经鼻湿化快速充气交换通气技术在围术期的应用研究进展

宋建利,苏振波,石玉博,刘小颖,钱 锋

(吉林大学中日联谊医院 麻醉科,吉林 长春130033)

经鼻湿化快速充气交换通气(THRIVE)是在重症监护病房高流量鼻导管氧疗(HFNC)的基础上提出的一种新型无创通气技术，其通过特殊定制的鼻塞装置将传统窒息氧合技术特点和HFNC的优点结为一体，能为呼吸暂停的患者提供稳定吸入氧浓度的高流量加温加湿气体，对无自主呼吸及机械通气患者能提供安全有效的氧合和CO2清除效果，较传统HFNC技术具备更广泛的适用范围。Patel等[1]于2015年首先提出了THRIVE这一技术，并将其应用于已预知困难气道患者的预给氧，发现THRIVE可显著延长特殊困难气道患者的无通气安全时限至14 min左右，最长无通气安全时限可达65 min，且无1例发生低氧血症，可以为建立确切的人工气道提供充足的操作时间。自此，THRIVE开始正式进入临床麻醉领域，越来越多的研究者对THRIVE在围术期的应用进行了广泛而深入的研究，本文就THRIVE应用于围术期的研究进展进行综述。

1 THRIVE的作用机制及适用人群

1.1 THRIVE作用机制

THRIVE由氧流量计、空氧混合装置、加温加湿器和鼻塞装置组成，可以为患者提供稳定吸入氧浓度的高流量加温加湿气体，增加患者氧储备，延长无通气安全时限[1]。THRIVE系统可提供最高气体流速为120 L/min，高流速的气体可以对呼吸道产生一定的持续气道正压，当气体流速在30-100 L/min改变时，可产生3-12 cmH2O的持续气道压力，气体流速的增加与气道压力的升高具有线性改变关系，维持一定的持续气道压力可以增加呼吸末期肺容积、避免小气道塌陷、减少肺血液分流，从而改善肺氧合作用[2-5]。THRIVE通过高流速气体对呼吸道产生持续冲刷作用并形成声门上涡流和强湍流，人体自身的心源性震荡可以加剧这种涡流效应，大大增加呼吸道内解剖无效腔的通气效率，从而增加CO2清除率及降低CO2的重吸收,且呼吸道解剖无效腔气体通气效率具有流速和时间依赖性，在流速为30-70 L/min时，流速越快，使用时间越长，呼吸道解剖无效腔内CO2的清除率越高，但相比自主呼吸时仍有少量CO2蓄积，其PaCO2平均上升速率约为1.8 mmHg/min[6-9]。研究表明，THRIVE可以降低呼吸衰竭患者的呼吸做功，其机制可能与产生持续气道压力、增加解剖无效腔通气效率、增加肺顺应性和降低呼吸频率等有关[10]。THRIVE产生的加温加湿气体具有保持呼吸道湿润，维持粘液纤毛的正常清除功能，增加患者的舒适度等作用[4]。此外，THRIVE作为一种窒息氧合技术，为确保其疗效，使用过程中必须保证呼吸道通畅。

1.2 THRIVE适用人群

THRIVE最初用于困难气道患者的预给氧，由于近几年其在围术期和临床上的应用研究广泛，THRIVE被证实在快速序列诱导手术、咽喉及气管手术、电休克治疗、抢救插管、气管切开、无痛胃肠镜检查中均优于普通面罩和鼻导管等传统窒息氧合技术，具有显著的安全性、有效性、舒适性[3，7,11]。在新冠疫情中，THRIVE也被用于治疗轻中度呼吸衰竭的新冠患者，与HFNC和普通面罩通气相比，其具有良好的氧合作用及CO2清除效果[12]。

THRIVE是鼻腔供氧系统中的一种新型通气方式，其禁忌症与传统鼻腔供氧设备相同，对于有高反流误吸风险、上呼吸道完全阻塞、鼻咽部畸形、颅底骨折、气道活动性出血等患者应禁止使用，避免对患者造成更严重损害。

2 THRIVE在围术期的应用进展

自Patel于2015首次提出THRIVE技术，主要是用于困难气道患者的预给氧处理，在过去的几年中，其应用范围越来越广泛，从开始的已预料困难气道的处理，到应用于各种特殊患者预给氧、短小手术的无气管插管麻醉管理及全麻术后的呼吸支持，THRIVE均较传统窒息氧合技术具有更佳的安全性、有效性、舒适性。

