经鼻高流量氧疗在急性低氧血症患者中的应用进展.pdf

临床医学研究与实践2023 年 10 月第 8 卷第 30 期Application progress of high-flow nasal cannula in patientswith acute hypoxemiaZHENG Yanhua,LIU Yang*(Critical Medicine Department,Shanghai Baoshan District Wusong Central Hospital,Shanghai 200940,China)ABSTRACT:High-flow nasal cannula(HFNC)is a new type of oxygen therapy that directly delivers acertain oxygen concentration of air-oxygen mixed high-flow gas to patients with acute hypoxemia through aspecial nasal catheter.It is achieved through a respiratory humidification therapy instrument.It has theadvantages of warming,humidification,high oxygen flow and accurate oxygen supply concentration.In recentyears,HFNC has been increasingly used in patients with acute hypoxemia caused by various diseases.It cannot only increase the patients acceptance and comfort,but also shorten the patients hospital stay,acceleratethe turnover of hospital beds,and reduce the patients medical costs.This article will review the mechanismof HFNC and its clinical application in patients with acute hypoxemia.KEYWORDS:high-flow nasal cannula;acute hypoxemia;fraction of inspired oxygen经鼻高流量氧疗在急性低氧血症患者中的应用进展郑艳华，刘洋*（上海市宝山区吴淞中心医院重症医学科，上海，200940）摘要：经鼻高流量氧疗（HFNC）是通过特制的鼻塞导管直接将一定氧浓度的空氧混合高流量气体输送给急性低氧血症患者的一种新型氧疗方式，其是通过呼吸湿化治疗仪实现，具有温化、湿化、高氧流量、供氧浓度精确等优点。近年来，HFNC 越来越多应用于各类疾病引起的急性低氧血症患者，不仅可以增加患者的接受度和舒适感，而且可以缩短患者的住院停留时间，加速医院床位周转，减少患者的医疗成本。本文将对HFNC 的作用机制及其在急性低氧血症患者中的临床应用进行综述。关键词：经鼻高流量氧疗；急性低氧血症；吸入氧浓度中图分类号：R459.6文献标志码：A文章编号：2096-1413(2023)30-0195-04DOI:10.19347/ki.2096-1413.202330049作者简介：郑艳华（1983），女，主治医师，学士。研究方向：重症呼吸支持治疗。*通讯作者：刘洋，E-mail:.综述低氧血症是急性呼吸功能不全患者常见的并发症，该类患者血氧饱和度较低，若不能得到及时、有效的治疗，病死率较高。对于呼吸系统，低氧血症可直接刺激呼吸中枢，加快呼吸频率、增加通气量及呼吸氧耗，导致低氧血症更加严重；对于心血管系统，低氧血症可引起心血管系统发生代偿性反应，加快心率、增加心输出量、收缩外周血管、升高血压，其结果是增加心肌做功及心肌耗氧，加重患者心肌氧供和氧需失衡。氧疗是低氧血症患者救治的主要方法，现已成为急性低氧血症的一线治疗手段。经鼻高流量氧疗（high-flow nasal cannula,HFNC）是通过特制的鼻塞导管将一定氧浓度的空氧混合高流量气体直接输送给急性低氧血症患者的一种新型氧疗方式。HFNC 是一种无创、高流量、浓度可调的给氧治疗方式，可对吸入气体加温和加湿，并通过高流速更好地满足患者需求，给予适度气道正压1-3。HFNC已广泛用于急性低氧血症性呼吸衰竭、拔管后低氧血症、围术期急性呼吸功能不全和床旁检查支持中4-5。HFNC 作为替代经鼻持续气道正压通气（nasal conti原nuouspositive airway pressure,nCPAP）的治疗方法，最早用于新生儿及儿童中，其临床价值得到了肯定6。在国内，HFNC 最早被用于成人重症低氧血症患者中，能有效改善低氧血症患者的氧合指数，降低氧耗，同时增加患者对肠内营养治疗的依从性和舒适性7-9。目前越来越多的患者从HFNC 治疗中受益10，在2021 版脓毒症和脓毒性休克管理的国际指南中，Evans 等11提出对于脓毒症引起的低氧性呼吸衰竭的成年人，建议使用 HFNC 而非无创通气（noninvasiveventilation,NIV）。本文将对 HFNC 的作用机制及其在急性低氧血症患者中的临床应用进展进行综述。1 HFNC 的作用机制1.1 高流量氧疗高流量即通过特制的鼻导管持续传送高达 60耀195-临床医学研究与实践2023 年 10 月第 8 卷第 30 期100 L/min 的空氧混合气体流量。