无创呼吸支持：首选经鼻高流量氧疗或无创通气
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无创呼吸支持：首选经鼻高流量氧疗或无创通气
急性呼吸衰竭是儿童重症和死亡的重要原因，是新生儿和PICU的常见病种[1]。近年来，随着机械通气治疗技术不断优化，对呼吸衰竭的治疗效果显著提高。其中无创呼吸支持（non-invasive respiratory support，NIRS）因无需建立人工气道、操作简单、应激伤害小等优势，在临床得到广泛应用。NIRS主要包括经鼻高流量氧疗（HFNC）和无创通气（NIV）。目前研究显示，NIRS的使用虽然对降低患者病死率没有明显改善，但可以减少有创机械通气（invasive mechanical ventilation，IMV）的需求和相关并发症[2, 3, 4]。IMV过程中，创伤性高、患儿耐受性差、相关并发症多，以及所需的镇痛镇静治疗可能掩盖神经系统症状等缺点，是临床试图避免或减少气管插管的重要因素。因此，在急性呼吸衰竭的治疗中能否首选NIRS，并且进一步选择更合适的NIRS方式替代IMV，避免IMV带来的相关并发症，改善患儿的预后，是目前临床关注的热点。本文主要介绍HFNC和NIV这两种无创方式在不同临床情况下的具体选择及应用。
1 NIRS概述
与IMV相比，使用NIRS可以减少与IMV相关的并发症，包括气道损伤、喉头水肿、声带水肿、呼吸机相关性肺损伤和呼吸机相关性肺炎等，并且可以保留上气道完整的生理解剖结构，使上气道的功能得以保存；NIRS还可以减少镇静需求、保留患者的自主呼吸努力，进一步减少膈肌萎缩的发生，以及IMV相关的延迟脱机的发生率[5]。对于年长儿童，NIRS还可以改善患儿舒适度，保持患儿清醒状态及其与环境的互动性，增强患儿治愈疾病的信心[6]。因此，由于NIRS使用简单、临床效果显著，早期NIRS治疗是进一步优化大多数重症患者治疗的一种方式。
HFNC和NIV是目前常用的NIRS方式。HFNC是指通过鼻塞持续为患者提供相对恒定并可调的吸入氧浓度（21%~100%）、一定的温度（31~37 ℃）和湿度、高流量（5~60 L/min）气体的治疗方式。NIV的患者连接除鼻塞外，还可通过鼻罩、口鼻面罩、口腔面罩、全面罩或头盔等无创性方式[7]。HFNC和NIV在临床应用中各具优势，关于这两种方式在临床应用中的选择是近年来研究的热点。治疗中，应密切观察患儿的病情变化，根据可能提示NIRS失败的早期表现及时切换为IMV。
1.1 HFNC
传统的鼻导管吸氧方式中，一般认为新生儿氧流量＞2 L/min、儿童＞4~6 L/min可归类为高流量[8]。HFNC最早在儿科的应用是在早产儿中替代持续气道正压通气使用，近年来除了在早产儿及新生儿中应用，HFNC也逐步发展为PICU及普通儿科病房中常用的新型NIRS方式[9]。
HFNC对气道和肺力学的有利影响已被广泛认可，其作用机制为：（1）减少鼻咽部解剖无效腔：高流量气体冲刷鼻咽部的呼出气，从而减少局部的生理死腔，改善呼气气流，并增加CO2排出，提高肺泡有效通气。（2）提供精确的吸入氧浓度：HFNC能够较准确提供稳定可控的吸入氧浓度，便于临床精准调节，在新生儿及早产儿中可减少氧中毒，降低早产儿视网膜病等严重并发症的发生[10]。（3）产生呼气末正压：HFNC输送恒定高速气流在整个呼吸周期中产生不同的气道压，对维持上气道开放、对抗周围气道陷闭、扩张肺泡内径均有一定作用。HFNC产生的呼气末气道正压与气道的密闭性相关，正压的大小取决于氧流量及患儿体重，其大小与氧流量呈正相关，在相同气体流量下产生的呼气末正压与患儿体重呈负相关[8]。（4）加温湿化气体：HFNC通过输送加温湿化的气体，减少了冷且干燥气体所造成的支气管收缩，避免了吸入冷空气对气道黏膜的刺激而出现局部黏膜损害、出血等，保护了黏膜纤毛功能的完整性，并使分泌物更容易排出，同时减少了机体主动加热和湿化气体产生的代谢消耗，增加患者的舒适度和耐受性。
HFNC越来越多地被应用于儿童呼吸系统疾病，且使患儿受益。但其本质上仍然是氧疗，相较于NIV、IMV，其在改善血氧饱和度、肺泡通气等方面作用不具优势[11]。当HFNC无法提供足够的呼吸支持时，患儿呼吸衰竭的症状可能进一步加重。因此，对于使用HFNC患儿更需加强监测，以便及早发现病情恶化，避免延迟气管插管。
