经鼻高流量氧疗湿化技术在心脏外科围术期的应用进展

皮静虹，陈文敏，付琼芬，张 娟，王艳红

（云南省心血管外科研究所/昆明市延安医院心脏大血管外科，云南 昆明 650051）

近年来，我国罹患心血管疾病的患者仅次于肿瘤，心血管疾病已成为严重危害我国大众健康的主要疾病之一。随着心脏外科手术技术及安全性的不断提高，手术成为治疗心脏疾病常用的一种方法。由于手术创伤、胸部切口、麻醉药物及体外循环会对术后病人的心肺功能造成不同程度的损伤，因此，对于心脏术后的病人而言，氧疗在治疗方法中就显得尤为重要。对于心脏外科围术期拔除气管插管及撤除呼吸机的病人而言，普通鼻导管、面罩、储氧面罩等可以满足病人对于氧气的需要，但对于呼吸功能较差的病人而言，以上方法提供的氧流量远远不够；有研究发现，无创正压通气（non-invasive ventilation,NIV） 作为拔管后的序贯治疗，用于治疗低氧血症，预防再次插管，改善患者预后，但对病人的配合度要求较高，且容易漏气，舒适度差，病人耐受性差[1]，且容易发生面部压疮。Schwabbauer等[2]对Ⅰ型呼吸衰竭氧疗的对比研究中发现，经鼻高流量氧疗（high-flow nasal oxygen，HFNO） 与NIV相比，在某些方面明显优于NIV组，如呼吸困难指数和病人的舒适度等。Steve等[3]对50例放弃复苏治疗的呼吸衰竭病人及计划用NIV的不插管病人使用HFNO后，在降低呼吸频率和提高SPO2上良好的效果同样展现了出来，仅有18例病人因HFNO应用无效而进行NIV治疗。因此，HFNO越来越受医护人员的关注。

经鼻高流量氧疗 （high-flow nasal oxygen，HFNO）的诞生很好地改变了氧疗的这一现状，并且使氧疗的临床应用出现了新的契机。它可通过鼻塞导管直接将一定氧浓度的空氧混合高流量气体输送给患者[4]，从而有效改善氧合，防止肺泡塌陷，减少肺不张。它具有以下特点：①可提供最高达60L/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[5]。该技术于2000年应用于临床，在成人患者中的应用经验有限，目前尚无相关应用指南，其在心脏外科围术期患者中的应用更少，且结论也不尽相同[6]。现将HFNO的组成及其在心脏外科围术期患者中的主要作用机制、临床应用和护理要点报告如下。

一、经鼻高流量氧疗的组成

1．空氧混合装置 通过一个高流量的输出装置，外接氧源、气源，可调节氧浓度和流量，也有的被称为文丘里，它可提供精确的流量（0～70 L/min），还可提供准确的氧浓度（21%～100%）[7]。在连接MR850湿化器，可使输送最佳的湿化气体达到（37℃，44mg/L），从而改善病人气道干燥的不适感，提高病人的舒适度。

2．呼吸湿化治疗仪（AIRVO） 内置气流发生器，外接氧气气源，通过提高高流量、加温湿化的呼吸气体进行有效的治疗。

3．鼻塞导管 OptiFlow（最佳流量）鼻导管最为常用，主体为一段防气透水的螺旋管，能有效减少冷凝水的产生和管路打折。OptiFlow鼻导管尖部采用柔软且高弹的热塑性弹性体材质，孔径较普通鼻导管粗，并带有一定的弧度，防止高速气流直接冲击患者的额窦而给患者带来不适，配有舒适可调的头带，与高流量面罩相比，显著提高患者的舒适度及依从性[8]。

二、经鼻高流量氧疗（HFNO）的生理学效应

1．提供稳定可调节的FiO2HFNO原理为使用特殊的高流量发生装置，产生一定氧气浓度（21%～100%）、流量可调节（0～70）L/min的气体，同时使用主动型加温加湿器（31℃～37℃，相对湿度100%）将气体湿化，再通过特殊的鼻塞导管将气体输送给患者，从而达到氧疗的目的。

