經(jīng)鼻高流量氧療在慢性阻塞性肺疾病患者中的應(yīng)用進展

方澤葵 廖倩暖 陳樹冰 于化鵬

南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科,廣州 510280

近年來,經(jīng)鼻高流量氧療 （high-flow nasal cannula oxygen therapy,HFNC）作為一種新型的呼吸支持工具,因其獨特的優(yōu)勢在臨床的應(yīng)用越來越多。其可提供相對恒定的吸入氧濃度 （fractional inspired oxygen concentration,FiO2）（21.0%～100.0%）、高流量 （高達80 L/min）的加熱和加濕氣體,此外,通過鼻塞進行氧療可顯著改善患者的舒適度,減輕黏膜干燥的癥狀。HFNC的設(shè)備很簡單,主要包括空氧混合器、濕化治療儀、高流量鼻塞以及連接呼吸管路。基于已發(fā)表的HFNC 臨床規(guī)范應(yīng)用專家共識,其對輕、中度Ⅰ型呼吸衰竭患者有明確的療效,但在COPD 合并呼吸衰竭患者中的臨床經(jīng)驗仍有限。本文回顧整理了近年來HFNC在COPD 患者中應(yīng)用的文獻資料,就HFNC在COPD 患者中的應(yīng)用提出切實可行的建議。

1 HFNC氧療的臨床性能

1.1 高流速與恒定的FiO2帶有流量計的空氧混合器是流量發(fā)生器中最常見的一種類型,FiO2的設(shè)置范圍為21.0%～100.0%,調(diào)節(jié)精度可達1.0%,從而能快速有效地改善患者的氧合。流量的選擇范圍為2～80 L/min,能滿足更多的臨床需求,其中高流量的氣體沖刷解剖死腔中二氧化碳的效果更佳。另外,由于患者吸氣流量與輸出流量相差不大,FiO2相對恒定,并且通過減少氧氣的損失和最大限度地減少環(huán)境空氣夾帶,FiO2值更加穩(wěn)定和可靠[1]。值得注意的是,流量發(fā)生器會產(chǎn)生噪聲,且噪聲會隨著流量的增加而增加[2]。研究表明[3],噪聲是導(dǎo)致ICU患者睡眠障礙和失眠的主要原因之一。然而,與空氧混合器相比,流量發(fā)生器的另一種類型——空氣夾帶系統(tǒng)的噪音水平要高得多。

1.2 充分的濕化溫化作用 干燥的氣體會對呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生各種不利的影響,如黏膜纖毛功能障礙、上皮損傷、黏液堵塞、黏膜潰瘍和肺損傷[4]。在流量超過60 L/min之前,其加濕性能可為患者提供合適的相對濕度的氣體[5]。高精度溫濕度控制系統(tǒng)可提供人體核心體溫 （37 ℃）以及100.0%相對濕度 （44 mg/L）的氣體,使黏液纖毛清理功能處于最佳狀態(tài),保持痰液流動并排出氣道,降低呼吸系統(tǒng)感染的風險。然而,對于急性呼吸衰竭的患者,吸入氣體的溫度可能會影響其舒適度。研究表明,在相同的流量下,將溫度降低至31 ℃時,患者的舒適度比37 ℃時更佳[6]。

2 HFNC氧療在COPD患者中的臨床應(yīng)用

COPD 與香煙煙霧或其他有毒顆粒物對肺部的刺激所引起的異常慢性炎癥有關(guān),表現(xiàn)為持續(xù)的氣流受限,出現(xiàn)呼吸困難、咳嗽和排痰等癥狀。小氣道病變是COPD 的一個重要特征[7]。在病理狀態(tài)下＜2 mm 小氣道的阻力可增加4～40倍,加上肺氣腫的形成,最終引起肺過度充氣,通氣功能失代償導(dǎo)致缺氧和二氧化碳潴留。彌散功能減退和通氣/血流比例失調(diào)是除通氣功能障礙外導(dǎo)致低氧血癥的重要原因。此外,黏液高分泌和黏液纖毛清除功能障礙進一步加重氣流受限。COPD 患者強調(diào)全程管理,按病程可分為急性加重期與穩(wěn)定期,本文根據(jù)HFNC在COPD 不同病程的應(yīng)用進展進行探討。