2012 年Spence 等12通过一项体外实验研究证实，HFNC 输送 30 L/min的持续气体来冲刷鼻咽部死腔，可有效提高吸入氧浓度（fraction of inspired oxygen,FiO2）。另一项研究表明，给予肺受损的 13 只新生猪 HFNC或者持续气道正压模式氧疗（continuouspositiveairwaypressure,CPAP），发现其动脉血二氧化碳分压（partial pressure of car原bon dioxide,PaCO2）无明显差异，而应用 CPAP 治疗的新生猪氧分压（partial pressure of oxygen,PaO2）增加明显13。如果忽略 HFNC 漏气，则伴随气流量逐渐加大，PaCO2有效下降，而 PaO2升高到饱和点。当PaO2达到饱和点时并未观察到更优的效果，提示死腔被冲刷。因此，当鼻咽部死腔冲刷时可增加流量，比增加压力更加有效。Sztrymf 等14将 HFNC 与传统氧疗方式相比较，发现 HFNC 可使呼吸频率（respira原tory rate,R）显著降低、而 PaCO2没有明显变化，提示其可使肺泡通气量保持恒定、有效潮气量增加、显著减少死腔通气。1.2 氧浓度恒定HFNC 根据患者的需要可调节出 21%耀100%的恒定吸氧浓度。2016 年 Hernandez 等15对比拔管后HFNC 与传统氧疗对低风险患者再插管率的影响，结果表明，与传统氧疗相比，再插管风险低的机械通气患者计划拔管后，立即使用 HFNC 能降低其72 h内再插管风险。因此，氧浓度恒定可降低再插管风险，改善患者氧合指数，降低再插管率。1.3 气道加温加湿HFNC 可维持气体在 31耀37 益的温度、100%相对湿度16。Hasani 等17通过研究 14 例高分辨率电子计算机断层扫描（computed tomography,CT）确诊的支气管扩张受试者，确定湿化氧疗法可改善黏液纤毛清理功能，对支气管扩张患者有保护作用。相比于有创通气，HFNC 通过更接近生理的一种呼吸给氧方式，减少了对正常呼吸生理的干扰因素，提高了患者的舒适度18。HFNC 增加肺泡复张且不妨碍患者讲话、咳痰和饮食，极大地提高了患者的舒适感，较传统氧疗和 NIV 有更好的耐受性和舒适性。因此，HFNC 气道加温加湿可以减少干燥刺激，维持黏液纤毛清除系统功能，增加舒适度和耐受性。2 HFNC 在各种急性低氧血症患者中的临床应用2.1 用于急性低氧血症呼吸衰竭患者2016 年 Jens 等19对严重慢性阻塞性肺部疾病（chronic obstructive pulmonary disease,COPD）患者进行研究，结果提示，平均气道压力、呼吸体积、呼吸阻力和 PaCO2降低依赖于流量，HFNC 可以改善呼吸模式，降低浅快呼吸指数（rapid shallow breathingindex,RSBI）及高二氧化碳 COPD 患者的 PaCO2，但此研究并未对 HFNC 吸入潮气量利弊进行研究；2018 年 Hust 等20调查研究 COPD 患者，结果提示，采用 HFNC 辅助治疗可延缓病情恶化，减少入院次数，减轻症状，稳定晚期 COPD 患者的临床状况，但不能提高全因死亡率。2019 年阮旭皓等8探讨高流量鼻导管吸氧对急性肺水肿低氧血症的影响，研究中HFNC 的疗效虽令人满意，但仍有部分患者需紧急气管插管行机械通气。在 2020 年 中国老年慢性阻塞性肺疾病临床诊治实践指南21中指出，对于意识清楚的急性低氧血症合并高碳酸血症患者，可在密切监测下尝试经鼻高流量氧疗，若 1 h 后病情加重，建议立即更换无创呼吸机或有创呼吸机通气。不建议将经鼻高流量氧疗作为常规一线治疗手段。HFNC 对治疗合并慢性低氧血症呼吸衰竭的 COPD患者具有较好辅助的价值，在实施治疗过程中应密切观察患者对治疗的反应，随时进行个体化调整，使其达到良好的疗效。另外，研究应当大量样本和长周期地进行，从而得出更可行的结果。2020 年 Bartholomew 等22发表了一项关于急性低氧性呼吸衰竭成人无创氧合策略与全因死亡率的关系系统回顾和 Meta 分析，研究目的是比较急性低氧性呼吸衰竭成人非侵入性氧合策略与死亡率和气管插管的关系，比较了 HFNC、面罩 NIV、头盔 NIV与标准氧疗的治疗效果，结果提示，非侵入性氧合策略与标准氧合疗法结果相似，且死亡风险较低，但需要进一步的研究，以更好地明确每种策略的优势22。2021 年发布的 急诊成人经鼻高流量氧疗临床应用专家共识2对于急性玉型呼衰竭患者推荐 HFNC 替代传统氧疗以降低气管插管率和呼吸支持率。现在还没有足够证据支持HFNC 能够替代 NIV，对于接受了 NIV 治疗的急性玉型呼吸衰竭患者，如果对 NIV不耐受，可在严密监测下尝试 HFNC。综上所述，HFNC 可以改善急性呼吸衰竭患者的氧合指数，降低呼吸频率，改善患者的舒适度，其疗效令人满意。然而，每种策略的选择相对优势及风险尚未完全明确，临床需进一步研究。2.2 用于术后急性低氧血症的呼吸衰竭患者2015 年 Stephan 等23的一项大样本多中心随机试验结果验证了 HFNC 预防和缓解术后急性呼吸功能衰竭的效果，其选取心胸外科术后急性呼吸功能衰竭患者作为研究对象，研究将治疗失败作为主要预后指标，结果发现对于治疗二氧化碳潴留及应用196-临床医学研究与实践2023 年 10 月第 8 卷第 30 期NIV具有相当经验的医院来说，合理的做法是优先使用 NIV。对于多数术后患者，HFNC 耐受性更好，是另一合理的选择。