经鼻高流量氧气湿化治疗在机械通气患者脱机后的应用进展

机械通气是临床治疗和抢救各种疾病并发呼吸衰竭患者常用的重要手段[1]。机械通气可以改善通气及换气功能，缓解呼吸肌疲劳，减少呼吸做功，但是也会导致呼吸机相关肺损伤、气道损伤及呼吸机相关肺炎等并发症，导致患者住院时间延长，治疗费用增加[2]。从患者机械通气治疗的开始，就应该创造各种有利条件为脱机做准备。有效的无创辅助呼吸支持是成功早期撤离机械通气的重要保障。经鼻高流量氧气湿化治疗(heated humidified high flow nasal cannula oxygen therapy，HFNC)作为新型的无创呼吸治疗方法，在改善低血氧性呼吸窘迫患者的氧合、降低呼吸频率[3]、保障患者舒适度、进行有效的呼吸支持等方面起到了很大的作用，能够改善危重患者的预后[4-5]，改善肺功能和提升生活质量[6]。近年来HFNC常被用于血氧过低的机械通气脱机患者、慢性阻塞性肺疾病急性加重期有创-无创序贯通气治疗以及心胸外科术后呼吸功能不全等患者，本文就HFNC在机械通气患者脱机后的应用进展综述如下。

1 HFNC在机械通气患者脱机后的生理学作用

1.1 呼吸末正压(positive end expiratory pressure,PEEP)效应 HFNC输送的高流量气体达到或超过了患者主动吸气的最大吸气流速，产生了类似的PEEP效应[7]。Ritchie等[8]对成人健康志愿者使用HFNC的研究发现，在气体流速为50 L/min时，咽部气道压力可达7.1 cmH2O。产生的气道正压与提供的气体流速与口腔的闭合有关，Groves等[9]在研究中分别监测了气体流速在20 L/min、40 L/min、60 L/min时口腔开放和闭合时的鼻咽部压力，当口腔闭合时，测得的PEEP分别为0.362 kPa、0.706 kPa和0.853 kPa，而当口腔开放时测得的压力分别只有0.173 kPa、0.261 kPa和0.265 kPa。说明HFNC提供的高流量气体在呼气相产生的气道正压，能维持气道开放，改善患者通气，提高氧合，在口腔闭合时效果更加明显[10]。

1.2 减少死腔和清除二氧化碳(CO2) HFNC能产生流量依赖性持续气道正压，提供的大量新鲜含氧气体，有上气道冲刷作用，有利于促进肺泡内O2和CO2的交换，能够持续清除CO2[7]。Moller等[11]用模拟的上呼吸道模型，采用红外CO2吸收光谱放射性氪y相机成像来测量HFNC对于CO2清除速度，证实了咽部生理死腔冲洗的这一假设，用图像清晰的证实了HFNC对于CO2清除，并且证实随着流量的增加，CO2清除率增加，每增加1 L/min的流量，鼻咽腔无CO2间隙以1.8 ml/s增加，说明HFNC提供含氧气体持续冲刷口鼻咽部解剖无效腔，能减小无效腔，使鼻腔成为新鲜、富氧气体的储气室，减少CO2的重吸入，迅速改善氧饱和度。

1.3 提供恒定氧浓度 HFNC由于可以提供高达60 L/min的流量，大于患者的吸气峰流量，从而保证了氧浓度(FiO2)的恒定[12]。Wagstaff等[13]监测了6种常用的吸氧装置在人体模型气道内的FiO2，发现只有文丘里面罩和HFNC能够不随呼吸频率和潮气量的变化而变化，说明在脱机后HFNC可以提供精准的氧供来改善氧合。

1.4 加温湿化 HFNC使吸入气体被加温加湿，减少呼吸道的刺激以及诱发支气管痉挛的概率，气道载膜纤毛运动活跃，使气道分泌物能更好地排出[2]。而传统氧疗装置提供的干燥未加热的气体往往引起口鼻腔干燥、眼部不适、胃胀等不适[14]。Chidekel等[15]的研究也表明与干燥气体相比，湿化气体更能维持体外培养的人呼吸道上皮细胞的结构和功能，降低炎症的发生。

1.5 肺复张效果 在HFNC系统中，鼻塞经鼻置入，开口位于鼻前部，气体储备在鼻咽部解剖无效腔，并产生鼻咽压力，同时气体传递过程中会对气体产生正压，后者可维持相对稳定的PEEP，保证呼气过程中有足够的压力使肺泡保持开放，防止肺不张的发生[16]。

2 HFNC在机械通气患者脱机后的应用效果

2.1 提高患者舒适度和耐受性 近年来使用最广泛的传统无创辅助呼吸装置为经鼻持续气道正压通气(nCPAP)和经鼻无创正压通气(NIPPV)。nCPAP需密闭回路才能有效发挥作用，Shoemaker等[17]认为，要保证良好的密闭性势必对患者鼻部造成压迫，引起明显不舒适感，增加护理工作的困难。有研究显示，慢性阻塞性肺病患者使用NIPPV依从性不高，普遍存在恐惧、绝望、焦虑不安等不良心理反应，而且常因担心漏气而拉紧头带以固定鼻面罩，造成面部皮肤压迫性损伤，而且还有口鼻咽干燥、误吸、排痰障碍等不良反应[18]。杨柳等[19]研究发现，在有创机械通气48 h以上的慢性阻塞性肺疾病急性加重患者机械通气撤机拔管中，HFNC与NIPPV效果相同,但HFNC损伤小,氧疗舒适度明显增加，与NIPPV相比，HFNC更易被患者接受。Sztrymf等[20]观察了38例急性呼吸衰竭的患者，在应用HFNC治疗过程中能一直维持良好状态，无一例患者因为不耐受而中止治疗。Carratalcx Perales等[21]报道了5例急性肺水肿、急性心功能衰竭成人患者应用普通文丘里面罩氧疗无效后改用HFNC辅助治疗，舒适性良好。