2．产生气道正压，提高呼气末肺容积持续高流量的气体可产生鼻咽腔正压，形成气道正压效应[9]。Parke等[10]报道，氧流量为30～50L/min时，流量每增加10L/min，鼻咽腔压力增加1cmH2O（1cmH2O=1.33kPa）。2年后该研究团队又发现，鼻咽腔压力随氧流量呈线性增长，当流量达100 L/min（将两个HFNO系统结合）时，鼻咽腔压力可达11.9cmH2O[11]。以上数据均来自健康志愿者，用于推测重症患者时可能不准确。HFNO是无创的，因而产生的气道正压无法直接测量。研究发现，随着HFNO流量的增加，呼气末肺阻抗增大，说明呼气末肺容积增加[12]。综上，HFNCO可增加肺泡稳定性，防止肺泡塌陷；还能减少肺间质和肺毛细血管渗出，改善肺换气功能，改善氧合[13]。

3．良好的加温加湿，可稀释痰液，易于咳出心脏手术围术期患者，由于术前心功能差、麻醉插管时间较长以及手术创伤等因素的影响，致术后病人易出现呼吸道分泌物增多，如痰液不能及时排出体外，易引起肺部并发症的发生，轻者影响呼吸，重者可以导致呼吸衰竭、心力衰竭等疾病的发生，甚至危及生命。HFNO对氧气的加温加湿作用，鼻黏膜局部血液循环得到改善，使呼吸道分泌物和痰液易于排出，减少肺部并发症的发生。William等[14]研究也表明，氧疗时进行加温湿化，不仅可以使呼吸道黏膜的清除能力提高，还可预防炎性反应的发生。因此，对病人应用经过加温加湿的HFNC进行治疗后，能显著提高病人的气道清除能力，使痰液易于咳出，防止PaO2和SPO2的降低，预防由此而产生的并发症的发生。

4．增加病人舒适度 HFNO作为一种氧气治疗方法，是将一定氧浓度的空氧混合高流量气体通过柔软的鼻塞导管直接输送给病人，主动温湿化作用能将吸入气体的湿度提高，缓解病人气道干燥，改善黏膜表面的纤毛运动，有利于气道内分泌物的清除，降低肺不张的发生率；增加病人的舒适感，减轻心脏负担，同时能改善肺通气和肺换气功能，减少了低氧血症和二氧化碳潴留，利于心功能恢复，降低再次气管插管率，减少术后并发症的发生[15]。Sztrymf等[16]研究显示，主动温湿化的经鼻高流量氧疗在急性呼吸衰竭病人使用的过程中未出现不舒适的情况。

三、HFNO在心脏外科围术期患者中的应用

HFNO较传统氧疗装置而言更具优势，但不同手术后患者对HFNO的反应不尽相同，对于心脏外科手围术期患者而言，其疗效颇具争议[17]，患者能否从中获益还需更多的研究证实。

1．HFNO在心脏外科术前急性心力衰患者中的应用 在急性心衰患者中会出现低氧和呼吸窘迫等症状，缺氧难以纠正。Carratala等经研究5例因急性肺水肿、急性心衰难治性低氧血症的患者，在使用传统氧疗和无创通气后改为经鼻高流量氧疗，使用1d后，监测所有患者的血气分析指标以及呼吸困难程度均达到明显好转。因此，对急性心衰或肺水肿病人伴有呼吸困难和难治性低氧血症的患者，是可以选择经鼻高流量氧疗。

