经鼻高流量氧疗在成人患者的应用进展

王娟，杨威

（攀枝花市中心医院，四川 攀枝花 617706）

1 HFNC的组成

按照装置的功能划分可将HFNC分为3大功能部分。（1）空气与氧气混合部分：该部分作用是按照预设吸氧浓度，将空气以及氧气进行充分混合后通过涡轮向外输出稳定的氧浓度的气体;（2）混合空氧气体的加温加湿部分：该部分的作用是将涡轮输送过来的空氧混合气体进行加温（31℃~37℃）加湿（100%相对湿度）;（3）气体的输送部分：该部分可通过一根附带加热导丝的管路，确保将加温加湿后的空氧混合气体以恒定的温度、流速、饱和湿度输送至患者端[1]。

2 HFNC的生理效应

2.1 洗出效应减少生理死腔

HFNC通过特殊的鼻导管提供持续的高流速气体，冲刷咽部，洗出上一次呼气时解剖死腔中残留的CO2，以此来减少生理死腔。所以，当每分通气量保持恒定的时候，HFNC能通过减少死腔通气量的同时相对增加肺泡通气量，改善肺通气功能。在一项前瞻性的随机交叉研究中，Mauri T[2]等人比较了HFNC和标准面罩对于急性低氧性呼吸衰竭的影响，发现HFNC在保持PaCO2不升高的情况下，明显减少了患者的呼吸频率和钟通气量，推测实现该生理效应的原因可能是通过减少生理死腔来实现的，伴随着HFNC提供的流速增大，PaCO2逐渐降低，减少死腔的效应也就更强。Möller W[3]等人通过闪烁成像的技术，同样证实了HFNC通过洗出效应减少生理死腔的方式来减少CO2重复吸入，并且该效应随着流速的增快，使原本死腔中O2浓度升高，CO2浓度降低。需要注意的是，使用HFNC张口呼吸的患者相较于闭口呼吸的患者，其FiO2更高，这与临床工作中印象有所不同，造成该现象的原因可能是由于张口呼吸使CO2更快速的清除后，上气道能够储存更多氧气[4]。

2.2 提供稳定的吸氧浓度

HFNC最高可提供60L/min的高流速气体，可调节氧浓度在21%~100%，当HFNC提供超过患者吸气峰流速的气体流速时，则可以提供稳定的FiO2而不受患者的呼吸状况的影响[5]。相比较而言，传统低流量氧疗模式则只能提供最高15L/min的气体流速，远低于正常成年人的吸气峰流速，因此需要额外吸入空气造成吸氧浓度不稳定，且FiO2还受到潮气量、吸气时间、呼吸频率的影响[6]。更加有趣的是，除了提供稳定吸氧浓度之外，高流速还有其他效应。通过对睡眠呼吸暂停综合征患者的流量容积环的研究，发现HFNC提供的高流速气体能够减少吸气阻力，保持气道开放[7]。

2.3 加温湿化吸入气体、保护气道黏膜，降低呼吸功

传统的氧疗模式装置没有加温加湿气体的元件，无法对吸入气体提前加温且只能被动湿化气体，效果并不理想。干冷的气体通常会造成患者鼻咽部黏膜损伤出血[8]。通常，传统氧疗需要患者通过鼻咽部黏膜对冷空气进行加温，会带走部分热量，增加代谢呼吸功，HFNC通过主动加热及湿化吸入气体，让吸入气体能达到最高37℃，100%相对湿度（根据患者舒适程度进行调整），并通过一根带有加热导丝的管道传输气体以维持温、湿度，以此达到减少呼吸功的目的。支气管黏膜的纤毛运动功能与气体湿度呈正相关，湿化后的气体能够稀释痰液、促进支气管纤毛摆动，加强气道分泌物引流排除，保护气道黏膜[9,10]。与此同时，随着痰液引流的进行，气道阻力逐渐减少，明显降低患者呼吸功[11]。慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)患者，由于气体陷闭产生内源性呼气末正压（intrinsic positive end expiratory pressure，PEEPi），因此每次吸气时，呼吸肌需要额外做功抵消PEEPi，HFNC可产生一定程度的持续气道正压，抵消或者部分抵消PEEPi，因此可降低呼吸功[9]。

