经鼻高流量氧疗在急性呼吸窘迫综合征的临床实践进展

马德胜 罗书航 马莉 董小荣 张欣桐 刘景卓 李盼 蒙雁飞

急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)是由不同病因引起的以弥漫性肺泡损伤为其主要特点的急性肺损伤，临床主要表现为持续性低氧血症、呼吸窘迫及呼吸衰竭，是重症监护室(intensive care unit,ICU)最常见的疾病之一[1]。其中呼吸支持治疗是其核心治疗方式之一。近年来，尽管呼吸支持治疗手段越来越多样化，治疗理念也取得长足进步，然而病死率仍高达30%～40%[2-3]。

经鼻高流量氧疗(High-flow nasal cannula oxygen therapy，HFNC)作为一种近年来广泛应用于临床的新型无创辅助通气方式，最初设计是应用在新生儿重症监护病房(Neonatal Intensive Care Unit， NICU)的ARDS患儿[4]。通过鼻导管可输送高达80mL/min空氧气体、21%～100%的可调节吸入氧浓度及加温湿化(37℃温度、100%湿度)，能够促进有效的气体交换，迅速改善氧合，同时增加患者舒适性及依从性[5]。相比较传统无创呼吸支持治疗，HFNC现广泛应用于免疫功能缺陷的呼吸衰竭、急性细支气管炎、胸腹手术后、拔管后的序贯治疗、慢性阻塞性肺疾病等，目前在小儿重症监护病房(pediatric intensive care unit,PICU)中使用HFNC占比为27%[6]。国外中间医疗监护病房(Intermediate Medical Care unit，IMCU)中，HFNC逐步成为一种新型的呼吸支持治疗方式，能够明显减少患者转入ICU，降低有创机械通气的应用[7]。合理适时将HFNC应用于ARDS患者的呼吸支持治疗中，可能降低有创机械通气时间及不良并发症发生，将为临床治疗决策提供新的思路。本文就目前HFNC在ARDS的临床应用情况作一综述，以期提高临床应用的可行性和有效性。

HFNC的装置及生理效应

HFNC装置主要由空氧混合气体、加温湿化装置、封闭式单管路呼吸管路及鼻导管等四部分组成[8]。其生理效应表现：(1)HFNC输送高流量气体：HFNC可输送高达80mL/min空氧气体、可调节吸入氧浓度21%～100%，满足患者的不同的吸氧要求，同时高流量气体，冲刷残留在无效腔内的气体，减少二氧化碳的潴留，可促进患者气体的有效交换；(2)PEEP样效应：HFNC输送空氧气体超过患者主动的吸气，可产生气道内正压，即产生类似PEEP效应。PEEP 产生的气道正压可使患者气道扩张，减少萎缩的肺泡，增加有效肺泡通气量，同时可减少肺部通气血流灌注失调[9-11]；(3)加温湿化效应：不同于传统无创呼吸治疗，HFNC可对输送的气体给予37℃加温及100%加湿，减少干燥呼吸道气体对呼吸道上皮黏膜的损伤、支气管痉挛等，同时通过湿化作用，促进呼吸道纤毛运动，排除呼吸道分泌物，另外相比较无创正压通气(noninvasivepositive pressure ventilation，NPPV)，HFNC在饮食、睡眠及一般活动中也可给予患者舒适感[10,12]。

