经鼻高流量预充氧对重症患者气管插管低氧血症和预后影响的Meta分析

高志伟 孙虹 赵红梅 孙青松 汤书涛

气管插管是ICU重症患者常见的抢救措施。然而ICU患者常伴有急性呼吸衰竭，氧储备和氧消耗增加，因此气管插管过程中发生严重低氧血症的风险明显增加[1]。有研究证实，至少25%的ICU气管插管患者可能发生氧合下降、中枢神经系统或心肌缺氧、血流动力学不稳定甚至心跳呼吸骤停等严重并发症[2-3]，因此气管插管预充氧尤为重要。气管插管预充氧可能减少插管相关的并发症，从而使ICU患者获益。但目前经鼻高流量氧疗(HFNCO)预充氧对氧合的影响仍存在一定争议[4-6]。与球囊面罩相比，使用HFNCO预充氧理论上具有更多优势。HFNCO通过鼻导管可持续提供经湿化的高流量氧气(最高达60 L/min)及100%的吸入氧浓度，产生5～8 cmH2O的呼气末正压(PEEP)，减少呼吸功及氧耗[7-9]。Miguel-Montanes 等[10]研究证实，与标准球囊面罩(SMO)相比，气管插管使用HFNCO预充氧后氧合明显改善，严重低氧血症[脉搏血氧饱和度(SpO2)<80%]明显降低。最近Guitton等[11]的对184例非严重低氧血症ICU患者气管插管预充氧PROTRACH研究结果显示，与SMO相比，HFNCO预充氧时气管插管相关不良事件明显减少，但插管过程中最低SpO2并无显著差异。本研究通过检索HFNCO预充氧对重症患者气管插管时氧合及预后影响的文献并进行Meta分析，明确HFNCO预充氧对其氧合和预后的影响，以便为临床工作提供参考依据。

材料与方法

1.材料：检索the Cochrane Library、Medline、Embase、Web of Science、中国学术期刊全文数据库(CNKI)、中国生物医学文献数据库(CBM)和万方数据库等中英文数据库。检索策略如下：(1)英文关键词为“high flow nasal cannula”、“high flow nasal cannula oxygen therapy”、“nasal high flow”、“transnasal insufflation”、“ mini-continuous positive airway pressure”和“acute respiratory failure”、“hypercapneic respiratory failure”、“hypoxaemic respiratory failure”；中文关键词为“经鼻高流量”、“重症患者”或“ICU患者”、“预充氧”。(2)研究发表时间为1980年12月～2021年1月。纳入标准：(1)研究设计为随机对照研究(RCT)；(2)研究纳入气管插管预充氧患者；(3)对照组采用面罩预充氧，试验组采用HFNCO预充氧；(4)治疗组和对照组样本量明确，在基线水平均衡可比；(5)试验终点病死率预后指标明确。排除标准：(1)摘要、病例报道文献；(2)重复报告、信息太少及无法利用的文献；(3)未涉及治疗预后的文献等。

2.方法

(1)纳入试验的质量评价：由2名评价员独立进行纳入文献的质量评价和提取研究资料及预后指标，交叉核对结果，如遇到分歧，通过讨论解决或由第3名人员仲裁解决。纳入的RCT采用Jadad量表的质量评价标准进行评定，总分1～5分(1～2分为低质量研究，3～5分为高质量研究)。

(2)文献检索方法：检索并筛选符合纳入标准的文献，剔除符合排除标准的文献。分析临床预后时，纳入将HFNCO作为试验组气管插管预充氧主要手段的研究。

(3)观察指标：①纳入研究的一般情况：研究国家、研究中心、对照组和试验组预充氧措施、研究患者的纳入标准和排除标准；②主要氧合指标：对照组和试验组气管插管过程中发生SpO2<80%和SpO2<90%的患者例数；③预后指标：28天病死率和ICU病死率。

3.统计学处理：应用RevMan 5.0软件进行统计分析，采用双侧检验，显著性水准为0.05，采用χ2检验分析统计纳入研究的异质性，显著水平为α=0.1。若异质性较小(I2<50%)，则采用固定效应模型；若各研究间异质性明显(I2≥50%)，则采用随机效应模型。发表偏倚采用漏斗图评价。

结 果

1.纳入文献情况：初步检索出英文文献3 428篇和中文文献18篇，将检索条件限定为RCT后，排除英文文献3 241篇和中文文献16篇，初步筛选出英文文献177篇和中文文献2篇，170篇英文文献分别由于重复文献142篇、摘要2篇、未提供主要观察的氧合和病死率指标26篇而排除，2篇中文文献分别由于未严格随机化[12]和研究对象为非重症患者[13]而排除，最终检索出7篇试验组采用HFNCO预充氧的RCT，排除2篇对照组采用无创呼吸机预充氧[14-15]及1篇对照组未给氧[16]，最终检索出4篇HFNCO预充氧的临床RCT[10-11,17-18]，其中2篇为多中心研究[11,18]。4篇文献共入选患者444例，其中HFNCO预充氧试验组228例，非HFNCO预充氧组216例。纳入的均为ICU需气管插管患者，纳入标准与排除标准等一般情况见表1。研究分为HFNCO预充氧试验组，气流速度均设置为50～60 L/min，FiO2100%；非HFNCO预充氧组采用标准球囊面罩或无呼吸袋储藏面罩预充氧，氧流量为10～15 L/min(表1)。各纳入研究Jadad评分为3～5分。

