高流量濕化氧療的臨床應用研究進展

吳月姣，楊淑梅，陳瑞琳

呼吸支持可使患者保持足夠的氧合和肺泡通氣，高流量濕化氧療（HFNC）作為一種新型呼吸支持的替代手段一直備受關注，其可提供2～70 L/min 的高流量氧氣，濃度為21%～100%，恒溫37 ℃，44 mg H2O/L（100%相對濕度），治療各種原因導致的呼吸衰竭均有效。現HFNC 已被廣泛應用于急性呼吸功能不全、慢性呼吸衰竭、急性心力衰竭的治療等。而傳統氧療（如低流量鼻導管、非儲氣囊和儲氣囊面罩等）存在供氧量有限、吸氧量不精確、吸入氣干燥、影響纖毛功能等缺點，影響治療效果，且易造成患者不適。雖然HFNC 的臨床應用效果仍需進一步研究，但與傳統氧療相比存在諸多益處。本文旨在探討HFNC 的生理效應及其在臨床中的一系列應用。

1 HFNC 與傳統氧療相比的生理益處

（1）可改善氧合狀態：HFNC 輸送氧氣流量高于自發吸氣需求，可防止室內空氣進入，故氧濃度精確可調。（2）改善波動的低水平呼氣末正壓：可產生一定量的肺膨脹壓力并促進肺泡復張。（3）降低無效腔通氣：持續高流量氣流的吸入可沖洗解剖無效腔，降低PaCO2。（4）加溫加濕：干冷的氧氣會刺激并損傷呼吸道黏膜，影響纖毛運動致痰黏不易咳出，間接影響氧合。而溫暖濕潤的氧氣可降低鼻腔阻力、減輕黏膜炎癥、減少氣道收縮，改善黏膜纖毛清除率，使痰液充分濕化易于咳出，降低呼吸道感染的風險。（5）減少呼吸做功（WOB）：HFNC 通過提供符合生理所需氧氣，節省了患者主動加溫保濕所需的能量做功；HFNC 機械支撐氣道，提供符合患者吸氣流量的流速，降低與鼻咽相關的吸氣阻力，減少WOB。（6）減少吸氣相下腔靜脈的塌陷：HFNC 可以增加肺容積并維持氣道內正壓，一定程度降低了呼吸對于下腔靜脈變異的影響。（7）增加患者的舒適感和依從性，鼻腔創傷較小，易于臨床應用且方便操作〔只需設置吸入氧濃度比（FiO2）和氧氣流量〕。

2 HFNC 臨床應用

目前HFNC 尚沒有明確的適應證和禁忌證，但鑒于已發表的高質量臨床研究和國內外同行臨床應用的實際療效，初步總結如下。

2.1 急性呼吸功能不全 （1）急性低氧血癥：一組大型多中心RCT 納入310 例低氧血癥急性呼吸衰竭（ARF）合并PaO2/FiO2≤300 的患者，將其分為HFNC 組、常規氧療（面罩）組和無創通氣（NIV）組，結果顯示HFNC 組的插管率為38%，常規氧療（面罩）組插管率為47%，NIV 組插管率為50%，且HFNC 降低了患者90 d 的病死率［1］。一項多中心RCT 納入830 例心胸外科手術后進行預防或治療的ARF 患者，每天至少進行4 h HFNC，結果顯示需要NIV 進一步治療的患者較少，HFNC 的療效并不遜于NIV，HFNC 與NIV 治療后的病死率無差異［2-4］。一項前瞻性隨機對照研究調查了40 例急性呼吸困難和/或低氧血癥患者接受HFNC 治療與傳統氧療后的生理情況，結果顯示HFNC 在改善氧合指數及依從性、舒適度、耐受性上較傳統氧療有明顯優勢。（2）肺間質纖維化：BOYER 等［5］采用HFNC 治療1 例因服用1 個月胺碘酮所致肺間質纖維化的患者30 d，結果顯示HFNC 確實可減輕患者呼吸困難，降低呼吸頻率，增加SpO2，改善氧合。（3）存在免疫抑制的ARF 患者：研究顯示，HFNC 在提高存在免疫抑制的ARF 患者氧分壓方面明顯優于傳統氧療，與NIV 療效比較無顯著差異，但其有更好的舒適性和耐受性［6］。因此，推薦HFNC 作為存在免疫抑制ARF 患者的一線呼吸治療手段［7］。（4）HFNC 在早產或足月新生兒中的基本應用［8］：可作為分娩后不久患兒氣管插管和機械通氣的替代方法，用于預防或治療新生兒呼吸窘迫綜合征（RDS）；作為拔管的后續治療；用于早產兒呼吸暫停的治療。較大的嬰兒需要較高的氧流量才能對其產生一定的肺泡膨脹壓力，可能的原因包括：較高的氧流量可刺激早產或足月新生兒呼吸中樞，減少呼吸暫停，可提供比經鼻持續氣道正壓通氣（NCPAP）更方便、安全、溫和的方法。（5）胸腹異步：對于呼吸衰竭患者，肋骨和腹壁的協調運動常受到損害，胸腹異步的患者需要行機械通氣但預后較差。ITAGAKI 等［9］應用呼吸感應體積描記法比較呼吸衰竭患者的胸腹同步性，發現HFNC 的效果要好于面罩給氧，患者的呼吸頻率從25 次/min 降至21 次/min（P＜0.01），因此HFNC 每分通氣量較低，PaCO2恒定表示肺泡通氣穩定，研究結果還表明無效腔的通氣量（分鐘容積-肺泡通氣）較少，推測無效腔通氣量較少、WOB 降低有助于降低HFNC 呼吸頻率［10］，不過HFNC 改善胸腹同步性的原因尚不清楚。

