劉雅楠 薄建萍

山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科,太原 030000

幾十年來(lái),常規(guī)氧療和無(wú)創(chuàng)通氣一直被認(rèn)為是急性或慢性呼吸衰竭的一線治療方法[1-2]。但常規(guī)氧療通過(guò)傳統(tǒng)的鼻導(dǎo)管或面罩只能提供低流量的氧氣,而吸入的氣體因加熱和濕化不足,隨著流量的增加往往會(huì)給患者帶來(lái)不適[1]。ERS關(guān)于COPD長(zhǎng)期家庭無(wú)創(chuàng)通氣治療指南建議無(wú)創(chuàng)通氣可用于慢性穩(wěn)定型高碳酸血癥的COPD患者[2],也有證據(jù)表明無(wú)創(chuàng)通氣可以改善急性高碳酸血癥患者的預(yù)后[3]。然而,盡管無(wú)創(chuàng)通氣很有效,但由于各種不良反應(yīng),如幽閉恐懼癥、眼睛刺激、胃脹、呼吸同步困難和壓瘡等,耐受性往往很差[4]。到目前為止,對(duì)于不能耐受無(wú)創(chuàng)通氣的患者,還沒有確定的替代治療方法。經(jīng)鼻高流量氧療(highflow nasal cannula oxygen therapy,HFNC)是一項(xiàng)新興技術(shù),旨在以最佳的溫度和濕化程度在高流量下(高達(dá)60 L/min)提供氧氣,并且具有良好的耐受性[5]。雖然它的益處已被證明主要用于治療急性低氧性呼吸衰竭患者[5],但最近有研究表明,HFNC也適用于高碳酸血癥患者,并建議作為不能耐受無(wú)創(chuàng)通氣患者的一種可能的替代方案[6]。越來(lái)越多的研究集中在這方面。本文回顧整理了近幾年HFNC在COPD合并高碳酸血癥患者中應(yīng)用的文獻(xiàn)資料,綜述如下。

1 生理效應(yīng)

HFNC通過(guò)多種不同的生理效應(yīng)發(fā)揮作用,一些已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究,其他的仍然不清楚。

幾種可能的生理效應(yīng)如下:(1)上氣道CO2的沖刷作用:鼻腔高流量(高達(dá)60 L/min)的氣體通過(guò)對(duì)上氣道CO2的沖刷作用減少死腔通氣量,促進(jìn)CO2清除,降低PaCO2水平[7];(2)減少呼吸功:高流速的氣體使患者吸氣時(shí)上氣道壓高于大氣壓,這顯著減弱了與鼻咽相關(guān)的吸氣阻力[8],此外,溫暖潮濕的氣體會(huì)抑制鼻肺支氣管黏膜收縮器的反應(yīng),防止寒冷和干燥空氣可能引發(fā)的氣道阻力增加[9],從而減少患者呼吸做功;(3)產(chǎn)生呼氣末正壓(positive end-expiratory pressure,PEEP):患者呼氣時(shí)對(duì)傳入氣體的流動(dòng)施加了呼氣阻力,產(chǎn)生適度的PEEP,有效抵消了固有的PEEP[10];(4)提供更穩(wěn)定的吸入氧濃度(fraction of inspired oxygen,FiO2):從生理上講,吸氣流量隨每次呼吸而變化,FiO2也是如此,并錯(cuò)誤的認(rèn)為,患者吸入的氧全部由氧療裝置提供,相反,如果是呼吸窘迫的患者,其吸氣流量將超過(guò)傳統(tǒng)設(shè)備提供的氧流量,因?yàn)榇祟惢颊咄喜?yán)重的低氧血癥,而在這種情況下面罩吸氧比鼻導(dǎo)管吸氧應(yīng)用更多,那么患者的高呼吸頻率和高吸氣流量將產(chǎn)生室內(nèi)空氣進(jìn)入面罩的卷吸,這將會(huì)使吸入的氧氣被進(jìn)一步稀釋,從而導(dǎo)致FiO2降低。而HFNC給氧時(shí),流量高且恒定,克服了上述氧氣被進(jìn)一步稀釋的問(wèn)題,允許患者吸入恒定的FiO2[11];(5)氣道加溫和濕化:HFNC設(shè)備具有集成的有源加熱加濕器,可將溫暖濕化的氣體輸送到氣道,盡管隨著呼吸模式的改變和不同設(shè)備的使用,在不同的流量水平上可能會(huì)發(fā)生微小的變化,但在37℃的最佳溫度下及20～60 ml/min的流量范圍內(nèi),可以實(shí)現(xiàn)100.0%的加濕并保持恒定[12],而且經(jīng)調(diào)節(jié)的氣體通過(guò)加熱回路,在大氣溫度較低時(shí)可以避免結(jié)露[13];(6)提高肺黏膜纖毛清除率:吸入干燥寒冷的空氣可能會(huì)增加氣道阻力,使黏液變厚,氣道分泌物難以清除[14],適當(dāng)?shù)募訙睾蜐窕軌蚋纳茪獾鲤つけ砻娴睦w毛運(yùn)動(dòng),利于分泌物的清除,減少肺不張的形成,從而改善通氣/血流比例和氧合[15]。目前,關(guān)于HFNC對(duì)黏液分泌的影響相關(guān)數(shù)據(jù)還很缺乏,值得進(jìn)一步研究。

