经鼻高流量氧疗在体外循环下冠状动脉旁路移植术后的临床应用

焦国庆, 荆朝辉, 杨 军, 韦柳炎, 张 杰, 蒋 侠,徐 勇, 荣晓松, 朱黎明, 李明秋

(1. 南京医科大学附属无锡人民医院 心血管外科, 江苏 无锡, 214000;2. 扬州大学附属泰兴市人民医院, 江苏 泰兴, 225400)

体外循环(CPB) 引起的内源性全身炎症反应、血管内皮细胞和组织损伤是术后肺功能严重损伤的主要原因，导致较难改善的低氧血症，直接影响手术效果和预后[1]。有报道[2]称体外循环下冠状动脉旁路移植术后患者低氧血症占72%, 其中7.8%的患者需要再次气管插管，升高了患者的肺部感染率，延长ICU滞留时间和住院时间，增高了院内病死率。积极的早期呼吸辅助通气与规范化治疗是冠状动脉搭桥术后治疗的关键。经鼻高流量吸氧(HFNC)是通过鼻导管提供高流量气体从而提高患者氧含量的一种呼吸支持方法，吸入氧浓度可以在21%～100%调节，氧流量可以达到60 L/min, 具有舒适性高、费用低廉及提供精准供氧浓度等优势，已逐渐部分替代无创正压通气(NPPV)或传统氧疗等治疗措施。尽管目前高流量吸氧在小儿患者临床应用中比较成熟[3], 但是在成人患者中仍然没有明确的指南来指导临床使用。本研究旨在观察HFNC对体外循环冠状动脉旁路移植术后患者的疗效。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2012年1月—2019年12月体外循环下冠状动脉旁路移植术后入住ICU的560例患者的临床资料，其中2012年1月—2015年12月符合标准的患者213例予以面罩吸氧治疗，纳入对照组。因Fisher/Paykel公司AIRVO2呼吸湿化治疗仪技术引进后, 2016年1月—2019年12月符合标准的347例患者予以HFNC治疗，纳入观察组。纳入标准: 无呼吸系统疾病及肝、肾或凝血功能障碍，均为体外循环下冠状动脉旁路移植术后入住ICU的患者。排除标准: 严重的失血、急性心肌梗死、心功能衰竭等原因所致的循环功能不稳定，合并慢性阻塞性肺病、阻塞性睡眠呼吸暂停、肾功能衰竭(Rifle标准)、肝功能衰竭(血浆总蛋白<30 g/L, 总胆红素>85.5 μmol/L)、凝血功能紊乱，存在多脏器功能衰竭及严重威胁生命的器质性疾病，存在高流量吸氧湿化仪禁忌证，无法耐受或拒绝高流量吸氧者。

1.2 研究方法

所有符合标准的患者入住ICU后均按照体外循环下冠状动脉旁路移植术后常规治疗原则治疗，包括扩张冠状动脉改善心肌缺血、心血管活性药物维持循环功能稳定、机械通气、维持内环境稳定、预防性应用抗生素、质子泵抑制剂抑酸等。出现其他并发症时及时对症治疗。机械通气使用压力控制模式维持潮气量6～8 mL/kg，呼气末正压通气(PEEP)5～6 cmH2O、吸入气氧浓度(FiO2) 40%。当患者无明显躁动及活动性出血、神志清醒、肌力恢复、循环功能稳定后动脉血氧分压[pa(O2)]>90 mmHg时拔出气管插管。对照组氧流量6～8 L/min, 经湿化罐面罩吸入。观察组予以高流量氧疗(氧流量50 L/min、FiO250%、气道湿化温度调节至34～37 ℃)。符合以下标准改为二次插管有创机械通气(IPPV): 排除疼痛、麻醉等因素的影响，患者出现呼吸停止、呼吸暂停伴意识丧失、喘息呼吸、脑病、循环不稳定、呼吸道大量分泌物、疲惫等临床症状，血氧饱和度(SpO2)<90%、顽固性低氧血症(氧疗1 h后氧合指数<200 mmHg)或呼吸性酸中毒(pH值<7.30、动脉血二氧化碳分压[pa(CO2)]>50 mmHg)。