2.1 THRIVE在麻醉诱导期的应用

麻醉诱导期包括预给氧阶段和窒息氧合阶段，THRIVE在麻醉诱导期的应用是大多数临床麻醉工作者的研究热点。预给氧目的主要在于提高患者肺内的氧储备，为麻醉诱导后建立确切的人工气道提供充足的操作时间，即无通气安全时限。由于困难面罩通气和困难气管插管的情况是不可预测的，麻醉诱导期的有效氧合对于延长无通气安全时限具有重要意义。研究表明，THRIVE在麻醉诱导期的使用可以显著延长全麻手术患者的无通气期安全时限，且优于标准面罩氧合，在急诊手术患者、肥胖患者、老年患者、妊娠患者中的使用均有明显优势。但是，若以PetO2≥90%为预给氧目标值，THRIVE预给氧效率不如标准面罩预给氧，这说明THRIVE应作为一种窒息氧合技术，而不是预给氧技术。

研究表明，THRIVE在麻醉诱导期延长无通气安全时限的作用具有一定争议，可能与实验设计中THRIVE使用方法及时机有关。Mir和Sjöblom等[13-14]的研究表明麻醉诱导期持续应用THRIVE较面罩预给氧可以显著延长无通气安全时限，在低氧血症发生率、呼气末二氧化碳水平及反流误吸的发生率中无显著差异。然而，Hanouz等[15]的研究显示3 min预给氧后THRIVE组和面罩预给氧组的呼气末氧浓度(PetO2)分别为77±12% vs 89±2%(P<0.001)，PetO2达到90%的比例分别为4% vs 54%(P<0.001)，若以PetO2达到90%为预给氧标准，THRIVE组预给氧效率不如面罩预给氧组。Shippam等[16]的研究表明不论是3 min预给氧还是30 s 8次深呼吸预给氧，THRIVE组达到PetO2≥90%的效果均不如标准面罩组。Au等[17]的研究为探究使用THRIVE或标准面罩预给氧使产妇PetO2达到90%的有效时间间隔，THRIVE组的一半产妇同时联合使用了简易密闭面罩来防止空气混杂的干扰，结果显示标准面罩预给氧法使90%孕产妇预给氧达到目标值的平均时间为3.6 min(3.3-6.7 min,95%CI)，且在8 min预给氧后THRIVE组和THRIVE联合简易密闭面罩组分别有55%和92%的产妇未达到目标值。

在肥胖病人和老年患者中，THRIVE在麻醉诱导期的使用均展现出良好的氧合效应。有研究比较了THRIVE和标准面罩预给氧在麻醉诱导期的使用对肥胖患者无通气安全时限的影响，结果表明THRIVE组无通气安全时限较标准面罩组显著延长(261.4±77.7 vs 185.5±52.9 s；P=0.001)，且插管期间最低SpO2更高(91.0±3.5 vs 88.0±4.8；P=0.026)[18]。有研究比较了THRIVE和标准面罩预给氧对老年患者无通气安全时限的影响，结果显示THRIVE组的无通气安全时限较标准面罩组显著延长(P=0.01)。在THRIVE组，有25位患者在SpO2降至90%之前无通气安全时限已达到10 min，而标准面罩组只有14名(P=0.014)。此外，THRIVE组在机械通气后的复氧时间较标准面罩组明显缩短(P=0.03)[19]。

2.2 THRIVE在术中的应用

THRIVE作为一种新型无创通气技术，避免了高频喷射通气(HFJV)的并发症，彻底改变了无气管插管麻醉在喉和气管等手术中的应用。THRIVE可以为咽喉和气管等短小手术提供安全有效的无气管插管麻醉管理，提供更好的手术视野和操作空间。但是THRIVE在临床麻醉中的应用时间不长，影响因素众多，在应用于一些特殊患者时应将HFJV、气管插管等人工气道作为备用通气设备来保证患者围术期安全。

