高流量湿化氧疗的临床应用研究进展

吴月姣，杨淑梅，陈瑞琳

呼吸支持可使患者保持足够的氧合和肺泡通气，高流量湿化氧疗（HFNC）作为一种新型呼吸支持的替代手段一直备受关注，其可提供2～70 L/min 的高流量氧气，浓度为21%～100%，恒温37 ℃，44 mg H2O/L（100%相对湿度），治疗各种原因导致的呼吸衰竭均有效。现HFNC 已被广泛应用于急性呼吸功能不全、慢性呼吸衰竭、急性心力衰竭的治疗等。而传统氧疗（如低流量鼻导管、非储气囊和储气囊面罩等）存在供氧量有限、吸氧量不精确、吸入气干燥、影响纤毛功能等缺点，影响治疗效果，且易造成患者不适。虽然HFNC 的临床应用效果仍需进一步研究，但与传统氧疗相比存在诸多益处。本文旨在探讨HFNC 的生理效应及其在临床中的一系列应用。

1 HFNC 与传统氧疗相比的生理益处

（1）可改善氧合状态：HFNC 输送氧气流量高于自发吸气需求，可防止室内空气进入，故氧浓度精确可调。（2）改善波动的低水平呼气末正压：可产生一定量的肺膨胀压力并促进肺泡复张。（3）降低无效腔通气：持续高流量气流的吸入可冲洗解剖无效腔，降低PaCO2。（4）加温加湿：干冷的氧气会刺激并损伤呼吸道黏膜，影响纤毛运动致痰黏不易咳出，间接影响氧合。而温暖湿润的氧气可降低鼻腔阻力、减轻黏膜炎症、减少气道收缩，改善黏膜纤毛清除率，使痰液充分湿化易于咳出，降低呼吸道感染的风险。（5）减少呼吸做功（WOB）：HFNC 通过提供符合生理所需氧气，节省了患者主动加温保湿所需的能量做功；HFNC 机械支撑气道，提供符合患者吸气流量的流速，降低与鼻咽相关的吸气阻力，减少WOB。（6）减少吸气相下腔静脉的塌陷：HFNC 可以增加肺容积并维持气道内正压，一定程度降低了呼吸对于下腔静脉变异的影响。（7）增加患者的舒适感和依从性，鼻腔创伤较小，易于临床应用且方便操作〔只需设置吸入氧浓度比（FiO2）和氧气流量〕。

2 HFNC 临床应用

目前HFNC 尚没有明确的适应证和禁忌证，但鉴于已发表的高质量临床研究和国内外同行临床应用的实际疗效，初步总结如下。

2.1 急性呼吸功能不全 （1）急性低氧血症：一组大型多中心RCT 纳入310 例低氧血症急性呼吸衰竭（ARF）合并PaO2/FiO2≤300 的患者，将其分为HFNC 组、常规氧疗（面罩）组和无创通气（NIV）组，结果显示HFNC 组的插管率为38%，常规氧疗（面罩）组插管率为47%，NIV 组插管率为50%，且HFNC 降低了患者90 d 的病死率［1］。一项多中心RCT 纳入830 例心胸外科手术后进行预防或治疗的ARF 患者，每天至少进行4 h HFNC，结果显示需要NIV 进一步治疗的患者较少，HFNC 的疗效并不逊于NIV，HFNC 与NIV 治疗后的病死率无差异［2-4］。一项前瞻性随机对照研究调查了40 例急性呼吸困难和/或低氧血症患者接受HFNC 治疗与传统氧疗后的生理情况，结果显示HFNC 在改善氧合指数及依从性、舒适度、耐受性上较传统氧疗有明显优势。（2）肺间质纤维化：BOYER 等［5］采用HFNC 治疗1 例因服用1 个月胺碘酮所致肺间质纤维化的患者30 d，结果显示HFNC 确实可减轻患者呼吸困难，降低呼吸频率，增加SpO2，改善氧合。（3）存在免疫抑制的ARF 患者：研究显示，HFNC 在提高存在免疫抑制的ARF 患者氧分压方面明显优于传统氧疗，与NIV 疗效比较无显著差异，但其有更好的舒适性和耐受性［6］。因此，推荐HFNC 作为存在免疫抑制ARF 患者的一线呼吸治疗手段［7］。（4）HFNC 在早产或足月新生儿中的基本应用［8］：可作为分娩后不久患儿气管插管和机械通气的替代方法，用于预防或治疗新生儿呼吸窘迫综合征（RDS）；作为拔管的后续治疗；用于早产儿呼吸暂停的治疗。较大的婴儿需要较高的氧流量才能对其产生一定的肺泡膨胀压力，可能的原因包括：较高的氧流量可刺激早产或足月新生儿呼吸中枢，减少呼吸暂停，可提供比经鼻持续气道正压通气（NCPAP）更方便、安全、温和的方法。（5）胸腹异步：对于呼吸衰竭患者，肋骨和腹壁的协调运动常受到损害，胸腹异步的患者需要行机械通气但预后较差。ITAGAKI 等［9］应用呼吸感应体积描记法比较呼吸衰竭患者的胸腹同步性，发现HFNC 的效果要好于面罩给氧，患者的呼吸频率从25 次/min 降至21 次/min（P＜0.01），因此HFNC 每分通气量较低，PaCO2恒定表示肺泡通气稳定，研究结果还表明无效腔的通气量（分钟容积-肺泡通气）较少，推测无效腔通气量较少、WOB 降低有助于降低HFNC 呼吸频率［10］，不过HFNC 改善胸腹同步性的原因尚不清楚。

