加温湿化高流量鼻导管通气在慢性阻塞性肺疾病急性加重期的治疗新进展

王作飞 孟 敏

（枣庄市市中区人民医院呼吸内科，山东 枣庄 277100）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）简称为慢阻肺，属于呼吸与危重症医学科（pulmonary and critical care medicine，PCCM）常见的一种慢性气道疾病。COPD是一种异质性的肺部疾病，其特征是由于呼吸道异常（支气管炎、毛细支气管炎）和（或）肺泡（肺气肿）引起的慢性呼吸道症状（包括呼吸困难、咳嗽、咳痰），导致持续的、反复恶化的气流阻塞；慢性阻塞性肺疾病急性加重（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）是指COPD患者咳嗽、咳痰、呼吸困难、缺氧、二氧化碳潴留等症状的急性加重，是导致COPD患者住院及死亡的重要原因；患者需在疾病加重期治疗的基础上配合其他治疗方法[1]。无创性正压机械通气（non-invasive positive pressure ventilation，NIPPV）作为一种常用的治疗COPD的方法，可以大大提高COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者的肺功能和生活质量，减少气管内插管、气管切开率，降低平均住院日；在治疗期间不需要执行切开气管或气管内插管等有创操作即可为患者提供呼吸支持，促进氧合与气体交换，改善肺功能以及血气指标。但经大量实践证明，使用NIPPV治疗时可引起严重腹胀、口鼻干燥、面罩压迫等不良情况，患者依从性较差，大部分COPD患者不能耐受NIPPV治疗。气管内插管或气管切开对接受有创呼吸机治疗的AECOPD患者的气道造成暂时或永久的损失，如引起气道廓清能力的下降或气道结构的改变，同时有创呼吸机也大大增加了院内感染发生风险，同时也给患者带来巨大的经济负担。近几年加温湿化高流量鼻导管通气（heated humidified high flow nasal cannula，HHHFNC）已经成为一种更有效、更适宜的无创呼吸支持模式，能够把加温、加湿的气体以高流量的模式提供至患者的呼吸道内，可以为患者提供加温、加湿且氧浓度精准调节的气体，在改善患者二氧化碳潴留，提升患者的氧合指数以及提供气道通气功能的同时，还可以有效的改善患者气道黏膜纤毛清除能力，可以大大提高改善患者咳痰困难的情况，可以促进患者气道内黏稠的痰液稀释，并利于痰液排出，从而改善气道的廓清能力，能够减少患者呼吸道感染的概率。流量高的气体能够在上呼吸道内产生气道内正压，一般是每10 L/min流量可提供1 cm H2O的气道内压力，并可通过调节氧气的浓度来调整吸入气体的氧浓度，高流量的气体还能够通过冲洗呼吸道残存的二氧化碳来降低肺泡的生理性死腔。研究表明，HHHFNC能有效降低急性呼吸衰竭患者的病死率及再插管率[2]。Schwabbauer等[3]的关于HHHFNC与NIPPV应用于呼吸衰竭临床疗效一文中可以看到，在改善患者氧分压方面NIPPV组比HHHFNC组存在一定的优势，但是HFNC组与NIPPV组相比，HFNC组在改善呼吸困难和舒适度方面明显优于NIPPV组，在改善二氧化碳分压、酸碱度、呼吸频率等呼吸相关参数方面，两组差异无统计学意义。因此，在能够保证患者正常氧合的情况下，应用HHHFNC治疗AECOPD患者可作为一种替代NIPPV的有效方法。HHHFNC作为一种新型的氧疗方式，具有氧浓度、氧流量、氧气湿度可控、具有更好的治疗舒适度等特点，现已经获得了临床医护人员的广泛关注，并在COPD、间质性肺疾病、肺纤维化、脑卒中、脑出血、心脏手术后、支气管肺泡灌洗等领域中广泛的使用，均取得了较为理想的效果[4-6]。本研究结合国内外文献资料对HFNC在AECOPD患者中应用进展作如下综述。

1 HFNC的定义

HFNC主要由以下4部分组成：①空氧混合器。负责调节氧浓度，目的是把有治疗效果氧容积分数提供给患者。②流量传感器。可以精准调控患者吸入的气体流量，保证患者吸入的氧气恒定，不被空气稀释。③加温加湿系统。包括两种：a.利用呼吸管路内螺旋的加热导丝将伺服加热器、加热底盘及湿化罐串连起来，这样可大大减少管路内的 “雨洗效应”，避免管路内的水分对患者造成不适感；b.利用一种三腔循环保护性的密封水管路围绕在呼吸管路外周，应用专门的蒸汽筒将气体加热至设定的温度，可以把通过设定温度的水蒸汽抵达到呼吸道中。以上两种装备均可为患者提供恒定温度和湿度的气体[7]。④鼻氧管。目前临床上常用的为储氧式鼻氧管，可依据患者的双侧鼻孔直径选择S、M、L型号的鼻导管，选择依据为＜1/2鼻孔内径的最大型号，鼻氧管前端设计有根据人体力学的特殊弧度、斜面有柔软端口，能够提供适合治疗方式的高流量气体。使用过程中，可将加湿加温至设定温度、湿度的呼吸气体经过上呼吸道输送至呼吸道；因此HHHFNC具有舒适、有效、无创、安全的特点，获得了越来越多患者以及医护人员的认可[8]。

