经鼻高流量湿化氧疗对呼吸衰竭患者治疗的研究进展

魏益梅，鲍永霞，许尤松

(哈尔滨医科大学附属第二医院呼吸与危重症医学科，哈尔滨 150081)

经鼻高流量(high flow nasal cannula， HFNC)湿化氧疗是近年来新兴的辅助通气方式，通过高流量鼻塞持续为患者提供相对恒定的吸氧浓度(21%～100%)、温度(31℃～37℃)及吸氧流量(8～80 L/min)吸入气体的治疗方式。HFNC通过吸入高流量气体产生一定水平的呼气末正压，清除上呼吸道的呼出气体，进而减少再呼吸死区，使通风更有效，从而达到冲刷上呼吸道生理死腔的效果。恒定的温度及湿度可以保持黏膜纤毛的清除功能，并且可以降低患者上气道阻力，由于呼吸阻力及呼吸频率降低、每分通气量减少及肺泡通气改善,所以可减少通气浪费，降低呼吸功能，进而改善患者的换气和部分通气功能，所有这些生理益处对急性呼吸衰竭患者的临床结局均产生积极影响[1]。HFNC可减少死腔体积，增加肺泡体积，从而改善肺泡通气和换气[2，3]。对于低氧性呼吸衰竭患者，HFNC似乎可以替代标准氧和无创正压通气(non-invasive positive pressure ventilation,NPPV)，而且它的耐受性好，可避免肺部劳累[4]。HFNC曾广泛应用于新生儿及婴幼儿，但是目前该技术也越来越多的应用于成年人。且最近的研究建议在新发急性呼吸衰竭患者中应用HFNC代替标准氧[5]。而且对于新型冠状病毒肺炎(coronavirus disease 2019，COVID-19)导致的呼吸衰竭治疗，该设备也广泛使用，显示出了其优势之处。

1 HFNC可以降低患者的不适感

舒适度已经成为选择氧疗方式的一项重要指标。标准氧是使用流量表连接于墙壁氧气管道装置，管道内氧气是干燥的，用冷水进行加湿，然而加湿效果非常有限，呼吸大量干冷的氧气会导致上呼吸道黏膜干燥，从而导致不适和疼痛。HFNC则采用对氧气加热、加湿的技术，增加了吸氧的舒适度。在一项前瞻性试验中， 30例受试者完成了试验，其中HFNC组的干燥度较低，再次使用标准氧后，干燥度迅速增加，而在再次使用HFNC后，干燥度又显著降低(P=0.008)；其中16例受试者表示，首选HFNC(P=0.010)；可见HFNC可以显著减少重症呼吸衰竭患者的不适感，且优于标准氧[6]。在Frat等[7]的一项观察性研究中发现，HFNC的耐受性明显优于NPPV组，而且没有患者出现鼻面部褥疮。Macé 等[8]的研究中，共纳入102例急性低氧血症性呼吸衰竭患者，与标准氧组相比，使用HFNC患者感受到呼吸困难改善程度更高。Rittayamai等[9]也证实，HNFC与标准氧组相比，HFNC显著改善了呼吸困难的水平。Lee等[10]的研究发现，HFNC与NPPV相比，具有更高的舒适性和耐受性。由此可见，相比于标准氧和NPPV，HFNC的耐受性更好。

2 HFNC可以降低呼吸频率

呼吸频率是衡量呼吸功的重要指标，也是衡量舒适度的指标。HFNC可以降低患者呼吸频率的主要原因是HFNC降低了呼气末的气道阻力、冲刷了呼吸道的生理死腔，使得呼气末肺容积和潮气量增加，进而减少呼吸频率和氧合。加温加湿的氧疗改善了肺泡的顺应性、降低了残气量，进而降低呼吸功，从而降低呼吸频率[11]。使用HFNC后患者的血氧分压升高，作用于外周化学感受器改善深快的呼吸方式，而且血氧分压升高使兴奋的呼吸中枢恢复正常，进而降低患者呼吸频率。Vargas等[12]的研究显示，与标准氧相比，HFNC使患者呼吸频率显著降低(P< 0.01)，但是HFNC和NPPV之间的差异不显著(P=0.90)。Ito等[13]的一项多中心调查中，321例患者使用HFNC，前24 h前呼吸频率为24次/min，HFNC开始后6 h再次进行测量，呼吸频率为21次/min，呼吸频率降低(P<0.001)。在Frat等[7]的研究中也发现，使用HFNC后呼吸频率显著降低，但在随后的HFNC/NPPV疗程中没有进一步变化；这可能是由于该试验所有受试者都首先接受标准氧疗，其次是HFNC，然后是NPPV，研究者们观察到从标准氧转换为HFNC时呼吸频率迅速下降，由于缺乏标准对照组，未发现HFNC的显著效果。Roca等[14]研究同样显示，对157例肺炎患者进行HFNC治疗，HFNC治疗成功患者分别在HFNC发作12和18 h具有较低的呼吸频率[12 h，22(18～26)次/min；18 h，22(19～25) 次/min]。Bell等[15]一项随机对照研究同样发现，HFNC可降低患者呼吸频率；在该试验中，HFNC组48例，标准氧疗组52例，HFNC组与标准氧组相比，呼吸频率降低20%的患者比例更高(66.7%和38.5%，P=0.005)。总之，与标准氧疗相比，HFNC可以显著降低患者的呼吸频率[16，17]。但是HFNC与NPPV治疗相比，效果却不是特别显著。由于两种呼吸机对比的试验较少，我们可以参考的文献较少，所以仍需进行更多的、规模更大的临床研究。

