加温加湿经鼻高流量氧疗在临床实践思考和潜在应用

临床上通常使用低流量系统(如鼻导管或面罩)或高流量系统(如文丘里面罩或非重复呼吸面罩)来给患者输送氧气。这些传统给氧系统并不能提供可靠的吸入氧分数(fraction of inspired oxygen, FiO2)，并且因为吸入气体未进行充分的加温和湿化，患者通常难以长时间耐受。尽管经鼻导管高流量氧疗(high flows through nasal cannulae, HFNC)通常应用于婴幼儿，但随着能可靠地输送加温加湿氧气的HFNC新系统的研发，该装置在成人中的应用也越来越多。  

临床获益的机制  

使用HFNC输氧的获益机制如附表所示(表 1)。主要的终末器官效应是改善舒适度和氧合指数。但尚不明确这种效应能否转化为有临床意义的益处，例如降低死亡率或气管插管率。机制包括：鼻导管小且易弯曲–HFNC鼻导管一般柔软且易弯曲(图片 1)。因此，一些研究报道，与传统的经鼻导管低流量给氧或面罩高流量给氧相比，使用HFNC的舒适度有所改善。分泌物的加温和湿化–将要吸入的高流量氧气(通常>40L/min)加温至核心温度比通过低流量氧气加温更为有效。因此，HFNC对吸入氧气的加温加湿效果优于传统高流量给氧系统，例如文丘里面罩或非重复呼吸面罩(流量通常为10-15L/min)，或低流量给氧系统(流量<10L/min)。加湿可增加黏膜的湿度，从而有利于分泌物清除，也可减少呼吸功，避免气道干燥和上皮损伤。冲刷鼻咽部死腔–输送大量氧气可冲刷掉上呼吸道通气死腔，提高通气效率，并改善氧输送。因此，与其他氧气输送系统相比，HFNC冲刷性能的改进可增加有效通气量，即参与肺泡气体交换的每分钟通气量。持续气道正压(CPAP)效应–多项成人研究表明，类似于婴儿和新生儿，HFNC会增加鼻咽部的气道压力，并在呼气末达到峰值，即“呼气末正压(positive end-expiratory pressure, PEEP)效应”(图 1)。这种“PEEP效应”可能消除潜在的自发性PEEP，减少呼吸功，并且对于肺泡填充性病变患者，例如充血性心力衰竭或急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)，可改善氧合。患者的鼻咽部压力随着流量的增加而增加(即剂量效应)。口腔闭合时应用持续气道正压(continuous positive airway pressure, CPAP)效应最为明显。一般情况下，在口腔闭合时，流量每提升10L/min可产生大约0.7cmH2O的气道压力，而张口时则为0.35cmH2O。因此，其CPAP效应充其量为轻至中度。高流量–使用HFNC时，高流量可尽可能避开夹杂室内空气，从而使氧气输送更为精确，这种效应与传统的输氧系统相比尤为明显。处于呼吸窘迫的患者会出现很高的吸气流量，甚至超过标准吸氧设备的流量，因而会夹入室内空气，导致实际FiO2低于设置值。HFNC的流量通常超过患者吸气流量，仅夹杂极少量的室内空气，因此输送的FiO2更可靠。但是，类似于传统输氧系统，张口呼吸或运动时喘气会在某种程度上减弱此优势。也有研究表明高流量能通过提高潮气量和降低呼吸频率来改善患者的呼吸模式。减少吸气用力–增加流量可减少吸气用力，两者呈线性关系。通常以较低流量就能实现二氧化碳清除。  

实际应用和设置  

HFNC氧疗的应用越来越广泛(图片 1)。目前尚无针对其实际应用既定推荐建议；因此下述建议仅代表我们自己的实践经验。尽管HFNC可用于无监护的病房，但我们认为最好用于有监护环境，例如ICU、中等强度重症病房或急诊室。对此，我们倾向性建议理由基于：需要HFNC的患者存在发生严重呼吸衰竭或机械通气的高风险，在这种情况下，通常需要进行严密监测。然而，一旦患者的病情改善，对氧需求逐渐降低(例如流量为50L/min，FiO2为60%)，可降低HFNC的监测需求。氧气从供氧源输出，在被加温和湿化以后，经过宽口径鼻导管输送给患者；该鼻导管通常是一种比低流量系统的吸氧管更软、更易弯曲的塑料管(图片 1)。鼻导管紧贴鼻孔，并用头带固定。需要设置两个参数：流量，FiO2。我们倾向于先设置流量，通常为20-35L/min(范围为5-60L/min)，然后再设置FiO2(范围为21%-100%)以达到所需的外周血氧饱和度。如果呼吸频率没有改善、氧合指数没有充分改善或呼吸仍费力，随后可按每次5-10L/min增加流量。增加流量和FiO2都可改善外周血氧饱和度；我们倾向于先把流量调至最大，以便使FiO2≤60%；但有时可能需要增加FiO2才能充分改善氧合。HFNC通常耐受性良好，并且可以较长时间应用(例如数天)。一旦患者流量≤20L/min且FiO2≤50%，可切换为传统的低流量鼻导管给氧系统。在大多数情况下，HFNC患者做雾化是使用经口雾化器，即雾化药物不能通过HFNC装置输送。但是，关于使用HFNC进行气雾剂输送的研究很少，在高流量时无法保证雾化给药效果良好。  