2019 年 Wang 等24研究 HFNC对高血压脑出血术后低氧血症患者的临床疗效及对肠内营养治疗的影响，结果提示，高血压脑出血术后急性低氧血症患者使用 HFNC 可有效改善氧合指数，降低氧耗，增加患者在对肠内营养治疗时的依从性和舒适性。2019 年荆朝辉等9的研究分析高流量鼻导管吸氧治疗心脏外科术后低氧血症的效果，结果提示，HFNC 具有耐受性良好、胃肠胀气少的优势，并可改善通气及氧合指数、减少呼吸肌做功，改善呼吸末正压的作用高于传统的经面罩无创呼吸机。2019 年赵凯等7经鼻高流量氧疗在肝移植术后急性肺损伤患者中的应用研究结果提示，相较于鼻导管吸氧，HFNC 可以明显改善肝移植术后急性肺损伤患者的氧合指数，降低插管率，是更适合的一种氧疗方式。术后急性低氧血症患者使用 HFNC的优势并不低于 HIV 和鼻导管吸氧的氧疗方式，并且患者依从性及胃肠道舒适性较好，可以作为治疗术后急性低氧血症的选择之一。2.3 其他领域的应用2019 年 Frat 等25在一项随机、多中心、开放标签试验中比较了 NIV 与 HFNC 在急性低氧血症患者插管前预先给氧的保护作用，结果提示，HFNC 更加方便可行；同年 Saksitthichok 等26发表一篇前瞻性研究，结果提示 NIV 和 HFNC 耐受性良好，对低氧血症患者支气管镜检查手术期间的补氧有效；2019 年Mac佴 等27比较了 102 例急性低氧急诊患者的氧疗效果，61%的患者经鼻高流量湿化氧疗（high-flownasal oxygen,HFNO）患者 1 h 后呼吸衰竭症状较常规氧疗组改善 15%，两组差异明显。同样，Doshi 等28研究发现，急诊室和全院对机械通气的需求没有差异，呼吸窘迫患者的死亡率也没有差异，在204 例急诊患者中，高速鼻腔吹气（high-velocity nasal insufflation,HVNI）在不需要紧急插管患者中的全因呼吸窘迫发生率不低于无创正压通气，在成年急性低氧血症呼吸衰竭患者中，HVNI 的插管率和临床结果与无创正压通气接近；研究还证明了在重症监护室之外使用HFNO 和 HVNI 的安全性良好。2021 年 Dejong 等29提出手术室中，HFNC 可用于插管过程中（预氧和/或呼吸暂停氧合）或没有插管的手术（口咽手术、上/下消化道内窥镜检查）期间，当用于手术室时，HFNC通常被称为经鼻加湿快速充气通气交换（transnasalhumidification rapid inflation ventilation exchange,THRIVE）。HFNC 的主要目的是提供呼吸暂停氧合，即使没有通气也能确保氧气。对于预氧，应谨慎使用，因为提供氧气储备的功效可能低于紧贴面部的预氧。在饱和度下降的情况下，HFNC 不能取代带面罩通气。2019 新型冠状病毒肺炎（corona virus disease2019,COVID-19）感染导致全球急性低氧血症呼吸衰竭危重患者增加30，在多数情况下，由于其病情严重需实施有创机械通气。最初，临床医者对 HFNO的应用风险表示担忧。然而，最近的证据证实，HFNO 产生的空中传播风险较低，并且使用外科口罩进行保护可防止气溶胶扩散31-34，且最近的研究评估了HFNO在COVID-19 期间是否比常规氧疗（conventional oxy原gen therapy,COT）具有特定益处，结果表明，接受HFNO 治疗的 COVID-19 成人患者对插管的需求明显减少35，恢复时间缩短。由此可见，针对 HFNC 的适应证选择上仍需做进一步的大量临床研究，使其既能发挥出更多的优势，又能避免不良事件的发生。3 小结近年来，HFNC 成为新型呼吸支持技术，其中HFNO 比其他无创呼吸机更便携，为患者提供了更大的行动自由度，因此正逐渐被广泛应用于临床。然而，HFNC 适应证及禁忌证尚未最终明确，其在临床应用中仍存在不足。首先，HFNC 不能有效保证潮气量和分钟通气量；其次，没有完全掌握 HFNC 的应用时机和撤机时机；再者，使用过程中发生鼻黏膜破损，甚至鼻出血、口干等不适感都会造成气管插管延迟，增加感染风险甚至发生不良事件。因此，HFNC 在治疗不同病因导致的急性低氧血症患者时应个体化实施。笔者期待更多的临床探索研究和数据来支持临床应用，从而纠正低氧血症、降低患者插管率和病死率，改善器官损害及患者预后情况。参考文献：1 MATTHAY MA.Saving lives with high-flow nasal oxygenJ.N Engl J Med,2015,372(23):2225-2226.2 中国医师协会急诊医师分会,中华医学会急诊医学分会,中国急诊专科医联体,等.急诊成人经鼻高流量氧疗临床应用专家共识J.中国急救医学,2021,30(9):739-749.3 李正东,詹庆元.经鼻高流量氧疗J.中国临床新医学,2019,12(1):5-9.4 ROCHWERG B,EINAV S,CHAUDHURI D,et al.The role forhigh flow nasal cannula as a respiratory support strategy inadults:a clinicalpractice guidelineJ.Intensive CareMed,2020,46(12):2226-2237.5 SORBO LD,FERGUSON ND.High-flow nasal cannulae ornoninvasive ventilation for management of postoperative res原197-临床医学研究与实践2023 年 10 月第 8 卷第 30 期piratory failureJ.JAMA,2015,313(23):2325-2326.6 MANLEY BJ,OWEN LS,DAVIS PG.High-flow nasal cannu原lae in very preterm infants after extubationJ.N Engl J Med,2014,370(4):385.7 赵凯,蔡金贞.