重庆市第六医院重症医学科 杨梅
重症行者翻译组
综述的目的
急性高碳酸血症性呼吸衰竭强烈建议采用无创通气，而经鼻高流量氧疗可作为新发呼吸衰竭的替代治疗。
近期研究发现
与标准氧疗相比，经鼻高流量氧疗可改善新发呼吸衰竭患者的预后。ROX指数（SpO2/FiO2与呼吸频率的比值）可以很好地预测其疗效：治疗2h后ROX指数＞4.88提示有效，而12h后仍＜3.85则提示治疗失败。但在免疫功能低下的患者中，经鼻高流量氧疗相对于标准氧疗的优势尚未得到证实。虽然无创通气可能会对新发呼吸衰竭的患者造成气压伤，但对大多数低氧血症患者来说，在插管前使用无创通气似乎是预防严重低氧血症的最佳预充氧策略。对于轻度低氧血症患者，经鼻高流量氧疗预防严重不良事件的效果可能比呼吸球囊更好。麻醉诱导后进一步正压通气比无创通气更能保证插管过程的安全性。
摘要
尽管经鼻高流量氧疗的应用越来越广泛，但它在新发呼吸衰竭及其他原因所致的急性呼吸衰竭中取代标准氧疗的优势还有待于新的研究来证实。
要点
>由于存在气压伤的风险，新发呼吸衰竭患者不应使用无创通气。
>相比之下，当急性高碳酸血症性呼吸衰竭患者PH≤7.35时，应将无创通气作为一线给氧策略。
>在低氧血症性呼吸衰竭患者插管期间可用经鼻高流量氧疗进行预充氧；但当PaO2/FiO2＜200mmHg时，无创通气可以更好地预防严重低氧血症的发生。
>插管时，在麻醉诱导后给予正压通气可避免出现低氧血症。
引言
急性呼吸衰竭是ICU患者最常见的收治原因，包括新发呼吸衰竭（肺炎最常见）、或心源性肺水肿,以及慢性阻塞性肺疾病急性加重。一线治疗包括用标准氧疗设备（主要为面罩或非再呼吸性面罩）输氧、用导管进行经鼻高流量氧疗，或在无创通气（NIV）的同时给予持续气道内正压（CPAP）或呼气末正压进行压力支持。ICU最常使用的NIV模式是压力支持通气联合呼气末正压，也叫作PSV（压力支持通气）或BIPAP（双水平正压通气）。给氧策略的目标是改善气体交换、避免肺损伤和不必要的插管。
虽然心源性肺水肿或慢性阻塞性肺疾病急性加重强烈推荐使用无创通气，但新发呼吸衰竭能否获益还存在争议。在这种情况下，人们认为经鼻高流量氧疗在死亡率方面优于无创通气和标准氧疗。但这种优势在免疫功能低下的患者中尚未得到证实。此外，经鼻高流量氧疗的许多生理效应支持它替代无创通气来治疗慢性阻塞性肺疾病合并急性呼吸衰竭及终末期患者，以保证他们的营养并保持满意的舒适度。
免插管延迟或增加死亡风险。此外，新发呼吸衰竭的插管率特别高，可达35~50%，同时出现低氧血症乃至至心脏骤停等严重并发症的风险也较高。插管期间优化给氧和通气支持可降低这些风险。
急性呼吸衰竭及给氧策略：经鼻高流量氧疗应运而生？
对新发呼吸衰竭（即不伴潜在慢性呼吸功能不全的急性呼吸衰竭）高流量氧疗的首次评估是在一项纳入了310名患者的多中心随机对照试验中，比较了经鼻高流量氧疗和无复吸面罩的标准氧疗，以及结合压力支持通气或呼吸末正压的NIV。结果显示，与NIV和标准氧疗相比，经鼻高流量氧疗在病死率和插管方面具有优势，尤其是在大多数低氧血症的患者中。在急诊科新发呼吸衰竭患者的早期治疗中，也观察到经鼻高流量氧疗的潜在益处。最近一项在两个急诊科进行的前后观察性研究显示，两组患者的插管率没有差异（均为17%），但与标准氧疗组相比，经鼻高流量氧疗组患者的氧合改善更普遍（两组患者PaO2上升分别为31mmHg和9mmHg，P=0.02）），开始治疗1h后呼吸衰竭的恢复也更多（两组患者分别为61%和15%，P＜0.01）。