HFNC在ARDS患者中的临床应用

一、HFNC在部分ARDS患者中代替有创机械通气

呼吸支持治疗是ARDS患者核心治疗方式之一，其中多以有创机械通气为主，采用小潮气量、高PEEP为主的肺保护通气策略进行气体的有效交换，改善氧合指数[13-14]。然而长时间使用呼吸机，可引起肺泡和气道损伤、低血压、支气管痉挛、肺部感染等并发症，导致患者ICU及总住院时间延长、经济负担过重及死亡率升高[3]。因而对轻、中度的ARDS患者，无创呼吸可减轻相关并发症。HFNC以其PEEP效应可减少肺泡塌陷的比率，扩张部分萎缩的肺泡，增加肺容积通气量，改善通气-血流比例失调，促进气体的交换，同时HFNC的耐受性相比呼吸机等给的应激创伤方面更好。国内罗裕锋等[15]报道了中国第一例输入性中东呼吸综合征合并ARDS患者，给予HFNC治疗，观察氧合指标，发现患者入院时血氧饱和度仅为91%，氧合指数144 mmHg，HFNC治疗后血氧饱和度维持在98%～100%，氧合指数接近正常，而且患者表现出对HFNC的良好的耐受性和较高的依从性。一项长达1年的ARDS单中心观察性研究显示[16]，相比常规氧疗组，45例ARDS患者 (PaO2/FiO2平均为137mmHg)，给予HFNC治疗能明显改善患者的氧合，且在日常护理之中，约25%患者的无创通气支持治疗为HFNC，HFNC或许可以成为在ARDS患者中的一线治疗方式。另外一项观察性研究[17]发现，对28例急性呼吸衰竭患者(PaO2/FIO2≤ 300 mmHg、RR>30次/min)，其中82%为ARDS，HFNC治疗组患者相比于无创通气组，HFNC组PaO2从83 mmHg上升到108 mmHg (P<0.01),使用NIV可上升到125 mmHg，与标准氧疗组相比，HFNC治疗可显著改善患者氧合和呼吸急促，耐受程度更好及视觉模拟量表分数更低。在一项meta分析中，纳入13项研究，1956例患者，发现HFNC相比于无创氧疗，在平均氧合指数145 mmHg的急性低氧型呼吸衰竭患者，可明显减少死亡率及有创机械通气治疗[18]，在急性低氧型呼吸衰竭，HFNC可加温湿化，耐受性更好，可给予高流量气体，减少无效死腔，产生PEEP效应。同时在另外一项多中心随机对照试验，发现在严重的低氧型呼吸衰竭的患者中，相比于无创呼吸治疗，HFNC对患者死亡率和插管率有益[19]。因此HFNC可作为轻度ARDS患者的一线呼吸支持治疗方式，同时在中度ARDS患者可评估后优先使用。

二、HFNC作为预充氧方式在ARDS患者插管前的应用

预充氧是患者气管插管前一项基础治疗，传统的预充氧治疗过程中，鼻面罩等有很好的疗效，然而HFNC特有的高流量气体，可减少死腔，排除过多的二氧化碳，减少肺内分流，PEEP效应可适当的扩张部分萎缩的肺泡，同时HFNC高的FiO2会使肺部去氮化，并使其保持最大化氧储备和氧饱和度[20]。在ARDS患者应用气管插管前，预充氧可顺利转化到机械通气治疗，减少直接机械通气所导致的剪切力，减轻正常肺组织的损伤。对一些达到指征的气管插管的患者而言，提前预充氧可避免血氧饱和度的进行性下降，避免低氧血症的加重。对于插管不及时或插管困难患者，若无预充氧，可引起缺氧性相关疾病等的发生，导致住院时间和ICU时间的延长，严重时可导致缺血缺氧性脑病。通常气管插管前，患者血氧饱和度应维持在90%以上，以延长安全呼吸暂停时间[21]。在一项随机对照试验中[22]，对于非严重的低氧血症患者，给予HFNC预充氧，虽然不能增加氧饱和度，但可减少插管过程中呼吸机相关性肺炎、低氧血症、心律失常等不良事件的发生。另一项回顾性研究显示[23]，插管前应用HFNC会使患者受益。在一项进行的随机对照试验中，纳入184例病人，试验组给予(HFNC) 60 L/min预充氧，对照组(NRM) 15 L/min预充氧，预期结果为保持氧饱和度90%以上，HFNC组可对患者受益，这项研究对改变目前临床传统预充氧诊疗方案、提高诊疗水平及改善病人转归有重要的意义，并认为保持充足的氧气在紧急气管插管是一种阻止插管时不良反应发生及减少住院时间及ICU时间的有效举措[21]。另外一项meta分析中，8个临床试验近1084例病人，使用机械通气前，相比NPPV等,应用HFNC可减少插管率 (OR 0.62, 95%CI0.38～0.99,P=0.05; OR 0.48, 95%CI0.31～0.73,P=0.0006) 和ICU 死亡率(OR 0.47, 95%CI0.24～0.93,P=0.03; OR 0.36, 95%CI0.20～0.63,P=0.0004)[24]。然而也有研究发现，相比较吸入高氧浓度面罩(high fraction-inspired oxygen facial mask, HFFM),HFNC对减少氧饱和度虽能降低相关比率，但没有统计学意义[25]。基于以上临床研究，虽然选择性使用HFNC作为预充氧方式在增加血氧饱和度上有争议，但整体来说对相关不良反应发生事件的概率较传统无创呼吸治疗低，因此在ARDS及其他相关性疾病中，在临床实践中是一种较为可行的方法。