适应证  

本章节介绍的内容总体符合临床实践指南。  

临床应用的一般原则 — HFNC氧疗已成功应用于多种情况。但适应证并不是绝对的，因为许多已被证实的益处为主观和生理性的。大多数支持性证据来自使用生理学结局的观察性研究，或者研究异质人群(例如插管前、拔管后、外科、内科)并比较多种方法[例如低流量氧疗、无创通气(noninvasive ventilation, NIV)]的随机试验。通常，结果好坏参半，不能始终如一地证明临床意义上的结果改善，例如病死率、气管插管率、住院天数。例如，一篇meta分析纳入13项随机试验，包括有呼吸衰竭和气管插管风险的患者(术后和拔管后呼吸衰竭，以及医源性急性呼吸衰竭)，未能证实气管插管率(10% vs 16%)或死亡率(6% vs 8%)下降。尽管研究数据有限，但HFNC已时常应用于临床实践。一般而言，对于重度低氧性呼吸衰竭患者，例如动脉血氧分压(partial arterial pressure of oxygen, PaO2):FiO2<300mmHg，我们建议以下方面可以使用HFNC作为替代方案：其他高流量氧疗系统(例如简易面罩、文丘里面罩或非重复呼吸氧气面罩)–HFNC通常比氧气面罩具有更好的耐受性，因为它可提高患者的舒适度，输送可靠的FiO2，还可能减少呼吸功。在这些氧疗措施与HFNC之间的选择应个性化，取决于医生的偏好、医疗机构现有设备、患者的舒适度、低氧血症的严重程度。无创通气–HFNC可替代NIV或在NIV间期给予充分氧合。这些选择主要取决于对通气和PEEP的需求、患者意愿以及对NIV面罩的耐受情况。例如，HFNC无法为有需求的患者(例如中至重度ARDS)提供足够的PEEP，也不能用于需要NIV通气的患者(即因通气不足导致的高碳酸血症性低氧性呼吸衰竭患者)。它也不可能像NIV那样有效地减少呼吸功。HFNC不适合鼻导管低流量氧疗就足够的患者或需要立即气管插管的患者(包括NIV失败)。研究者担心使用HFNC是否会导致必要的气管插管延迟并使结局恶化。因此，当使用HFNC时，临床医生应警惕有必要行气管插管和机械通气的呼吸衰竭迹象的发生，包括呼吸频率进一步加快，开始HFNC治疗后早至15分钟即出现胸腹壁运动不同步，以及开始HFNC治疗后1小时内氧合未得到充分改善。另外，呼吸支持失败发生相对较晚时，即在启动HFNC后6小时以上时失败，相关的死亡率高于较早发生的失败，提示此时间范围有助于仔细重新检查患者的临床状况。没有出现呼吸过速的患者可能在FiO2相对较高的情况下也能用HFNC治疗成功。在这一点上，ROX指数可为医生提供指导；ROX指数是指(外周动脉血氧饱和度/以百分数表示的吸入氧分数)/呼吸频率。一项小型研究显示，若启动HFNC后2小时、6小时和12小时ROX>4.88，提示后续需要气管插管的可能性较低。虽然meta分析表明，ROX指数对于预测HFNC的成败有一定的有效性，但目前明显不能单独使用，必须结合临床判断。重度低氧血症性呼吸衰竭的内科患者 — HFNC的主要用途是将较高的FiO2提供给内科原因所致重度非高碳酸血症性低氧性呼吸衰竭患者。  