2.1 穩(wěn)定期患者 患者處于穩(wěn)定期時,咳嗽、咳痰、氣促等癥狀穩(wěn)定或癥狀輕微。但從病理生理方面來看,小氣道纖維化和狹窄、肺泡彈性回縮力降低和維持小氣道開放的肺泡支持結(jié)構(gòu)的破壞已經(jīng)引起小氣道不可逆的阻塞[8]。在通氣功能失代償時,氧療是非藥物治療中常見的治療手段。而長期家庭氧療 （long-term oxygen therapy,LTOT）是COPD 靜息性低氧血癥患者的主要治療方法,一般經(jīng)鼻導(dǎo)管吸氧,氧流量為1.0～2.0 L/min,吸氧持續(xù)時間＞15 h/d。LTOT 已被證明可以提高嚴重靜息性低氧血癥患者的存活率,并改善COPD 患者的認知功能和情緒狀態(tài)[9]。但此法會刺激鼻腔黏膜,使鼻腔分泌物結(jié)痂,易造成鼻導(dǎo)管堵塞。

近年來,HFNC主要應(yīng)用在危急重癥護理中,治療輕中度急性缺氧衰竭和呼吸機脫機的患者[10]。然而,越來越多的證據(jù)表明HFNC可使患有慢性呼吸系統(tǒng)疾病的患者獲益。氣流誘導(dǎo)的氣道壓力增加、氣體的充分濕化及適當?shù)臏鼗欣诨颊吲盘挡⒎乐垢腥尽獾涝黾拥膲毫赡軙窒鸆OPD 患者的內(nèi)在呼氣末正壓,從而減少呼吸功。其次,通過持續(xù)的高流量,上呼吸道中呼出的空氣不斷被低二氧化碳水平的新鮮空氣取代,從而減少二氧化碳再吸入[6]。HFNC的生理效應(yīng),再加上它的簡單性和舒適性,使HFNC成為了家庭長期使用的理想選擇。

2018年Storgaard 等[11]進行了一項為期12 個月的研究,比較了200 例COPD 合并慢性低氧性呼吸衰竭患者（使用LTOT 時間≥3個月）每日采用HFNC 或LTOT 的遠期療效。結(jié)果顯示,二者的全因病死率沒有差別,且HFNC可減少COPD 低氧衰竭患者的急性發(fā)作、住院時間和癥狀。Fraser等[12]評估了30例長期接受LTOT 的男性COPD 患者對HFNC的短期生理反應(yīng),要求患者接受第一次隨機治療 （LTOT 或HFNC）20 min,隨后進行20 min的LTOT 沖洗期,最后交叉接受第二次治療 （LTOT 或HFNC）20 min。結(jié)果顯示,患者在接受HFNC 時,經(jīng)皮氧氣分壓、經(jīng)皮二氧化碳分壓、呼吸頻率和吸/呼比值明顯降低。近期Storgaard等[13]又探討了COPD 患者使用家庭HFNC 的體驗。所有患者都使用了LTOT 和HFNC,HFNC主要作為夜間補充治療。通過集中在4個主題上的半結(jié)構(gòu)化訪談收集數(shù)據(jù),最后確定了患者堅持HFNC 的6個重要原因：呼吸做功減少、癥狀減少、睡眠質(zhì)量改善、日常生活活動增加、安全使用感和科技使用感。另外有研究表明,HFNC可以改善重度COPD 患者的呼吸機能[14]。在肺康復(fù)計劃中,HFNC 可以使給定的高強度負荷持續(xù)更長的時間,但癥狀卻更少。

目前家用高流量濕化儀已在我國興起,其通過提供高流量、精確氧濃度以及加溫濕化的空氧混合氣體,為患者進行有效的呼吸治療。然而,由于目前家用高流量濕化儀價格較高,故尚未在臨床廣泛使用。

