肺炎相關(guān)呼吸衰竭患者脫離經(jīng)鼻高流量濕化氧療的影響因素及預(yù)測指標(biāo)

鄭建，黃淑娥，王雪濤，王良興

1.溫州市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院 重癥醫(yī)學(xué)科，浙江 溫州 325000；2.溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 呼吸內(nèi)科，浙江 溫州 325015；3.溫州市龍灣區(qū)第一人民醫(yī)院 重癥醫(yī)學(xué)科，浙江 溫州 325024

肺炎是引發(fā)急性呼吸衰竭最常見的病因[1]。在肺炎相關(guān)急性呼吸衰竭患者中應(yīng)用經(jīng)鼻高流量濕化氧療（high-flow nasal cannula oxygen therapy,HFNC）已被廣泛接受[2-3]。HFNC能給患者提供充分濕化的高濃度氧氣和較低水平的呼氣末正壓，能促使二氧化碳消除，快速緩解急性呼吸衰竭癥 狀[4]。研究表明，與非重復(fù)吸入面罩、無創(chuàng)正壓通氣相比，HFNC治療急性呼吸衰竭（78%為重癥肺炎患者）效果相似，在氧合指數(shù)低于200 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）的亞組中HFNC有一定優(yōu)勢，且HFNC可降低ICU和90 d時(shí)的病死率[4]。COVID-19背景下，HFNC在治療上也扮演著重要角色，多項(xiàng)研究顯示其能降低嚴(yán)重低氧血癥患者對有創(chuàng)機(jī)械通氣的需求[5-6]。雖大量研究證實(shí)，HFNC治療肺炎相關(guān)呼吸衰竭具有較高的安全性和有效性，但在疾病恢復(fù)階段，涉及HFNC脫離的研究很少，現(xiàn)有指南對患者HFNC的脫離方案及時(shí)機(jī)也缺乏明確描述[2，7]。本研究探討肺炎相關(guān)呼吸衰竭患者在恢復(fù)階段脫離HFNC的影響因素和預(yù)測指標(biāo)，旨在為臨床治療提供指導(dǎo)。

1 對象和方法

1.1 對象 2018年1月1日至2020年12月31日在溫州市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院ICU接受HFNC的肺炎相關(guān)呼吸衰竭患者為研究對象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①因肺炎導(dǎo)致急性呼吸衰竭并接受HFNC治療；②住ICU期間嘗試脫離HFNC治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：①機(jī)械通氣脫機(jī)將HFNC作為預(yù)防性治療并且HFNC持續(xù)時(shí)間小于48 h；②嘗試脫離HFNC之前患者死亡或者出院；③嘗試脫離HFNC之前患者改為機(jī)械通氣治療。

1.2 分組標(biāo)準(zhǔn) 脫離HFNC需符合下列條件：①高流量機(jī)器的流速≤50 L/min；②SpO2≥90%；③FiO2≤50%；④pH≥7.35。脫離HFNC治療后，給患者使用傳統(tǒng)的鼻導(dǎo)管吸氧。HFNC脫離成功的定義為患者脫離HFNC治療接受傳統(tǒng)鼻導(dǎo)管氧療48 h內(nèi)無需接受HFNC或者機(jī)械通氣，該類患者納入成功組。HFNC脫離失敗的定義為患者脫離HFNC治療接受傳統(tǒng)鼻導(dǎo)管氧療的48 h內(nèi)，因呼吸衰竭重新進(jìn)行HFNC治療或者機(jī)械通氣，該類患者納入失敗組。