三、HFNC在ARDS患者气管插管拔管后的序贯治疗

ARDS患者行气管插管呼吸机支持通气容易并发呼吸机相关性肺炎、气道损伤等多种并发症，因此周期不宜过长，待达到拔管指征后应及时拔管。机械通气患者拔管后，气道压力变负，引起胸腔压力变化，回心血量的减少及血流动力学紊乱等。相比较NPPV，HFNC序贯治疗可提供适当的温度湿度，可增加患者的耐受性；高流量空氧气，满足吸氧要求；PEEP可一定程度上支撑塌陷肺泡，有效避免直接脱机拔管后的不良事件。在一项前瞻性随机对照试验中[26]，试验组纳入了HFNC组患者25个，对照组纳入NPPV患者24个，经序贯治疗后，HFNC组12、24、48 h动脉血氧饱和度(SaO2)、动脉血氧分压(PaO2)明显高于NPPV组[P<0.05), HFNC组患者各时间点痰黏度均明显低于NPPV组(均P<0.01)，NPPV组发现4例鼻面部压疮，均为I期压疮，HFNC组未发现鼻面部压疮，与NPPV组相比明显降低(P=0.036)，与NPPV相比，采用HFNC序贯治疗气管内拔管后机械通气患者是一种可行的治疗方法，可改善氧合，降低痰黏度，降低鼻面部压疮发生率。同时据一项meta分析提示[27]，在拔管后HFNC相比较传统氧疗方式，氧合指数改善更明显，并且减少再插管率，但对于患者死亡率没有统计学意义。在气管插管后，相比较无创通气(Non Invasive Ventilation,NIV)，HFNC在ICU中住院时间更短，患者耐受性更好[28]。 因而对ARDS患者，应用HFNC序贯治疗，或可减少再插管率，避免二次机械损伤，同时调节氧气吸入量、流量及温湿度，能够较好地过渡到患者的自主呼吸过程中。

HFNC在ARDS患者中的展望

HFNC以其特有的加温湿化作用避免气道损伤、支气管痉挛，通过其PEEP等效应，开放塌陷的气泡、促进气体交换，改善氧合，在ARDS患者的治疗过程中有着重要的作用，同时逐渐替代传统氧疗方式，在急性呼吸衰竭、慢性阻塞性肺疾病、循环系统等疾病中应用越来越广泛。

然而迄今为止，虽然HFNC理论上有足够的优势代替传统无创呼吸治疗的不足，临床治疗过程中仍未对HFNC在ARDS治疗过程中的应用时机、应用效果做出明确规定。大多数研究样本量少，研究结论的可信度还远不够。如何有效发挥HFNC在ARDS的协助治疗作用，仍是临床急需解决的问题，这需要更多设计合理的前瞻性随机对照试验来证实。