邱 瑾，段光友，陳 兵，黃 河

(重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院麻醉科，重慶 400010)

氣道管理是麻醉醫(yī)生需要重點關注的一項基本技能，麻醉醫(yī)生需要不斷學習和更新各種氣道設備和通氣技術的新知識。近年來，經鼻濕化快速充氣交換通氣(transnasal humidified rapid-insufflation ventilatory exchange,THRIVE)作為一種新的無創(chuàng)呼吸支持技術，被越來越多地關注及使用。THRIVE是一種新的窒息氧合技術，其結合了傳統(tǒng)窒息氧合技術以及近年來在臨床廣泛使用的經鼻高流量氧療(high-flow nasal cannula,HFNC)技術的優(yōu)點，能為呼吸暫?；颊咛峁└吡髁繚窕醑?，延長安全的呼吸暫停時間。基于THRIVE的優(yōu)點，其在氣道管理、氣道急救以及臨床麻醉工作中得到了越來越多的應用，但目前其應用范圍仍然局限在麻醉誘導、部分術中人群及特殊人群的氣道管理中。為進一步加深對THRIVE的認識并拓展其應用范圍，本文對THRIVE的發(fā)展、機制和臨床應用進行綜述。

1 THRIVE的定義與發(fā)展

窒息氧合是指在沒有自主呼吸或機械通氣的情況下進行氧合[1]。在Lyons等[1]的綜述里提到，最早關于窒息氧合現(xiàn)象的描述可能是1667年由Hook提出的，他通過刺破犬肺后給予持續(xù)充氣來實現(xiàn)氧合。1949年，Draper等[2]的一項動物研究提出，在呼吸功能受到抑制的一段時間里可以維持充分氧合和其他重要功能的現(xiàn)象，被稱為“擴散呼吸”或“窒息擴散氧合”。隨后，1956年，美國麻醉學者Nahas在以往研究的基礎上又提出了“窒息氧合”[3]。盡管窒息氧合技術的相關研究從20世紀40年代就已開始，但由于技術的限制，直至80年代才逐漸被臨床醫(yī)生所關注。研究者們不斷研發(fā)將O2送入呼吸道的裝置以實現(xiàn)窒息氧合，包括面罩、鼻導管、鼻咽導管、聲門上氣道裝置、硬支氣管鏡等[1]，這些窒息氧合技術多以低流量吸氧為主。

2012年，Weingart等[4]報道了經鼻窒息氧合技術的應用，即通過鼻導管為麻醉誘導期患者提供12 L/min冷而干燥的O2來延遲氧飽和度下降，但冷而干燥的高流量氣體卻容易導致患者氣道黏膜損傷和疼痛。隨著HFNC的發(fā)展[5-6]，窒息氧合技術的應用也取得了突破性進展。2015年，Patel等[7]證實高流量加熱加濕供氧系統(tǒng)用于窒息氧合技術可為呼吸暫?；颊咛峁┳銐虻难鹾希⒃诖嘶A上提出了THRIVE這一概念。2020年，Huang等[8]將THRIVE定義為一種通過鼻導管以高流速(最高可達120 L/min)向臨床呼吸暫停的患者輸送持續(xù)、溫暖和100%濕化O2的技術。2020年，左明章等[9]提出，THRIVE是在患者沒有自主呼吸及機械通氣的狀態(tài)下應用HFNC，以維持患者在無自主呼吸及無機械通氣狀態(tài)下的氧合和CO2清除。

基于這些研究定義，我們可以發(fā)現(xiàn)，THRIVE是一種應用于窒息患者的HFNC技術，也是一種新的窒息氧合技術，通過鼻導管以高流速向臨床呼吸暫?；颊咻斔统掷m(xù)加溫加濕O2，并保證其相對濃度恒定，以延長安全呼吸暫停時間。