经鼻高流量氧疗在肝移植术后急性肺损伤患者中的应用J.中华肝胆外科杂志,2019,25(9):645-648.8 阮旭皓,弓文董,闫聪菲.高流量鼻导管吸氧对急性肺水肿低氧血症的影响J.临床合理用药杂志,2019,14(10):29-30.9 荆朝辉,焦国庆,荣晓松,等.高流量鼻导管吸氧治疗心脏外科术后低氧血症的效果分析J.东南大学学报(医学版),2019,38(4):718-721.10 黎念,谭毅.早产儿呼吸暂停治疗研究进展J.中国临床新医学,2014,29(6):559-563.11 EVANS L,RHODES A,ALHAZZANI W,et al.Surviving sep原sis campaign:international guidelines for management ofsepsis and septic shock 2021J.Crit Care Med,2021,49(11):e1063-e1143.12 SPENCE C,BUCHMANN N,JERMY MC.Unsteady flow inthe nasal cavity with high flow therapy measured by stereo原scopic PIVJ.Exp Fluid,2012,52(3):569-579.13 FRIZZOLA M,MILLER TL,RODRIGUEZ ME,et al.High-flow nasal cannula:impact on oxygenation and ventilationin an acute lung injury modelJ.Pediatr Pulmonol,2011,46(1):67-74.14 SZTRYMF B,MESSIKA J,MAYOT T,et al.Impact of high-flow nasal cannula oxygen therapy on intensive care unitpatients with acute respiratory failure:a prospective obser原vational studyJ.J Crit Care,2012,27(3):324.15 HERNANDEZ G,VAQUERO C,GONZALEZ P,et al.Effectof postextubation high-flow nasal cannula vs conventionaloxygen therapy on reintubation in low-risk patients:a ran原domized clinical trialJ.JAMA,2016,315(13):1354-1361.16 秦志强.经鼻高流量氧疗治疗急性呼吸衰竭的参数设置J.中国临床新医学,2021,14(4):350-355.17 HASANI A,CHAPMAN TH,MCCOOL D,et al.Domiciliaryhumidification improves lung mucociliary clearance in pa原tients with bronchiectasisJ.Chron Respir Dis,2008,5(2):81-86.18 尹明,沈洪.经鼻导管湿化高流量吸氧能否减少呼吸衰竭成人患者的插管率？J.中国危重病急救医学,2012,24(2):68-69.19 JENS B,MARCUS K,HUBERT W.Nasal high-flow improvesventilation in patients with COPDJ.Int J Chron ObstructPulmon Dis,2016,11:1077-1085.20 HUST SL,HANS H,SCHANTZ LB,et al.Long-term effects ofoxygen-enriched high-flow nasal cannula treatment in COPDpatients with chronic hypoxemic respiratory failureJ.Int JChron Obstruct Pulmon Dis,2018,13:1195-1205.21 中国老年医学学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组.中国老年慢性阻塞性肺疾病临床诊治实践指南J.中华结核和呼吸杂志,2020,43(2):100-119.22 BARTHOLOMEW S,YOUNG A.Association of noninvasiveoxygenation strategies with all-cause mortality in adultswith acute hypoxemic respiratory failure:a systematic reviewand Meta-analysisJ.J Emerg Med,2020,59(3):475.23 STEPHAN F,BARRUCAND B,PETIT P,et al.High-flownasal oxygen vs noninvasive positive airway pressure inhypoxemic patients after