1.3 观察指标

观察组和对照组临床表现和主要观察指标: 患者的年龄、性别、体质量指数(BMI)、术前心功能分级、术前pa(O2)、左心室射血分数(LVEF)、高血压、糖尿病、吸烟史; CPB时间、主动脉阻断时间、术中出血量、移植血管支数; 急性生理与慢性健康评分系统Ⅱ(APACHE Ⅱ)评分、红细胞输入量、心肌肌钙蛋白T(cTnT)、脑钠肽(BNP)、氧疗前及氧疗后不同时间点的氧合指数、ICU住院时间等。

1.4 统计学处理

2 结 果

2.1 一般资料

对照组213例、观察组387例患者行体外循环下冠状动脉旁路移植术。2组年龄、性别、BMI、术前心功能分级、术前pa(O2)、LVEF、高血压、糖尿病、吸烟史等指标比较，差异无统计学意义(P>0.05), 见表1。

2.2 2组术中术后各指标比较

2组患者CPB时间、移植血管支数、主动脉阻断时间、术中出血量、手术时间、术后入住ICU氧合指数、APACHE Ⅱ评分、红细胞输注量、术后机械通气时间等指标比较，差异均无统计学意义。对照组18例患者面罩吸氧48 h内因呼吸困难加重改为IPPV治疗; 观察组有19例患者HFNC 48 h内因呼吸困难加重改为IPPV治疗。观察组再插管率低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。观察组术后ICU停留时间短于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表1 2组术前一般资料比较

表2 2组治疗情况及观察指标比较

2.3 2组患者氧疗前后血气分析、心肌酶谱以及BNP等比较

治疗后，观察组血氧合指数低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05), 2组SpO2、pa(CO2)比较，差异无统计学意义(P>0.05)。治疗48 h后，观察组BNP和cTnT水平低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

3 讨 论

随着人口老龄化及进程的加快，代谢性疾病如高血压、糖尿病、冠心病的发病率不断增高，心脑血管疾病严重威胁人类健康，已成为人类首位的死亡原因，其中冠状动脉粥样硬化性心脏病已经成为心血管外科的常见疾病。体外循环下冠状动脉旁路移植术，术中提供稳定的重要脏器血液灌注、清晰的手术野及最大可能的再血管化，备受心血管外科医师推崇，已经成为外科治疗冠心病的主要术式之一。由于需要进行体外循环下冠状动脉旁路移植术的患者往往年龄大、病情重、合并基础疾病多，导致冠状动脉旁路移植手术后的并发症发生率和病死率较高，严重影响了冠脉旁路移植手术的近期及远期效果。

表3 2组气管拔管后氧疗前后血气分析、BNP、cTnT比较

CPB期间触发“全身炎症反应”引起细胞因子及炎症介质连锁反应，导致的血管内皮和组织细胞损伤是术后肺功能严重受损的主要原因[1]。高龄患者术前合并各种慢性疾病，在低氧血症危险因素研究中，吸烟史、糖尿病史、术后肺部感染、呼吸机辅助通气时间、冠状动脉血管病变支数、术后24 h引流量、红细胞输注量、术中输液量、手术时间、主动脉阻断时间、CPB时间、术前pa(O2)等均是术后低氧血症的影响因素[4]。体外循环下冠状动脉旁路移植术后患者常合并有不同程度的低心排血量，低心排血量易引起肺水肿、肺氧合功能下降加重低血氧、低血氧代偿性引起心率加快，心肌耗氧量增加，心排量进一步降低，由此形成恶性循环，严重影响患者的预后[5]。术后监护治疗的重要原则就是增加氧供、减少氧耗、改善低心排血量。