2 機制

2.1 持續(xù)正壓效應

THRIVE提供的高流速氣體，可以產生持續(xù)性的正壓，從而給上氣道提供一種物理性的“壓力”支撐，使口咽部壓力升高。在對于HFNC的研究中，Groves等[10]通過在志愿者口咽部放置壓力測試端口測出，當流速為60 L/min時，女性受試者的閉口壓力為8.7 cmH2O，張口壓力為3.1 cmH2O，男性受試者閉口壓力為5.4 cmH2O，張口壓力為2.6 cmH2O，表明經鼻給予的高流量O2會為患者提供一定水平的持續(xù)正壓。Corley等[11]和Parke等[12]用胸部電阻抗斷層成像儀(EIT)以及口咽部壓力監(jiān)測器測量證明，高流量O2可以增加氣道壓力和呼氣末期的肺容積并減少呼吸頻率，流速每增加10 L/min，咽腔壓力增加0.5～1 cmH2O，氣道壓力和氣體流速呈正相關。高流量O2產生的正壓可以促進肺泡復張[11]。

2.2 聲門上渦流和強湍流

湍流是流體的一種流動狀態(tài)，在平靜呼吸以及低流量吸氧時，氣體以層流的形式進入氣道，而當流速增加到很大時，流場中產生許多小旋渦，層流被破壞，相鄰層流間不但有滑動，還有混合，形成湍流，其基本特征是湍流微團不僅有橫向脈動，而且有相對于流體總運動的反向運動。Hermez等[13]通過建立THRIVE模型，應用THRIVE，同時模擬心源性振蕩，并在氣道二維模型中使用粒子圖像速度測量來可視化流體的流動。由粒子圖可見氣管和喉部之間的夾帶亂流(圖1a～c)；THRIVE的高流速氣體從口咽延伸到聲門，產生一系列強且相連的渦旋，從而產生大量湍流(圖1d)[13]。

2.3 通氣質量流效應

在患者呼吸暫停之前，通過適當時間的吸氧，達到肺部的去氮作用，從而促進窒息氧合的產生。呼吸暫停期間，肺泡中的O2被抽到血液中，導致肺泡壓力降至低于大氣壓，產生一個高達20 cmH2O的負壓梯度，驅動O2從解剖死腔進入肺泡，這種現(xiàn)象稱為通氣質量流[7-8]。在這一現(xiàn)象中，肺泡壓力也促進CO2從血液到肺泡的排出。肺泡吸氧程度超過CO2排出程度，壓力梯度則不會立即消除。然而，隨著時間的推移，肺泡中CO2的蓄積減少了O2進入肺泡的壓力梯度，從而限制通氣質量流[14]。

2.4 心源性振蕩

心源性振蕩被認為是窒息氧合時的另一個氣流動力來源。在20世紀80年代初，有學者提出，心源性振蕩可能是窒息氧合和氣體交換的主要動力[15-16]。心源性振蕩是指心臟收縮引起的氣流變化。氣道內氣體流量和壓力的變化與心臟周期同步，被認為是由心臟體積變化改變胸內壓來促進氣體運動。此外，肺血管中的血液運動也會引起小氣道的壓縮和擴張運動[17-19]。同時，心源性振蕩的氣流還能輔助THRIVE的湍流流體流動。在Hermez的模型研究中，心源性吸氣時，最低的旋渦被拉向聲門深處，旋渦產生的湍流被帶入氣管，增強了聲門下方的混合(圖1b);心源性呼氣時，混合氣管液體通過聲門向上噴射進入喉頭上方的旋渦(圖1c)，旋渦將其運送到口咽的沖洗區(qū)[13]。然而，心源性振蕩對窒息氧合的作用尚不清楚[1]。

a：模型中的粒子快照；b：心源性吸氣峰值時的氣體流向；c：心源性呼氣峰值時的氣體流向；d：口咽內的流向

2.5 CO2清除

Patel等[7]對三項經典的窒息氧合研究進行系統(tǒng)回顧發(fā)現(xiàn)，窒息氧合幾乎不提供CO2的清除。因此，隨著呼吸暫停時間的推移，高碳酸血癥也會隨之發(fā)生。在自主通氣中，混合PVCO2最高，其次是PACO2，然后是PaCO2。在呼吸暫停初期，靜脈、肺泡和動脈的CO2分壓瞬間達到平衡[20]。此后，動靜脈CO2梯度發(fā)生逆轉，PaCO2超過PVCO2，這一現(xiàn)象稱為CO2分壓的逆轉[21]。這種逆轉的發(fā)生是由于氣體交換作用被減弱，導致CO2在肺循環(huán)中滯留，并被Haldane效應加重，動脈血氧合從而使CO2從血紅蛋白中置換出來[11]。Stock等[22]通過夾閉氣管導管模擬呼吸暫停狀態(tài)，結果顯示擇期手術患者在發(fā)生呼吸暫停時，第1分鐘平均血CO2分壓升高1.6 kPa，隨后每分鐘平均升高0.45 kPa。

