量，可以提供准确的气体流量（0～60 L／min）和精确的氧浓度（21% ～100%）；加温加湿装置，是由一个加热底盘和湿化罐连接1根带有加热导丝的管道组成；储氧式鼻塞，其尖端设计成软的斜面型出口以提高舒适性。HFNC装置的使用方法为选择合适的储氧式鼻塞以及管路，连接管路到湿化器，将空氧混合器与加湿器用管路连接，加湿器内加入灭菌注射用水，打开加湿器，调节温度至37℃，调节空氧混合器，调节患者所需要的氧浓度及氧流量，最后连接患者。本试验中HFNC装置参数的设置参考国外相关研究及患者的耐受性来决定。其中气体加热温度设置为接近于人体温度37℃，相对湿度设置为≥90%，氧浓度通过空氧混合比例来调节，范围控制在30%～90%，混合气体流量为 30～50 L／min，初始流量设置为 30 L／min，可根据患者氧合情况和耐受性进行调节，保证患者动脉血氧饱和度≥92%。使用鼻导管和面罩吸氧时同样根据患者氧合和耐受情况进行参数调节，其中氧流量最大可调节至10 L／min，无法调节湿度和温度。

1．3 观察指标 观察和记录患者在使用氧疗前和使用后2 h、6 h、24 h血气相关指标：动脉血氧分压（PaO2）、二氧化碳分压（PaCO2）、氧饱和度（SpO2）、RR、心率（heart rate，HR）以及治疗失败事件。血气相关指标由临床责任护士定时从患者留置的动脉测压管中采集动脉血标本，通过罗氏血气分析仪进行检测得到血气分析结果；RR和HR通过监护仪同步监测并实时记录。治疗失败事件是指拔管后72 h内患者发生二次气管插管、更改治疗方式（接受无创呼吸机辅助通气）或死亡。拔管后患者再次气管插管的指征［5］：①呼吸骤停或心脏骤停；②由于意识丧失导致呼吸暂停；③镇静药不足以控制的精神躁动；④清理呼吸道分泌物持续无效；⑤HR＜50次／min且反应迟钝；⑥严重的血流动力学不稳定，对于容量补充或血管活性药物不敏感；⑦持续的拔管后呼吸衰竭；⑧非呼吸系统原因引起的呼吸衰竭，如急诊手术、意识模糊。由HFNC或传统氧疗改为无创呼吸机辅助呼吸的指征是患者出现持续性的呼吸困难或低氧血症不能缓解，或者动脉血气PaCO2≥55 mm Hg。

1．4 统计学分析 使用SPSS 19．0进行统计学分析，数据以均数±标准差（±s）表示，计量资料采用独立样本t检验，计数资料采用X2检验。P＜0．05为差异有统计学意义。

2 结 果

2．1 一般资料的比较 两组患者年龄、性别、吸烟史、既往呼吸疾病、手术方式、机械通气时间、使用前呼吸相关指标等一般资料比较差异无统计学意义（P＞0．05），具有可比性。 见表 1。

2．2 两组患者治疗效果比较 使用HFNC 2 h和6 h后观察组患者的RR小于对照组，SpO2高于对照组，差异有统计学意义（P＜0．05）；使用后 2 h、6 h、24 h后两组患者PaO2、PaCO2、HR比较差异无统计学意义（P＞0．05）。两组治疗失败事件方面，观察组患者有2例二次气管插管、5例改为无创正压通气、2例死亡；对照组有3例二次气管插管、6例改为无创正压通气、2例死亡，两组比较差异无统计学意义（P＞0．05）。 见表2。

表1 两组患者一般资料比较

表2 两组患者使用后效果比较

3 讨 论

本研究表明，HFNC技术在改善心脏术后低氧血症患者呼吸功能参数方面具有一定效果。从结果可以看到，在HFNC开始后2 h和6 h观察组患者的RR低于对照组，SpO2高于对照组，差异有统计学意义（P＜0．05）；两组患者动脉血气 PaO2、PaCO2、HR比较差异无统计学意义（P＞0．05）。可见，HFNC技术在改善开胸心脏术后低氧血症患者RR和SpO2方面效果显著。Sztrymf等［6］将这一技术应用于急性呼衰患者的氧合改善方面，得到相似的研究结果。通常，拔出气管插管后患者常用的氧疗方式有鼻导管、面罩吸氧及无创正压通气。有研究分别对比了HFNC与面罩吸氧、HFNC与无创正压通气的应用效果［7－8］，发现在相同氧浓度时，采用 HFNC 技术为拔管后患者氧疗可产生更好的氧合效果，同时还能使患者更加舒适、减少其血氧去饱和及供氧接口的更换频率；并且，对于存在呼吸衰竭或有呼衰高危因素的心胸外科术后患者，HFNC相比于间歇无创正压通气，并不增加治疗失败率。可见，HFNC技术在心脏术后患者的氧疗方面具有很好的应用前景。

成人患者的HFNC技术在国外得到较广泛应用，但在国内主要应用于小儿呼吸管理［9－10］。 有部分学者探讨了其作用机制，主要有以下4点：①有效的呼吸支持。由于该技术可提供最高达 60 L／min的气体流量和精确的氧浓度，其输出的气体流量高于患者的最大吸气峰流量，可清除上气道呼出气体，减少重复吸入高二氧化碳和低氧气浓度的气体并降低呼吸功，增加肺泡通气［11］。②足够的气道湿化和温化。HFNC可提供37℃、100%相对湿度的气体，减少了热量和水分的丢失，保护黏液纤毛转运系统功能的完好，维持气道通畅和较小的气流阻力［12］。③舒适性良好。由于HFNC技术提供的是一个开放的、无需封闭的系统，再加上足够的湿化、温化机制及硅胶鼻导管的设计，确保舒适地输送高流量的气体，患者在使用时舒适性和依从性很好［13］，也保证了治疗的有效进行。④产生呼气末正压。曹芬［14］报道呼气末正压通气可以减少心脏术后机械通气时间。有学者测定了使用HFNC技术的患者鼻咽部的压力，发现患者呼吸过程中鼻咽部会产生呼气末正压，并且压力与气体流量成正比［15］。这可能是患者受益的原理之一，也解释了该项技术为什么最早应用于心脏外科患者的原因。

HFNC技术虽然具有一定优势，但在降低二次插管率和病死率方面效果尚不明确。尽管HFNC技术具有较显著的作用优势，但本研究中，在治疗失败事件方面，观察组与对照组在再次气管插管、无创正压通气及死亡发生率方面的比较差异无统计学意义（P＞0．05），这可能是由于低氧血症病因多样性导致。从国外文献研究来看，HFNC是否能降低患者二次插管率和病死率方面结论尚不一致［16］。Kang等［17］回顾性分析了175例使用HFNC失败的患者，发现在呼吸衰竭患者中应用HFNC技术还可能会延迟插管时机并恶化临床结局，但是还需要前瞻性的随机对照研究证实。可见，正确把握HFNC技术的使用指征非常重要，这可能也成为今后研究的重点。

本研究尝试将HFNC技术应用于国内心脏术后拔出气管插管后低氧血症患者的氧疗中，发现其在改善体外循环下开胸心脏术后低氧血症患者呼吸功能参数方面效果良好，但是否能降低再次插管率和病死率尚不明确，还需大样本随机对照研究证实。