3 HFNC可以改善氧合指数

4 HFNC可以降低再插管风险

由于再次插管会给患者带来巨大的创伤，所以这也是患者选择呼吸支持方式的参考指标。Frat等[20]对310例急性呼吸衰竭患者进行分析，其中HFNC组的插管率明显低于标准氧组及NPPV组，HFNC组第28天的插管率为38%，标准氧气组为47%，NPPV为50%(P=0.18，0.17)。在另一项随机对照临床试验中，NPPV组的再插管率为15.9%，而HFNC组为16.9%。由此可见在已拔管的高危成人中，HFNC在预防再插管和拔管后呼吸衰竭方面并不差于NPPV。[21]。在其他试验中也得出了相同的结论。一项meta分析显示，与标准氧相比，HFNC氧气疗法的插管率较低(P=0.49)；HFNC组的插管率显著低于常规氧疗法(P=0.49)；HFNC与NPPV之间无显著差异(P=0.02)[17]。而且另一项meta分析同样显示HFNC减少了急性呼吸衰竭患者的插管率[22]。但是这些试验都存在相同的缺点——患者病情较重，这就导致无创辅助通气不能扼制病情进展，需要进行插管治疗。这就提醒我们，在进行相关研究时，要考虑到疾病的进展，以便得出更加令人信服的结果。但是从我们所了解的相关资料中可以看出，HFNC与标准氧相比，可以有效降低患者再次插管的风险。相比于NPPV治疗，虽然两者比较没有显著差异，但是经HFNC治疗后，患者的插管率似乎更低。

5 HFNC可以降低患者的死亡率

死亡率是衡量呼吸支持技术效果的重要指标，降低患者死亡率也是我们一直最求的目标。一项多中心回顾性研究发现，尽管HFNC与NPPV治疗失败率之间没有显著差异，但是HFNC组的30 d死亡率显著降低(28%和56%，P=0.001)[23]。Frat等[20]的研究纳入了310例急性呼吸衰竭患者，其中94例患者接受了标准氧治疗，106例接受HFNC治疗，110例进行了NPPV治疗；标准氧组与HFNC组比较，第90天死亡风险比为2.01；NPPV组与HFNC组比较，第90天死亡风险比为2.50。由此可见，与标准氧或NPPV相比，HFNC治疗可降低90 d时的死亡率。但是必须考虑到需要辅助呼吸治疗的患者往往病情较重，多存在其他系统疾病，所以这些患者的死亡率相对较高。

6 HFNC对于COVID-19的影响

2019年以来，新型冠状病毒迅速在全世界蔓延开来，为世界人类安全带来严重危害，造成大量人员感染，甚至死亡。这种冠状病毒会引起一系列急性呼吸系统疾病，名为COVID-19[24]。对于该病毒引起的急性呼吸衰竭，无创辅助通气技术发挥了极大作用，其中HFNC治疗也显示出了其优势。对于COVID-19导致急性呼吸衰竭的成人，指南建议使用HFNC而不是NPPV[25]，因为HFNC与NPPV治疗相比，不仅降低了90 d的死亡率，还降低了患者的插管率[20]。而且与NPPV或者面罩吸氧相比，HFNC使用鼻塞吸氧，既不会增加扩散，也不会增加环境中的微生物污染。患者可以在HFNC上佩戴医用口罩，以减少咳嗽或打喷嚏时的气溶胶传播[26]。NPPV仪器产生的压力会更大，而且使用NPPV面罩后，不能佩戴口罩，则会造成气溶胶传播。因此，HFNC治疗COVID-19似较NPPV更有优势。但是从目前研究看，试验患者较少，而且患者症状往往比较严重，这就会导致试验存在误差。对于选择何种辅助呼吸方式治疗COVID-19效果更好，会是我们未来需要探索的。

综上，HFNC是一项新的呼吸支持技术，与标准氧比较，具有更好的耐受性，不仅可以降低患者的呼吸频率，还可以降低再插管风险及死亡率，提高患者氧合指数。对于COVID-19，HFNC也具有减少微生物气溶胶传播、降低插管率和死亡率的独特优势。但是在改善氧合指数和呼吸频率方面，HFNC治疗的效果是否较NPPV更显著，仍具有争议。而且对于Ⅱ型呼吸衰竭的治疗，HFNC与其他呼吸支持技术的对比研究仍然有限，需要更多的、规模更大的前瞻性研究来明确其优势，从而更好地挽救患者生命，促进患者早日康复。