Hermez等[13]通過3個實驗室氣道模型來研究心源性振蕩條件下給予THRIVE時CO2清除的機制發(fā)現(xiàn),在沒有心源性振蕩的情況下，氣體流速從20 L/min增至70 L/min時，CO2清除率從0.29 mL/min增至1.34 mL/min，在逐步施加0～40 mL的心源性振蕩后，CO2清除率從11.9 mL/min增至17.4 mL/min。Patel等[7]和Gustafsson等[23]研究證明，THRIVE技術能明顯減慢CO2分壓上升，其呼氣末CO2分壓上升至0.975～1.125 mmHg/min。M?ller等[24]對HFNC的研究也顯示，CO2清除率和高流量氣體流速和使用時間呈正相關。

2.6 其他作用機制

M?ller等[24]通過對模擬氣道解剖學的模型中注入示蹤氣體觀察鼻腔內氣體清除的試驗顯示，高流量氣體流速每增加1 L/min，鼻腔氣體清除率增加1.8 mL/s，表明高流量的氣體可以沖洗患者口腔、鼻腔、咽腔的生理死腔，減少患者吸入的CO2。另外，高流量氣體相對精確的恒溫恒濕狀態(tài)更符合人體生理情況下的呼吸道需求，可以降低患者鼻、口、咽、喉的干燥評分，改善分泌物清除，修復和維持氣道黏膜纖毛功能，減輕氣道炎癥，還可以減少能量消耗[25-26]。

3 THRIVE的臨床應用情況

3.1 THRIVE在圍術期的應用

3.1.1 THRIVE在麻醉誘導期的應用 術前預氧是目前THRIVE技術在圍術期最為廣泛的應用。預氧技術旨在增加體內O2儲存，延緩呼吸暫停期間動脈血紅蛋白去飽和的發(fā)生，從而提高手術患者插管的安全性。由于通氣和插管困難難以預測，所以患者均需要預氧。

Mir等[27]的一項隨機對照試驗比較了40例急診手術患者的THRIVE預氧(THRIVE組)和標準面罩預氧(對照組)，動脈血氣在THRIVE組和對照組之間沒有顯著差異；但THRIVE組平均呼吸暫停時間(248±71)s明顯長于對照組(123±55)s。Lodenius等[28]的一項隨機對照試驗比較了患者插管時使用傳統(tǒng)面罩和THRIVE預氧時最低的SpO2，80例接受緊急手術快速順序誘導麻醉的成人患者在預氧并插管后1 min，面罩預氧組有5例患者(12.5%)SpO2低于93%，而THRIVE組則沒有(P=0.019)；2組間插管時間和呼吸暫停時間無差異，研究者認為THRIVE在患者氧合狀態(tài)上仍有潛在優(yōu)勢。然而，也有研究認為，THRIVE雖然在誘導插管期PaO2升高，但隨后會出現(xiàn)PaO2下降和PaCO2上升快[29]。Ng等[29]對比50例擬行神經外科擇期手術的患者行THRIVE預氧和標準面罩預氧，預氧后面罩組PaO2中位數(shù)為357 mmHg，而THRIVE組為471 mmHg (P=0.01)；與面罩組相比，THRIVE組在窒息氧合期后PaO2水平下降更顯著；患者完全肌肉松弛后，THRIVE組的PaCO2水平明顯高于面罩組(52 mmHgvs.43 mmHg)；面罩組有7例患者需要使用氣道輔助器具，THRIVE組則沒有(P=0.004)。提示THRIVE在預氧后產生較高的PaO2，插管時是安全有利的；然而，插管后PaO2下降、PaCO2上升，表明在神經肌肉阻滯后，THRIVE在維持氧合和通氣方面不如面罩有效。

