莫麗勤 曾云云 秦宗泉 陸威達(dá) 藍(lán)丹秀

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心胸外科重癥監(jiān)護(hù)室，廣西南寧市 530021)

【提要】 經(jīng)鼻高流量氧療(HFNC)是一種新型無創(chuàng)呼吸支持方式，其可產(chǎn)生沖刷效應(yīng)、呼氣末正壓效應(yīng)及加溫加濕氣體等良好效果。目前，HFNC越來越多地應(yīng)用于我國成人急性呼吸衰竭、呼吸道有創(chuàng)操作、拔管后氧療等。然而，臨床上HFNC的使用方式及針對不同患者的療效不一。正確地把握HFNC在呼吸生理效應(yīng)中的特點(diǎn)和最佳使用條件，總結(jié)其針對不同患者的臨床經(jīng)驗(yàn)，可以為HFNC及時(shí)、正確地應(yīng)用于臨床提供參考。

經(jīng)鼻高流量氧療(high-flow nasal cannula oxygen therapy，HFNC)是一種新型無創(chuàng)的呼吸支持方式，其由空氧混合裝置、加熱加濕器和鼻塞系統(tǒng)組成，可提供恒定的氧流量(2～60 L/min)及濃度(21%～100%)，產(chǎn)生低水平的呼氣末正壓(positive end-expiratory pressure，PEEP)，進(jìn)而沖刷鼻咽部生理無效腔，加熱和濕化管道空氣，保護(hù)呼吸道黏膜，極大地提高患者的舒適度和耐受性。目前，HFNC越來越多地應(yīng)用于我國成人急性呼吸衰竭、呼吸道有創(chuàng)操作、拔管后氧療等。多項(xiàng)研究均表明HFNC治療效果優(yōu)于傳統(tǒng)氧療和無創(chuàng)正壓通氣(non-invasive positive ventilation，NIPV)[1-3]。目前關(guān)于HFNC的部分研究結(jié)論尚有爭議，故對HFNC在呼吸生理效應(yīng)中的特點(diǎn)和最佳使用條件及其針對不同患者的臨床效果進(jìn)行梳理闡述，為HFNC能及時(shí)、正確地應(yīng)用于臨床提供參考。

1 HFNC的呼吸生理效應(yīng)

1.1 沖刷效應(yīng) 沖刷效應(yīng)是指呼吸道解剖無效腔內(nèi)的氣體受到外來氣體的沖刷而排出的現(xiàn)象。其原理是基于高速氣流對鼻咽部以及肺泡無效腔的沖擊，可以促進(jìn)CO2排出并抑制其再吸收，從而降低動脈血二氧化碳分壓(partial pressure of carbon dioxide in artery，PaCO2)。既往研究[4-5]表明，HFNC的沖刷效應(yīng)與氧流量呈正相關(guān)，即氧流量越高沖刷效應(yīng)越明顯，PaCO2在一定范圍內(nèi)下降越多。然而，Onodera等[6]研究表明HFNC在不同狀態(tài)的肺-口模型所產(chǎn)生的沖刷效應(yīng)不一致，沖刷效應(yīng)與氧流量不呈正相關(guān)，而是由肺的生理狀態(tài)、口咽開閉及氧流量共同決定。該研究通過模擬不同的肺-口模型發(fā)現(xiàn)，在正常肺-開口模型中，當(dāng)HFNC的氧流量為10 L/min時(shí)，可將聲門下呼氣末二氧化碳分壓(partial pressure of end-tidal carbon dioxide，PETCO2)降低至30 mmHg，隨后增加HFNC的流量亦未能進(jìn)一步降低聲門下PETCO2；在阻塞性肺-開口模型中，所有部位PETCO2降低的趨勢與正常肺-開口模型相似；在限制性肺-開口模型中，當(dāng)HFNC的氧流量為20 L/min時(shí)，聲門下PETCO2可降低至25 mmHg，然而，隨著HFNC流量的增加，聲門下PETCO2未再進(jìn)一步降低；對于正常肺-閉口模型，60 L/min的氧流量才能使聲門下 PETCO2降至30 mmHg，其他部位PETCO2降低則需要40 L/min的氧流量。據(jù)此，在臨床工作中可根據(jù)患者病情選擇合適的氧流量，同時(shí)可以考慮讓患者開口來輔助改善氧合作用。

