高流量氧疗与无创机械通气在术后轻中度低氧血症患者中的应用效果

苏玲玲 许春梅 张爱萍 李为春

1.江苏省泰州市姜堰中医院呼吸与危重症医学科，江苏泰州 225500；2.山东省潍坊市阳光融和医院泌尿外科，山东潍坊 261200

术后患者在撤机时合并低氧血症，临床上常使用无创机械通气（noninvasive ventilation，NIV）作为拔管后的序贯治疗以达到早期撤机目的，改善患者预后[1]。经鼻高流量氧疗（high flow nasal cannula oxygen，HFNC）通过输送加热加湿的高流量空氧混合气体用于呼吸治疗[2]。国内外已有临床研究报道了HFNC 对于呼吸衰竭和术后低氧血症的治疗效果，并与NIV 进行非劣效比较[3-4]。但由于各项研究设计方案与纳入患者不同，对于HFNC 用于术后低氧血症具体适应证尚不明确[5-7]。本研究回顾性分析重症监护医疗信息数据库Ⅳ（Medical Information Mart for Intensive Care Ⅳ，MIMIC-Ⅳ）中的术后机械通气患者，旨在探讨高流量氧疗与NIV 对于术后患者撤机时合并低氧血症序贯治疗疗效差异。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2008—2019年MIMIC-Ⅳ中术后入住ICU 且撤机时合并轻中度低氧血症患者的临床资料。共筛查524 520 份住院记录中20 165 例计划拔管患者，最终纳入患者732 例，其中采用HFNC 干预者318 例，采用NIV 干预者414 例。倾向性评分匹配后，分为高流量组和无创通气组，每组各213 例。两组年龄、性别、体重指数（body mass index，BMI）、简化急性生理评分（simplified acute physiology score Ⅱ，SAPSⅡ）、动脉血氧分压（arterial partial pressure of oxygen，PaO2）、二氧化碳分压（partial pressure of carbon dioxide，PaCO2）、血氧饱和度（oxygen saturation of blood，SpO2）等一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性（表1）。纳入标准：①术后患者机械通气撤机时合并低氧血症，100 mmHg＜氧合指数≤300 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）；②年龄≥18 岁；③合并或不合并高碳酸血症；④撤机后接受持续或间断HFNC 或NIV 治疗。排除标准：①行气管切开者；②意外拔管者；③撤机后先后接受HFNC 和NIV 者。

表1 轻中度低氧血症患者倾向性评分匹配后一般资料的比较

MIMIC 由贝斯以色列狄肯尼斯医学中心创建，已通过伦理审查。MIMIC-Ⅳ基于MIMIC-Ⅲ数据库进行更新，包括2008—2019年ICU 患者的高质量医学信息数据[6]。该数据库于2020年9月开放，本文作者已获得数据授权。

1.2 方法

高流量组患者撤机后接受持续或间断HFNC 治疗，具体操作方法如下。气体流量初始设置为30～40L/min，滴定吸氧分数（fraction of inspiration oxygen，FiO2）维持SpO2在92%～96%。结合血气分析动态调整，若未达到氧合目标，逐渐增加吸气流量和提高FiO2最高至100%；温度设置范围31～37℃，依据患者舒适性和耐受度，以及痰液黏稠度适当调节。

无创通气组患者撤机后接受持续或间断NIV 治疗，具体操作方法如下。呼吸机模式选择自主呼吸/定时模式（spontaneous/timed，S/T）或持续气道正压力通气（continuous positive airway pressure，CPAP）模式，S/T模式初始参数为吸气压（inspired positive airway pressure，IPAP） 6～8 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa），呼气压（expiratory positive airway pressure，EPAP）4 cmH2O，或CPAP 模式初始CPAP 4～5 cmH2O，经过2～20 min逐渐增加至合适的治疗水平，根据患者病情变化随时调整通气参数。

1.3 观察指标

记录两组患者一般资料：年龄、性别、BMI、入ICU后24 h 的SAPS-Ⅱ、机械通气时间、拔管前至撤机后48 h 生理参数及血气分析。比较高流量组与无创通气组患者主要预后指标，包括48 h 再插管率、28 d 再插管率、28 d 病死率、撤机至再插管时间、住院时间及住ICU 时间，并绘制生存曲线。单独分析中度低氧血症（100 mmHg＜氧合指数≤200 mmHg）患者撤机后高流量组与无创通气组的上述指标。

1.4 统计学方法

采用R 3.6.1 软件进行数据分析，对于符合正态分布的计量资料，用均数±标准差（±s）的形式进行描述，采用独立样本t 检验，对于不符合正态分布的资料，用中位数（下四分位数，上四分位数）[M（P25，P75）]进行描述，组间比较采用Mann-Whitney U 检验；计数资料用率表示，组间比较采用χ2检验；使用log-rank检验比较再插管率和生存曲线差异。以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 轻中度低氧血症患者两组治疗效果的比较

