加温加湿高流量鼻导管吸氧对撤机患者治疗的研究现状

吴安娜 王淑芳 徐艳丽

（天津医科大学总医院空港医院，天津 300308）

氧气疗法是指通过给氧，提高动脉血氧分压(Pa02)和动脉血氧饱和度(SaO2)，增加动脉血氧含量(CaO2)，纠正各种原因造成的缺氧状态，促进组织的新陈代谢，维持机体生命活动的一种治疗方法,是针对缺氧状态而采取的一种重要的治疗手段。研究[1]显示，外科择期或急诊术后的患者第1周是发生肺部并发症（低氧血症或高碳酸血症）的高峰期。因此，在呼吸机撤除及气管导管拔除后，仍需进行适当的氧疗以缓解患者的氧合障碍。加温加湿高流量鼻导管吸氧是一种新型氧疗技术，它是通过细小、狭长的导管内输送流量＞1 L/min的加温湿化氧气或空氧混合气体，一般使用流量在2～8 L/min，它有一个可传送空氧混合气体的空氧混合器，一个自动加温加湿器，一条加热线和一条大口径的鼻导管[2]。因其独特的优势及良好的接受度，越来越广泛的应用于临床，在小儿患者尤其是新生儿的氧疗中应用较为成熟，但成人患者的应用经验不足，尤其重症病房呼吸机撤机后患者的应用较少。现对加温加湿高流量鼻导管吸氧对撤机患者的治疗做以下综述。

1 加温加湿高流量鼻导管吸氧的优势

1.1 吸氧的温度和湿度控制良好 正常人鼻腔具有加温、滤过和湿化气体的功能，气体进入鼻腔，可加温到30～34℃，相对湿度达80%～90%，呼吸道内保持37℃、95%～100%相对湿度是维持黏液一纤毛正常活动的必要条件。干冷气体会使吸氧者呼吸道黏膜干燥，损伤呼吸道黏膜上皮细胞，影响呼吸道粘液分泌和纤毛活动，痰液粘稠不易咳出，痰痂形成，排痰困难等弊端。人工气道建立后会导致上呼吸道对吸入气体加温加湿的功能丧失，下呼吸道的分泌物干燥，排出不畅，引起一系列湿化不良的反应。研究表明，高流量氧疗能明显改善撤机后气道的湿化情况，明显减少痰痂的形成[3]。加温加湿高流量鼻导管吸氧装置能将外界气体有效温化湿化到最佳的温度和湿度。提供与人体温度相近的加温加湿气体，符合气道生理，良好的温湿化可以维持呼吸道的纤毛功能、稀释痰液、利于分泌物的清除，减轻了干冷气体对呼吸道的刺激，保护了呼吸道自我生理调节机制，增加了患者的舒适感。

1.2 冲洗鼻咽部解剖死腔 鼻导管经鼻插入，开口置于鼻咽部，气体储备在鼻咽部解剖无效腔，并产生鼻咽压力。Moller[4]在上呼吸道模型使用放射性伽玛成像技术对反射性示踪气体氪气（81mKr）进行影像捕捉的研究基础上进行人体试验，评估了高流量鼻导管对生理死腔的影像，结果显示，随着高流量鼻导管流速的增加，鼻腔、咽腔、气管内中的81mKr的清除半衰期均呈现显著下降，在咽腔、气管等软腭以下的气道，其清除呈流速依赖性，前后鼻区也呈流速依赖性，但前鼻腔始终清除高于后鼻腔。高流量氧气吸入可以有效冲刷气道里的CO2，而CO2分压随着总气流量的增加而减少[5，6]。在改善血氧分压和血氧饱和度方面稍优于无创呼吸机辅助通气，当提供的气体流量超过自身呼吸所产生的流速时，能将在呼气末时遗留在鼻咽部的CO2冲洗干净，降低了吸入气体中CO2的浓度，减少CO2的重吸收，增加肺泡有效通气量，降低了动脉血PaCO2，改善高碳酸血症，并且间接提高了FiO2，从而提高了患者的PaO2,以减轻或者避免病情的恶化[4]。在Parke等研究的340例心脏手术后的两组患者分别接受45 L/min的高流量吸氧和传统的吸氧，氧疗从拔管后开始到拔管后2 d结束，经比较，结果发现CO2分压，高流量吸氧组在拔管后4 h和拔管后的第2天均较传统吸氧组低，且该组呼吸状况无恶化[7]。