2.HFNCO预充氧对氧合的影响

(1)HFNCO预充氧对气管插管过程中SpO2<80%的影响：共有3篇RCT纳入分析[10-11,17]，其异质性较小(P=0.21，I2=36%)。HFNCO预充氧组与非HFNCO预充氧组气管插管过程中SpO2<80%的发生率分别为4.9%、11.2%，OR=0.36(95%CI0.15～0.88，P=0.02)，提示与非HFNCO预充氧相比，HFNCO预充氧明显降低急性呼吸衰竭患者气管插过程中SPO2<80%的发生率，见图1。

表1 纳入Meta分析文献的一般情况

(2)HFNCO预充氧对气管插管过程中SpO2<90%的影响：共有2篇RCT纳入分析[11,18]，其异质性较大(P=0.15，I2=52%)。HFNCO预充氧组与非HFNCO预充氧组气管插管过程中SpO2<90%的发生率分别为6.4%、9.9%，OR=0.76(95%CI0.19～3.12，P=0.71)，提示与非HFNCO预充氧相比，HFNCO预充氧并不能降低急性呼吸衰竭患者气管插过程中SpO2<90%的发生率，见图1。

图1 HFNCO预充氧对重症患者气管插管过程中SpO2<80%及SpO2<90%影响的森林图

3.HFNCO预充氧对预后的影响

(1)HFNCO预充氧对28天病死率的影响：共有2篇RCT纳入分析[11,18]，其异质性较小(P=0.55，I2=0%)。HFNCO预充氧组与非HFNCO预充氧组28天病死率分别为30.6%、32.9%，OR=0.90(95%CI0.55～2.46，P=0.66)，提示与非HFNCO预充氧相比，HFNCO预充氧并不能降低ICU患者28天病死率，见图2。

(2)HFNCO预充氧对ICU病死率的影响：共有3篇RCT纳入分析[10-11,18]，其异质性较小(P=0.89，I2=0%)。HFNCO预充氧组与非HFNCO预充氧组ICU病死率分别为25.5%、28.1%，OR=0.86(95%CI0.55～1.35，P=0.51)，提示与非HFNCO预充氧相比，HFNCO预充氧并不能降低ICU病死率，见图2。

图2 HFNCO预充氧对重症患者预后影响的森林图

本Meta分析结果显示，与非HFNCO预充氧相比，HFNCO预充氧有助于降低ICU急性呼吸衰竭患者气管插管过程中SpO2<80%的发生率，但不降低SpO2<90%的发生率，也不降低患者的28天病死率和ICU病死率。

预充氧是保证气管插管安全和减少并发症的重要标准化措施[19]，有助于增加气管插管呼吸暂停时期代表氧储备的功能残气量(FRC)容积中的氧含量，从而延长呼吸暂停至低氧血症的发生时间[20-21]。重症患者常伴有外周氧摄取增加、血流动力学不稳定及意识障碍等因素，影响预充氧的实施效果。因此使用SMO预充氧后需立即气管插管以期减少低氧血症的发生[22]。然而气管插管呼吸暂停使用喉镜阶段，必须移除SMO，导致预充氧终止，从而有可能增加低氧血症的发生风险，影响气管插管顺利进行，甚至发生相关并发症。

HFNCO预充氧有助于减少气管插管过程中低氧血症的发生[23]。本Meta分析结果显示，与非HFNCO预充氧相比，HFNCO预充氧明显降低重症患者气管插管过程中SpO2<80%的发生率。PROTRACH研究多因素分析结果亦证实，HFNCO是降低SpO2<90%发生的重要保护因素[11]。HFNCO预充氧降低重症患者气管插管过程中低氧血症的发生与以下机制有关：(1)HFNCO可提供高达60L/min的高流量氧及产生一定水平的PEEP，从而改善氧合[24-25]；(2)与球囊面罩通气相比，HFNCO明显增加FRC，延缓气管插管过程中低氧血症的发生[26]；(3)HFNCO在呼吸暂停阶段仍可以继续供氧，即窒息氧疗[27]。研究证实不管是健康志愿者还是急性肺损伤模型，窒息氧疗均可延缓低氧血症的发生[28-29]。PROTRACH研究进一步证实，气管插管麻醉诱导后第1分钟，球囊面罩预充氧组SpO2下降明显(P=0.001)，而HFNCO氧疗组氧合并无显著下降(P=0.17)[11]。Russotto等的Meta分析结果亦证实窒息氧疗与气管插管过程中高SpO2密切相关[20]。

本研究还发现，与非HFNCO预充氧相比，HFNCO预充氧并未降低其ICU病死率以及28天病死率，提示HFNCO预充氧不能改善气管插管重症患者的预后。分析原因可能是：首先，纳入的所有研究观察主要指标均为气管插管过程中低氧血症的发生，而非预后相关指标；其次，气管插管相关的死亡风险主要发生在气管插管过程中或刚开始机械通气时[2]。Frat等[14]的研究中Kaplan-Meier生存曲线进一步证实了HFNCO预充氧并不能降低重症患者的延迟病死率。

综上，与非HFNCO预充氧相比，HFNCO预充氧虽然不能降低重症患者气管插管过程中SpO2<90%的发生及改善其预后，但可明显降低SpO2<80%的发生，因此，HFNCO可以作为重症患者气管插管常规预充氧措施，以减少低氧血症的发生，保证插管的顺利进行。