2 臨床應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 慢性阻塞性肺疾病急性加重(acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD) 無(wú)創(chuàng)通氣正越來(lái)越多地用于治療COPD加重所致的急性呼吸衰竭住院患者。目前已經(jīng)證明無(wú)創(chuàng)通氣能夠改善急性呼吸性酸中毒,降低呼吸頻率,減少插管率和住院時(shí)間[3]。然而,很多患者不能耐受無(wú)創(chuàng)通氣,容易導(dǎo)致氣管插管和有創(chuàng)機(jī)械通氣[16]。由于HFNC更容易被患者耐受并能夠改善氣體交換,一些研究已經(jīng)提供了在無(wú)創(chuàng)通氣不可行的情況下HFNC是否可作為一種有價(jià)值的替代方案的相關(guān)證據(jù)。自2014年的一份案例描述了1例不能耐受無(wú)創(chuàng)通氣治療的急性高碳酸血癥患者成功接受HFNC治療以來(lái)[17],相關(guān)研究的數(shù)量越來(lái)越多。2016年P(guān)avlov等[18]報(bào)道了4例存在無(wú)創(chuàng)通氣禁忌證的嚴(yán)重呼吸衰竭患者,用高流量(55 L/min)HFNC搶救成功(調(diào)整FiO2使周圍血氧飽和度維持在90%),其中有2例在4 h內(nèi)獲得了完全的臨床和實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)。一項(xiàng)更大規(guī)模的研究進(jìn)一步證實(shí)了這些結(jié)果,38例不耐受無(wú)創(chuàng)通氣的中度至重度高碳酸血癥[p H≤7.38,PaCO2>45 mm Hg(1 mm Hg=0.133 k Pa)]AECOPD患者,當(dāng)使用HFNC后p H和PaCO2顯著改善[19]。也有研究對(duì)120例住院COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者進(jìn)行了回顧性分析[20],按隨機(jī)數(shù)表法分為HFNC組與無(wú)創(chuàng)通氣組,各60例,結(jié)果表明2組入院時(shí)的Sp O2、PaO2、PaCO2、呼吸頻率、心率、動(dòng)脈血p H值的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05),治療2 h和3 d后,HFNC組的Sp O2、PaO2、動(dòng)脈血p H值均高于同期無(wú)創(chuàng)通氣組,PaCO2、呼吸頻率與心率均低于同期無(wú)創(chuàng)通氣組(P值均<0.05)。HFNC組通氣時(shí)間、ICU住院時(shí)間、總住院時(shí)間與氣道護(hù)理干預(yù)次數(shù)均低于無(wú)創(chuàng)通氣組(P值均<0.05)。Lee等[21]進(jìn)行了一項(xiàng)前瞻性研究,比較了HFNC與無(wú)創(chuàng)通氣治療AECOPD合并中度高碳酸血癥患者的療效,結(jié)果顯示HFNC組與無(wú)創(chuàng)通氣組的30 d病死率和30 d氣管插管率無(wú)明顯差異,其他終點(diǎn),如p H、PaO2和PaCO2水平以及中位治療時(shí)間在2組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。一項(xiàng)隨機(jī)交叉生理學(xué)研究對(duì)膈肌功能進(jìn)行了超聲評(píng)估[22],該研究包括30例已接受無(wú)創(chuàng)通氣治療超過(guò)24 h的AECOPD合并高碳酸血癥患者,每例患者在中斷無(wú)創(chuàng)通氣后均依次接受5次30 min試驗(yàn),其中第1次、第3次和第5次再次使用無(wú)創(chuàng)通氣30 min(使用配備無(wú)創(chuàng)通氣空氣泄漏補(bǔ)償軟件的ICU呼吸機(jī)和PB840的全臉面罩),第2次和第4次隨機(jī)使用常規(guī)氧療或HFNC 30 min(使用密封的、不透明的編號(hào)信封根據(jù)計(jì)算機(jī)生成的隨機(jī)序列隨機(jī)進(jìn)行),將FiO2設(shè)定為維持周圍Sp O2在90.0%～94.0%,并在整個(gè)研究期間保持不變,在HFNC過(guò)程中,流量和溫度分別設(shè)置為50 L/min和37℃,并選擇鼻管堵塞患者的鼻孔約2/3,每次試驗(yàn)結(jié)束時(shí)通過(guò)超聲檢查確定膈肌移位和增厚分?jǐn)?shù)(diaphragmatic muscle thickening fraction,DTF),結(jié)果顯示在無(wú)創(chuàng)通氣中斷時(shí),無(wú)論給氧方式如何,PaCO2和膈肌位移均保持不變,但在常規(guī)氧療過(guò)程中DTF顯著增加,HFNC試驗(yàn)期間保持不變,這意味著HFNC能夠減少呼吸功。Longhini等[22]強(qiáng)調(diào)HFNC的另一個(gè)可能作用是在無(wú)創(chuàng)通氣中斷期間能夠讓患者在不惡化肺力學(xué)的情況下休息、進(jìn)食和交流。盡管在得出結(jié)論之前還需要更多高質(zhì)量的研究,但上述發(fā)現(xiàn)在一定程度上支持了HFNC作為輕中度COPD患者使用無(wú)創(chuàng)通氣治療的替代方案。值得注意是,目前關(guān)于重度高碳酸血癥的研究相對(duì)較少,而HFNC在改善重度高碳酸血癥患者的臨床和氣體交換參數(shù)方面可能有效,期望未來(lái)有更多的研究。