研究表明THRIVE在咽喉和气管等手术中可以提供安全有效的氧合作用，在孕产妇和一些无气管插管肺叶切除术中也有报道。To等[20]等首次报道了THRIVE在声门下狭窄扩张手术中使用的可行性，17例患者中仅有2例术中发生了低氧血症，平均呼吸暂停时间为18 min。Bourn等[21]报道了1例怀孕23周的产妇因声门下严重狭窄在THRIVE下顺利完成声门下狭窄球囊扩张治疗的经验，呼吸暂停时间为13 min，术中SpO2未低于98%。Bharathi等[22]的一项研究纳入了32例全麻手术下行上气道手术的患者在 THRIVE下顺利完成了无管麻醉手术，其中喉显微切除术、直接喉镜检查和活检术、气管造口术手术时长为16±2 min，声门下狭窄球囊扩张术时长29±0.8 min，所有患者均未发生低氧血症。Ke等[23]的研究显示THRIVE辅助非插管椎管内麻醉较传统双腔气管插管全麻在视频辅助胸腔镜下肺楔形切除中能缩短住院时长(2.8±1.4 vs 4.1±2.5 d，P<0.05)，且THRIVE组在单肺通气时PaO2较双腔管组更高(320.4±150 vs 245±115.6 mmHg，P<0.05)。

THRIVE术中通气影响因素众多，有时单独使用THRIVE可能无法保证患者围术期氧供需要，需要联合其他通气技术保证患者围术期安全。Benninger等[24]的研究纳入了53例患者在THRIVE下行显微喉镜检查，结果显示平均无通气安全时限为16 min，平均最低SpO2为95%，有12例患者术中发生SpO2低于90%，其中有6例患者使用了气管插管维持氧合，作者建议虽然THRIVE用于显微喉镜手术时具有良好的安全性和有效性，但为了保证患者围术期的安全，应提供HFJV和气管插管等备用计划。Zee等[25]的一项回顾性研究为探索影响THRIVE在显微喉镜检查中安全和效率的因素，29名患者根据术中是否出现低氧血症分为两组，研究表明两组患者BMI具有显著差异(32.8 vs 24.9 kg·m-2，P=0.011)，提示THRIVE作为单独供氧装置时应慎用于肥胖患者(BMI>30 kg·m-2)。Lemay等[26]报道了1例联合THRIVE和HFJV成功为BMI为47 kg·m-2的复发性特发性声门下狭窄女性患者行显微喉镜检查和球囊扩张，手术用时23 min，患者SpO2维持在95%左右。Inglis等[27]报道了1例38岁女性因患有侵袭性纵膈非生殖细胞肺癌压迫了远端气道需要在全麻下行气管激光切除手术，在联合使用THRIVE和声门上HFJV后12 min患者SpO2开始下降，在加用了一种气管造口上的低频手动喷射通气后SpO2开始上升至99%并顺利完成手术。

2.3 THRIVE在术后的应用

全麻手术患者在拔除气管导管后由于呼吸系统病理生理学的改变，容易发生肺不张、呼吸衰竭等并发症，其中尤以呼吸衰竭最为常见[28]。THRIVE能为患者提供适宜吸入氧浓度的加温加湿气体，高流量的气体可产生3-12 cmH2O的持续气道正压，对上呼吸道起到一定的支撑作用，能降低全麻手术舌后坠的发生率和气管插管后低氧血症的发生率[5]。THRIVE产生的气道正压具有增加全麻术后呼气末期容积，降低呼吸肌做功及减少肺内分流等作用，对于气管插管拔除后过渡到自主呼吸期间具备一定的肺保护作用，可用于预防全麻术后肺不张、呼吸衰竭、再次插管等并发症的发生[4]。此外，THRIVE产生的加温加湿气体具有保持呼吸道湿润温暖作用，具备一定舒适性，患者容易耐受、依从性好。研究表明，HFNC在重症监护室中能否降低患者再插管率具有一定争议[29]，THRIVE作为一种新型无创通气技术，结合了传统窒息氧合技术特点和HFNC的优点，在全身麻醉拔管后过渡至正常呼吸过程中具有重要作用，但目前临床上有关THRIVE在全麻术后的研究较少，其对全麻术后呼吸系统的影响有待研究。

3 小结及展望

THRIVE作为一项新型无创通气技术，能为患者提供高流量加温加湿气体，显著延长无通气安全时限，同时能降低CO2蓄积速度，与HNFC、传统面罩等无创通气技术相比，更具有效性、安全性和舒适性。THRIVE能显著提高特殊患者麻醉诱导期的气道管理安全性，还能为大部分咽喉和气道等短小手术提供安全有效的无气管插管麻醉。但是，THRIVE作为临床麻醉领域的一种新型无创通气设备，其影响因素众多，目前尚无严格的使用适应症和禁忌症，需要更多的研究证据来完善THRIVE的使用标准，提高其围术期使用的安全性、有效性。