2.2 慢性呼吸衰竭 （1）慢性气道疾病：在108 例慢性阻塞性肺疾病（COPD）和/或支气管扩张症患者中，采用HFNC治疗或常规护理治疗12 个月，结果显示HFNC 治疗组COPD加重天数减少，初次加重时间推迟，加重频率降低，HFNC 显著改善了COPD 和/或支气管扩张症患者的生活质量评分和肺功能［11］。一项针对30 例男性稳定期 COPD 合并慢性高碳酸血症患者的研究表明，与长期家庭氧疗相比，HFNC（氧流量为30 L/min）可显著降低患者PaCO2、吸呼比、呼吸频率，提高潮气量和呼气末肺容积［12］。（2）阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSASH）：尽管持续正压通气（CPAP）被认为是最有效的治疗阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）的方法，但患者依从性并不理想。吴秀等［13］发现配合合适的体位（侧卧），HFNC 可减轻OSA 儿童上呼吸道阻塞，并且在儿童和成人中，HFNC 可减少呼吸暂停指数和觉醒指数，成为轻度、中度、部分重度OSAHS 儿童和成人的有效替代治疗方式。

2.3 急性心力衰竭 各种氧合方法可用于治疗急性心力衰竭诱发的呼吸衰竭。CARRATALÁ PERALES 等［14］对行NIV 后HFNC 的呼吸困难和低氧血症患者研究发现，5 例急性左心衰竭伴肺水肿患者的临床症状均得到明显改善。ROCA 等［15］通过超声心动图检查发现纽约心脏病协会（NYHA） Ⅲ级心力衰竭患者吸气相下腔静脉塌陷，而HFNC 的使用减少了这种现象，表明HFNC 对于严重心力衰竭患者是有帮助的。MORIYAMA 等［16］也报道了1 例再灌注肺水肿危重患者氧合维持成功的案例。

2.4 呼吸肌无力 呼吸肌无力是导致肌萎缩侧索硬化（ALS）患者死亡的主要原因。HUTCHINGS 等［17］报告了1 例ALS 伴急性高碳酸血症性呼吸衰竭患者，其不耐受NIV 并拒绝插管，但接受HFNC 治疗，1 h 后pH 值、PaCO2和意识均得到改善，呼吸性酸中毒得到纠正，住院5 d 后出院。

2.5 其他情况 在气管插管前的氧预充和纤维支气管镜检查过程中不会干扰喉镜或气管镜的操作［18］，HFNC 应用于成人急性低氧血症患者插管过程中，严重低氧血症（SpO2≥80%）的发生率降低［19］。MIYAGI 等［20］也在5 例ARF 患者支气管肺泡灌洗期间应用HFNC，在支气管镜检查完成后30 min，4例患者可间断使用HFNC 或减少HFNC 的FiO2，仅1 例患者需NIV。SKLAR 等［21］评估常规氧疗、NIV 和HFNC 对免疫功能低下（主要原因是癌症）患者病死率的影响，474 例患者使用HFNC，NIV 242 例，常规氧疗703 例，结果显示有创机械通气的发生率为46%，病死率为36%。

HFNC 对于降低患者呼吸频率、心率、呼吸困难发生率，改善氧合和胸腹异步有显著作用，可减少呼吸困难并提高舒适度等［22］。总的来说，呼吸衰竭患者可在早期放心地进行HFNC［23］。