1.3 資料收集方法 回顧2 組患者臨床治療和呼吸支持記錄，收集患者的基礎(chǔ)特征（包括年齡、性別、APACHE II評分、SOFA評分）、并發(fā)癥（包括慢性心力衰竭、慢性呼吸疾病、腎功能不全、腦血管疾病、肝臟疾病、腫瘤）、肺炎分型（病毒性肺炎、細(xì)菌性肺炎，后者又按感染環(huán)境分為社區(qū)獲得性肺炎和醫(yī)院獲得性肺炎）、患者首次嘗試脫離HFNC治療時(shí)的機(jī)器設(shè)置參數(shù)（流量、溫度、FiO2）、生理參數(shù)（SpO2、呼吸頻率、心率、收縮壓、體溫）、實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)[PaO2、PaCO2、pH、碳酸氫鹽、血紅蛋白、C-反應(yīng)蛋白（C-reactive protein,CRP）]、使用藥物（血管活性藥物）、ROX（respiratory rateoxygenation）指數(shù)（計(jì)算公式為SpO2/FiO2除以呼吸頻率）[8]和脫離HFNC后的治療情況（鼻導(dǎo)管吸氧的初始流量、是否接受茶堿類藥物治療、是否接受霧化治療）。記錄每個(gè)患者的HFNC治療時(shí)間及住ICU時(shí)間。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法 采用R4.0.2和SPSS20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。正態(tài)分布的計(jì)量資料用±s表示，兩組間比較用t檢驗(yàn)。非正態(tài)分布計(jì)量資料以M（P25，P75）表示，兩組間比較采用秩和檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料用百分比表示，兩組間比較根據(jù)數(shù)據(jù)具體情況采用χ2檢驗(yàn)或者Fisher’s精確檢驗(yàn)。采用Logistic回歸模型篩選HFNC脫離成功的獨(dú)立影響因素。通過繪制ROC曲線并計(jì)算曲線下面積（area under curve,AUC）來分析預(yù)測指標(biāo)的閾值點(diǎn)和預(yù)測效能。P＜ 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2組患者基線資料 納入嘗試脫離HFNC的肺炎相關(guān)的急性呼吸衰竭患者共159例，成功組128例，失敗組31例。2組慢性心力衰竭發(fā)病率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.028）。2組年齡、性別、APACHE II評 分、SOFA評分、其他并發(fā)癥及肺炎類型構(gòu)成比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），見表1。

2.2 2組患者首次嘗試脫離HFNC時(shí)機(jī)器參數(shù)和生理參數(shù) 2組間的FiO2、ROX指數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。2組患者在首次脫離HFNC時(shí)機(jī)器流量設(shè) 定、溫度設(shè)定、SpO2、呼吸頻率、心率、收縮壓、體溫、PaO2、pH、PaCO2、碳酸氫鹽、血紅蛋白、CRP、HFNC治療時(shí)間、使用血管活性藥物、脫離后使用鼻導(dǎo)管的初始氧流量、使用茶堿類藥物和使用霧化治療的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

2.3 HFNC成功脫離的Logistic回歸分析 以HFNC成功脫離為因變量，取表1和表2有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的變量為自變量，進(jìn)行Logistic回歸分析。FiO2、ROX指數(shù)和合并慢性心力衰竭為HFNC成功脫離的獨(dú)立影響因素，其中高ROX指數(shù)為保護(hù)因素，高FiO2和合并慢性心力衰竭是危險(xiǎn)因素，見表3。

表1 2組患者的基線資料比較

表2 2組患者首次嘗試脫離HFNC時(shí)的機(jī)器參數(shù)和生理參數(shù)對比

表3 患者成功脫離HFNC的Logistic回歸分析

2.4 HFNC成功脫離相關(guān)因素的預(yù)測價(jià)值分析 利用FiO2指數(shù)建立預(yù)測HFNC脫離成功的模型，該模型AUC（95%CI）=0.776（0.686～0.867），最佳閾值點(diǎn)為40%，靈敏度81.5%，特異度61.3%。利用ROX指數(shù)建立預(yù)測HFNC脫離成功的模型，該模型AUC（95%CI）=0.836（0.749～0.923），最佳閾值點(diǎn)為9.9，靈敏度93.0%，特異度64.5%。ROC曲線分析結(jié)果顯示，在預(yù)測模型的預(yù)測效能、靈敏度和特異度之間的比較上，ROX指數(shù)均高于FiO2，提示ROX指數(shù)對HFNC脫離成功的預(yù)測價(jià)值高于FiO2，見表4和圖1。

表4 成功脫離HFNC相關(guān)因素的預(yù)測效能

圖1 相關(guān)指標(biāo)預(yù)測成功脫離HFNC的ROC曲線

2.5 2組治療時(shí)間對比 成功組的患者總HFNC治療時(shí)間為54（33，76）h，失敗組為102（72，136）h。成功組的患者住ICU時(shí)間為6（4，8）d，失敗組住ICU時(shí)間為11（8，14）d。成功組的總HFNC治療時(shí)間和住ICU時(shí)間都明顯低于失敗組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.001）。