Hua等[30]的一項隨機對照試驗比較了60例擇期手術的全身麻醉老年患者行THRIVE預氧和標準面罩預氧，THRIVE組呼吸暫停時間顯著延長；而2組間PaO2、PaCO2等其他重要參數(shù)無明顯的差異；2組血流動力學不穩(wěn)定、耐藥心律失?；虮遣坎贿m等并發(fā)癥情況無明顯差異。

上述研究表明，與標準的預氧技術相比，THRIVE預氧在常規(guī)全身麻醉患者、急診手術患者、老年患者中都有更大的優(yōu)勢，能更好地延長安全的呼吸暫停時間。需要注意的是，在上述預氧研究中，均強調了預氧應用THRIVE時應注意雙手托頜，建立通暢的氣道。

3.1.2 THRIVE在術中的應用 Patel等[7]提出THRIVE并應用于25例已知或預估困難氣道患者的全身麻醉，患者的BMI中位數(shù)為30 kg/m2，Mallampati分級中位數(shù)為3級，直接喉鏡分級中位數(shù)為3級，呼吸暫停時間平均為14 min；呼吸暫停期間患者均未出現(xiàn)SpO2低于90%，最長呼吸暫停時間為65 min。Yang等[31]對23例患者應用THRIVE進行擇期喉顯微外科非插管麻醉，所有患者先進行20 L/min 100%O2的預氧，并于麻醉后調整THRIVE流速至50 L/min，平均手術時間為12.4 min，平均麻醉時間為24.1 min，僅1例行喉腫瘤切除的患者發(fā)生了SpO2下降(最低72%)。在一項關于105例上氣道內窺鏡手術患者應用THRIVE的研究中，THRIVE持續(xù)時間中位數(shù)為20 min，呼吸暫停期結束時，呼氣末CO2分壓的中位數(shù)為60 mmHg，其中10例患者出現(xiàn)SpO2低于92%，在給予適當氣道處理后有3例患者因SpO2未恢復而給予氣管插管(失敗率2%)，其余患者均順利完成手術麻醉[32]。Huang等[8]綜合分析了15項共享氣道手術的研究發(fā)現(xiàn)，應用THRIVE可以延長安全窒息時間至13～27 min，且未出現(xiàn)相關并發(fā)癥。To等[33]對17例聲門下狹窄的患者應用THRIVE行球囊擴張術，THRIVE初期所有患者的SpO2均得到提高，中位呼吸暫停時間為18 min，其中2例患者在THRIVE期間出現(xiàn)了SpO2下降，1例患者在呼吸暫停25 min后，SpO2降至80%，停用THRIVE，使用面罩通氣后恢復，另1例患者在球囊擴張時SpO2降至83%，縮小球囊后緩解，2例患者術后均無并發(fā)癥或后遺癥發(fā)生。Jonker等[34]對13例抑郁患者使用THRIVE進行了20次電休克治療發(fā)現(xiàn)，在手術過程中沒有患者出現(xiàn)SpO2下降，而且相較于面罩組，其在清除CO2方面更有優(yōu)勢，因此，作者提出，THRIVE是電休克治療術中一種新穎、安全的氧合方法。

THRIVE作為一種新的無創(chuàng)麻醉通氣技術，可以顯著延長安全呼吸暫停時間，為短小手術提供無管麻醉，減少了有創(chuàng)操作的刺激，提高了患者舒適度；不占用氣道，為氣道手術提供更好的視野和可操作空間；還可以為困難氣道患者爭取更長的插管時間及提供無管麻醉。需要強調的是，應用THRIVE時需保持患者氣道通暢，如在咽喉手術中，可通過懸吊喉鏡保持氣道暢通。