1.3 持续正压通气改善肺泡功能 高流量鼻导管吸氧提供一定的肺泡外和肺泡压力，有类似呼气末正压（PEEP）的作用，可以产生呼气末正压，且有流量依赖性，随着气体流量的增加而增加，在加温加湿鼻导管吸氧气体传递过程中对气道产生的正压维持相对稳定的呼气末正压，增加肺的功能性残气量，使塌陷的肺泡张开，在呼气过程中使肺泡保持开放状态，增加气血交换，改善氧合，维持呼气末肺泡的稳定性，防止肺不张的发生。肺功能性残气量的增加还可改善肺的顺应性，降低呼吸作功。气体流速越大，产生的气道正压越大，而气道正压也可扩张颏舌肌和喉头口径，从而避免了混合性和阻塞性呼吸暂停的发生[8，9]。当患者有肺部感染时，外周气道水肿，管腔狭窄，阻力增大，患者会出现呼气不畅和功能残气量增多，肺实质组织被广泛破坏，造成肺弹性回缩能力降低，呼出气流驱动压力下降，造成了呼气气流缓慢，高流量气流的冲刷，会使吸气阻力降低，从而改善患者的呼吸困难症状[10]。

1.4 降低呼吸的能量消耗 鼻气道温化吸入气体至体温 (37℃)，湿化吸入气体至100%相对湿度，是呼吸道正常的生理功能之一，需要消耗相应的能量，高流量吸氧提供氧气接近体温37℃，湿化至相对湿度100%，替代了鼻黏膜所做的代谢功，降低了所需的热量消耗，高流量吸氧还可通过维持黏膜纤毛功能的完整性并易化气道分泌物的排出，有助于减少排痰的代谢消耗。高流量吸氧可以提高吸气能力，可能与增加肺泡复张和降低气道阻力有关[11]。

2 加温加湿鼻导管吸氧的临床应用

2.1 增加氧疗的耐受性，提高舒适度 粘液纤毛的清除系统是肺的重要防线，气道的防御机制受损从而影响氧合，充分加温湿化的气流可以增强肺顺应性、提高气道传导性和防御功能、减小气流阻力、减缓机体热量的耗散，防止支气管痉挛，使气道分泌物的粘度降低，并且不会引起鼻腔干燥及黏膜创伤，从而增加了患者的舒适度。ICU撤机患者早期普遍存在低氧血症，氧疗是拔管后患者的常规治疗。研究显示[12]，经鼻高流量氧疗组患者的呼吸频率、氧合、舒适度等情况都优于文丘里面罩吸氧组。在对拔除气管插管患者的研究显示，加温加湿高流量鼻导管吸氧效果也好于传统吸氧[13]，比无创通气的舒适性更好[14]。另外，高流量鼻导管吸氧的刺激会少于经面罩或特殊闭合式面罩，不仅能够避免来自面罩材质与绑带可能引起的脸部皮肤损伤，也可减少治疗引起的患者的异物感和焦虑等不适。