2.4 产生气道正压，维持肺开放，减少肺损伤

通过输送持续的高流速气体，HFNC可以产生持续的气道正压，产生类似PEEP效应。Groves等[12]对健康成人志愿者使用HFNC时监测不同流速下的PEEP，结果表明流速与PEEP在一定程度上呈现出正相关关系。在流速为20L/min时，男性可产生2.2 (2.0~2.9)cmH2O的PEEP,女性可 产 生3.7(2.9~4.0)cmH2O的PEEP；40L/min时产生的PEEP为男性为4.1 (3.2~5.2)cmH2O，女性为7.2(5.9~7.7)cmH2O，当流速进一步提高，达到60L/min时, 产生的PEEP为男性5.4 (5.0~6.0)cmH2O，女性8.7 (7.7~9.7)cmH2O。另外，患者是否张口呼吸能在很大程度上决定产生的PEEP水平，Chanques等[13]通过对10名重症医学科患者的研究发现，张口呼吸时，HFNC几乎不能产生PEEP。荟萃分析显示，心脏术后并接受HFNC氧疗的患者呼气末肺容量和潮气量均增加，提示HFNC通过产生PEEP，维持肺泡开发，防止肺萎陷，可减少因肺反复萎陷复张造成的剪切伤[14]。除了受流速、性别、口腔是否开闭的影响，HFNC产生PEEP的效应体重指数的影响。

3 HFNC目前在临床中的应用范围

HFNC最初的适应证适为新生儿和早产儿呼吸窘迫综合征，近几年逐渐应用于成人患者。由于其使用方便，需要调整的参数少，并且患者有良好的舒适感和依从性近年来应用越来越广泛。

3.1 应用于急性呼吸衰竭

一项涉及75例患者的回顾性分析显示：重症监护室接受HFNC治疗的急性非高碳酸血症呼吸衰竭患者中，有62.7%的患者成功避免气管插管，且患者在接受HFNC治疗最初的24小时内显著改善了如动脉氧分压（PaO2）、动脉氧饱和度（SaO2）、呼吸频率（RR）和心率（HR）等生理指标[15]。FLORALI实验[16]将纳入的310名非高碳酸血症的呼吸衰竭患者分为三组，发现HFNC组气管插管率为38%（106例中40例插管），标准组气管插管率为47%（94例中44例插管），无创正压通气组气管插管率为50%（110例中55例插管），进一步分析发现，HFNC组患者90d病死率较标准组和无创正压通气组更加低。HFNC有更好的舒适性，一项比较了20例急性呼吸衰竭患者在使用HFNC进行氧疗与用传统面罩进行氧疗时的舒适性发现，HFNC组患者有更好的舒适性[17]。除此之外，Schwabbauer N通过评价三组分别使用HFNC、文丘里面罩和无创正压通气进行氧疗的患者的氧合情况及呼吸困难改善情况，并让他们选择接来下的氧疗模式时发现71.4%的患者选择接下来使用HFNC，这表明使用HFNC的患者在氧合改善和舒适性之间有了一个良好的平衡[18]。

3.2 应用于急性心力衰竭

Makdee O等[19]在对急诊科急性心力衰竭患者研究发现，接受HFNC治疗1h后，患者呼吸频率由28.7次/min降低至21.8次/min，明显改善患者呼吸困难程度，且不会提高患者住院率、住院时间、无创通气比例、插管及死亡率。在一项回顾性分析研究中，Hyun等[15]人发现，使用HFNC能够使80%以上急性心力衰竭的患者氧合改善，呼吸困难情况好转，其原因可能与HFNC的PEEP效应有关，这与无创正压通气治疗急性心力衰竭的原理一致，因此他们认为HFNC治疗失败的患者，无创正压通气治疗可能是无效的。有意思的是Carratalá等[20]报道了5例初始无创正压通气治疗失败的患者，在使用HFNC后，患者氧合改善，且呼吸困难症状明显好转。上述两个实验结果，似乎预示着HFNC在治疗急性心力衰竭的患者中，比无创正压通气更有优势，但由于上述样本量偏少，需要更大范围的临床实验进行论证。