2.2 慢性呼吸衰竭 （1）慢性氣道疾病：在108 例慢性阻塞性肺疾病（COPD）和/或支氣管擴張癥患者中，采用HFNC治療或常規護理治療12 個月，結果顯示HFNC 治療組COPD加重天數減少，初次加重時間推遲，加重頻率降低，HFNC 顯著改善了COPD 和/或支氣管擴張癥患者的生活質量評分和肺功能［11］。一項針對30 例男性穩定期 COPD 合并慢性高碳酸血癥患者的研究表明，與長期家庭氧療相比，HFNC（氧流量為30 L/min）可顯著降低患者PaCO2、吸呼比、呼吸頻率，提高潮氣量和呼氣末肺容積［12］。（2）阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征（OSASH）：盡管持續正壓通氣（CPAP）被認為是最有效的治療阻塞性睡眠呼吸暫停（OSA）的方法，但患者依從性并不理想。吳秀等［13］發現配合合適的體位（側臥），HFNC 可減輕OSA 兒童上呼吸道阻塞，并且在兒童和成人中，HFNC 可減少呼吸暫停指數和覺醒指數，成為輕度、中度、部分重度OSAHS 兒童和成人的有效替代治療方式。

2.3 急性心力衰竭 各種氧合方法可用于治療急性心力衰竭誘發的呼吸衰竭。CARRATALá PERALES 等［14］對行NIV 后HFNC 的呼吸困難和低氧血癥患者研究發現，5 例急性左心衰竭伴肺水腫患者的臨床癥狀均得到明顯改善。ROCA 等［15］通過超聲心動圖檢查發現紐約心臟病協會（NYHA） Ⅲ級心力衰竭患者吸氣相下腔靜脈塌陷，而HFNC 的使用減少了這種現象，表明HFNC 對于嚴重心力衰竭患者是有幫助的。MORIYAMA 等［16］也報道了1 例再灌注肺水腫危重患者氧合維持成功的案例。

2.4 呼吸肌無力 呼吸肌無力是導致肌萎縮側索硬化（ALS）患者死亡的主要原因。HUTCHINGS 等［17］報告了1 例ALS 伴急性高碳酸血癥性呼吸衰竭患者，其不耐受NIV 并拒絕插管，但接受HFNC 治療，1 h 后pH 值、PaCO2和意識均得到改善，呼吸性酸中毒得到糾正，住院5 d 后出院。

2.5 其他情況 在氣管插管前的氧預充和纖維支氣管鏡檢查過程中不會干擾喉鏡或氣管鏡的操作［18］，HFNC 應用于成人急性低氧血癥患者插管過程中，嚴重低氧血癥（SpO2≥80%）的發生率降低［19］。MIYAGI 等［20］也在5 例ARF 患者支氣管肺泡灌洗期間應用HFNC，在支氣管鏡檢查完成后30 min，4例患者可間斷使用HFNC 或減少HFNC 的FiO2，僅1 例患者需NIV。SKLAR 等［21］評估常規氧療、NIV 和HFNC 對免疫功能低下（主要原因是癌癥）患者病死率的影響，474 例患者使用HFNC，NIV 242 例，常規氧療703 例，結果顯示有創機械通氣的發生率為46%，病死率為36%。

HFNC 對于降低患者呼吸頻率、心率、呼吸困難發生率，改善氧合和胸腹異步有顯著作用，可減少呼吸困難并提高舒適度等［22］。總的來說，呼吸衰竭患者可在早期放心地進行HFNC［23］。