2.2 减少再次气管插管的风险 随着经鼻加温加湿高流量氧疗的普及，越来越多的医护人员使用它来预防或治疗拔管后呼吸衰竭。研究表明[15]，经鼻高流量氧疗可以降低拔管72 h插管率与拔管后呼吸衰竭。对高风险呼衰患者拔管后的研究显示，高流量经鼻氧疗在预防拔管后再插管和呼衰的效果不劣于无创机械通气治疗；高流量吸氧可为撤机拔管患者提供优势。Maggiore[12]等研究显示，经鼻高流量氧疗组患者的再插管率明显降低（P＝0.01）。可见加温加湿高流量鼻导管吸氧比传统氧疗方式会明显减少插管率。这可能是由于拔管后，经鼻加温加湿高流量氧疗可以减少呼吸做功，缓解呼吸机疲劳，有利于提高患者的舒适度和改善氧合，从而降低重新插管概率。

2.3 改善预后，减少住院时间，降低病死率 在Gaunt等[16]对综合ICU中创伤等患者的研究发现，加温加湿鼻导管吸氧可降低ICU住院时间及总的住院时间，并且减少呼吸机相关性肺炎等并发症，改善患者预后。林炳文等[3]的研究显示，高流量吸氧组在脱机期间重新再上机率低于对照组。对COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者的研究中显示[17]，经加温加湿鼻导管吸氧治疗后插管率少于对照组，住院时间短于对照组。国外研究亦显示[18]，在拔管后出现呼衰的患者中，加温加湿鼻导管吸氧改善氧合功能的效果与无创机械通气相当，但前者能缩短患者的ICU住院时间。朱玉珍等[19]对神经重症机械通气患者撤机的研究显示高流量吸氧组住院时间短于对照组。因此人工气道的有效温湿化与氧疗，是重症患者成功撤机的前提，高流量吸氧可减少患者呼吸做功，提供有效的脱机策略，减少患者肺部并发症，促进患者早日康复。

3 加温加湿高流量鼻导管吸氧的不足

研究发现[20,21]，高流量吸氧装置应用失败可能会延误再次气管插管的时机，最终导致ICU病死率增加以及再次脱机拔管成功率降低。加温加湿高流量鼻导管吸氧对肺功能损伤十分严重的患者,非通气因素造成呼衰和难以纠正的通气障碍治疗效果并不理想[20,22]。患者疾病类型和严重程度均可影响患者撤机和拔管，在对ICU内103例计划性拔管的患者的研究显示[23]，再插管23例，其再插管率高达22.33%，再插管率最高的疾病为肺部感染（含重症肺炎,COPD），其再插管的患者平均年龄高于一次插管者。再插管的发生被认为和患者的营养状况、基础疾病的严重程度、意识状态、咳嗽的能力及患者的心理等多方因素相关，因此加温加湿高流量鼻导管吸氧可作为撤机或拔管氧疗的辅助手段，从长远角度看，过多的氧供也可能存在潜在的氧损伤。另外，在提供加温加湿的气体时，也给微生物定植提供了场所，从而增加呼吸道感染的机会。因此，对于加温加湿高流量鼻导管吸氧的对撤机后患者适应证，感染风险和其他尚不明了的不良反应还未得到明确之前，还需要大样本随机对照研究进一步确定。加温加湿高流量鼻导管吸氧在新生儿等领域研究较为成熟，但对成人患者的适应证及禁忌证并没有统一标准，需以循证医学的思路追踪研究，以便更好应用于临床实践。

〔1〕Futier E,Jaber S.High-flow nasal cannula following extubation:is more oxygen flow useful after surgery?[J].Intensive Care Med,2015,41(7):1310-1313.

〔2〕Roca O,Hernandez G,Diaz-Lobto S,et al.Current evdence for the effectiveness of heated and humidified high flow nasal cannula supportive therapy in adult patients with respiratory failure[J].Crit Care,2016,20(1):109.

〔3〕林炳文,陈名智,肖雄箭,等.高流量氧疗在陨悦哉机械通气患者脱机过程中的应用[J].中国急救医学,2017,37(9):803-807.

〔4〕Moller W，Celik G,Feng S,et al.Nasal high flow clears anattomical dead space in upper airway models[J].Journal of applied physiology,2015,118(12):1525-1532.