1.2 PEEP效應(yīng) HFNC通過恒定的高速氣流在整個(gè)呼吸周期內(nèi)形成氣道壓，呼吸道的鼻咽部以及肺泡可產(chǎn)生一個(gè)類似于PEEP的作用。既往研究[7]表明，HFNC的“類PEEP效應(yīng)”不能產(chǎn)生穩(wěn)定的氣道正壓，臨床效果弱于NIPV。為此，Okuda等[8]通過設(shè)置恒定流速及壓力的方法來探討HFNC的生理機(jī)制。該研究發(fā)現(xiàn)，在恒定流速下，呼氣末食管壓在一定范圍內(nèi)呈氧流量依賴性，并與潮氣量呈正相關(guān)；在恒定壓力下，HFNC沒有引起呼氣道阻力的任何變化，只引起肺彈性阻力和慣性阻力的流速依賴性增加，導(dǎo)致呼氣末肺容積增加，從而驗(yàn)證了HFNC的PEEP效應(yīng)。此外，Onodera等[6]研究表明，正常肺-口模型中，在閉口狀態(tài)下相同氧流量產(chǎn)生的PEEP遠(yuǎn)高于開口狀態(tài)；在相同氧流量下，正常肺-開口模型產(chǎn)生的PEEP基本與阻塞性肺-開口模型及限制性肺-開口模型一致，均明顯低于正常肺-閉口模型。 因此，HFNC產(chǎn)生的PEEP效應(yīng)由氧流量、開閉口狀態(tài)、肺生理功能共同決定。臨床上常見的導(dǎo)致呼吸衰竭的慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)、急性呼吸窘迫綜合征及間質(zhì)性肺疾病等應(yīng)根據(jù)通氣或氧合支持的需要，設(shè)置不同的氧流量或開閉口狀態(tài)。

1.3 舒適度與通氣溫度和氧流量的相關(guān)性 臨床上成人使用HFNC的參數(shù)是初始氧流量為30 L/min，溫度為37 ℃，濕度為100%，吸入氧氣濃度(fractional concentration of inspired oxygen, FiO2)則設(shè)為達(dá)到目標(biāo)血氧分壓(blood partial pressure of oxygen，PaO2)的最低值，然后再根據(jù)患者的病情和耐受程度上調(diào)氧流量。目前，關(guān)于HFNC最佳使用方式的研究報(bào)道較少。Mauri等[9]通過比較患者在不同通氣溫度和氧流量的HFNC治療中的舒適體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在一般呼吸衰竭患者中，當(dāng)HFNC氧流量分別設(shè)定為30 L/min和60 L/min時(shí)，患者在31 ℃時(shí)的舒適度均明顯高于37 ℃時(shí)(均P<0.05)，而同等溫度下較高的氧流量與舒適度無關(guān)。在FiO2≥45%的重癥患者中，較低的溫度(31 ℃)和較高的氧流量(60 L/min)均可提高患者舒適度(均P<0.05)。原因可能為高流量供氧可迅速提高重癥患者的血氧飽和度(saturation of blood oxygen，SpO2)，減輕呼吸肌疲勞，緩解呼吸困難的不適感。其次，低濕度氣體導(dǎo)致氣道上皮細(xì)胞功能缺陷，增加炎癥反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，而濕化氣體有助于提高細(xì)胞活力，減輕氣道上皮炎癥。充分濕化的氣體既可防止黏膜干燥，稀釋并促進(jìn)痰液的排出，在一定程度上也可改善患者的舒適度和耐受性[10-11]。

1.4 氧濃度恒定 傳統(tǒng)鼻導(dǎo)管提供的氧流量最高為15 L/min，這遠(yuǎn)低于患者的實(shí)際吸氣峰流量，不足的氧流量會被同時(shí)吸入的空氣補(bǔ)充，因此吸入氧濃度不穩(wěn)定。面罩吸氧能提供較恒定的氧濃度，也可用于張口呼吸的患者，但對患者的進(jìn)食、飲水等帶來不便，甚至有嘔吐、誤吸的風(fēng)險(xiǎn)。HFNC可提供高達(dá)60 L/min的混合氣體流量，在正常情況下遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于呼吸衰竭患者的吸氣峰流量，可維持吸入濃度的恒定。然而，有研究報(bào)道[12]，當(dāng)患者的吸氣峰流量大于所能提供的氧流量時(shí)，HFNC也會受到伴隨吸入空氣的干擾，不能達(dá)到所設(shè)置的氧濃度。