3 弊端

HFNC 不適當的使用可能會對患者健康造成潛在的不利影響［24-25］。KANG 等［26］回顧性觀察175 例接受HFNC 的患者是否延遲插管及是否有不良反應，發現插管前使用HFNC超過48 h 與ICU 病死率高、拔管率低及呼吸機依賴有關；研究對所有HFNC 失敗并需要插管的患者進行了檢查發現14 d和28 d 病死率無差異，但該研究并未充分評估患者病情的嚴重程度。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適性，因此更易出現使用時間不當、設備更換不及時或插管時機延誤等情況［27］。HEDGE 等［28］報道了3例與HFNC 相關的嚴重漏氣：2 個月大的男性呼吸道合胞病毒性細支氣管炎患兒，接受HFNC（8 L/min）后患右側氣胸；1例16 歲男性腦癱患者，接受HFNC（20 L/min）后患縱隔氣腫；22 個月前曾患有硬膜下血腫的男性接受HFNC（6 L/min）后患右側氣胸。兒童通氣系統可采用安全閥來避免高壓，而成人系統既沒有壓力釋放閥，也沒有壓力監測器，故成人也可能出現此類并發癥。此外，HFNC 的費用高和復雜性（空氧混合器、加濕器和對大量氧氣供應的需求）、氣體泄漏后致氣道正壓降低且無法彌補等也是其缺點。

4 相對禁忌證

作為部分替代NIV 的治療措施，HFNC 具有類似的禁忌證，如無自主呼吸及內環境嚴重紊亂等。不同于NIV，對于伴有高碳酸血癥的急性呼吸衰竭患者（Ⅱ型呼吸衰竭）需慎重選擇HFNC，但可以部分應用于有代償能力的Ⅱ型呼吸衰竭或較輕的高碳酸血癥患者中。HFNC 可以部分降低CO2，并加強濕化，有助于痰液引流，但對于COPD 患者要注意FiO2的設定，避免給予高濃度氧療。

5 HFNC 失敗預測因素

研究表明，在使用HFNC 時如出現輔助呼吸肌的使用呼吸頻率明顯增快以及胸腹異步應高度重視，及時進行插管治療［29］。除了嚴重的呼吸系統疾病外，如患者存在額外的器官衰竭，如血流動力學不穩定，會使其存在較高的失敗風險［30］。ROCA 等［31］評估了HFNC 失敗的指征是呼吸參數、全身嚴重程度〔急性生理學與慢性健康狀況評分系統Ⅱ（APACHE Ⅱ）評分〕、對血管加壓藥的需求。王睿等［32］通過多因素Logistic 回歸分析表明，HFNC 前 APACHE Ⅱ評分≥12 分是HFNC 失敗的獨立危險因素。當HFNC 不能提供足夠的支持時，患者實際上處于呼吸衰竭的危險狀態，此時需要密切監測呼吸系統和循環系統的各項變化，盡早評估療效，判斷是否延續或更換治療方案，避免因監測和評估不足而導致延誤插管，增加患者病死率。尤其應仔細監測HFNC 使用后的1 h，因為臨床體征、PaO2和PaO2/FiO2通常在1 h 內得到改善。

6 HFNC 的臨床實施和療效評估

盡早實施、設定適當參數、及時評估療效是臨床有效實施HFNC 的主要原則，否則會降低治療成功率，增加醫院獲得性肺炎（HAP）發生的風險以及延長住院天數。設定輸送流量高于自發吸氣需求，可防止室內空氣進入，確保吸入氧濃度能達到預設值，促進肺泡復張。當患者病情好轉后，可先降低FiO2，當其＜50%以后再開始下調流量，當FiO2＜50%且流量＜20 L/min 時，可以考慮給予患者傳統氧療；對于慢性疾病患者，HFNC 的FiO2則依據目標SpO2調節，而氧氣流量則無需太高，一般在20～30 L/min［33］。但對于OSAHS 患者，考慮其需要一定的氣道內正壓支持，可依據患者耐受情況上調氧氣流速［34］。

7 結論

綜上所述，HFNC 可以在呼吸系統產生許多積極的生理效應，對于呼吸系統疾病，特別是呼吸衰竭的治療是一種技術的推動和革新。迄今為止，大多數已發表的關于HFNC 的研究是非隨機、短期觀察研究，今后仍需要較大的前瞻性RCT 來研究HFNC 對各種臨床疾病的長期影響。需要更嚴格的證據來明確如何更充分且有效地應用這一治療手段。另外，關于套管大小、流量和肺膨脹壓力、鼻咽呼吸道壓力和呼氣末正壓值的測量也是值得研究的。