〔5〕Nishimura M.High-Flow Nasal Cannula Oxygen Therapy in Adults:Physiolgical Benefits,Indication,Clinical Benefits,and Adverse Effects[J].Respir Care,2016,61(4):529-541.

〔6〕周婧婧,张鹏,程国强,等.新生儿湿化高流量鼻导管吸氧的研究进展[J].中华儿科杂志,2013,51(11):871-873.

〔7〕Parke R,McGuinness S,Dixon R,et al.Open-label,phaseⅡstudy of routine high-flow nasal oxygen therapy in cardiac surgical patiens[J].Br Anaesth,2013,111(6):925-931.

〔8〕田圆圆.加温湿化高流量双鼻导管吸氧在NICU应用的进展[J].医学信息,2014,27(11):485.

〔9〕黄玉琼,梁武华.加温湿化高流量鼻导管吸氧在新生儿重症监护室中的应用进展[J].中国实用护理杂志,2016,32(28):2227-2230.

〔10〕薛金山.慢性阻塞性肺疾病和支气管哮喘生理评分对COPD患者预后评价价值[J].安徽医学,2014,35(12):1732-1733.

〔11〕Chidekel A,Zhu Y,Wang J,et al.The effects of gas humidification with high-flow nasal cannula on cultured human airway epithelial cells[J].Pulm Med,2012,2012:380-686.

〔12〕Maggiore SM,Idone FA,Vaschetto R,et al.Nasal high-flow versus Venturi mask oxygen therapy after extubation.Effects on oxygenation,comfort,and clinical outcome[J].Am J Respir CritCare Med,2014,190(3):282-288.

〔13〕Rittayamai N,Tscheikuna J,Rujiwit P.High-flow nasal cannula ersus conventional oxygen therapy after endotracheal extubation:a randomized crossover physiologic study[J].Respir Care,2014,59(4):485-490.

〔14〕吕姗,安友仲.主动温湿化的经鼻高流量氧疗在成人患者中的应用[J].中华危重病急救医学,2016,82(1):84-88.

〔15〕Hernández G,Vaquero C,Gonzálea P，et al.Effect of Postextubation High-Flow Nasal Cannula vs Conventional Oxygen Therapy on Reintubation in Low-Risk Patients:A Randomized Clinical Trial[J].JAMA,2016,315(13):1354-1361.

〔16〕Gaunt KA,SPilman SK,Halub ME,et al.High-flow nasal cannula in mixed adult ICU[J].Respir Care,2015,60(10):1383-1389.

〔17〕柴书坤.经鼻高流量加温湿化吸氧治疗慢性阻塞性肺疾病合并Ⅱ型呼吸衰竭的临床研究[D].石家庄:河北医科大学,2016.

〔18〕Yoo JW,Synn A,Huh JW,et al.Clinical efficacy of high-flow nasal cannula compared to noninvasive ventilation in patients with post-extubation respiratory failure[J].Korean J Intern Med,2016,31(1):82-88.

〔19〕朱玉珍,霍佳,付红.高流量温湿化治疗仪在神经重症机械通气患者撤机中的应用[J].护理实践与研究,2017,14(18):62-63.

〔20〕Kang BJ,Koh Y,Lim CM,et al.Failaure of high-flow nasal cannula theyapy may delay intubation and increase mortality[J].Intensive Care Med,2015,41(4):623-632.

〔21〕Brotfain E,Zlotnik A,Schwartz A,et al.Comparison of the effectivtion of high flow nasal oxygen cannula vs.standard nonrebreather oxygen face mask in post-extubation intensive care unit patients[J].Isr Med Assoc J,2014,16(11):718-722.

〔22〕周翔,刘大为,隆云,等.俯卧位通气联合肺复张对重度急性呼吸窘迫综合征患者预后的影响[J].中华内科杂志,2014,53(6):437-441.

〔23〕刘晓媚,叶剑鸿,李娟,等.ICU机械通气再插管患者情况分析[J].齐齐哈尔医学院学报,2014,35(16):2413-2414.