高流量氧療在有創(chuàng)機(jī)械通氣撤機(jī)的研究進(jìn)展

田 強(qiáng)，趙雪利，劉拴虎，劉 陽(yáng) (.華北理工大學(xué)研究生院，河北 唐山 063000；.唐山市工人醫(yī)院 重癥醫(yī)學(xué)一科，河北 唐山 063000)

高流量氧療是一種通過(guò)鼻塞提供可調(diào)控且相對(duì)恒定氧濃度(21%～100%)、溫度(31～37 ℃)和濕度的高流量(8～80 L/min)吸入氣體的氧療方式[1]，低流量氧療裝置(鼻導(dǎo)管、儲(chǔ)氧面罩等)輸送的氣體未經(jīng)濕化或者濕化不充分，氣體進(jìn)入呼吸道后患者產(chǎn)生額竇疼痛及鼻黏膜干燥甚至出血等不適感；作為高流量吸氧裝置，文丘里面罩可以提供較高的流量，但無(wú)法在較高的流量同時(shí)提供較高的氧濃度[2]。面罩吸氧因舒適感差、部分患者會(huì)有幽閉感、容易造成腹脹、漏氣、二氧化碳潴留等并發(fā)癥，患者依從性差。高流量氧療因其生理學(xué)優(yōu)勢(shì)最早用于新生兒及兒童患者，現(xiàn)在成人中逐步開(kāi)展。然而高流量氧療在成人有創(chuàng)機(jī)械通氣撤機(jī)中的作用尚未完全明確，本文就國(guó)內(nèi)外高流量氧療在成人有創(chuàng)機(jī)械通氣撤機(jī)方面的研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)，為科研和臨床工作提供依據(jù)。

1 高流量氧療的含義及作用機(jī)制

高流量氧療是一種新型呼吸支持技術(shù)，主要由空氧混合裝置、濕化治療儀、高流量鼻塞以及連接呼吸管路組成[3]。高流量氧療通過(guò)空氧混合器把空氣和氧氣按照一定比例混合來(lái)維持恒定的氧濃度，最高氧濃度可達(dá)100%。高流量氧療鼻導(dǎo)管比普通鼻導(dǎo)管管徑粗，因?yàn)闅怏w流量 = 流速×πr 2，即鼻導(dǎo)管管徑每增加一倍，氣體流量增加至四倍，所以高流量氧療最高可達(dá)80 L/min的流量[4]。高流量的優(yōu)勢(shì)可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行理解：①提供穩(wěn)定精確的氧濃度：當(dāng)裝置提供的流量低于患者吸氣流量時(shí)，空氣便會(huì)混入降低吸入氧濃度[5]。高流量氧療通過(guò)增加流量來(lái)維持精確的氧濃度。②降低解剖無(wú)效腔和每分通氣量：高流量沖刷患者呼氣末殘留在鼻腔、口腔及咽部的解剖無(wú)效腔氣體，每分通氣量=潮氣量+解剖無(wú)效腔氣量×呼吸頻率，解剖無(wú)效腔氣量下降，每分通氣量減少，可明顯減少患者下一次吸氣時(shí)吸入的CO2的含量[6]。③產(chǎn)生呼吸末正壓：高流量氧療通過(guò)輸送高流速氣體，在呼氣時(shí)產(chǎn)生咽部正壓，提供一定水平的呼氣末正壓(PEEP)來(lái)維持肺泡開(kāi)放，減少肺泡塌陷從而改善氧合[7]。濕化治療儀使氣體的溫度及濕度更符合人體生理情況，具體優(yōu)勢(shì)從以下四個(gè)方面進(jìn)行闡述：①有利于患者排痰，干冷氣體影響呼吸道黏液纖毛系統(tǒng)清除功能，不利于稀釋痰液和排痰[8]；②提高患者的舒適度；③降低感染發(fā)生率，氣體在管路中凝聚是感染發(fā)生原因之一，通過(guò)加熱降低氣體在管路的凝聚；④減少患者的呼吸做功，人體提供能量對(duì)吸入氣體加溫濕化，使得吸入氣體達(dá)到人類生理需求狀態(tài)，高流量氧療的加熱濕化減少了患者的能量消耗和代謝[9]。高流量氧療裝置沒(méi)有無(wú)創(chuàng)通氣面罩的壓迫，提高了患者的舒適度及依從性。高流量氧療因其生理學(xué)優(yōu)勢(shì)在新冠肺炎的治療中發(fā)揮重大作用，改善新冠肺炎患者的低氧血癥并降低其呼吸功[10]。

