经鼻高流量湿化氧疗在呼吸衰竭患者拔管后应用进展

2020-02-28方国强徐思成田雅洁

临床肺科杂志 2020年8期

方国强徐思成田雅洁

呼吸支持是呼吸衰竭的主要治疗方法之一，目前呼吸支持主要包括：鼻导管吸氧、面罩吸氧、无创正压通气等，但均存在一些弊端，主要包括:加温、加湿不足、氧气流量不稳定、氧气浓度不足、压疮、呼吸机相关性肺炎等。近年来，HFNC(经鼻高流量湿化氧疗)作为一种新型的氧疗方法，因其良好的加温加湿功能，稳定的吸氧浓度和正压通气模式下的氧疗法相似而广泛应用于呼吸支持。它最早被应用于小儿呼吸衰竭，目前已逐渐应用于各个领域的呼吸支持中，并得到了良好的疗效。

据报道，在重症监护病房(ICU)大约有60%的患者因呼吸衰竭必须接受气管插管和机械通气(MV)[1]。尽管呼吸支持较完整，但往往因机械通气时间较长，拔管失败的发生率较高。拔管失败或推迟撤机可能增加呼吸机相关肺炎(Ventilator-associated pneumonia, VAP)等风险，从而延长ICU住院时间并导致患者病死率上升。早期撤机一直是临床研究重点，目前有创-无创序贯已在国际上得到了广泛认可，但无创正压通气仍然存在一定弊端，如被发现与许多潜在的危害相关，包括面部压疮，眼睛刺激，患者不耐受以及胃胀气等[2]，这在一定程度上限制了NIPPV的一般应用，并导致25%的患者低氧血症性呼吸衰竭。因此，NIPPV的局限性不断吸引着临床医师和研究人员，以探索在呼吸衰竭患者拔管后的一种新型供氧呼吸支持设备，从而改善患者病情预后及减少相应并发症。

尽管研究发现，HFNC在早期撤机后预防呼吸衰竭及再插管率上优于传统氧疗方式，但是是否优于无创正压通气尚有待考证，故现就HFNC在呼吸衰竭患者拔管后应用进展作一综述。

HFNC基本概念

HFNC是一种近几年引入国内的新型便于操作、非侵入性的供氧装置，它是由一个氧气源、一个高流量发生器、一个活跃的空气增湿和加热系统以及一个鼻腔接口组成。由于其特殊的组成，与传统的供氧装置相比显示出几个优点，HFNC可以提供的温度类似于人体体温，吸入气体流量在8到80L/min范围之间。[3]上述功能在HFNC治疗期间，可以为呼吸衰竭患者提供积极加温加湿功能，有利于上呼吸道支气管生理性的粘液纤毛清除和气管内分泌物的流动性，使患者能够耐受更高的氧流量。此外，还可通过最大限度地减少解剖无效腔，使得FiO2值更加稳定和可靠。一些研究表明，HFNC产生的高流量气体通过对上呼吸道的冲刷作用，从而减少了气道内二氧化碳重吸收。[4]这些作用可极大降低患者呼吸频率、减少呼吸肌做功，防止呼吸机疲劳，有效的提高患者PaO2、降低PaCO2等作用。对于NIPPV，HFNC主要显示出以下优点，HFNC是一个与鼻孔适配的鼻插管，从而避免了面罩等其他支撑物带来的缺点和不适,这主要归功于HFNC可允许患者进食与照顾者沟通联系。此外，通过使用HFNC可以避免皮肤溃疡、面部压疮的发生，并且鼻管可以应用于幽闭恐惧症患者或不能耐受面罩的患者，如面部创伤等。

HFNC作用机制

一、持续正道气压(Continuous Positive Airway Pressure，CPAP)效应

当HFNC在输出的气体流量远大于患者最大吸气流速时，便可产生一定程度类似CPAP效应，Groves, N. & Tobin, A[5]等对ICU中8名患者使用HFNC研究发现，HFNC治疗效果与其产生的呼气正压有关，并且气道正压在很大程度上取决于流量、性别，尤其与嘴的闭合情况相关，尽管身高、体重似乎也是相关的，但相关性不大。产生的呼气正压可能对呼吸衰竭有许多好处，包括改善氧合，提高氧分压及氧合指数，降低气道阻力，减少呼吸肌功。在一项对新生儿使用HFNC的研究表明，当输入的气体流量在3/4/5L/min的情况下，气道末压力为1～2 cmH2O[6]。在成人中也已证实，在输入氧气流量为36L/min时，气管压力随流量的增加而增加，其中1例患者的PEEP为2.5～3 cmH2O[7]。在这些研究中，我们发现HFNC不仅可以增加吸入FiO2，还可能使患者受益。为此HFNC所产生的CPAP效应可为呼吸衰竭患者提供一个良好的生理基础。

二、减少二氧化碳(CO2)重吸收和解剖死腔

因HFNC能产生依赖性CPAP和较大流量，不仅可为患者提供充足氧气，且有上气道冲刷作用，有利于促进肺泡内O2和CO2的交换，能够持续清除CO2[4]。Moller等[8]用上呼吸道模型研究表明，HFNC可输入大量气体持续上呼吸道解剖无效腔，减小无效腔，使鼻腔富含氧气，减少CO2的重吸人，迅速改善氧饱和度。但改善PaCO2似乎与输入气体流量有更大关系，Frizzola等完善的动物实验结果显示[9]，随着输入流量的增高，PaCO2随之降低直至饱和状态，此研究结果考虑与HFNC提供的高流量气体冲洗更多鼻咽腔死腔相关。

