一、HFNC的定义及其发展历史HFNC是指一种通过高流量鼻塞持续为患者提供可以调控并相对恒定吸氧浓度(21%~100%)、温度(31~37 ℃)和湿度的高流量(8~80 L/min)吸入气体的治疗方式。该治疗设备主要包括空氧混合装置、湿化治疗仪、高流量鼻塞以及连接呼吸管路。结合国内和国际通用命名习惯,本共识统一采用"经鼻高流量湿化氧疗"进行表述,英文简称为HFNC(图1)。
人类开始氧气治疗的历史可回溯到18世纪后叶,20世纪初即开始应用橡胶制作的鼻导管进行氧疗。1987年美国研发了最高流量可达20 L/min的氧疗加温湿化装置MT-1000,应用于囊性肺纤维化等患者氧疗促进下呼吸道分泌物排出。近10年来,HFNC进入快速发展和临床广泛应用阶段,国际主流HFNC装置都是采用无创呼吸机的工作原理:用空氧混合器进行空氧混合,吸入氧浓度(FiO2)为21%~100%,应用涡轮提供高流量的气体,采用呼吸机应用的加温加湿器和管路加热导丝对吸入气体进行全程加温加湿,并通过近患者端实时监测温度和氧浓度进行动态调控。另外,部分呼吸机厂家在有创和无创呼吸机上设置了HFNC功能,进一步拓展了呼吸机的临床适用范围,这也是未来的发展方向。国内HFNC的历史仅有5年左右,在前期仿制国外HFNC的基础上进行创新,在很短的时间内形成自己的特色,如可自动调节和精确调控FiO2(21%~100%)、温度控制精度可达到±1 ℃、呼吸管路采用免消毒气路技术等。
二、HFNC设备的结构特点及作用原理(一)HFNC的结构特点
(二)HFNC的生理学机制
三、HFNC和NPPV的异同点HFNC和NPPV在治疗原理上存在许多相似之处。从工作原理上看,都是电动涡轮机驱动形成高速气流,通过电磁阀实现流量可控,气流均可加温加湿,都是传统意义上的正压通气,能够维持一定水平的PEEP,实现气道开放,减少死腔,改善通气,且允许开放气道发生漏气。HFNC和NPPV的不同点见表1。
四、HFNC临床适应证及禁忌证由于各研究结果间的差异,目前HFNC临床应用的适应证和禁忌证尚无统一的标准。根据已发表的HFNC临床应用研究证据,目前认为HFNC主要应用于治疗轻~中度Ⅰ型呼吸衰竭患者。对于伴有严重通气功能障碍的Ⅱ型呼吸衰竭患者,由于HFNC无明显的通气辅助功能,且临床疗效仍不明确,此时应慎重选择HFNC。HFNC的应用时机、适应证和禁忌证见表2。
为便于临床应用,本共识总结HFNC临床应用时机流程图,见图2、图3。
五、临床应用(一)急性Ⅰ型呼吸衰竭1.重症肺炎:两中心的前瞻性队列研究结果显示,以社区获得性肺炎(CAP)为主的重症肺炎患者接受HFNC(2 h后SpO2/FiO2约100),其中28%因失败需行气管插管,治疗12 h后ROX指数(即SpO2/FiO2与呼吸频率比值)≥4.88是预测成功的重要指标。多中心随机对照试验结果显示,HFNC治疗急性Ⅰ型呼吸衰竭患者[78%为重症肺炎,PaO2/FiO2为(157±89)mmHg],28 d气管插管率为38%,与非重复吸入面罩和NPPV相比差异无统计学意义,但在PaO2/FiO2≤200 mmHg亚组比较中HFNC优于对照组;HFNC比对照组更能改善90 d的生存率。重症H1N1肺炎(PaO2/FiO2为84~210 mmHg)的回顾性队列研究结果显示,HFNC可使常规氧疗失败的45%患者避免气管插管,成功的相关预测因素包括无休克、较低的SOFA(<4分)或APACHEⅡ评分(<12分),以及HFNC后6 h内PaO2/FiO2明显改善;存在呼吸系统慢性基础疾病(哮喘或慢阻肺)者使用HFNC的成功率较高。HFNC治疗失败后转为有创通气患者的病死率为27.3%,高于起始使用有创通气患者20%的病死率,但气管插管的延迟与病死率之间无统计学关联。