機(jī)械通氣是一項(xiàng)挽救呼吸衰竭患者的重要生命支持手段，危重患者拔管失敗和再插管的發(fā)生率約為10% ～ 30%，導(dǎo)致機(jī)械通氣患者撤機(jī)后死亡率高[11]。無(wú)創(chuàng)正壓通氣(NPPV)是指無(wú)需建立氣管插管或氣管切開(kāi)等人工氣道的方式將患者與呼吸機(jī)相連接的正壓輔助通氣模式，包括雙水平正壓通氣(BiPAP)和持續(xù)氣道正壓通氣(CPAP)等通氣模式[12]。在過(guò)去的十年中，無(wú)創(chuàng)正壓通氣被廣泛用于預(yù)防高危患者拔管失敗[13]。高流量氧療和無(wú)創(chuàng)正壓通氣在流量可控、氧濃度可調(diào)、維持一定水平的PEEP、減少死腔、改善肺泡通氣等方面存在諸多相似點(diǎn)[14]。21 世紀(jì)初高流量氧療開(kāi)始應(yīng)用于臨床治療，2001年Screenan等人首次提出應(yīng)用高流量氧療治療新生兒呼吸窘迫[15]。Ritchie等[16]觀察了健康志愿者吸入氣流量與氣道壓力的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)氣道壓力隨著吸入氣流量的增加而增加，提示高流量所產(chǎn)生的氣道正壓有助于疾病的恢復(fù)。Riera Jordi等[17]研究了健康成年人高流量氧療和體位對(duì)呼吸末肺阻抗的變化，發(fā)現(xiàn)無(wú)論是俯臥位還是仰臥位，高流量氧療使呼吸末肺阻抗增加。Parke等[18]研究了高流量氧療對(duì)健康志愿者氣道壓力和呼氣末肺阻抗的影響，發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)隨著流量增加和呼吸頻率降低，呼氣末肺阻抗線性增加，提示高流量氧療可以作為持續(xù)氣道正壓通氣的替代方案。研究[19]顯示拔管后應(yīng)用高流量氧療可以減少呼吸衰竭的發(fā)生，其效果不亞于無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)。本文綜述了高流量氧療在有創(chuàng)機(jī)械通氣撤機(jī)方面的相關(guān)研究，以期指導(dǎo)高流量氧療在此類患者中的臨床應(yīng)用。

2 高流量氧療輔助有創(chuàng)機(jī)械通氣患者撤機(jī)

2.1危重癥患者撤機(jī)：臺(tái)北醫(yī)科大學(xué)[20]選取了重癥監(jiān)護(hù)病房拔管后左室射血分?jǐn)?shù)<50%的心力衰竭(心衰)患者，發(fā)現(xiàn)高流量氧療組和無(wú)創(chuàng)正壓通氣組在72 h內(nèi)治療失敗率和再插管率方面無(wú)顯著差異。李鳳等人[21]選取急診監(jiān)護(hù)室(EICU)急性心衰患者，發(fā)現(xiàn)高流量氧療組改善了PaO2和氧合指數(shù)，降低了脫機(jī)后患者的呼吸頻率。Critical Care[22]選取96例有創(chuàng)機(jī)械通氣的COPD患者，研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于因高碳酸血癥而插管的COPD患者，高流量氧療在預(yù)防拔管失敗和再插管等方面并不劣于無(wú)創(chuàng)通氣(NIV)。鄭州大學(xué)第二附屬醫(yī)院急診科[23]選取90例機(jī)械通氣拔管后患者，研究發(fā)現(xiàn)高流量氧療組氧合指數(shù)、PaO2高于文丘里面罩吸氧組；PaCO2、血乳酸、ScvO2變化率低于文丘里面罩吸氧組。Arnaud等人[24]多中心隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，針對(duì)存在拔管失敗高風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)械通氣患者中，拔管后立即使用高流量氧療聯(lián)合無(wú)創(chuàng)通氣比單獨(dú)使用高流量氧療降低了再插管的風(fēng)險(xiǎn)。然而存在不一樣的研究結(jié)果，Jun Yeun Cho等人[25]發(fā)現(xiàn)對(duì)于ICU高危再插管患者，高流量氧療沒(méi)有優(yōu)于傳統(tǒng)氧療。四川大學(xué)Meta分析[26]發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)氧療相比，高流量氧療的再插管率更低(P=0.003)；與無(wú)創(chuàng)正壓通氣相比，高流量氧療與無(wú)創(chuàng)正壓通氣的再插管率相同(P=0.38)。