3 討論

目前關(guān)于HFNC脫離的研究很少，也缺乏明確的預(yù)測指標(biāo)來指導(dǎo)脫離過程。一項(xiàng)以學(xué)齡前兒童為研究對象的研究中，133例接受HFNC的患兒在RAS（respiratory assessment score）分?jǐn)?shù)的指導(dǎo)下以“假期”方案脫離HFNC，119例脫離成功，14例失 敗[10]。RAS分?jǐn)?shù)似乎有比較好的評估價(jià)值，但其評分項(xiàng)目中的鼻翼扇動和劍狀軟骨活動等都很難推廣到成人患者。在一個(gè)關(guān)于HFNC脫離的臨床研究中，研究者在固定的時(shí)間點(diǎn)減少患者的FiO2或者流量設(shè)置，或者兩者同時(shí)減少[11]，來比較三者的優(yōu)劣。該研究在成人ICU中進(jìn)行，但缺少一個(gè)能反映呼吸衰竭病情變化的指標(biāo)去指導(dǎo)整個(gè)脫離過程。為了尋找HFNC脫離的預(yù)測指標(biāo)，RODRIGUEZ等[12]收集了患者脫離HFNC時(shí)的呼吸生理參數(shù)，進(jìn)行單因素回歸分析后篩選成功脫離HFNC的預(yù)測指標(biāo)。但該研究采用的單因素分析的方法難以排除原發(fā)疾病帶來的影響。本研究對成人脫離HFNC的影響因素進(jìn)行Logistic回歸分析，并篩選出預(yù)測指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測價(jià)值分析。

現(xiàn)在臨床醫(yī)師多采用FiO2作為患者能否從HFNC脫離的預(yù)測指標(biāo)，指南中建議HFNC脫離時(shí)FiO2要求小于30%或者40%[2，13]，但都缺乏充分的臨床數(shù)據(jù)支持。本研究中，F(xiàn)iO2有一定的預(yù)測價(jià)值，其AUC為0.776。肺炎引發(fā)的呼吸衰竭多數(shù)為急性低氧血癥性呼吸衰竭，是HFNC的主要適應(yīng)證，其對氧氣的需求是呼吸支持的主要目的[4，14]。所以，這類患者脫離HFNC成功的一個(gè)重要因素就是組織代謝已經(jīng)有條件擺脫對高濃度氧氣的依賴。本研究中FiO2的最佳閾值點(diǎn)為40%，與RODRIGUEZ等[12]的結(jié)果相似。該研究認(rèn)為，在鼻導(dǎo)管給氧下，可以達(dá)到40%左右的FiO2，作為HFNC脫離后的過度治療，氧氣濃度上不會產(chǎn)生非常大的落差，這可能是最佳閾值點(diǎn)在40%的原因[12]。