三、提供恒定氧浓度

因传统的氧疗装置提供的氧流量远低于患者的吸气峰流量，因此患者吸入的氧浓度除了与输出的氧浓度相关外，还与患者的呼吸频率、吸气时间与呼气时间比例、吸气流速等密切相关，但HFNC提高的氧流量可远远大于患者吸气峰流量的流量，最高可达约80L/min。[3]从而为患者保证吸入恒定的氧浓度。

四、提供加热、加湿气体

传统的氧气吸入装置由于没有加热、加湿功能，导致患者吸入的气体干冷，进一步出现上呼吸道干燥、眼睛刺激、胃部不适等不良反应。而HFNC可提供加温加湿的气体，使得患者的不适感较少，保证上呼吸道纤毛黏液系统的正常功能。Chikata等[10]研究表明，使用HFNC患者，在加热加湿过程显著减少了患者鼻腔症状和呼吸道干燥。与干气相比，温湿气不仅能防止气道痉挛，促进薄痰，而且能维持人体气道上皮细胞的结构和功能，降低炎症发生率。因此，HFNC加温加湿的作用对于患者相当重要。

五、保护气道黏膜，增强气道黏膜清理能力

临床上常用的氧气吸入装置可能会因温度和湿度不达标而造成鼻黏膜损伤和出血，使患者对其不耐受。而HFNC输出的气体温度类似于人体体温，约37℃，相对湿度约100%，从而为气道提供一定的保护作用，并一定程度上增强气道的清理能力。

HFNC在呼吸衰竭患者拔管后应用

当ICU气管插管患者考虑拔管时，由于氧合状态未达到正常水平，常需要一般的氧气支持，一些氧合状态差的患者甚至应用NIPPV。但NIPPV常导致面部皮肤溃烂、胃部不适等不良反应，甚至好多患者不能耐受，如幽闭恐惧症患者或面部创伤患者等。而HFNC作为一种较新型氧疗设备，结合了鼻导管及NIPPV优点为呼吸衰竭拔管后患者提供新的氧气支持方式。

一、在成人呼吸衰竭患者拔管后应用

在计划拔管的成人患者中约有10%～20%可发生呼吸衰竭[11]，并且最终有导致再次插管的风险。呼吸衰竭后再次插管往往可增加VAP、死亡率增高等风险，与患者预后密切相关。因NIPPV可明显减少重新插管，目前国际上公认将拔管后序贯NIPPV作为有前途、可采取的治疗策略，但个别患者会出现无法耐受的情况，故HFNC作为一种新型氧疗方式在拔管后序贯效果是否不逊于NIPPV备受关注，进一步评估是否可用作拔管后序贯一线治疗策略。Yoo等[12]回顾性研究了在ICU住院的73名患者，随机分39名患者为NIPPV组，34 名患者为HFNC组，通过观察NIPPV组避免再插管率为66.7%，HFNC组避免再插管率为79.4%，NIPPV组有7名患者出现不耐受情况，并最终再次插管，而HFNC组未见不耐受情况，统计学分析两组在再插管率上无统计学意义，HFNC组患者耐受性优于NIPPV组。其中I型呼吸衰竭患者HFNC组在再插管时间、ICU住院时间上均优于NIPPV组，在II型呼吸衰竭患者中，两者无显著差别。但由于该研究采取单中心、小样本，不排除有偏倚的可能性，故HFNC与NIPPV在治疗该类患者尚需多中心、大样本数据进一步验证。

二、在早产儿呼吸窘迫患者拔管后应用

国际上HFNC在应用于小儿呼吸衰竭中已取得广泛认可，但在新生儿拔管后序贯治疗方面意见仍未统一。Soonsawad[13]等研究中选取了49名早产儿，并随机分为HFNC组(24人)和NIPPV组(25人)，以两组拔管失败率为主要结局，研究发现两组间拔管失败率无统计学差异，进一步得知HFNC用以新生儿拔管后序贯治疗不逊于NIPPV，且鼻外伤等并发症明显少于、轻于NIPPV组。虽然有大量证据表明HFNC在早产儿拔管后使用不仅效果不逊于NIPPV，而且可减少鼻外伤等并发症，但仍存在争议。Konda[14]等研究表明，虽然HFNC是一种鼻创伤发生率较低的氧疗方式，但HFNC在治疗早产儿呼吸窘迫方面似乎不如NIPPV有效。出现上述差异原因可能是由样本孕周不同及样本量较少所导致。Kang等[15]在对胎龄在26～28周+6 d之间的新生儿进行了分析，并与胎龄在29～31周+6 d之间的新生儿进行了比较，发现早产儿越多，治疗失败率就越高。故胎龄时间越长的早产儿(<32周)患者使用HFNC效果越好，对于极早产儿(<26周)患者使用HFNC需谨慎，推荐使用NIPPV[16]。

HFNC的局限性

尽管有大量数据表明HFNC可以治疗轻～中度I型呼吸衰竭患者，但就Ⅱ型呼吸衰竭患者而言，由于HFNC目前临床疗效仍不明确，尚需大量证据进一步明确。[3]有五点需要注意：首先，观察指标有客观性及舒适度等主观性指标，因个人耐受度不同，可产生一定偏倚；第二，拔管后患者氧合状态存在差异，且不排除有人为选择性分组，导致信息偏倚；第三，HFNC参数变化主要包括输出流量、供氧浓度、治疗时间等，均忽略了剂量反应性对效果的影响；第四，每位患者呼吸衰竭病因不同，治疗难度不同；第五，研究中所选患者数量较少，结果不能一概而论，缺乏大数据、多中心支持。