2 HHHFNC的临床应用

2.1 提供精准、恒定的氧浓度 对于AECOPD患者来说，医院或者家庭氧疗是非常重要的。2023年慢性阻塞性肺疾病全球倡议（Global Initiative for Chronic Obstrutive Lung Disease，GOLD）指南和国内外关于COPD患者的治疗文献明确指出，当AECOPD患者血氧饱和度监测仪器监测到血氧饱和度（SpO2）＜88%时必须要提供氧疗，以期维持SpO2在94%以上，如果患者合并有二氧化碳潴留或高碳酸血症时，经高流量氧疗治疗至少2 h后，需要复查血气分析，评估氧分压及二氧化碳分压状况。同时需要密切检测患者的生命体征变化，评估患者是否出现肺性脑病等严重并发症[9-10]。近年来，国内外越来越多的医疗机构提倡根据处方进行精准的氧疗，以期能够降低不正确氧疗造成的风险事件，如二氧化碳潴留进一步加重等。但实际临床情况仍存在诸多风险。黄飞[11]在2014年选择13个欧洲国家中的16 018例AECOPD住院患者，通过监测患者的血氧饱和度情况及氧疗效果，结果证实，仅有85%的患者治疗情况符合GOLD指南要求，患者经氧疗治疗后SpO2超90%；约10.1%的患者未实现规范化氧疗要求。对氧疗不达标的原因进行分析：当AECOPD患者吸入氧浓度（FiO2）过高、V/Q比例失调、霍尔登效应（Haldane效应）出现时均可导致二氧化碳潴留并引起高碳酸血症及Ⅱ型呼吸衰竭，从而增加患者使用机械通气的风险；患者依赖机械通气的比率增高，呼吸机依赖相关并发症增多，延长了患者康复周期，病情严重时可导致患者死亡。因此，呼吸科、重症医学科医师着重强调将氧疗作为一种药物使用途径，在治疗期间不仅需控制输出氧流量，还需注意观察患者吸气时间、吸气流速及形态变化、呼吸频率等情况，同时需要专业的呼吸科、呼吸治疗师、重症医学科等医师根据患者具体情况正确应用氧疗。卢伟[12]通过试验证实，应用HHHFNC提供比患者吸气峰流量高许多的气体流量，但是不影响COPD患者的呼吸频率和潮气量；从而确保了患者血氧浓度的恒定，这样更有利于改善AECOPD患者的氧浓度，从而达到良好的氧疗效果。

2.2 维持合适的气道内压力 COPD患者普遍以气道气流阻塞受限为特征，COPD患者合并Ⅱ型呼吸衰竭时出现的呼吸力学改变即为动态性肺过度充气（dynamic hyperinflation，DH）、内源性呼气末正压（intrinsic positive end-expiratory pressure，PEEPi）。前者可导致肺动态顺应性下降，可以使压力-容积曲线趋于平直，因此需要机体提供比正常人群更大的呼吸力量才可吸入同等容积的气体。但是内源性呼气末正压可使得肺内压大于正常大气压，因此需要机体提供一个超过正常压力的吸气压力，才可以克服PEEPi产生的输入气流，才能为患者提供更佳的可吸气气流，这也是COPD患者需要应用机械辅助呼吸支持的原因之一。NIPPV作为AECOPD合并Ⅱ型呼吸衰竭时最常用到的机械呼吸支持方式之一，是通过提供持续的气道内正压通气来降低气道内的阻力，同时减少呼吸肌做功，增加肺泡通气量。但是因NIPPV需要使用口鼻罩，患者依从性差等原因，不被很多患者所接受。HHHFNC可持续输出10～60 L/min的高流量气体，1 cm H2O水柱的气道正压。有学者使用40 L/min的高流量通气量实施氧疗，通过观察健康人群的鼻咽部压力-时间曲线变化得出压力呈波浪式改变的结论。因此，相较于NIPPV，HHHFNC在改善氧合、通气方面有所差异，其产生的波动式气道内正压可使塌陷的肺泡复张。杨建华等[13]对20例心脏术后患者进行了HHHFNC治疗后，发现与低流量氧疗相比较，HHHFNC可提高气道压力2～6 cm H2O，呼气末肺阻抗明显减少，呼吸频率减少，证实呼气末肺容量与气道压力之间呈正相关。因此，在使用HFNC治疗AECOPD患者时，可实现复张肺泡、改善通气氧合的治疗目的，从而可以改善患者的血氧水平，降低二氧化碳潴留[14]。