3.3 应用于COPD

这类患者由于慢性炎症导致持续的气流受限、死腔通气增大、PEEPi的存在，无创正压通气能够一定程度上缓解上述病理改变，故多年来应用于该类患者的治疗且取得确切疗效。但由于面罩的使用影响进食、排痰，且部分患者不能耐受面罩是导致无创正压通气治疗失败的部分原因。HFNC不但能减少生理死腔；通过类似PEEP效应抵消PEEPi，改善气流受限减少呼吸功，还具备不影响患者进食，利于痰液引流，舒适性好的特点逐步应用于COPD患者。Braunlich等[21]对健康志愿者、肺纤维化患者和COPD患者使用HFNC后发现，COPD患者的潮气量及分钟潮气量增加，且使用8h后患者毛细血管二氧化碳分压降低，提示治疗有效。唐艺菡[22]发现，患者使用HFNC舒适性明显较无创正压通气好，且随着HFNC治疗时间的延长，患者的血二氧化碳分压和氧饱和度逐渐改善。上述2个实验提示HFNC可用于COPD患者急性加重期治疗。HFNC还能减轻COPD稳定期患者的气道炎症，改善患者的肺功能和运动耐量，提升生活质量。研究提示与普通的长期家庭氧疗相比，使用HFNC进行长期家庭氧疗能明显提高患者的运动耐量，睡眠期间应用HFNC，还能提高患者的肺泡通气量[23,24]。

3.4 外科手术的术后患者

外科术后患者大约有8%患者入住重症医学科，其中大部分原因为脱机拔管后出现呼吸衰竭，部分患者还存在肺不张等并发症[25]。在一项单中心的回顾性研究中，对126例重症医学科成人外科手术术后拔管患者进行统计分析，其中79例患者使用 HFNC，47例使用非重复吸氧面罩，HFNC组患者拔管后氧合指数为（313.49±33.93） mmHg,较 非 重 复 吸 氧 面 罩 组（298.15±34.36） mmHg高（P<0.05），再插管率 HFNC组患者vs非重复吸氧面罩组患者（3.80% vs. 17.02%,P<0.05）[26]。在一项对36例冠脉搭桥术后患者选择不同氧疗方式的疗效评价的研究中，实验组18例使用 HFNC,对照组18例使用无创正压通气，研究结果显示实验组 Brog呼吸困难评分低于对照组,改良 Kolcaba舒适状况评分高于对照组。Shioji N等[27]发现，小儿心脏外科术后一旦诊断为急性呼吸衰竭，立即予以 HFNC治疗，1小时内能明显改善患儿的呼吸困难状况，降低呼吸功。腹部手术患者常因膈肌损伤出现术后肺不张，拔管后如用无创正压通气序贯治疗又容易让观者腹胀加重，难以忍受，Futier E等[28]研究显示腹部手术拔管后早期予以HFNC序贯则既能降低呼吸功改善氧合，又能减少腹胀及肺不张的发生提高患者舒适性。

3.5 新型冠状病毒肺炎

有创通气和无创正压通气在使用过程中流程繁琐，会造成较大的护理工作负担，并且使用时还可能会产生飞沫和气溶胶，造成疫情扩散，使用时需要更加警惕[29]。HFNC相比于无创正压通气和有创通气，仅需在使用时为患者带上口罩就能降低传播风险，降低了护理工作负担，减少了医护职业暴露机会，广泛应用于本次新冠肺炎疫情中[30]。一项回顾性研究表明，对重症新冠肺炎患者应用HFNC治疗1~2小时后，呼吸频率明显下降（26次/min vs. 23 次/min,P=0.03），且氧合指数＞200 mmHg时，HFNC治疗成功率为100%，提示我们对于氧合指数200 mmHg的重症新冠肺炎病人可首先选择HFNC进行氧疗，但需密切观察，在1~2小时内评估是否需要气管插管[31,32]。

综上所述，随着医务工作者对疾病的病理生理学改变认识的加深，HFNC的应用范围会逐步扩大，操作流程也会日趋规范。但不能够只看到它操作简便、易于护理、患者舒适性好的优点就盲目扩大适用范围。对初始治疗密切的观察必不可少，对患者氧合指数、呼吸频率、神志血压的变化需要密切监测，必要时需立即气管插管转为有创通气，切忌因此推迟插管时机。另外，HFNC在应用于合并高碳酸血症性呼吸衰竭患者中仍缺乏高质量证据，需进一步研究。鼻导管直径选择目前仍沿用新生儿的标准，即选择小于鼻孔直径的50%的最大管径，但成人患者的使用是否仍遵循该标准值的探讨。HFNC的撤机标准目前并不明确，临床医师大多根据病情自行决断，护理人员很少能够参与撤机的过程，如存在撤机标准的量化指标，可加强医护间合作，缩短上机时间。