3 弊端

HFNC 不适当的使用可能会对患者健康造成潜在的不利影响［24-25］。KANG 等［26］回顾性观察175 例接受HFNC 的患者是否延迟插管及是否有不良反应，发现插管前使用HFNC超过48 h 与ICU 病死率高、拔管率低及呼吸机依赖有关；研究对所有HFNC 失败并需要插管的患者进行了检查发现14 d和28 d 病死率无差异，但该研究并未充分评估患者病情的严重程度。由于接受HFNC 的患者比接受NIV 的患者具有更高的耐受性和舒适性，因此更易出现使用时间不当、设备更换不及时或插管时机延误等情况［27］。HEDGE 等［28］报道了3例与HFNC 相关的严重漏气：2 个月大的男性呼吸道合胞病毒性细支气管炎患儿，接受HFNC（8 L/min）后患右侧气胸；1例16 岁男性脑瘫患者，接受HFNC（20 L/min）后患纵隔气肿；22 个月前曾患有硬膜下血肿的男性接受HFNC（6 L/min）后患右侧气胸。儿童通气系统可采用安全阀来避免高压，而成人系统既没有压力释放阀，也没有压力监测器，故成人也可能出现此类并发症。此外，HFNC 的费用高和复杂性（空氧混合器、加湿器和对大量氧气供应的需求）、气体泄漏后致气道正压降低且无法弥补等也是其缺点。

4 相对禁忌证

作为部分替代NIV 的治疗措施，HFNC 具有类似的禁忌证，如无自主呼吸及内环境严重紊乱等。不同于NIV，对于伴有高碳酸血症的急性呼吸衰竭患者（Ⅱ型呼吸衰竭）需慎重选择HFNC，但可以部分应用于有代偿能力的Ⅱ型呼吸衰竭或较轻的高碳酸血症患者中。HFNC 可以部分降低CO2，并加强湿化，有助于痰液引流，但对于COPD 患者要注意FiO2的设定，避免给予高浓度氧疗。

5 HFNC 失败预测因素

研究表明，在使用HFNC 时如出现辅助呼吸肌的使用呼吸频率明显增快以及胸腹异步应高度重视，及时进行插管治疗［29］。除了严重的呼吸系统疾病外，如患者存在额外的器官衰竭，如血流动力学不稳定，会使其存在较高的失败风险［30］。ROCA 等［31］评估了HFNC 失败的指征是呼吸参数、全身严重程度〔急性生理学与慢性健康状况评分系统Ⅱ（APACHE Ⅱ）评分〕、对血管加压药的需求。王睿等［32］通过多因素Logistic 回归分析表明，HFNC 前 APACHE Ⅱ评分≥12 分是HFNC 失败的独立危险因素。当HFNC 不能提供足够的支持时，患者实际上处于呼吸衰竭的危险状态，此时需要密切监测呼吸系统和循环系统的各项变化，尽早评估疗效，判断是否延续或更换治疗方案，避免因监测和评估不足而导致延误插管，增加患者病死率。尤其应仔细监测HFNC 使用后的1 h，因为临床体征、PaO2和PaO2/FiO2通常在1 h 内得到改善。

6 HFNC 的临床实施和疗效评估

尽早实施、设定适当参数、及时评估疗效是临床有效实施HFNC 的主要原则，否则会降低治疗成功率，增加医院获得性肺炎（HAP）发生的风险以及延长住院天数。设定输送流量高于自发吸气需求，可防止室内空气进入，确保吸入氧浓度能达到预设值，促进肺泡复张。当患者病情好转后，可先降低FiO2，当其＜50%以后再开始下调流量，当FiO2＜50%且流量＜20 L/min 时，可以考虑给予患者传统氧疗；对于慢性疾病患者，HFNC 的FiO2则依据目标SpO2调节，而氧气流量则无需太高，一般在20～30 L/min［33］。但对于OSAHS 患者，考虑其需要一定的气道内正压支持，可依据患者耐受情况上调氧气流速［34］。

7 结论

综上所述，HFNC 可以在呼吸系统产生许多积极的生理效应，对于呼吸系统疾病，特别是呼吸衰竭的治疗是一种技术的推动和革新。迄今为止，大多数已发表的关于HFNC 的研究是非随机、短期观察研究，今后仍需要较大的前瞻性RCT 来研究HFNC 对各种临床疾病的长期影响。需要更严格的证据来明确如何更充分且有效地应用这一治疗手段。另外，关于套管大小、流量和肺膨胀压力、鼻咽呼吸道压力和呼气末正压值的测量也是值得研究的。