急性呼吸衰竭时，经鼻高流量氧疗相对于标准面罩给氧的优势可用它的生理效应及其满意的舒适度和持续湿化来解释：一种假设是经鼻高流量氧疗可使患者避免自身造成的肺损伤。在这一概念中，急性呼吸衰竭患者自主呼吸时的呼吸驱动力较高，可导致全身或局部的压力改变，容易产生局部肺水肿和/或坏死，从而加重最初的肺损伤。因此，自主呼吸时，经鼻高流量氧疗似乎比标准氧疗更具保护性，因为它有利于肺泡通过上呼吸道的低水平正压产生的呼吸末正压效应而膨胀。这一点在新发呼吸衰竭或胸部闭合性损伤患者的生理学研究中已经得到证实，在应用经鼻高流量氧疗后电阻抗X线断层扫描可见呼气末肺容积增加，肺部超声评估也可见肺通气得到改善。
另外，无创通气对新发呼吸衰竭可能有害，因为较高的呼吸驱动力可造成患者的气压伤；且它与压力支持同步，可能导致较高的潮气量。两项研究报道，无创通气时潮气量＞9ml/kg（预测体重）与新发呼吸衰竭患者的插管率和病死率密切相关。与急性呼吸窘迫综合征患者的有创通气相似，无创通气时较高的潮气量会产生较高的跨肺压，并出现呼吸机相关性肺损伤。这就引出了一个问题：无创面罩通气是否具有保护性？在先前的一项随机对照研究中，83名ARDS患者在给予无创面罩通气后再通过头盔给予无创通气似乎比持续面罩无创通气更有利，即插管率和死亡率更低。除了连接装置不同，两组患者无创通气的设置也明显不同，头盔组的呼气末正压更高，压力支持水平更低，提示这种“颇具保护性”的设置可能减少了肺损伤。一项纳入了健康志愿者的生理学研究用电阻抗断层显像评估经鼻高流量氧疗、头盔以及经鼻高流量氧疗与头盔的关联，结果显示，与经鼻高流量氧疗相比，用头盔进行无创通气（无压力支持）能够提供更高水平的呼气末正压，从而产生更好的呼气末正压效应。
但是，到目前为止只有一项随机对照实验显示经鼻高流量氧疗比无创通气或标准氧疗相比更有利。因此，今后的研究有必要证实这一结果。
免疫功能低下的急性呼吸衰竭患者：标准氧疗还是经鼻高流量氧疗？
由于死亡率较高，免疫功能低下患者的插管需求也备受关注。这类患者经鼻高流量氧疗相对于标准氧疗的优势尚未得到证实。一项事后分析纳入了82名免疫功能低下的新发呼吸衰竭患者，结果发现，经鼻高流量氧疗和标准氧疗的插管风险或死亡率没有差异，分别为31%vs.43%，15%vs.27%。另一项事后分析纳入了180名免疫功能低下的患者，也未发现经鼻高流量氧疗和标准氧疗在插管率和死亡率方面的差异，两者分别为44 vs. 53%（P=0.20）及23 vs. 25%（P=0.45）。但半数患者在经鼻高流量氧疗或标准氧疗的基础上还给予了无创通气，这可能改变了治疗的效果。相同的作者在一项纳入了776名免疫功能低下合并急性低氧血症性呼吸衰竭患者的大型多中心随机对照试验中证实了这些结果：经鼻高流量氧疗与标准氧疗的插管率为39%vs.44%（P=0.17），且两组患者的死亡率都在36%左右。但20%患者在随机化时没有进行完整的代码管理，且14%的患者进行的是有时间限制的试验，导致约35%的未插管患者无效。这可能弱化了经鼻高流量氧疗对进行完整代码管理的患者在ICU住院期间的潜在有利影响。