2.急性呼吸窘迫综合征(ARDS):ARDS是以急性顽固性Ⅰ型呼吸衰竭为主要临床表现的综合征,纠正缺氧是ARDS治疗的重要策略。一项多中心随机开放研究结果显示,将患者分成HFNC组、传统氧疗组以及NPPV组,第28天的气管插管率分别为38%、47%和50%(P>0.05),提示与传统氧疗和NPPV比较,HFNC并不能降低气管插管率,但可以改善90 d病死率;进一步亚组分析,氧合指数<200 mmHg的患者,与标准氧疗和NPPV比较,HFNC组气管插管率更低。一项根据柏林定义ARDS的诊断和严重程度分级的临床研究结果显示,45例ARDS患者采用HFNC治疗,其中33%患者为重度ARDS,38%为中度ARDS,29%为轻度ARDS,结果成功27例(60%);对治疗失败的患者资料分析结果显示,简化急性生理评分Ⅱ(SAPS Ⅱ)评分较成功组高,多器官功能不全、血流动力学不稳定和意识障碍是HFNC失败的独立预测因素;该研究结果同时证明,HFNC仅可在轻中度Ⅰ型呼吸衰竭患者中使用,在重度低氧性呼吸衰竭患者中不被推荐。一项单中心观察性研究结果显示,与传统氧疗相比,HFNC同NPPV类似,可以显著降低呼吸频率、改善氧分压,且HFNC耐受性比NPPV好,但如果HFNC治疗1 h后呼吸频率仍高于30次/min,则需要插管的风险明显增高[28]。最近一项荟萃分析结果表明,HFNC与NPPV比较,治疗ARDS时的气管插管率和拔管后的再插管率的差异无统计学意义,但由于纳入的患者群体不同,不同的研究存在一些互相矛盾的结果。
3.其他Ⅰ型呼吸衰竭疾病:一项急诊科纳入急性心源性肺水肿患者(SpO2为88.7%±8%)的随机对照研究结果显示,在30 min内HFNC比传统氧疗能更明显地降低呼吸频率,两者都能提高SpO2且差异无统计学意义,在改善住院率、机械通气率及病死率等方面也无统计学差异。一篇纳入免疫抑制继发急性呼吸衰竭患者(PaO2/FiO2为116~155 mmHg)的荟萃分析结果表明,相比于NPPV和传统氧疗,HFNC可显著降低短期病死率(包括ICU病死率、28 d病死率和住院病死率)(RR=0.66)和气管插管率(RR=0.76),但没有降低住ICU时间。近期发表的一项针对免疫抑制继发呼吸衰竭的随机对照研究中,HFNC组和常规氧疗组PaO2/FiO2分别是136(96~187)mmHg和128(92~164)mmHg,结果显示HFNC组改善氧合更显著(分别为150和119 mmHg),但不能改变死亡预后。有4例PaO2/FiO2为63~88 mmHg的特发性肺纤维化急性加重患者应用HFNC治疗能显著改善氧合,降低呼吸频率,缓解呼吸困难,直至急性加重病程缓解,患者的主观舒适性及耐受性良好。对PaO2/FiO2为61.7 mmHg的皮肌炎相关间质性肺炎的病例报道,HFNC可避免气管插管,缓解呼吸窘迫,减少焦虑,并允许患者早期下床康复活动,显著提高了住院期间的生活质量。