1.2 NIV
NIV无需建立人工气道，通过多种方式将患者与呼吸机相连进行辅助通气，其发挥作用的生理学机制在于：患者吸气及呼气时予以一定正压支持，帮助患者克服气道阻力，通过增加分钟通气量使肺泡复张，从而增加功能残气量，改善气体交换，降低呼吸做功，减轻呼吸肌疲劳，纠正低氧血症，解除呼吸衰竭状态[12, 13]。PICU中NIV已被广泛用于治疗重症毛细支气管炎、哮喘、肺炎和早期急性呼吸窘迫综合征，可以显著改善呼吸困难症状，并降低患儿病死率和减少IMV的需求[14, 15]。临床多推荐以肺部感染症状明显改善为节点，及时评估，进行有创无创序贯通气，从而缩短IMV时间。在IMV撤机过程中，过渡到NIV以降低呼吸支持强度，有助于成功撤机、降低再插管率、缩短住院时间，改善患儿预后[16]。
NIV在预防气管插管风险方面具有优势，通过避免或减少IMV，可降低呼吸机相关性肺炎（5.1%~33.0%）、意外拔管（21%）和喉头水肿（8%）的发生率[17]。同时在使用NIV过程中，允许患儿咳嗽、讲话及吞咽等，使用方便、灵活，但长期吸入的干燥气体，会引发咽干、胃肠胀气及排痰障碍等并发症，且因面罩或鼻罩的佩戴增加面部皮肤压伤、气体泄露导致呼吸不同步的风险，部分患者不能耐受，特别是在年幼患儿的依从性较差[18]。在危重症患儿中应用NIV也需加强监护。有研究发现，入院时PRISMⅢ评分较高的患者，直接使用NIV失败的风险更高[19]。Muñoz-Bonet等[20]研究显示，早期使用NIV对呼吸窘迫患者预防插管有效，可一旦患者出现进一步的呼吸衰竭，NIV会失败，其中脓毒症合并多器官功能障碍综合征、酸中毒、中至重度急性呼吸窘迫综合征是NIV失败的预测因素，对于此类患者，在进行NIV后6 h内如没有显著改善，需尽快气管插管行IMV治疗[17]。
2 HFNC和NIV的临床应用选择
关于HFNC和NIV的临床应用，目前主要聚焦在呼吸衰竭早期支持和拔管后辅助撤机的呼吸支持领域。临床医生在决定首选的NIRS方式时，应基于其不同作用机制及具体疾病的病理生理学机制。呼吸衰竭分为急性低氧性呼吸衰竭（acute hypoxic respiratory failure，AHRF）和高碳酸血症型呼吸衰竭（hypercapnic respiratory failure，HCRF），在不同人群及不同的呼吸衰竭情况下，对于首选HFNC还是NIV作为呼吸支持方式，目前尚有争议。
2.1 AHRF
AHRF是由多种病因引起的肺部感染或肺部疾病的加重导致，其病理生理机制主要由肺损伤、低氧血症、呼吸力学和肺泡死腔改变以及呼吸驱动增加所致，低氧血症的程度与病死率之间存在直接关系。HFNC和NIV通过改善低氧血症，减少呼吸功，提高舒适度，避免气管插管，为有效治疗提供条件和时间，从而降低病死率[21]。HFNC通过高速气流与患者的吸气需求同步，可以避免呼吸驱动过强造成的肺损伤。同时，加温加湿的气流给气道提供低水平的正压，减轻呼吸做功，亦有助于增加患者的舒适度和清除分泌物，防止肺功能恶化和气管插管[22]。在一项针对无高碳酸血症AHRF患者的随机对照试验中，相较于NIV组，HFNC组患者无需机械通气的时间更长，90 d病死率更低[23]。
NIV对氧合的改善，加之对肺和膈肌保护可能有助于避免气管插管，从而减少镇静需求和防止IMV带来的并发症。然而，AHRF患者强烈的吸气努力，逐渐增加的吸气压力支持，导致跨肺压波动较大和肺局部过度膨胀，最终导致额外的肺损伤（患者自身造成的肺损伤），因此NIV失败后再插管的患者，可能死亡风险反而增加。通过HFNC来减少自主吸气努力可能会降低这些风险[24]。