高流量氧療在有創(chuàng)機(jī)械通氣輔助撤機(jī)方面不亞于傳統(tǒng)氧療和無(wú)創(chuàng)正壓通氣治療，與無(wú)創(chuàng)通氣相比，高流量氧療更舒適，耐受性更好，高流量氧療相關(guān)的氣道護(hù)理干預(yù)次數(shù)和鼻面部皮膚破損發(fā)生率均顯著降低，所以高流量氧療是一種降低再插管率的無(wú)創(chuàng)正壓通氣替代方案，建議有創(chuàng)機(jī)械通氣患者拔管后預(yù)防性使用高流量氧療。針對(duì)不同病因?qū)е碌募毙缘脱跣院粑ソ呋颊?，因?yàn)榧{入人群不同，在再插管率、有創(chuàng)機(jī)械通氣時(shí)間、呼吸頻率、氧合指數(shù)、ICU住院時(shí)間、ICU 90 d病死率等方面研究結(jié)果略有差異；高流量氧療聯(lián)合無(wú)創(chuàng)正壓通氣治療輔助有創(chuàng)機(jī)械通氣患者撤機(jī)是否是最優(yōu)的選擇，有待于大規(guī)模、多中心、隨機(jī)對(duì)照研究進(jìn)一步證實(shí)，減少有創(chuàng)機(jī)械通氣時(shí)間和降低再插管率。

2.2外科術(shù)后患者撤機(jī)：上海交通大學(xué)[27]選取肺葉切除術(shù)后中、高危肺部并發(fā)癥患者，研究發(fā)現(xiàn)胸腔鏡肺葉切除術(shù)患者拔管后應(yīng)用高流量氧療可降低再插管風(fēng)險(xiǎn)，改善患者的氧合狀態(tài)，減少醫(yī)療費(fèi)用。Wataru-Tatsuishi等人[28]發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)氧療相比，非體外循環(huán)冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)后患者采用高流量氧療可縮短氧療時(shí)間，減少總供氧量，改善術(shù)后肺不張。南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院研究[29]發(fā)現(xiàn)急性腦創(chuàng)傷術(shù)后患者應(yīng)用高流量氧療，呼吸機(jī)相關(guān)肺炎發(fā)生率明顯下降，EICU滯留時(shí)間明顯縮短；28 d病死率較無(wú)創(chuàng)機(jī)械通氣下降。然而存在不同的研究結(jié)果，Rita Gaspari等人[30]發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)氧療相比，在肝移植患者中早期應(yīng)用高流量氧療并不能降低拔管后低氧血癥的發(fā)生率，也不能降低免疫功能低下等高危人群脫機(jī)失敗的發(fā)生率、28 d死亡率和縮短ICU住院時(shí)間。蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院研究[31]發(fā)現(xiàn)高流量氧療不能解決肥胖術(shù)后患者肺通氣不足以及睡眠呼吸暫停綜合征導(dǎo)致的上呼吸道梗阻問(wèn)題。

術(shù)后患者常在脫機(jī)36～48 h發(fā)生急性呼吸衰竭，如肺部感染和肺不張等，需要再插管緩解癥狀[32]，所以術(shù)后患者脫機(jī)后預(yù)防性應(yīng)用高流量氧療在一定程度上緩解患者的氧合障礙，邱海波等人[33]指出術(shù)后患者出現(xiàn)急性低氧性呼吸衰竭很可能成為高流量氧療的首選指征。研究提示高流量氧療可用于預(yù)防術(shù)后患者呼吸衰竭，但是高流量氧療治療術(shù)后急性呼吸衰竭的作用機(jī)制尚不清楚。目前術(shù)后使用高流量氧療主要集中在心胸腹部手術(shù)和顱腦術(shù)后患者，對(duì)于其他有呼吸衰竭風(fēng)險(xiǎn)的手術(shù)人群(耳鼻喉或血管外科)術(shù)后使用高流量氧療的效果仍不清楚，有待于進(jìn)一步明確術(shù)后使用高流量氧療的適應(yīng)人群和適應(yīng)證。