(二)有创通气撤机1.ICU危重症患者撤机:回顾性研究结果显示,与鼻导管吸氧相比HFNC可以降低再插管率,但与NPPV比较再插管率没有明显差异。一项多中心随机研究结果显示,再次插管低风险患者(有创通气撤机高风险和低风险的标准见图3)拔管后接受HFNC治疗,相比传统氧疗72 h再插管风险显著降低;同时,与传统氧疗相比,HFNC可以显著降低拔管后呼吸衰竭发生率,但是两组再次插管的时间、呼吸道感染发生率、脓毒症发生率、多脏器功能衰竭发生率、住ICU时间、住院时间、ICU及住院病死率没有明显差异。另有荟萃分析研究比较了成人患者拔管后使用HFNC与传统氧疗和NPPV之间的差异,发现HFNC组相比传统氧疗再次插管率明显降低(OR=0.52,95% CI为0.34~0.80,P=0.003),与NPPV比较再插管率差异无统计学意义(OR=1.13,95% CI为0.86~1.49,P=0.38),且3组间的ICU病死率及ICU住院时间之间均没有明显差异。但在针对无高碳酸血症的再次插管高风险患者的一项多中心的研究结果[40]显示,HFNC组与传统氧疗组的再插管率、住ICU时间、住院时间及病死率没有明显差异。其他的研究结果表明,HFNC与传统鼻导管氧疗、文丘里面罩等比较,氧合改善更为明显;与传统NPPV比较可以降低痰液黏稠度和鼻面部压疮的发生率,舒适性更好。临床上也可以考虑HFNC与NPPV交替使用,对改善氧合与提高患者的舒适度可有效兼顾。
2.外科术后患者撤机:(1)腹部手术后:一项法国的多中心RCT研究了腹部手术或胸腹联合术后的患者脱机拔管后即刻序贯传统氧疗或HFNC,结果发现与传统氧疗相比,HFNC在应用后第1小时和应用结束时均不能明显改善腹部术后拔管患者的氧合情况(PaO2),但HFNC可以缩短患者需要接受氧疗的时间,但不能降低再插管率和升级呼吸支持的需要,在术后7 d中肺部其他并发症的发生率也没有显著差异。(2)心脏手术后:与传统氧疗相比,在心脏术后患者的拔管过程中序贯HFNC的临床效果似乎更为理想。相关荟萃分析结果显示,HFNC能降低心脏术后患者升级呼吸支持的需要(RR=0.61,P<0.001),但ICU住院天数无明显差异(RR=0.96,P=0.98)。应用HFNC 4 h后患者舒适度明显优于传统氧疗组。(3)肺部手术后:英国的一项单中心RCT研究了选择性肺叶切除的患者脱机拔管后即刻序贯传统氧疗或HFNC,结果显示两组的6 min步行距离差异无统计学意义,但HFNC降低了患者的住院天数。
(三)Ⅱ型呼吸衰竭Bräunlich等发现,高碳酸血症(PaCO2>45 mmHg)患者应用HFNC可以降低稳定期慢阻肺患者的PaCO2,而且与其漏气量和流速有关。有两项研究比较HFNC和NPPV对慢阻肺伴有轻度高碳酸血症患者的结果显示,二者均能降低患者的PaCO2水平,且HFNC和NPPV之间差异无统计学意义。但也有小样本的研究结果证明,应用HFNC后可能引起pH值下降,PaCO2增高。有4项RCT对长期(12个月)应用HFNC进行了研究,结果显示与常规长期氧疗相比,长期应用HFNC可以减少慢阻肺患者急性加重次数和天数,减少住院次数,能够显著降低PaCO2,改善健康相关生活质量,但对肺功能、6 min步行距离、呼吸困难症状和氧合的改善存在一定分歧。目前,慢阻肺稳定期患者HFNC的临床研究仍然较少,缺乏较大规模的前瞻性随机对照研究提供证据支持。
HFNC临床应用推荐建议见表3。
六、HFNC临床操作
七、问题与展望
引用: 中华医学会呼吸病学分会呼吸危重症医学学组, 中国医师协会呼吸医师分会危重症医学工作委员会. 成人经鼻高流量湿化氧疗临床规范应用专家共识 [J] . 中华结核和呼吸杂志, 2019, 42(2) : 83-91.
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