2.3 减少上呼吸道内无效腔，提高肺泡内有效的通气量，降低二氧化碳潴留 AECOPD患者以呼吸道症状进行性加重为主要表现，表现为呼吸困难、咳嗽、咳痰等，致病因素复杂。如病毒感染、细菌感染、大气污染、大气气压降低、环境温度降低等外界因素都可引起气道收缩、炎性分泌物增多等，进一步科造成气道气流受限进一步加重，引起气道痉挛加重，从而使肺部生理无效腔增大，有效肺泡通气量降低[15]。HFNC通过持续为COPD患者提供恒定氧浓度的高流量气体，可以通过冲刷残留在上呼吸道内的残余气体，进而减少解剖死腔及二氧化碳重吸收，提升呼吸效率，增大肺泡有效通气量，改善血气分析指标。李淑静等[16]选取54例AECOPD患者对流量相关性进行对比，均给予HFNC治疗，结果发现，与20 L/min通气流量相比，使用30 L/min以上的高通气流量治疗时，患者PaCO2更低，每分钟通气量与二氧化碳分压降低比值呈正比。由此可以看出，应用HFNC治疗有助于改善AECOPD患者血气分析指标，可减少机械通气诱导的病情加重。

2.4 改善呼吸道温度和湿度，增加患者舒适度 人体上呼吸道重要的生理功能是把吸入鼻腔的空气温度加温至37 ℃左右、相对湿度到100%，这一条件会让人感觉到最舒适，同时能够最大程度的减少呼吸代谢功，也可以改善常规鼻导管氧疗带来的鼻腔干燥、鼻黏膜遇冷后流涕、鼻黏膜裂伤等不适。HFNC治疗可完全满足上述生理功能需求，经HHHFNC温湿化处理后的输出氧气可达到温度36～37 ℃，相对湿度100%，降低呼吸代谢负荷。当呼吸循环中利用了未经温湿化的气体时，易引发诸多不良反应，如普通的氧气面罩吸入干冷气体时可导致患者面部不适、眼睛干涩、鼻部压伤等，导致患者耐受差，不利于患者进行氧疗；但目前使用的HFNC能够给患者提供接近人体内部的温度及湿度的气体，通过完全模拟健康人体肺部湿度与温度环境，减轻了患者的不适感，提高其对于通气治疗的耐受性。黄述娣[17]对HHHFNC与泡沫加湿器进行了对照研究，结果发现，泡沫增湿器组会给患者带来更多的不适，是因为泡沫加湿器无法给患者提供适宜人体的湿度；而HFNC组则可通过加温、加湿处理极大地改善了患者口鼻咽干燥症状。

2.5 与无创/有创通气合理配合治疗 临床上仍以NIPPV（包括：双水平正压通气模式和平均体积保证压力支持模式）作为AECOPD患者的主要无创机械通气支持模式，可明显提高患者救治成功率，同时可减少各种呼吸衰竭的患者气管内插管的风险[18]。对于轻、中度呼吸性酸中毒（pH在7.25～7.35）合并低氧血症的AECOPD患者来说，在短期内应用NIPPV治疗可取得显著的整体疗效，期间间断脱离NIPPV，配合人工或机械排痰、雾化吸入药物等操作。如果患者出现腹胀、痰液较多、面罩漏风较大等情况时，可尝试应用HHHFNC进行呼吸支持治疗，氧流量可调为40～50 L/min，氧浓度调为35%以下；当患者pH≥7.35且大部分呼吸困难表现可控时，可交替使用NIPPV及HHHFNC或由HHHFNC代替NIPPV通气。卢健聪等[19]对HHHFNC、NIPPV在急性呼吸衰竭患者中的应用效果开展分析，结果证实，患者氧分压初始中位为83 mm Hg，应用HHHFNC、NIPPV治疗后，提升分别可达到108 mm Hg、125 mm Hg。但需注意的是，选择HHHFNC治疗的AECOPD患者耐受性更好，耐受周期更长。此外，在NIPPV间断治疗时可选择HHHFNC呼吸支持，防止氧合降低[20]。

综上所述，经过大量的实践证明，HHHFNC是一种能够为COPD患者提供精准呼吸支持的方式之一。与低流量鼻导管吸氧相比，HHHFNC可以提供精准、恒定的氧浓度，减少解剖死腔，保持气道正压，改善患者呼吸困难等症状，患者接受程度高。如果患者在2 h内缺氧、二氧化碳潴留情况没有改善，则需要重新评估，必要时需要更改为无创呼吸机辅助通气或气管内插管呼吸机辅助通气。