2 HFNC的臨床應(yīng)用

2.1 伴有高碳酸血癥的呼吸衰竭 目前，HFNC用于低氧性呼吸衰竭，可提高患者PaO2和氧合指數(shù)，并改善呼吸頻率、心率和呼吸困難。同時(shí)，HFNC可用于伴有高碳酸血癥的呼吸衰竭患者。研究發(fā)現(xiàn)HFNC用于COPD穩(wěn)定期患者，可減少其急性發(fā)作頻率，改善通氣狀況并降低PaCO2[5，13-15]。 Kim等[16]通過回顧性分析33例伴有高碳酸血癥的急性呼吸衰竭患者，發(fā)現(xiàn)入院時(shí)PaCO2為(55.0±12.2) mmHg，常規(guī)氧療后反而增加約(1.0±7.7)mmHg。但是，經(jīng)過HFNC治療后FiO2達(dá)到(0.5±0.2)，氧流量為(41.1±7.1)L/min，使用時(shí)間為(3.6±4.1)d，PaCO2在1 h和24 h內(nèi)分別下降(4.2±5.5)mmHg和(3.7±10.8)mmHg。因此， HFNC還可用于伴有高碳酸血癥的急性呼吸衰竭患者。

2.2 插管前HFNC的預(yù)吸氧應(yīng)用 高達(dá)20%～25%的危重癥患者在氣管插管期間發(fā)生SpO2嚴(yán)重降低。與標(biāo)準(zhǔn)氧氣療法相比[17]，使用氧流量為60 L/min的HFNC預(yù)氧合時(shí)SpO2較高，插管期間患者SpO2嚴(yán)重低于80%的發(fā)生率較低(2%vs. 14%，P=0.03)。一項(xiàng)對40名ICU患者的隨機(jī)對照試驗(yàn)[18]結(jié)果顯示，在麻醉誘導(dǎo)后呼吸暫停期間，標(biāo)準(zhǔn)氧氣組SpO2明顯低于HFNC組。然而，在未經(jīng)嚴(yán)格篩選的150名插管患者的研究[19]中發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)氧合組發(fā)生低SpO2的比率為25%，HFNC組為16%，兩組之間無明顯差異(P=0.22)。在另一項(xiàng)包括119名低氧血癥患者的研究[20]中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)HFNC氧流量設(shè)定為60 L/min時(shí)，與標(biāo)準(zhǔn)氧氣療法相比，插管期間兩種方法的最低SpO2差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。研究[21]表明，與單獨(dú)NIPV相比，HFNC聯(lián)合NIPV在低氧血癥患者預(yù)氧合期間似乎更有益，而另一項(xiàng)研究[22]卻認(rèn)為，NIPV和HFNC的預(yù)氧合沒有明顯差異。因此，HFNC是否有助于減少呼吸衰竭患者插管時(shí)的嚴(yán)重低氧血癥仍有待進(jìn)一步研究。

2.3 HFNC在常見呼吸衰竭患者中的應(yīng)用 Frat等[1]報(bào)告310例包括肺炎、COPD等急性呼吸衰竭患者的隨機(jī)多中心試驗(yàn)結(jié)果，與標(biāo)準(zhǔn)氧療或NIPV相比，HFNC增加了患者無創(chuàng)機(jī)械通氣的天數(shù)，插管率顯著低于其他兩組患者(P=0.009)。另外，針對COPD患者，分別采用HFNC和傳統(tǒng)氧療法治療時(shí)，發(fā)現(xiàn)HFNC組平均每位患者每年的COPD急性發(fā)作次數(shù)較低(3.12次vs. 4.95次)，分別使用HFNC治療12個(gè)月和1個(gè)月后，平均每位患者每年的模擬住院次數(shù)分別為0.79次和1.39次，這遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)氧療組。使用HFNC治療3個(gè)月后改善了呼吸困難量表評分，并在6個(gè)月和12個(gè)月時(shí)改善了圣喬治呼吸問卷評分、PaCO2和6 min步行測試結(jié)果[15]。在心源性肺水腫的應(yīng)用上，也有多個(gè)研究[23-25]報(bào)道了HFNC的有效性，但由于入組患者樣本量小且為非多中心隨機(jī)對照試驗(yàn)，故目前還尚未形成統(tǒng)一的意見，仍需對HFNC在該疾病中的應(yīng)用進(jìn)一步探討。