关于HFNC和NIV在AHRF患者中应用效果比较的研究均提示，HFNC在降低插管率方面作用不亚于NIV[25]，HFNC兼顾氧合和舒适性的平衡，比NIV更舒适、更易耐受。因此，最新的欧洲呼吸学会（European Respiratory Society，ERS）指南[26]和美国内科医师学会指南均建议，在成人AHRF患者中推荐使用HFNC而不是NIV。在儿科AHRF患者中，HFNC方式在早期呼吸衰竭患儿的管理中同样具有优势；而临床常因NIV有更高的压力支持，偏向选择其用于进行性或中度至重度AHRF（PaO2/FiO2≤200 mmHg），往往在这部分患者中，气管插管及死亡风险较高，更高的压力支持带来的一过性氧合改善，可能会导致患者插管延迟。此时建议不再考虑NIRS，直接进行IMV治疗。因此，对于AHRF患者，HFNC在早期治疗中优于NIV，特别对于存在NIV相对禁忌证的患者，如分泌物过多、解剖结构导致漏气、依从性差，HFNC显然是更好的选择。
2.2 HCRF
2.3 辅助拔管撤机的序贯治疗
IMV患者脱机困难的比例为20%~40%，且有10%~20%的患者拔管后会再出现呼吸衰竭[32, 33]。IMV超过24 h的儿童拟撤机前应进行自主呼吸试验[34]。一般认为，长时间机械通气、自主呼吸试验结束时出现高碳酸血症、存在合并症、气道不畅、呼吸道分泌物多且管理困难等，都是拔管失败的高危因素[35]。拔管后行序贯NIRS可改善预后，防止危重患者再次插管[36]。
基于大量的随机对照试验证据，最新的ERS指南推荐对于拔管失败低中风险的患者，在拔除气管插管后预防性应用HFNC[37]。与NIV相比，由于使用方便且患者舒适度更高，在IMV撤机的序贯治疗中，儿科患者更倾向首选HFNC，并对预防再插管及再发生呼吸衰竭有较好效果。一项Meta分析结果显示，IMV序贯HFNC在改善再插管率、肺部感染率、ICU住院时间及24 h氧合指数方面均优于IMV序贯NIV，但ICU住院病死率无差异[18]。HFNC在早产儿气管插管拔管后的作用已得到证实，3项随机对照试验研究结果显示，HFNC在拔管后的效果等同于NIV[38, 39, 40]。
对于拔管失败高风险的重症患者，成人ERS/美国胸科学会临床实践指南推荐优先预防性应用NIV[41]而不是HFNC，除非存在NIV相对或绝对禁忌证，若患者出现NIV不耐受或NIV间歇期间，可考虑应用HFNC[37]。多年来，NIV一直被用于避免再次插管并改善预后，但NIV的不耐受、同步性差及口咽干燥等常见问题限制了患者接受治疗的时间，进而降低其疗效。因此，有学者尝试分析了在NIV治疗过程中提高舒适度的不同策略，包括面罩等设施的优化、主动加湿等方式。Hernández等[35]在危重患者拔管后测试长期使用带有主动湿化功能的NIV，发现NIV治疗的每日持续时间明显降低（即在治疗的第2天只有8 h）。通过调整温度、主动湿化及低吸气压力，进一步提高NIV的耐受性。结果显示，在拔管失败风险极高的危重患者中，NIV联合主动湿化在预防再次插管方面优于HFNC。在优化了NIV舒适度的基础上，对于拔管失败高风险危重患者，NIV的使用获益显著。
3 HFNC与NIV交替或序贯治疗
HFNC和NIV已越来越熟练地被广泛应用于中重度呼吸衰竭患儿的治疗中，它们虽是不同的NIRS治疗技术，但从工作机制和原理来讲，在确保通气效果的同时有助于减少并发症的出现，具有一定安全性，缩短ICU住院时间，提高患者通气的舒适性，两者的联合应用或许是更优选择。Thille等[42]认为，在拔管失败的高危患者中，HFNC联合NIV在减少再插管率方面明显优于单独使用HFNC。邓波等[43]的研究显示，NIV联合HFNC序贯组的SpO2高于单用NIV组，PaCO2低于单用NIV组。分析其原因在于，NIV给予患者一定水平的正压支持，打开闭塞的小气道，改善通气功能，促进肺通气，同时HFNC提供较高浓度的暖湿化氧气，并以高流速输送，增加氧气的吸入量，提高肺泡内氧分压，从而增加血液中的氧合程度。这样的联合治疗方式可以提供足够的氧供给，减少组织缺氧的刺激，从而降低呼吸衰竭患者的呼吸频率[44]。联合治疗的过程中，HFNC过渡到NIV、NIV过渡到HFNC均是常见的序贯治疗方式，其中从HFNC过渡到NIV被建议为升级治疗[45]。
总之，目前在急性呼吸衰竭患者中尝试NIRS可以减少更多的有创通气并发症，对于首选HFNC还是NIV，应基于呼吸衰竭发生的病理生理学机制。对于HFNC与NIV 联合使用，目前尚缺乏一致的推荐意见，还需更多的证据支持。
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