2.2 慢性高碳酸血癥COPD 患者 無創(chuàng)通氣是治療COPD繼發(fā)高碳酸血癥呼吸衰竭的主要方法,然而患者對無創(chuàng)通氣的耐受性較差。Pisani等[15]比較了標準氧療、無創(chuàng)通氣和HFNC 在穩(wěn)定性高碳酸血癥COPD 患者中的生理學改變。研究發(fā)現(xiàn)HFNC 和無創(chuàng)通氣雖然不同程度地改善了呼吸模式、降低吸氣努力及降低PaCO2,但兩者差異無統(tǒng)計學意義。這提示,未來對穩(wěn)定性高碳酸血癥患者的研究中,可對家庭性HFNC 與無創(chuàng)通氣的有效性做進一步的比較,或許能發(fā)現(xiàn)兩者的不同之處。一項多中心研究比較了HFNC與無創(chuàng)通氣對COPD 慢性高碳酸血癥患者的療效[16]。研究發(fā)現(xiàn)2 組PaCO2水平均較基線下降,其PaCO2變化差值為ˉ1.4 mm Hg （95%CI：ˉ3.1～0.4,P＝0.12）（1 mm Hg＝0.133 kPa）,表明對于不耐受或排斥無創(chuàng)通氣的COPD 穩(wěn)定期慢性高碳酸血癥患者,可選擇HFNC替代無創(chuàng)通氣以降低PaCO2和改善生活質(zhì)量。但Mc Kinstry等[17]通過對24 例穩(wěn)定的高碳酸血癥COPD 患者進行HFNC （45 L/min）和無創(chuàng)通氣 [15/4 cm H2O（1 cm H2O＝0.098 kPa）]治療,發(fā)現(xiàn)無創(chuàng)通氣治療后患者經(jīng)皮二氧化碳分壓下降幅度明顯大于HFNC。值得注意的是,相較于無創(chuàng)通氣,患者對HFNC 的耐受性更好。因此,對于一些高碳酸血癥呼吸衰竭的COPD 患者而言,HFNC不失為一個良好的治療選擇。

Weinreich[18]對32例穩(wěn)定性高碳酸血癥COPD 患者進行HFNC/LTOT 和單純LTOT 治療的比較,發(fā)現(xiàn)HFNC/LTOT 治療未能改善動脈血氧分壓、呼吸困難、肺活量、6分鐘步行距離或體力活動。但6周的HFNC 治療改善了患者健康相關(guān)生活質(zhì)量,降低了高碳酸血癥水平。2016 年Br?unlich等[19]對54 例高碳酸血癥COPD 患者在使用HFNC之前和之后2 h進行了毛細血管血氣分析。研究發(fā)現(xiàn)隨著流量增加,高碳酸血癥水平降低、呼吸困難癥狀改善、快速淺呼吸指數(shù)下降。近期Br?unlich 等[20]研究進一步證實HFNC治療穩(wěn)定期高碳酸血癥COPD 患者能有效降低PaCO2。這種效應(yīng)與平均氣道壓的增加無關(guān),而與滲漏和氣流的增加有關(guān),提示氣道沖洗和減少功能性死腔是HFNC治療的重要機制。