2.4 HFNC在氣管拔管后的應(yīng)用 成人患者在拔除氣管插管后，從有創(chuàng)機(jī)械通氣切換到自主呼吸，由于氣道正壓突然消失，小氣道和肺泡失去壓力支持，易發(fā)生氣道塌陷和肺不張等。因此，在拔除氣管插管后往往需要進(jìn)行氧療以維持足夠的肺泡通氣及氧合作用。Hernández等[26]的一項(xiàng)隨機(jī)試驗(yàn)研究表明，與傳統(tǒng)氧療相比，HFNC可降低拔管患者再插管率(4.9%vs. 12.2%，P=0.004)及呼吸衰竭率(8.3%vs. 14.4%，P=0.03)。與氣管插管拔管后使用文丘里面罩吸氧相比[27]，拔管后HFNC組患者的氧合指數(shù)更高，且使用NIPV或再次氣管插管率更低。一項(xiàng)Meta分析[28]匯總了8項(xiàng)共2 936例患者的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，HFNC再插管率低于傳統(tǒng)氧療(P=0.003)，HFNC與NIPV比較沒有顯著差異(P=0.38)。然而，F(xiàn)ernandez等[29]對155例高危非高碳酸血癥患者進(jìn)行了多中心隨機(jī)對照試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)HFNC與常規(guī)氧療相比，再插管率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(11%vs. 16%，P=0.5)。因此，目前的主流觀點(diǎn)認(rèn)為在拔管后的患者中，HFNC與傳統(tǒng)療法相比可降低再插管率，但是能否替代NIPV尚需進(jìn)一步研究。

2.5 HFNC在其他疾病中的應(yīng)用 鑒于HFNC的呼吸生理機(jī)制及良好的舒適性和耐受性，臨床上正在推廣HFNC的應(yīng)用。HFNC在行纖支鏡下肺泡灌洗時(shí)可有效改善患者氧合，減輕其呼吸困難等不適感，且可提高患者術(shù)中和術(shù)后PaO2，效果優(yōu)于NIPV[30-31]。此外，HFNC可改善呼吸睡眠暫停綜合征患者的臨床癥狀和生活質(zhì)量，可緩解終末期低氧血癥呼吸衰竭患者的呼吸窘迫癥狀，且不妨礙患者的咳嗽與交流[32]。

3 展 望

HFNC作為一種新的氧療方式，能有效改善氧合，減少臨床上患者使用有創(chuàng)及無創(chuàng)機(jī)械通氣的概率，并通過加溫、濕化裝置使氣體達(dá)到人體適宜的溫濕度，提高患者的舒適度和耐受性，與傳統(tǒng)氧療方式相比有明顯優(yōu)勢，與NIPV相比也有一定的優(yōu)勢。然而，目前仍有一些重要問題亟待解決，例如HFNC的使用指征，HFNC開始、停止以及升級治療的時(shí)機(jī)及標(biāo)準(zhǔn)等。其次，使用HFNC的禁忌證仍不明確，有些觀點(diǎn)認(rèn)為如果患者面部損傷或者畸形，存在意識障礙甚至呼吸停止，或有血流動力學(xué)不穩(wěn)定、氣道阻塞、肺內(nèi)大量痰液積聚等時(shí)，不適于應(yīng)用HFNC。

目前，在主流觀點(diǎn)中針對成年人呼吸衰竭患者，HFNC已成為一種新穎、有效的方式，但尚需進(jìn)一步開展多中心隨機(jī)對照試驗(yàn)研究，總結(jié)出科學(xué)有效的臨床經(jīng)驗(yàn)，使更多的患者獲益。