轻中度低氧血症患者中，两组48 h 再插管率、28 d 再插管率与28 d 病死率比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）；高流量组住院时间、住ICU 时间、拔管后再插管时间长于无创通气组，差异有统计学意义（P<0.05）。见表2、图1（封三）。

图1 轻中度低氧血症患者两组累积再插管率和生存曲线

表2 轻中度低氧血症患者两组治疗效果的比较

2.2 中度低氧血症患者两组治疗效果的比较

中度低氧血症患者经倾向性评分匹配后，两组各纳入73 例。两组患者的48 h 再插管率、28 d 再插管率、28 d 病死率、撤机至再插管时间、住院时间及住ICU 时间比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。见表3、图2（封三）。

表3 中度低氧血症患者两组治疗效果的比较

图2 中度低氧血症患者倾向性评分匹配后累积再插管率和生存曲线

3 讨论

本研究筛选了MIMIC-Ⅳ中超过50 万份病例，最终纳入736 例撤机时合并轻中度低氧血症的术后患者接受HFNC 或NIV 序贯治疗。倾向性匹配后比较发现，高流量氧疗与NIV 患者主要预后结果相似，包括48 h 再插管率、28 d 再插管率和28 d 病死率。高流量氧疗可以提供恒定的气流和吸氧浓度[8-9]，因此通常认为HFNC 的治疗效果优于包括鼻导管、文丘里面罩和储氧面罩在内的常规氧疗[5，10]。近年来的许多研究将HFNC 与NIV 做非劣效比较，但是对于低氧血症具体适应症尚不明确。高流量吸氧用于治疗Ⅰ型、呼吸衰竭时，不管是肺炎导致的呼吸衰竭患者接受高流量治疗避免插管，还是心脏术后患者治疗低氧血症，以及腹部手术患者接受高流量治疗，其治疗方案和适应症都不尽相同[3-4，11-12]。因此在高流量氧疗治疗Ⅰ型呼吸衰竭时，需要把握不同患者的具体适应症。在上述研究中，其纳入的患者平均氧合指数接近200 mmHg，HFNC 的效果均不亚于NIV。本研究数据表明，对于轻中度低氧血症患者，HFNC 对于术后撤机的序贯治疗效果与无创呼吸机相似。单独纳入中度低氧血症患者分析发现，在氧合指数中位数170 mmHg，四分位区间150～200 mmHg 的高流量组患者预后亦不亚于无创通气组。

目前的大部分研究认为，高流量氧疗不同于无创呼吸机，一般不适用于严重2 型呼吸衰竭患者[13-15]。之前的生理研究发现，高流量气流可以冲刷鼻咽部死腔，并产生低水平呼气末正压[16-18]，这给治疗轻度高碳酸血症提供了理论基础。在本研究中，在制定排除标准时，并没有排除高碳酸血症患者，分析结果发现两组患者平均PaCO2均处于正常范围内。这说明在实际工作中，ICU 医生对于使用高流量吸氧治疗术后高碳酸血症患者仍持有审慎的态度。因此对于高流量氧疗是否可以治疗轻中度2 型呼吸衰竭，能否改善严重慢性阻塞性肺病患者生活质量，尚需要高质量的临床研究来进行验证[19-20]。

高流量治疗对术后患者可能产生两种影响：对于撤机治疗成功的患者，高流量治疗达到了早期撤机的目的，对于缩短治疗时间，减少呼吸机相关并发症，降低医疗费用的好处是不言而喻的；而对于撤机失败患者则可能会导致延迟再插管，预后变差。Kang 等[21]2015年回顾性研究发现肺炎合并低氧血症患者接受高流量治疗导致延迟插管，并增加病死率。在本研究结果中，发现高流量组患者住院时间和撤机至再插管时间均延长；但分析48 h 内再插管患者和48 h 后再插管患者预后发现，延迟再插管患者病死率并不增加。本研究和Kang 等[21]的研究同为回顾性分析，再插管患者样本量相近，但是本研究纳入患者为手术后撤机患者，研究方案不尽相同，同时有无创呼吸机患者作为对照。因此得出的不同研究结果还需要前瞻性的研究进一步验证。

在ICU 患者中，撤机后再插管的发生率一般为10%[22]，但是对于合并危险因素接受HFNC 序贯治疗的患者，再插管率可以达到20%[3-4]。本研究结果与其相近，高流量组患者再插管率接近20%。在治疗失败的患者中，有一半患者再插管时间集中于撤机后48h内[23]，有必要对该类患者进行早期预测。本研究为回顾性研究，尽管样本量较大，倾向性匹配评分也降低了纳入患者的异质性，但对于研究结论还需要多中心前瞻性研究进行验证。

对于术后撤机时合并轻中度低氧血症患者，高流量氧疗与NIV 疗效相似，但NIV 患者的住院时间和住ICU 时间更短。