呼吸暂停患者经鼻高流量氧疗过程中二氧化碳的变化:一项单中心随机对照非劣效性试验

本文由“麻醉课堂”授权转载

01 研究背景

为提供清晰的手术视野和便于外科医生的操作，有些手术过程中可能需要患者暂停呼吸，以促进涉及气道的手术干预；在气管插管过程中，尤其是困难气道患者，也会出现较长时间的呼吸暂停；而长时间的呼吸暂停会导致高碳酸血症、低氧血症等一系列不良反应。

高碳酸血症可引起脑血管扩张，致脑水肿、颅内压升高，伴有组织低氧时，细胞内酸中毒可增加脑代谢率、损伤血管内皮使其通透性增高，导致脑间质水肿；可降低心肌收缩力、血管舒张力，也可增加交感神经的活性，引起心律失常，严重高碳酸血症可以直接抑制心血管中枢，直接抑制心脏活动和扩张血管；当PaCO2在90～110mmHg，可引起CO2麻醉并抽搐。

因此，为提高麻醉诱导、插管以及一些无需插管的短小手术或者术中需要暂停呼吸患者的安全性，延长呼吸暂停的安全时间就变得尤为重要。研究者通过使用面罩、鼻导管、鼻咽导管、声门上气道装置、硬支气管镜等不同方式将O2送入呼吸道的装置以延长呼吸暂停的安全时间，但这些技术使用时都以低流量吸氧为主。2012年，Weingart等人研究发现，通过鼻导管为麻醉诱导期患者提供12L/min冷而干燥的O2可以延迟氧饱和度下降。但冷而干燥的高流量气体却容易导致患者气道黏膜损伤和疼痛；2015年，Patel提出了经鼻湿化快速充气交换通气（THRIVE）技术。

经鼻湿化快速充气交换通气（THRIVE）是指通过鼻腔高流量氧气吸入装置连续为患者提供可调节且相对恒定的氧气浓度（21-100%）、温度（31-37°C）和高流量（8-70L/min）吸入气体的治疗方法。THRIVE是一种新的窒息氧合技术，并被证明可将呼吸暂停时间延长至65min；窒息氧合是指在没有自主呼吸或机械通气的情况下进行氧合。

经鼻湿化快速充气交换通气（THRIVE）的作用机制

持续正压效应：THRIVE提供的高流速气体，可以产生持续性的正压，从而给上气道提供一种物理性的“压力”支撑，使口咽部压力升高。高流量O2可以增加气道压力和呼气末期的肺容积并减少呼吸频率，气道压力和气体流速呈正相关。高流量O2产生的正压可以促进肺泡复张。  

声门上涡流和强湍流：THRIVE的高流速气体从口咽延伸到声门，产生一系列强且相连的涡旋，从而产生大量湍流，增加呼吸道内解剖无效腔的通气效率，从而增加CO2清除率及降低CO2的重吸收。

通气质量流效应：在患者呼吸暂停之前，通过适当时间的吸氧，达到肺部的去氮作用，从而促进窒息氧合的产生。呼吸暂停期间，肺泡中的O2被抽到血液中，导致肺泡压力降至低于大气压，产生一个高达20cmH2O的负压梯度，驱动O2从解剖死腔进入肺泡，这种现象称为通气质量流；

心源性振荡：心源性振荡是指心脏收缩引起的气流变化。气道内气体流量和压力的变化与心脏周期同步，被认为是由心脏体积变化改变胸内压来促进气体运动。此外，肺血管中的血液运动也会引起小气道的压缩和扩张运动。同时，心源性振荡的气流还能辅助THRIVE的湍流流体流动。

研究发现，应用THRIVE，同时模拟心源性振荡。在心源性吸气时，最低的旋涡被拉向声门深处，旋涡产生的湍流被带入气管，增强了声门下方的混合（b）；心源性呼气时，混合气管液体通过声门向上喷射进入喉头上方的旋涡（c），旋涡将其运送到口咽的冲洗区。

经鼻湿化快速充气交换通气的初步研究报告，在呼吸暂停期间，二氧化碳的上升速度低于历史水平；但一项关于小儿患者的非劣效性试验表明，在使用经鼻高流量氧疗进行呼吸暂停氧合时，虽然氧流量不同，但二氧化碳的增长率相似，因此对氧流量是否对小儿患者的二氧化碳清除有影响提出了质疑。

02   研究设计

03 统计分析

04 研究结果

05 思考讨论  

这项单中心随机对照非劣效性试验表明，所有试验组的二氧化碳的增加速率不劣于氧流量为70 L∙min-1的经鼻高流量氧疗，并且在窒息氧合过程中通过持续的喉镜检查以保证气道通畅。经鼻氧疗的氧流量在0.25-70 L∙min-1时，二氧化碳蓄积速度无明显差异。因此，本研究结果表明，成人对于经鼻高流量氧疗不存在额外的通气效应。

先前的研究报道，在全身麻醉下进行呼吸暂停充氧时，二氧化碳增加1.1至3.4 mmHg∙min-1。在首次发表经鼻高流量氧疗的概念时，研究作者报告高流量鼻氧合ETco2仅增加1.1 mmHg∙min-1，仅为历史对照组观察到的速率的三分之一（2.63-3.38 mmHg∙min-1 ）。结果不同的原因：进一步的研究表明，成人消除二氧化碳的能力比儿童高；另一个潜在原因可能是作者使用20世纪50年代的历史对照，而不是进行前瞻性随机对照试验。  

在早期的研究中，高浓度二氧化碳对交感神经系统的影响很难控制。因此，该试验将血压、心率和麻醉深度保持在一个狭窄的数值范围内，以此排除不同麻醉深度对交感神经系统的影响。结果显示，所有试验组的Paco2在2.0到2.1 mmHg∙min-1之间的平均增加，在非劣性边界的差异范围内并且与先前报道的1.8 mmHg∙min-1相当。可能的解释是，现代麻醉可能会大大降低新陈代谢，导致二氧化碳的产生大大减少，从而导致二氧化碳的增加减少，延长呼吸暂停安全期。  

局限性

研究方案发布后再次修改；

本试验是单中心研究；

没有对研究人员设盲；

广泛的排除标准；

思考  

1.本研究中所计算样本量为每组22人，而按文章中所说的方法，经计算所得为23人每组，原因是什么？  

2.本试验中分组设置的氧流量有什么依据？如果想做类似的试验，如何设计氧流量分组？分组的依据？

3.本研究为何增加一组经气管内输氧，有何意义？

4.本研究并没有对基线进行比较，而样本的年包*（数值＝吸烟量*吸烟年数)明显是不均的，这会对研究结果有影响吗？

5.敏感性分析分组时，为什么将呼吸暂停7min后的数据单分一组，有什么意义？依据？

6.Dunnett法是方差分析中多重比较的方法之一，通常用于多个实验组和一个对照组均数的比较。本研究为非劣效性试验， Dunnett法如何校正其结果？对研究结果会产生什么影响？

7.除了本文提到的经鼻湿化快速充气交换通气（THRIVE）以外，目前临床上还有哪些措施是可以减缓二氧化碳上升的？对临床有何帮助？

编辑：申   磊     

审核：刘   苏  

免责声明：

本微信公众平台所刊载原创或转载内容不代表米勒之声的观点或立场。文中所涉及药物使用、疾病诊疗等内容仅供医学专业人士参考。

END

编辑：MiSuper.米超

校对：Michel.米萱