3.2 THRIVE在手術室外的應用

3.2.1 氣道急救 在Doyle等[35]的前瞻性研究中，在ICU、手術室和急診科對71例缺氧高?；颊哌M行緊急插管時應用THRIVE，患者呼吸暫停時間延長和SpO2下降的四分位數(shù)范圍分別為60～125 s和0～3%；5例(7%)患者出現(xiàn)明顯的SpO2下降；呼吸暫停時間和BMI與SpO2之間沒有相關性。該研究還發(fā)現(xiàn)，對于ICU、手術室和急診科缺氧風險高的患者，THRIVE有潛力將患者的缺氧風險降至最低。Pavlov等[36]研究顯示，與常規(guī)給氧組比較，THRIVE組使緊急插管期間低氧血癥的相對風險降低30%。此外，有研究表明，在ICU緊急氣管插管中使用THRIVE是預防顯著低氧血癥的獨立保護因素[37]。

3.2.2 門診麻醉 隨著舒適化醫(yī)療的發(fā)展和無痛診療技術的推廣，高流量氧療技術在門診麻醉的應用也日益增多。肥胖患者在無痛檢查時，因中度鎮(zhèn)靜麻醉容易引起呼吸抑制，給予患者15 L/min高流量O2，其SpO2可明顯上升[38]。而Riccio等[39]的研究發(fā)現(xiàn)，對于接受異丙酚鎮(zhèn)靜結腸鏡檢查的病態(tài)肥胖患者，在相似的氧濃度水平下，HFNC組與低流量吸氧組在預防動脈氧飽和度降低方面沒有顯著差異。Chung等[40]對10例低氧血癥患者行纖維支管鏡檢查時應用THRIVE，不僅安全地完成了檢查，還改善了患者的低氧狀態(tài)?；谝陨涎芯浚覀兛梢园l(fā)現(xiàn)，目前THRIVE的應用和HFNC沒有嚴格應用上的區(qū)分，臨床工作中，根據(jù)手術需要，患者處于不同深度的鎮(zhèn)靜狀態(tài)，會產生不同程度的呼吸抑制，這導致我們給予患者的治療實際上是THRIVE和HFNC交替進行的。

3.3 THRIVE在特殊人群中的應用

3.3.1 肥胖患者 肥胖患者常合并困難氣道，且對于缺氧的耐受性差，因此，肥胖患者的氣道管理存在特殊性。有研究報道了1例病態(tài)肥胖(BMI 40 kg/m2)患者在全身麻醉下行喉鏡檢查和左側聲帶病變活檢時，應用THRIVE(20～60 L/min)成功完成了手術，該患者氣道評估顯示，張口度兩橫指，馬氏分級Ⅳ級；手術時間14 min，術中患者血流動力學穩(wěn)定，SpO2全程大于98%，術后蘇醒好，無并發(fā)癥發(fā)生[41]。Wong等[42]對40例BMI≥40 kg/m2的擇期手術患者進行隨機對照研究發(fā)現(xiàn)，THRIVE預氧組的安全呼吸時間較面罩預氧組顯著延長(261.4 svs.185.5 s)。然而，一項對29例行咽喉手術的肥胖患者應用THRIVE的研究發(fā)現(xiàn)，有7例(24.1%)患者需要進行插管支持，而2例(6.9%)需要術后入院觀察[43]。該研究提出，肥胖患者(BMI>30 kg/m2)對喉部手術耐受THRIVE的可能性較小，應謹慎使用[43]。關于THRIVE應用于肥胖患者尚無一致意見，還需大樣本量研究驗證。

3.3.2 妊娠患者 全印度困難氣道協(xié)會建議產科全身麻醉常規(guī)使用15 L/min經鼻高流量氧療[44]。Pillai等[45]對虛擬產婦進行了THRIVE的計算建模發(fā)現(xiàn)，THRIVE使去飽和時間從4.5 min增加到58 min。然而，這種結果在臨床實踐中尚未被觀察到[46]。Hengen等[47]報道了1例27歲、妊娠29周(BMI 19.5 kg/m2)的患者，因嚴重的急性呼吸窘迫綜合征入院并需緊急手術，患者面罩吸氧9 L/min時，pH 7.38,PaO2105 mmHg,PaCO227 mmHg；改為THRIVE后，SpO2由95%升至98%，并全程維持98%。目前THRIVE在產科麻醉中的研究較少，雖然上述個案報道[47]顯示，THRIVE對產婦手術的氧合是安全的，但考慮到THRIVE可能引起CO2分壓升高，不利于產婦和胎兒，因此，THRIVE在產科麻醉的應用上需慎重。