2.2 穩(wěn)定期COPD患者 穩(wěn)定期COPD患者的治療包括藥物治療、長(zhǎng)期家庭氧療和無(wú)創(chuàng)通氣治療,它們被用來(lái)控制癥狀、減少疾病惡化、改善生活質(zhì)量和延長(zhǎng)生存時(shí)間[23]。與無(wú)創(chuàng)通氣相比,HFNC擁有更有效的通氣和呼吸模式,且耐受性更好[24]。Fraser等[6]的一項(xiàng)研究報(bào)道稱,在有長(zhǎng)期氧療指征的穩(wěn)定期COPD伴輕度高碳酸血癥患者中,與長(zhǎng)期家庭氧療(2～4 L/min)相比,短期(20 min)使用30 L/min的HFNC可以改善氧合,并略微降低PaCO2。在更嚴(yán)重的高碳酸血癥(PaCO256 mm Hg)穩(wěn)定期患者中,以30 L/min的HFNC治療2 h或無(wú)創(chuàng)通氣治療2 h可同等程度降低PaCO2[25]。在2個(gè)短期交叉隨機(jī)試驗(yàn)中,HFNC治療6周與常規(guī)氧療或無(wú)創(chuàng)通氣治療6周相比,HFNC在改善CO2潴留和生活質(zhì)量方面優(yōu)于常規(guī)氧療治療[26],而在改善CO2潴留方面不遜于無(wú)創(chuàng)通氣。最近,Bonnevie等[27]進(jìn)行了有關(guān)HFNC在穩(wěn)定期COPD患者中應(yīng)用的meta分析,包括6項(xiàng)交叉隨機(jī)試驗(yàn),其中HFNC短期治療一致發(fā)現(xiàn),PaCO2水平下降了約3 mm Hg,而PaO2沒有任何變化,長(zhǎng)期治療后也觀察到類似結(jié)果[28]。當(dāng)然,這一發(fā)現(xiàn)的臨床意義仍然不清楚,還需要更多的長(zhǎng)期研究來(lái)評(píng)估臨床結(jié)果。除此之外,HFNC似乎對(duì)COPD患者的運(yùn)動(dòng)能力產(chǎn)生了有益的影響。有研究顯示,與常規(guī)氧療相比應(yīng)用HFNC(吸氧濃度均為20 L/min)的COPD患者在無(wú)重物自行車上鍛煉的時(shí)間更長(zhǎng),呼吸困難更少,氧合更高。