本研究顯示，相比FiO2，ROX指數(shù)對肺炎相關(guān)呼吸衰竭患者成功脫離HFNC的預(yù)測價(jià)值更高，建議將其作為此類患者HFNC脫離時(shí)的指導(dǎo)指標(biāo)。為避免HFNC使部分需要?dú)夤懿骞艿幕颊哐舆t插管時(shí)機(jī)，導(dǎo)致不良預(yù)后，ROCA等[15]提出ROX指數(shù)。該指數(shù)的分子是與HFNC成功有正相關(guān)的變量SpO2/FiO2比率，分母是與HFNC的成功呈負(fù)相關(guān)的變量呼吸頻率。ROX指數(shù)在低氧血癥性呼吸衰竭患者中預(yù)測HFNC能否成功上具有良好的辨別能力，ROCA等[16]在西班牙和法國的5個(gè)ICU中驗(yàn)證了該指數(shù)的作用。最近，在一項(xiàng)建立預(yù)測COVID-19患者惡化模型的研究中，ROX指數(shù)比相對復(fù)雜的NEWS2（national early warning score 2）評分對患者呼吸衰竭惡化有更好的預(yù)測效能[17]。RODRIGUEZ等[12]第一次將ROX指數(shù)運(yùn)用到預(yù)測HFNC的脫離上面，在其研究中ROX指數(shù)的最佳閾值點(diǎn)為9.2，未體現(xiàn)出預(yù)測效能優(yōu)于FiO2。在本研究中，ROC曲線分析結(jié)果提示，ROX指數(shù)對HFNC脫離成功的預(yù)測價(jià)值高于FiO2。這種差異可能是研究對象的不同導(dǎo)致的，RODRIGUEZ等[12]的研究對象為所有急性呼吸衰竭患者，而我們研究的群體為肺炎相關(guān)的呼吸衰竭患者。ROX評分是在因肺炎導(dǎo)致的低氧性呼吸衰竭的隊(duì)列中開發(fā)的，而且在現(xiàn)有ROX指數(shù)表現(xiàn)良好的研究中，研究對象基本上都為肺炎相關(guān)的呼吸衰竭患者[15-16]。在一些混雜因素較多的研究中，ROX指數(shù)的預(yù)測價(jià)值會下降，比如LEMIALE等[18]將研究對象設(shè)為免疫功能低下合并呼吸衰竭的患者時(shí)，ROX指數(shù)預(yù)測HFNC能否成功的AUC只有0.623，預(yù)測效能相對較差。這也是我們的研究對象選擇肺炎相關(guān)呼吸衰竭患者的原因，這樣可以減少不同病因?qū)ρ芯拷Y(jié)果的干擾。

合并慢性心力衰竭是患者成功脫離HFNC的一個(gè)獨(dú)立危險(xiǎn)因素。ROCA等[19]分析了HFNC流速（20和40 L/min）的逐步增量對心衰患者的呼吸和血流動力學(xué)的影響，認(rèn)為HFNC能夠提供低水平的氣道正壓支持，產(chǎn)生類呼氣末正壓效應(yīng)并減少心臟的前負(fù)荷。另外，HFNC符合生理的溫度濕度，節(jié)省了患者的能量代謝，降低呼吸做功[20]。當(dāng)呼吸衰竭合并慢性心力衰竭的患者脫離HFNC時(shí)，短期內(nèi)增高的心臟前負(fù)荷和呼吸做功可能是HFNC脫離失敗的原因。所以，肺炎相關(guān)呼吸衰竭患者合并慢性心力衰竭時(shí)脫離HFNC需要更加謹(jǐn)慎。

當(dāng)前的研究認(rèn)為不必要的延長HFNC時(shí)間會增加患者住ICU的時(shí)間[10-11]。本研究中，隨著HFNC的脫離成功，HFNC總治療時(shí)間減少，患者住ICU時(shí)間中位數(shù)從11 d縮短到6 d。由于HFNC有較好的舒適性，治療過程無需鎮(zhèn)靜治療，所以現(xiàn)在臨床上普遍對HFNC的脫離不夠重視，可能會造成HFNC時(shí)間的不必要延長。但是使用HFNC通常需要在ICU中進(jìn)行監(jiān)測，所以更長的HFNC時(shí)間意味著更長的住ICU時(shí)間。所以，一個(gè)理想的HFNC脫離預(yù)測指標(biāo)可能有助于患者更早地轉(zhuǎn)出ICU。

本研究的不足是未能找到HFNC的流量設(shè)置和脫離之間的相關(guān)性。因?yàn)槭腔仡櫺匝芯浚{入的患者HFNC流量設(shè)置均已降至50 L/min以下，所以研究結(jié)果未能顯示流量設(shè)置對HFNC脫離的影響，仍需要有進(jìn)一步的前瞻性研究去補(bǔ)充和證實(shí)。

綜上，F(xiàn)iO2、ROX指數(shù)和合并慢性心力衰竭是肺炎相關(guān)呼吸衰竭患者脫離HFNC的獨(dú)立影響因素；相比FiO2，ROX指數(shù)對肺炎相關(guān)呼吸衰竭患者成功脫離HFNC的預(yù)測價(jià)值更高，建議將其作為此類患者HFNC脫離時(shí)的指導(dǎo)指標(biāo)。另外，流量設(shè)置對脫離成功率的影響尚需后續(xù)的前瞻性研究作進(jìn)一步的探討。