2.3困難脫機(jī)患者撤機(jī)：Amanda Corley等人[34]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)氣管切開(kāi)高流量氧療可改善患者氧合指數(shù)，增加平均氣道壓。Daniele Natalini等人[35]研究發(fā)現(xiàn)氧流量為50 L/min時(shí)明顯改善患者氧合并降低呼吸頻率，增加呼氣壓力和呼氣末肺容積。徐培峰等人[36]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)氣切口高流量氧療可以降低重型顱腦損傷患者呼吸頻率、呼氣末二氧化碳分壓及動(dòng)脈血二氧化碳分壓，改善患者的氧合。Chieko Mitaka等人[37]發(fā)現(xiàn)對(duì)于限制性通氣障礙患者，經(jīng)氣管切開(kāi)高流量氧療可以減少呼吸功，增加潮氣量，有利于氣管切開(kāi)困難脫機(jī)患者脫機(jī)。然而存在不同研究結(jié)果，Tania Stripoli等人[38]選取研究發(fā)現(xiàn)高流量氧療不能改善患者的呼吸功、呼吸頻率和氣體交換。此實(shí)驗(yàn)為非隨機(jī)的小樣本量交叉研究，沒(méi)有單盲或者雙盲試驗(yàn)，沒(méi)有測(cè)量潮氣量、氣道壓力等呼吸參數(shù)，有待于進(jìn)一步研究。

經(jīng)氣管切開(kāi)高流量氧療裝置提供了準(zhǔn)確的吸入氧濃度，改善了氣管切開(kāi)患者脫機(jī)期間的氧合狀態(tài)。徐培峰等人[36]小樣本研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)氣切口高流量氧療并不產(chǎn)生PEEP效應(yīng)，甚至呼氣末肺容積有下降的趨勢(shì)。經(jīng)氣切口高流量氧療是否產(chǎn)生PEEP效應(yīng)以及是否有利于困難脫機(jī)患者撤機(jī)，有待于進(jìn)一步大規(guī)模、隨機(jī)對(duì)照研究評(píng)估ICU住院天數(shù)、住院費(fèi)用等指標(biāo)，縮短困難脫機(jī)患者的脫機(jī)時(shí)間，降低有創(chuàng)機(jī)械通氣并發(fā)癥的發(fā)生率。

3 討論

《2020臨床實(shí)踐指南：經(jīng)鼻高流量氧療作為成人呼吸支持策略的作用》[39]強(qiáng)烈推薦血氧過(guò)低的呼吸衰竭患者使用高流量氧療(中等質(zhì)量證據(jù))；拔管后患者推薦使用高流量氧療(中等質(zhì)量證據(jù)),建議心外或胸外科術(shù)后或肥胖高風(fēng)險(xiǎn)病人使用高流量氧療(中等質(zhì)量證據(jù))；對(duì)于插管超過(guò)24 h且具有任何拔管失敗高風(fēng)險(xiǎn)特征的患者，建議使用高流量氧療，而不是傳統(tǒng)氧療(中等質(zhì)量證據(jù))。高流量氧療作為一項(xiàng)新型呼吸支持技術(shù)，因其耐受性高、改善患者氧合、成本低等優(yōu)勢(shì)逐步應(yīng)用于成人有創(chuàng)機(jī)械通氣撤機(jī)。針對(duì)某些有創(chuàng)機(jī)械通氣患者，建議拔管后一線預(yù)防性應(yīng)用高流量氧療，也有新出現(xiàn)的證據(jù)支持高流量氧療輔助困難脫機(jī)患者順利撤機(jī)。高流量氧療在有創(chuàng)機(jī)械通氣輔助撤機(jī)的適用范圍以及存在拔管失敗風(fēng)險(xiǎn)人群中最有可能受益的人群，有待于臨床工作者進(jìn)一步探究，將高流量氧療的臨床優(yōu)勢(shì)最大化。