HFNC vs 低流量氧疗 —一些关于低氧性呼吸衰竭患者的随机试验和观察性研究支持HFNC用于此适应证，部分结果表明，与低流量供氧系统相比，HFNC改善了氧合并减少插管需求，但现有数据并不一致。不过，关于HFNC降低死亡率、缩短ICU和医院入住时长、改善呼吸困难和提高患者舒适度的益处，研究未得出一致且有说服力的结果。大多数研究受限于不精确和异质性。一般来说，限制这些数据解读的因素包括样本量小和研究设计异质性、患者人群特征、呼吸衰竭类型及结局。例如：一篇meta分析纳入14项试验，在几种病因所致急性低氧性呼吸衰竭的患者中，比较了HFNC与常规氧疗(即，低流量系统)，结果显示，HFNC几乎未影响气管插管率(两组均为26%；OR 0.98，95%CI 0.34-2.82；确定性低)，也几乎未影响死亡率(26% vs 27%；RR 0.97，95%CI 0.82-1.14；确定性低)。这篇meta分析也显示，HFNC改善了呼吸困难和舒适度，还可能减少医院获得性肺炎(1项试验)，但ICU收治率和住院时长所受影响不确定。一篇meta分析纳入9项试验，在低氧性呼吸衰竭患者中，比较了HFNC与低流量氧疗，发现HFNC减少了插管需求(RR 0.85，95%CI 0.74-0.99；确定性中等)和升级呼吸支持的需求(RR 0.71，95%CI 0.51-0.98；确定性中等)。死亡率、住院时长、呼吸困难和舒适度均无改善。一篇meta分析纳入6项随机试验，评估了HFNC对急性呼吸衰竭的治疗，急性呼吸衰竭是疾病所致(2项试验)、发生于拔管后(3项试验)和支气管镜操作期间(1项试验)；结果显示，HFNC相关的气管插管率低于常规氧疗(12% vs 25%)，但与NIV相比无差异(18% vs 23%)。此外，使用HFNC治疗没有降低ICU死亡率或缩短ICU住院时长。一篇网状meta分析显示，相比常规低流量氧疗，HFNC降低急性低氧性呼吸衰竭患者的气管插管率(RR 0.76，95%CI 0.55-0.99；绝对危险度差异-0.11，确定性中等)，但对死亡率无影响；一篇更新的meta分析根据21项研究(当前数据截至2020年4月)，也发现HFNC相关的治疗失败率低于标准氧疗(RR 0.62，95%CI 0.45-0.86；15项研究，3044例受试者；确定性低)，并且未显著影响死亡率、肺炎发生率和ICU入住时长。关于特定人群的数据有限：免疫功能低下患者–一项前瞻性研究纳入1611例出现急性低氧性呼吸衰竭的免疫功能低下患者，结果显示HFNC降低气管插管率，但2项事后分析和1项随机试验发现，在同样的人群中，接受HFNC的患者与接受标准氧疗的患者相比，气管插管率和死亡率并无差异。例如，一项纳入778例出现低氧性呼吸衰竭的免疫功能受损患者的多中心随机试验发现，尽管PaO2:FiO2和呼吸频率改善，但HFNC并未改善死亡率、气管插管率、住院天数、ICU获得性感染、患者舒适度和呼吸困难评分。但是，预后评估可能受以下因素影响：非盲设计，HFNC组随机分组前接受过NIV或HFNC的患者比例略高。这些数据表明，免疫抑制的低氧性呼吸衰竭患者不应常规使用HFNC，气管插管的阈值应较低。但是，如果患者拒绝插管又需要较高的FiO2，则不必排除HFNC这一选择。有不复苏或不插管预嘱的患者–HFNC已用于这类患者。出院时生存率为40%-87%。尚缺乏此人群应用HFNC后呼吸困难症状缓解的证据，医生不应特意为缓解此类症状而使用HFNC。其他患者群体–病例系列研究报道了HFNC治疗以下原因导致的急性低氧血症性呼吸衰竭取得成功：重症H1N2流感、血液系统恶性肿瘤、器官移植、充血性心力衰竭和ARDS。HFNC vs 无创通气— 在低氧性呼吸衰竭患者中对比HFNC与NIV的数据也很少，而且并未一致显示可以降低插管率或改善其他结局。  