2．HFNO在心脏外科气管插管前后的应用气管插管作为心脏术后维持呼吸的重要治疗措施，其插管、拔管时间及指证的选择对呼吸系统有非常重要的作用，心脏术后病人拔除气管插管后，往往还需要进一步的吸氧治疗。在插管过程中，HFNO不影响喉镜的使用，全程均能输送氧气。实验研究显示，对8只麻醉的小猪进行肺泡灌洗引发窒息准备气管插管时，直接给予猪咽部10L/min的氧气，可以延缓血氧下降的时间[1]。Maggiore等[18]对比拔管后HFNO与文丘里面罩吸氧的表现，发现前者可明显提高氧合指数，病人的耐受性及舒适性明显高于文丘里面罩。因此，与传统氧疗装置相比，HFNO在改善缺氧方面有着巨大的优势。而Parke等[11]将心脏术后撤机的病人按照随机分类法，分为NHF组（吸人流量45L/min）和普通氧疗组，发现前者拔管后4h和第2d PaCO2均低于普通氧疗组。

3．HFNO与NPPV在心脏外科手术后低氧血症患者疗效的比较 NPPV是指应用鼻面罩或头罩将呼吸机与患者相连，而不经气管插管或气管切开进行的正压通气。2017年，日本呼吸协会发表的NPPV指南中指出，NPPV用于治疗或预防围手术期呼吸系统并发症可能有效，证据级别为Ⅱ级，Grades推荐强度为B[19]。研究表明，NPPV可降低心脏外科手术后患者的再插管率、预防和治疗肺部并发症、改善患者预后[17]。给予Stanford A型主动脉夹层患者术前或者术后预防性应用NPPV发现，NPPV可有效改善氧合、降低呼吸做功、改善左心功能、减少肺不张、缩短住院时间[20]。但由于NPPV舒适性低、不易耐受，易并发面部压疮、胃肠道胀气等并发症而限制了应用。此外，也有研究报道NPPV用于心脏外科手术后急性呼吸衰竭时，18.8%的患者治疗失败需再次插管[17]。相比之下，HFNO也能够产生气道正压，易操作、舒适、耐受性好。Stephan等[21]比较了HFNO和NPPV用于心胸外科术后低氧血症患者的疗效发，HFNO改善氧合的效果不如NPPV，但由于其未增加治疗失败率，并且舒适性和耐受性好，因此支持HFNO在此类患者中应用。

四、HFNC的局限性

1．提供的呼气末正压小HFNC可以提供一定水平的气道正压，但是该压力的大小无法直接测量，故不能保持口唇闭合或鼻部解剖结构异常的病人使用后效果不佳或者不适宜使用。Parke等在心脏外科手术后患者中进行了一项前瞻性研究，结果发现，当流量设为50L/min时，患者口唇闭合时鼻咽腔压力可达3.3cmH2O；而当患者口唇张开时，鼻咽腔压力只有1.73cmH2O，此时的压力不足以使肺泡复张，尤其对肥胖患者而言。由于HFNO产生的压力水平较低，在更加需要压力支持的患者中应用可能会受限，因此无法完全替代NPPV。

2．治疗失败可导致插管延迟、增加病死率尽管HFNO有诸多优势，但如果使用不当，也会影响患者的预后。Kang等[22]发现，HFNO治疗失败后，及时插管（开始治疗后48h内）比晚期插管预后好，因此推荐固定时间的治疗方案，并加强监测与评估，以便早期发现再次插管指征，防止再插管延迟引起病死率增加。

五、结语

总之，对于心脏外科围术期患者而言，HFNO是一种安全性高、依从性好而且有效的氧疗方式，可作为病人的一线呼吸支持手段；HFNO通过特殊装置向患者输送主动加温、湿化的高流量气体，可有效改善患者呼吸功能，并极大程度地提高患者的舒适度，推动了氧疗技术的进步。但目前HFNO尚无相关应用指南，其适应证和禁忌证尚不完全明确，并且研究结论不一。心脏外科手术后的患者具有特殊的呼吸循环病理生理变化，能否从中获益还需更多高质量的研究来证实。但对于使用HFNO治疗前的病人，如果病情相对较重，治疗失败的风险概率较大，如治疗后病人病情无明显改善，应尽早改为机械通气，避免延误病情。