2.3 作為AECOPD患者有創(chuàng)機(jī)械通氣序貫治療的選擇AECOPD合并呼吸衰竭患者有創(chuàng)機(jī)械通氣后,為減少呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎的發(fā)生,目前常以肺部感染控制窗為切換點(diǎn)實(shí)施有創(chuàng)與無(wú)創(chuàng)序貫機(jī)械通氣策略[29]。但無(wú)創(chuàng)通氣治療存在一些不良反應(yīng),如面部皮膚壓瘡、口鼻咽干燥、誤吸、排痰障礙等,部分患者可能還會(huì)出現(xiàn)恐懼、抵制無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)的情況,耐受性較差[4]。

Jing等[30]發(fā)表了一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn),招募了42例COPD患者,他們?cè)诎喂軙r(shí)均有高碳酸血癥(PaCO2>45 mm Hg),無(wú)創(chuàng)通氣初始吸氣壓開始于10～12 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa),呼氣壓開始于4～5 cm H2O,HFNC加濕器溫度設(shè)置為37℃,均維持血氧飽和度(脈搏血氧儀)為88.0%～92.0%,使用時(shí)間至少8 h/d,結(jié)果示拔管后3 h,無(wú)創(chuàng)通氣組p H值低于HFNC組,拔管后24 h,無(wú)創(chuàng)通氣組平均動(dòng)脈壓和p H值低于HFNC組,拔管后48 h差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。除此之外,在HFNC組中,患者舒適度更好,拔管后48 h內(nèi)需要支氣管鏡檢查處理分泌物的患者較少[30]。有研究表明,在接受有創(chuàng)通氣治療的COPD合并嚴(yán)重高碳酸血癥呼吸衰竭患者中,與無(wú)創(chuàng)通氣相比拔管后使用HFNC不會(huì)增加治療失敗率并且具有更好的耐受性和舒適性。這表明HFNC可作為AECOPD患者有創(chuàng)機(jī)械通氣序貫治療的選擇。但由于樣本量小,支持HFNC的證據(jù)相對(duì)薄弱,未來(lái)的研究需要更大的樣本量才能產(chǎn)生更確鑿的證據(jù)。

3 總結(jié)

HFNC是一項(xiàng)很有前途的技術(shù),在高流量下輸送加熱和濕化的氧氣對(duì)氣道和呼吸功能有許多積極的影響。此外,該設(shè)備使用舒適的鼻插管,對(duì)大多數(shù)患者都有極好的耐受性。從目前的研究看,對(duì)于AECOPD合并輕中度高碳酸血癥患者來(lái)說(shuō)HFNC似乎可作為無(wú)創(chuàng)通氣治療的替代方案。合并重度高碳酸血癥的研究尚少,對(duì)于穩(wěn)定期COPD合并高碳酸血癥患者HFNC也有一定程度降低PaCO2的作用,但仍然需要更大規(guī)模的干預(yù)性研究來(lái)探索HFNC在COPD患者急性和慢性高碳酸血癥呼吸衰竭中的應(yīng)用。除此之外,HFNC可作為AECOPD合并呼吸衰竭患者有創(chuàng)通氣后一種可能的治療方法,但證據(jù)相對(duì)薄弱,嚴(yán)重COPD患者在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中使用HFNC似乎是有益的,但證據(jù)仍然存在爭(zhēng)議,值得進(jìn)行更多的研究。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突