2.3 急性加重期患者 在COPD 的自然病程中,慢性阻塞性肺疾病急性加重 （acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD）是導(dǎo)致COPD預(yù)后不良的關(guān)鍵事件。此時,患者黏液高分泌、氣道黏液纖毛清除功能障礙,黏液易阻塞氣道,加重氣流受限。肺過度充氣顯著增加了呼吸肌尤其是吸氣肌的負荷,使呼吸功增加,這些與患者氣急加重密切相關(guān)。無創(chuàng)通氣可降低AECOPD 合并急性呼吸衰竭患者氣管插管風險,被推薦為AECOPD首選的非藥物治療方法[21]。然而與無創(chuàng)通氣相比,HFNC能讓患者方便地進食、交流和與照顧者聯(lián)系[1]。Doshi等[22]通過對65 例合并高碳酸血癥呼吸衰竭的COPD 患者提供HFNC的一種形式高速鼻腔通氣或無創(chuàng)正壓通氣來比較二者提供通氣支持的能力。發(fā)現(xiàn)高速鼻腔通氣可為急性高碳酸血癥呼吸衰竭患者提供類似于無創(chuàng)正壓通氣的通氣支持。Rittayamai等[23]的小樣本前瞻性研究表明,與10 L/min和20 L/min相比,30 L/min的HFNC短期應(yīng)用可減少吸氣做功,在輕度至中度加重的高碳酸血癥COPD患者中,其效果與中等壓力支持下的無創(chuàng)通氣相似。以同類型患者為研究對象的另一項研究發(fā)現(xiàn),對于COPD急性發(fā)作后恢復(fù)的患者,HFNC 比無創(chuàng)通氣更舒適,并認為如果HFNC不劣于無創(chuàng)通氣,HFNC可考慮為無創(chuàng)通氣的替代方案來治療COPD 合并輕中度呼吸性酸中毒患者[24]。Sun等[25]回顧分析了在ICU 接受HFNC 或無創(chuàng)通氣治療的COPD 合并中度高碳酸血癥急性呼吸衰竭患者的臨床資料,發(fā)現(xiàn)2種治療方式下28 d病死率差異無統(tǒng)計學意義。在治療的前24 h內(nèi),HFNC組的氣道護理干預(yù)次數(shù)明顯少于無創(chuàng)通氣組,而且器械使用時間明顯長于無創(chuàng)通氣組 （P值均＜0.05）。無創(chuàng)通氣組皮膚破裂的發(fā)生更為常見 （20.9%比5.1%,P＜0.05）。一項為期13個月的前瞻性研究表明,HFNC對中度高碳酸血癥呼吸衰竭患者的治療是有效的,因為它有助于使臨床和氣體交換水平恢復(fù)正常,并使需要通氣支持的無反應(yīng)率在接受范圍內(nèi)[26]。2.4 作為AECOPD 患者有創(chuàng)機械通氣序貫治療的選擇拔管后呼吸衰竭和重新插管、呼吸機相關(guān)性肺炎、病死率、在ICU 時間和較長的住院時間有關(guān)[27]。輔助氧療通常用于預(yù)防這些不良事件的發(fā)生。近年來,包括無創(chuàng)通氣和HFNC在內(nèi)的高流量氧氣系統(tǒng)因其生理益處而被首選[28]。無創(chuàng)通氣已被用來替代低流量氧合系統(tǒng)治療急性呼吸衰竭,此外,因其具有比低流量氧合系統(tǒng)更低的拔管后呼吸衰竭和再插管率,目前被應(yīng)用于拔管后輔助用氧[29]。與低流量氧合系統(tǒng)相比,高流量氧氣系統(tǒng)有助于降低PaCO2,升高PaO2。值得注意的是,與需要密封接口的無創(chuàng)通氣相比,HFNC的鼻塞導(dǎo)管更舒適,方便排痰,因此它可以廣泛應(yīng)用于普通患者和危重患者。

Hernández等[30]的大樣本隨機對照試驗中發(fā)現(xiàn),HFNC可以改善低氧血癥患者的拔管結(jié)果,但HFNC 在COPD 有創(chuàng)通氣高碳酸血癥患者脫機中的作用尚不清楚。Jing等[31]比較了HFNC 和無創(chuàng)通氣對COPD 患者拔管后生命體征和動脈血氣的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)拔管后3 h,無創(chuàng)通氣組p H 值低于HFNC組。拔管后24 h,無創(chuàng)通氣組患者的平均動脈壓和p H 值均低于HFNC組。拔管后48 h 2組上述指標差異無統(tǒng)計學意義。Di Mussi等[32]對14 例拔管后COPD 患者用HFNC治療,同時通過面罩交替接受常規(guī)低流量氧療,發(fā)現(xiàn)與常規(guī)氧療相比,在拔管后應(yīng)用HFNC可顯著降低神經(jīng)通氣驅(qū)動力和呼吸功。HFNC 可以改善全肺和區(qū)域的肺通氣,但有研究表明其可能會導(dǎo)致一小部分患者發(fā)生肺損傷,因此在不同患者之間應(yīng)謹慎選擇流量的高低[33]。

3 小結(jié)

由于HFNC 系統(tǒng)操作簡單,且患者具有良好的耐受性,危重癥患者使用HFNC的情況急劇增加。HFNC 的使用可以更早地啟動呼吸支持,且該設(shè)備可減少機械通氣的必要性或持續(xù)時間,但當治療失敗時會因延遲氣管插管而增加病死率。對于COPD 患者,在無創(chuàng)通氣耐受性較差、痰液引流欠佳、鼻導(dǎo)管吸氧未能維持的情況下,可考慮HFNC聯(lián)合無創(chuàng)通氣交替應(yīng)用,或作為無創(chuàng)通氣的替代方案。根據(jù)HFNC臨床規(guī)范應(yīng)用專家共識,針對意識清楚的急性低氧血癥合并高碳酸血癥的AECOPD 患者,若p H＞7.30,可以考慮應(yīng)用HFNC治療[34]。值得注意的是,不是所有患者都適用HFNC,在臨床工作中要明確適用范圍,注意觀察患者的病情變化,對于病情加重者應(yīng)立即更換無創(chuàng)通氣或氣管插管。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突