关于无创通气，最近的指南对免疫功能低下合并急性呼吸衰竭的患者建议有条件地使用无创通气。但一项纳入了374名免疫功能不全患者的大型多中心随机对照试验报道，与标准氧疗相比，早期无创通气并不能改善死亡率或插管率。因此，尚无有力证据表明无创通气可用于治疗免疫力功能障碍合并急性呼吸衰竭的患者，而经鼻高流量氧疗和标准氧疗对他们的影响也没有差异。一项正在进行的多中心随机对照试验(NCT02978300)将单独的经鼻高流量氧疗与经鼻高流量氧疗联合NIV进行了对比，该研究可能有助于明确这种情况下NIV的地位。
经鼻高流量氧疗治疗成败的预测：呼吸频率-氧合指数
急性低氧血症性呼吸衰竭患者持续的无创给氧策略（即无创通气或经鼻高流量氧疗）可能会增加延迟插管的风险和由此导致的死亡率。在一项大型试验的亚组分析中，没有呼吸参数去预测经鼻高流量氧疗开始后的插管情况。但有人报道，“呼吸频率-氧合”指数ROX（定义为指脉氧饱和度与吸氧浓度的比值(SpO2/FiO2) 与呼吸频率的比值）可以准确预测经鼻高流量氧疗的失败（即插管）和成功。一项包含191名肺炎患者的前瞻性队列研究验证，ROX指数＞4.88可预测经鼻高流量氧疗治疗2h后的成功，12h的表现更为明显。此外，经鼻高流量氧疗12h 后ROX指数＜3.5与治疗失败的风险密切相关。ROX指数一个有趣的特征是它随时间的动态变化：第一个12h后，随着时间的推移指数没有增加的患者比那些增加的患者插管风险更高。
慢性阻塞性肺疾病加重：能否使用经鼻高流量氧疗？
经鼻高流量氧疗自引入以来，主要用于新发呼吸衰竭患者。但慢性阻塞性肺疾病患者的生理学研究显示，经鼻高流量氧疗对呼吸作功和气体交换有较好的影响。首次生理学研究是在稳定性高碳酸血症患者中进行的，结果显示，上呼吸道的流量依赖性“CO2洗脱效应”有利于减少解剖死腔的通气，从而减少CO2再呼吸。另一项研究在25名稳定型慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者的经鼻高流量氧疗回路中加入了支气管扩张剂，通过震动网雾化（类似于标准面罩喷射雾化）来扩张支气管。除药物性支气管扩张外，经鼻高流量氧疗本身也会使小支气管明显扩张。这种效应可用经鼻高流量氧疗时上呼吸道产生的正压来解释。随后的呼气末正压效应通过抵消固有的限制流量的呼气末正压来减少高碳酸血症患者的呼吸功。一项14名慢性阻塞性肺疾病患者拔管后的生理学研究报道，这些生理效应减少了呼吸功和呼吸中枢的驱动力。在这项生理学研究中，经鼻高流量氧疗使膈肌的吸气性电活动(EAdi)峰值（反映膈神经冲动并间接反映呼吸中枢的驱动力）及其衍生的跨膈压的吸气压力-时间乘积（反映呼吸功）都得到了改善，与标准氧疗相比，在正常范围内改善更加频繁。