3.3.3 兒童患者 兒童對缺氧的耐受較差，因此，對于兒童麻醉的氣道管理也是麻醉醫(yī)生重點關注的內容。Humphreys等[48]的一項隨機對照試驗對48例呼吸道和心肺功能正常的兒童患者應用THRIVE預氧和標準面罩預氧，面罩組雙手托下頜開放氣道，THRIVE組根據(jù)體質量采用2 L·kg-1·min-1的流量，并在呼吸暫停期間開放氣道，結果顯示，THRIVE組安全呼吸暫停時間是面罩組的2倍。然而，Riva等[49]的研究將60例年齡1～6歲、體質量10～20 kg、擬行擇期全身麻醉手術的患兒分為低流量100%供氧組(0.2 L/min)、THRIVE 100%供氧組(2 L/min)和THRIVE 30%供氧組(2 L/min)，結果顯示，低流量100%供氧組和THRIVE 100%供氧組的呼吸暫停時間無顯著差異，THRIVE 30%供氧組的窒息時間顯著縮短。由此可見，THRIVE應用于兒童也存在爭議，還需進一步的研究。在兒童應用THRIVE和HFNC的研究中，均有出現(xiàn)氣道損傷、張力性氣腦、氣眶、鼻出血、皮下氣腫、縱隔氣腫、氣胸、胃破裂等并發(fā)癥的報道[50-53]。所以，兒童在應用THRIVE時，應嚴格執(zhí)行其使用標準以預防及減少并發(fā)癥的發(fā)生。同時，雖然有胃破裂的個案報道，但也有研究表明，使用高流量吸氧后，用超聲掃描評估胃體積并沒有觀察到胃內充氣[54]。因此，高流量氣體是否會引起胃脹氣還有待進一步的探索。

3.4 THRIVE的使用禁忌和注意事項

THRIVE存在CO2蓄積的風險，需要關注其可能引起的高碳酸血癥、酸中毒和低氧血癥。有研究證明了THRIVE延長呼吸暫停時間是安全的，即使有個例出現(xiàn)血CO2分壓高至100 mmHg，也是可以容忍并糾正的[7]。但是，臨床上也有THRIVE失敗的病例報道，因此，需準備好氣道應急預案并嚴密監(jiān)測發(fā)生高碳酸血癥、酸中毒和低氧血癥的相關指標，一旦發(fā)生嚴重的低氧血癥或高碳酸血癥，應立即終止THRIVE，調整通氣支持模式。同時，在不能保證氣道通暢、反流誤吸風險高、氣道出血風險高的患者中，應禁止或慎重使用THRIVE技術。

4 總結

THRIVE技術可以顯著延長安全的呼吸暫停時間，作為一種有效的非侵入性通氣支持模式，在臨床麻醉領域的應用中，可以嘗試替代部分有創(chuàng)通氣模式，此技術操作簡單，患者耐受性好，舒適度高，在近年得到了越來越多的關注及廣泛的使用。目前，THRIVE和HFNC沒有嚴格應用上的區(qū)分，臨床上更傾向于根據(jù)患者需要隨時調整通氣方案，對于手術患者，術前HFNC治療、術中及術后HFNC和THRIVE的交替應用將為患者有效的氣道管理提供更多策略。

本文對THRIVE的可能機制和臨床應用進行總結，以加深對THRIVE的認識。但是，目前的研究中對于THRIVE這一新技術的應用樣本量偏少，以致部分研究結論截然相反，同時，相關并發(fā)癥的研究也不多。所以，我們還需要更多更嚴格的證據(jù)來建立一些標準，如THRIVE的適用范圍、啟動和停止THRIVE的標準等；同時也需要更多的實驗研究來檢驗THRIVE的有效性和安全性，拓寬其臨床應用范圍，研究減少其可能并發(fā)癥發(fā)生的方法，使THRIVE能夠在麻醉領域中更廣泛、更安全、更有效地發(fā)揮其臨床價值。