2.2 温湿化效果理想 赵珺燕等[22]将高流量湿化氧疗应用于张口呼吸患者，并与对照组采用压缩雾化吸入机持续雾化吸入进行比较，发现观察组实验目测法口腔黏膜湿化显效率达86.5%，滤纸法口腔黏膜显效率达88.5%，远优于对照组。许素梵等[23]将HFNC应用于43例气管切开患者试脱机期间，并与对照组的单鼻式吸氧方式进行比较，观察组患者痰液粘稠度、人工气道堵塞情况、呛咳次数以及吸痰次数等临床指标均优于对照组，说明HFNC能使试脱机患者达到理想的温湿化效果，保证了呼吸道黏膜的正常功能，减少并发症的发生。王婧影等[24]通过研究也得到同样的结论。

2.3 改善氧合和降低再插管率 王静等[25]对比了高海拔地区气管切开患者脱机后低氧血症患者采用HFNC和人工面罩湿化吸氧治疗后血氧分压(PaO2)、二氧化碳分压(PaCO2)、氧饱和度(SpO2)参数的变化，结果发现HFNC组PaO2、SpO2明显优于人工面罩组，低氧血症得到明显改善。Moccaldn等[26]将109例拔管后患者随机分配到文丘里面罩给氧组和HFNC治疗组，分析两组患者呼吸频率、氧合、呼吸困难指数及舒适度等，结果显示HFNC治疗组优于文丘里面罩给氧组，且再插管率降低(HFNC治疗组为3.5%，文丘里面罩给氧组为21%)。Brotfain等[27]对67例拔管后患者分别使用HFNC(34例)和非重复吸入式储氧面罩(33例)吸氧，比较拔管后6 h的呼吸和血流动力学指标，结果发现，两组在拔管前后均没有发生明显的血流动力学改变，但HFNC组有更高的氧合指数，HFNC组为(36士13.0)kPa、非重复吸入式储氧面罩组为(24.5士8.2)kPa，P=0.03，以及更低的再插管率，HFNC组为1/34、非重复吸入式储氧面罩组为6/33，P=0.04。Maggiore等[5]对比了HFNC与文丘里面罩吸氧在拔管后的应用效果，同样发现HFNC组可明显提高氧合指数，PaCO2比较差异无统计学意义。Rachael等[28]对60例心脏、血管、胸科手术后出现I型呼吸功能衰竭的患者行HFNC治疗后，患者SpO2明显升高，与高流量面罩吸氧相比，转行有创机械通气的概率更低。

3 HFNC在机械通气患者脱机后应用的问题

3.1 实际氧浓度或受限制 目前临床上使用的HFNC装置多与文丘里装置连接，虽然提供的吸氧浓度能保持恒定，但是氧浓度仍然受到射流孔的口径、空气入口孔径和氧流量大小的影响。临床上流量表的最大输出量仅为15 L/min，所提供的吸氧浓度一般最高为50%[29]。尽管还有其他连接方式，如空氧混合仪等，但价格昂贵，较短时间内仍无法普及。随着科技发展呼吸湿化治疗仪的面世因其提供的氧浓度可在21%～99%之间精准调控而被越来越多的应用于临床。

3.2 冷凝水的问题 伺服性加温控制型呼吸湿化器能减少冷凝水的形成[30]，但是由于气流量大，经过湿化器后所含的气体湿度高，在加热管路里仍然可以出现冷凝水,有增加呼吸道感染的风险。

3.3 湿化温度过高 吸入的气体温度过高，纤毛的活动反而受限，并出现体温升高、出汗、分泌物增加，需多次吸痰，消耗肺表面活性物质，而且易对呼吸道产生烧伤不良反应。由于患者的耐受性不同，在进行HFNC可进行个性化设定。

3.4 湿化液管理 HFNC所需湿化液体量明显大于常规湿化需液量。虽然不需要护士频繁监测水位线连续进行加水，可以相应节省护士的工作量，但需定时观察湿化液体量[31],避免出现机器干烧的情况,以免造成患者呼吸道灼伤。

3.5 观察氧疗的效果 HFNC主要用于机械通气脱机后低氧血症患者，改善氧合作用明显，应及时复查血气分析，调整参数。在改善通气、降低PaCO2方面作用有待进一步考证，因此，应用于慢性肺疾病伴有高碳酸血症患者时应注意FiO2不能过高，严密观察氧疗效果，若无改善需及时转为无创或有创机械通气[12]。

4 结 语

HFNC作为一种新型的简便的呼吸治疗方法，在改善患者低氧症状，保障患者舒适度，进行有效的呼吸支持方面起到了很大的作用。但是因不具备呼吸机的压力阀可以对送气压力进行控制，无法监测及调节，过高或过低的压力可能对患者产生不良影响，在成人脱机后治疗中仍有一部分患者需要转为有创机械通气，尤其是HFNC在改善患者通气、降低PaCO2方面尚需进一步研究。在临床实践中，对伴有高碳酸血症的呼吸衰竭患者脱机后应谨慎使用，在实施时须密切观察患者对治疗的反应，及时调整治疗方式，避免延误病情。对HFNC的作用机制、安全性和疗效还需要更多的大样本、多中心的随机对照研究进一步来证实。

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