临床研究也显示出对COPD或高碳酸血症患者应用经鼻高流量氧疗的兴趣。一项非劣效性随机对照实验将204名急诊科急性呼吸衰竭患者的经鼻高流量氧疗和NIV进行了比较。治疗中最常见的是COPD（39%的患者）合并高碳酸血症。主要结果表明，72h内经鼻高流量氧疗在插管方面并不亚于无创通气或替代治疗，但耐受性更好。一项回顾性研究纳入了33名急性呼吸衰竭和高碳酸血症患者，结果显示，标准氧疗失败、或无创通气失败/不耐受后使用经鼻高流量氧疗可改善治疗1h和24h后的二氧化碳分压(PaCO2)。另一项88名COPD急性加重伴呼吸性酸中毒患者的观察性研究显示，在插管率方面经鼻高流量氧疗或无创通气无异，PaCO2或PaO2分别改善约26%和17%。虽然这些结果并不能证明单独使用经鼻高流量氧疗治疗COPD加重伴急性呼吸性酸中毒患者的可行性，但在这些情况下应将经鼻高流量氧疗作为与无创通气相关的标准氧疗的替代物来评估，因为与单用无创通气相比，经鼻高流量氧疗可减少无创通气时间及住院时间。
危重患者插管前的预充氧：如何安全操作？
与手术室将插管作为控制良好的诱导方案的一部分不同，ICU插管是一项高风险操作，且危重患者的并发症极易导致危及生命的事件。据报道，ICU紧急插管的患者中约25%发生了严重低氧血症，导致2-3%的患者出现心跳骤停。预充氧策略（即手术麻醉诱导期间使用呼吸球囊、NIV或经鼻高流量氧疗）可提高插管的安全性，但这往往是ICU紧急插管时所欠缺的。喉镜检查期间，除经鼻高流量氧疗的呼吸暂停氧合外，NIV或经鼻高流量氧疗都无法提供氧合或通气。对119名初发呼吸衰竭插管患者（定义为PaO2/FiO2＜300mmHg）预充氧期间使用经鼻高流量氧疗及呼吸球囊进行比较的首次随机对照试验显示，两者对最低指脉氧饱和度的改善没有差别，在接受经鼻高流量氧疗的患者中严重低氧血症(SpO2<80%)占26%，而接受呼吸球囊的患者中占22%。这些作者对184名PaO2 : FiO2 比值＞200mmHg的轻度低氧血症患者重复了同样的实验，发现两种策略之间没有差异。但与呼吸球囊相比，预充氧时使用经鼻高流量氧疗可减少插管相关的不良事件，氧饱和度＜90%的患者更少[OR0.21(0.06–0.72)] ，中重度并发症更低[odds ratio 0.26 (0.08–0.77)]。另一项随机对照研究将预充氧时使用NIV或经鼻高流量氧疗进行了比较，发现313名初发呼吸衰竭的患者(PaO2 : FiO2 <300mmHg)严重低氧血症的风险没有差异。但基线PaO2/FiO2比值会改变存在严重低氧血症风险时预充氧策略的效果，NIV对中-重度低氧血症(PaO2/FiO2 <200mmHg)的患者有益。尽管存在潜在的误吸风险，但麻醉诱导后给予正压通气可避免插管期间的低氧血症。一项包含了401名不伴严重低氧血症或酸中毒患者的随机对照研究显示，与无通气相比，在喉镜检查前的诱导期使用球囊辅助通气，氧饱和度更高[96 vs 93%, 相对风险3.9 (1.5–6.5)]，严重低氧血症的发生率更低[11vs 23%, 相对风险0.48 (0.3–0.77)]。这些新的发现提示，对于气管插管患者，从预充氧开始到喉镜检查前给氧和通气可能是预防危及生命的低氧血症最有效的方法。
结论
虽然有强有力的证据支持无创通气在慢性阻塞性肺疾病和心源性肺水肿急性加重患者中的应用，但资料显示这些方法获益甚微，且对新发呼吸衰竭可能有害。尽管经鼻高流量氧疗的应用越来越广泛，但它在新发呼吸衰竭中相对于标准氧疗的优势还有待新的研究来证实，并评价它在其他原因所致的急性呼吸衰竭中所起的作用。