HFNC作为一项较新的呼吸支持手段，通过无需封闭的鼻塞导管直接将一定浓度的空-氧混合高流量气体输送给患者，可通过设置合适的气体流量(最高可达60 L/min)、按照空-氧比例形成一定的氧气浓度(21%～100%)。HFNC治疗过程中通过提供稳定且高浓度的氧气减少鼻咽部生理死腔，提供低水平的PEEP, 降低吸气阻力减少呼吸做功，主动湿化气体，节约机体对外界气体进行温-湿化所需消耗的能量，使气道黏膜的纤毛运动功能和分泌清除率得到提高，减少了肺泡萎陷并使得部分不张的肺泡扩张，减轻肺损伤，改善患者氧合状态，提升了患者的舒适感和依从性[6-10]。本研究中2组患者治疗前的氧合指数水平差异无统计学意义(P>0.05), 观察组患者行HFNC 12、24 h后的氧合指数显著高于对照组，提示应用HNFC对体外循环下冠状动脉旁路移植手术后的患者能明显改善氧合指数，更好地改善氧合水平。而氧合水平没有明显改善的患者，可能是由于过低PEEP或患者本身肺顺应性下降明显等原因，导致气道压力不能维持患者的功能残气量，最终需要二次插管行有创机械通气治疗。

冠状动脉搭桥手术患者存在缺血再灌注损伤，术后呼吸功能衰竭将会加重心肌缺血，导致肺部感染、心功能不全加重等一系列并发症。二次插管有创通气的时机尚无明确定论，临床上大多根据患者的意识、咳嗽能力、呼吸及氧合情况来综合判断[11]。ANTONELLI M等[12]在儿童的研究中将HNFC 1 h后氧合指数仍然<175 mmHg作为预计HNFC失败的转折点。多中心研究[13]表明，心脏术后呼吸衰竭患者应用HFNC的疗效优于双水平气道正压通气(BiPAP)。在冠状动脉旁路移植手术后氧疗过程中，作者综合考虑患者的临床症状和氧疗1 h的氧合指数，明确了二次插管指征。本研究中，观察组通过HFNC治疗，再插管率显著低于对照组，具有较好的疗效。

cTnT主要存在于心肌细胞内，是心肌细胞损伤的敏感、特异性指标，其敏感性和特异性明显优于肌酸激酶、肌酸激酶同工酶。近年来研究证明, BNP是反映左心室舒张末压的血流动力学指标，BNP是左心室舒张末压升高的独立预测因子，与充血性心力衰竭严重程度明显相关。另外, BNP在调节血压、维持体液平衡及心血管功能方面起重要作用。本研究中观察组和对照组在治疗48 h后，观察组cTnT、BNP均低于对照组，差异有统计学意义。cTnT、BNP降低的机制可能与HFNC提供的PEEP有关, PEEP可以增加患者的呼吸末肺容量，减少肺不张，增加心肌氧供，同时能显著减轻吸气时的下腔静脉塌陷，减轻右心负荷，在不影响心率的基础上，减少左心室的每搏输出量，从而降低心肌耗氧量[14-15]。

本研究中，对照组患者平均ICU住院时间显著长于观察组，这与临床研究[14]结论相符，提示体外循环下冠状动脉旁路移植术后应用HFNC进行过渡期治疗，除了可以明显改善患者氧合指数，还能改善临床结局。

本研究通过比较高流量湿化吸氧与雾化吸氧辅助通气技术，结果表明，冠状动脉旁路移植术后的患者应用HFNC治疗，可以改善患者的氧合指数和心功能，降低患者的插管率，缩短患者的ICU住院时间。同时在治疗过程中需要密切观察患者氧合指数及呼吸频率的变化，避免延误二次插管时机。本研究中纳入的样本量比较少，观察指标有限，HFNC对冠状动脉旁路移植术患者的远期疗效尚不能确定。冠心病患者通常年龄较大，术前合并基础疾病特别是合并影响肺功能的基础疾病较多，如何在围术期的各个环节进行干预，改善肺功能，减少肺部并发症的发生，进一步改善冠状动脉旁路移植术的近期和远期效果，值得进一步研究。