cardiothoracic surgery:a random原ized clinical trialJ.JAMA,2015,313(23):2331-2339.24 WANG SS,FANG T,LI XH,et al.Effect of high-flow nasaloxygen therapy on enteral nutrition in patients with hyox原emia after hypertensive intracerebral hemorrhage operationJ.China Med,2019,24(6):898.25 FRAT JP,RICARD JD,QUENOT JP,et al.Non-invasive ven原tilation versus high-flow nasal cannula oxygen therapy withapnoeic oxygenation for preoxygenation before intubation ofpatients with acute hypoxaemic respiratory failure:a ran原domised,multicentre,open-label trialJ.Lancet Respir Med,2019,7(4):303-312.26 SAKSITTHICHOK B,PETNAK T,SO-NGERN A,et al.Aprospective randomized comparative study of high-flow nasalcannula oxygen and non-invasive ventilation in hypoxemicpatients undergoing diagnostic flexible bronchoscopyJ.JThorac Dis,2019,11(5):1929-1939.27 MAC魪 J,MARJANOVIC N,FARANPOUR F,et al.Early high-flow nasal cannula oxygen therapy in adults with acute hy原poxemic respiratory failure in the ED:a before-after studyJ.Am J Emerg Med,2019,37(11):2091-2096.28 DOSHI P,WHITTLE JS,BUBLEWICZ M,et al.High-velocitynasal insufflation in the treatment of respiratory failure:arandomized clinical trialJ.Ann Emerg Med,2018,72(1):73-83.29 DEJONG A,ROLL魪 A,DUCROS L,et al.Clinical applicationsof high-flow nasal cannula in the operating roomJ.HighFlow Nasal Cannula,2021:101-108.30 CRIMI C,PIERUCCI P,RENDA T,et al.High-flow nasal can原nula and COVID-19:a clinical reviewJ.Respir Care,2022,67(2):227-240.31 LI J,FINK JB,EHRMANN S.High-flow nasal cannula forCOVID-19 patients:low risk of bio-aerosoldispersionJ.Eur Respir J,2020,55(5):2000892.32 LEONARD S,ATWOOD CW,WALSH BK,et al.Preliminaryfindings on control of dispersion of aerosols and dropletsduring high-velocity nasal insufflation therapy using a sim原ple surgical mask:implications for the high-flow nasal can原nulaJ.Chest,2020,158(3):104-1049.33 HAMADA S,TANABE N,INOUE H,et al.Wearing of medi原cal mask over the high-flow nasal cannula for safer oxygentherapy in the COVID-19 eraJ.Pulmonology,2021,27(2):171-173.34 ROCA O,PACHECO A,RODON J,et al.Nasal high-flow oxy原gen therapy in COVID-19 patients does not cause environ原mental surface contaminationJ.J Hosp Infect,2021,116:103-105.35 BONNET N,MARTIN O,BOUBAYA M,et al.High flow nasaloxygen therapy to avoid invasive mechanical ventilation inSARS-CoV-2 pneumonia:a retrospective studyJ.Ann In原tensive Care,2021,11(1):37.198-