其他 — HFNC已用于许多其他情况，包括气管插管时和拔管后的支持，治疗和预防术后呼吸衰竭，以及尝试撤机或开展支气管镜检查时的给氧。  

拔管后支持 — HFNC已经被用作拔管后患者的辅助支持措施。  

术后呼吸衰竭 —HFNC也已成功用于治疗和预防术后呼吸衰竭患者。  

插管时支持 — 大多数专家在插管前会给患者使用传统系统(高流量的氧气面罩和低流量的鼻导管)和气囊-面罩来输送氧气；在插管时暂时取下气囊-面罩或氧气面罩(有时会保留鼻导管)。尽管并非常规操作，HFNC是在插管之前(预吸氧)和插管过程中(以防止血氧饱和度降低)给患者输送氧的可接受方法。应注意，在等待HFNC配置期间(需要数分钟)，可使用其他预吸氧的手段，切勿延迟预吸氧。一篇meta分析纳入了插管前呼吸暂停通气期间接受HFNC或标准氧疗的患者，结果显示，在PaO2:FiO2<200的患者中，HFNC并不劣于标准氧疗，但在PaO2:FiO2超过200的低氧程度较低患者中，HFNC减少了重度低氧血症事件。HFNC用于插管前预吸氧的研究数据并不一致：多项试验表明，使用HFNC策略可改善氧合作用。一项随机单中心研究把患者分为2组，1组患者在插管前使用HFNC(100% FiO2，60L/min)预吸氧4分钟，并联合NIV(压力支持通气为10cmH2O，PEEP为5cmH2O)，另1组在插管前仅使用NIV。HFNC/NIV组导致较高的外周血氧饱和度(100% vs 96%)和较少发生患者的外周血氧饱和度低于80%(0 vs 21%)。另一项纳入101例患者的研究也报道了类似结果，与非重复呼吸面罩组相比，HFNC组患者在预吸氧期结束时的外周血氧饱和度更高(100% vs 94%)，且出现重度低氧血症的患者更少(2% vs 14%)。相比之下，在一项多中心研究中，对124例接受插管的严重低氧血症(PaO2：FiO2<300mmHg，呼吸频率>30次/分，FiO2>50%以使饱和度>90%)的患者进行了研究，与使用传统高流量面罩预吸氧相比，HFNC组并未导致气管插管时的最低氧饱和度更低。结果不一致的原因可能是这些研究中的插管指征和插管前的低氧血症严重程度存在差异。还有研究探讨了HFNC用于ICU气管插管期间的给氧。在一项多中心研究中，纳入了150例气管插管时不保留自主呼吸的危重患者，HFNC组在使用喉镜时的参数设置为FiO2100%、15L/min，其血氧饱和度高于接受常规治疗的患者(即插管时保留自主呼吸的患者没有辅助供氧；90% vs 92%) 。其他— HFNC可能对脱离气管造口管的患者有益。一项随机交叉试验显示，与经T形管以15L/min的流量给氧的患者相比，在同一给定FiO2下，接受流量50L/min的HFNC的患者血氧饱和度更高，因而可以使用更低的FiO2。另一项试验显示，HFNC成功帮助患者脱离气管造口管，而且比尝试封堵气管造口管的传统方法更快。HFNC也已成功用于低氧血症患者接受纤维光学支气管镜时的氧疗。这些患者因纤维支气管镜检查而存在呼吸失代偿高风险并且需要呼吸机支持。在一项纳入40例接受支气管镜的低氧性呼吸衰竭患者的随机试验中，NIV组与HFNC组的外周血氧饱和度没有差异。1例HFNC患者情况恶化并需要接受NIV；然而，NIV组有3例患者在支气管镜操作后24小时内需要行气管插管术，而HFNC组只有1例需要行气管插管术。而另一项纳入36例患者的随机试验发现，支气管镜操作期间接受HFNC的患者中，氧合情况优于接受标准氧疗措施的患者。还有一项研究纳入了接受纤维光学支气管镜操作的患者，发现接受HFNC的患者更少发生低氧血症事件，血氧饱和度最低值更高，且在操作结束时PaO2更高。禁忌证和并发症  

大多数患者能耐受HFNC氧疗。禁忌证或并发症在成人中罕见。HFNC的禁忌证包括面部、鼻或气道的解剖异常或手术，导致无法使用合适的鼻导管。一些专家认为，上呼吸道手术后应避免使用HFNC，以避免理论上的危险，即气道高压可能导致静脉血栓栓塞发生。HFNC的并发症包括腹胀、误吸和罕见的气压伤(如气胸)。与无创通气或气管插管术后机械通气相比，HFNC的气压伤风险可能更低。ARDS的定义取决于计算PaO2:FiO2，一些专家担心HFNC可能对识别ARDS造成不利影响，因为轻度ARDS患者在使用HFNC后氧合改善，从而可能导致PaO2:FiO2低于诊断阈值，而且未考虑到HFNC的PEEP效应。但是，HFNC具有改善呼吸机相关肺损伤的潜在益处，抵消这种理论上的缺点，从而可避免低氧性呼吸衰竭进展为ARDS。  

---节选自uptodate