经鼻高流量氧疗的应用与研究进展
氧疗是治疗低氧血症的主要措施。当人体出现肺通气或换气功能障碍时，会引起PaO2降低和（或）PaCO2增高，进而刺激颈动脉体和主动脉体，引起呼吸加深、加快。对于这些患者，需要通过呼吸支持治疗，才可以保证其生命体征平稳。常规氧疗引起患者气道黏膜干燥，影响气道黏膜的清除能力，导致患者依从性差。经鼻高流量氧疗（ HFNO）是一种新型通气技术，它通过特殊的设备将氧气加温（31~37 ℃）、加湿[绝对湿度（H2O）44 mg/L]后输送给患者，并且可以提供恒定的FiO2（21%~100%）和高气体流量（40~80 L/min）。本文将对HFNO的作用机制和生理效应，HFNO在呼吸功能不全患者、围麻醉期以及新型冠状病毒肺炎（COVID-19）患者中的应用进行综述。
1 HFNO系统简介
HFNO系统由以下几部分组成：氧气/空气的高压气源，氧气/空气混合器，加温、加湿系统，无菌储水器，一次性呼吸回路，鼻塞。氧气/空气混合器可以控制气体输送流量，加温、加湿系统可以将气体加温、加湿。另外，与传统鼻导管氧疗的接口不一样，HFNO的接口设计避免了气流直接通向黏膜表面。
2 HFNO的作用机制、生理效应
3 HFNO在呼吸功能不全患者中的应用
3.1 急性呼吸衰竭
在ICU需要呼吸支持的患者中，急性呼吸衰竭最为常见。供氧是急性呼吸衰竭患者维持SpO2的一线治疗措施。
Azoulay等的一项随机对照临床试验纳入了776例患有低氧血症急性呼吸衰竭的免疫缺陷患者，结果显示，与传统的鼻导管氧疗比较，HFNO能降低患者呼吸频率、提高患者氧合指数（OI）。
Frat等为了比较无创通气（NIV）与HFNO在减少急性低氧血症呼吸衰竭患者插管期间发生严重低氧血症风险的有效性，进行了一项多中心随机对照临床试验。该试验纳入313例患者，研究发现NIV组与HFNO组插管期间严重低氧血症（SpO2<80%）发生率差异无统计学意义。但通过按照预先设定的亚组[OI≤200 mmHg组与OI>200 mmHg组]随机分层后，对于OI≤200 mmHg的患者，NIV组的严重低氧血症发生率低于HFNO组；而对于OI>200 mmHg的患者，NIV组与HFNO组严重低氧血症发生率差异无统计学意义。
Thille等对HFNO联合NIV与单纯应用HFNO对预防拔管后呼吸衰竭高危患者的再插管率的影响进行了一项多中心随机对照临床试验，该试验纳入了641例拔管后高危呼吸衰竭患者，研究发现，拔管后应用HFNO联合NIV的患者7 d内再插管率（11.8%）低于单纯应用HFNO的患者（18.2%）。与单纯应用HFNO比较，HFNO联合NIV在降低拔管后7 d内呼吸衰竭及转出ICU前再插管率方面方面具有优势。
3.2 慢性阻塞性肺疾病（ COPD）
COPD是一种高发病率、高致残率和高病死率的呼吸系统疾病，已成为一项全球性的公共卫生挑战。该病以呼吸困难、咳嗽、咳痰、气道阻塞为主要特征。COPD患者可能患有慢性低氧血症和高碳酸血症性呼吸衰竭或两者兼有，并有急性加重的风险。HFNO因有降低鼻咽部死腔、改善黏膜清除功能、产生PEEP、降低气道阻力的特点，对于COPD患者的通气治疗有优势。
Fraser等以长期氧疗（LTOT）的COPD患者为研究对象，比较了HFNO与低流量鼻导管氧疗对该类患者短期生理性指标的影响。该试验纳入30例长期接受低流量鼻导管氧疗的男性患者。研究发现，与低流量鼻导管氧疗比较，HFNO可以降低患者经皮二氧化碳分压、吸呼比、呼吸频率，提高潮气量、呼气末肺容积。
Bräunlich等的多中心随机对照交叉临床试验将102例伴有高碳酸血症的稳定期COPD患者作为研究对象，发现HFNO在降低PaCO2方面并不差于NIV。证明在伴有高碳酸血症的稳定期COPD患者的通气治疗方面，HFNO可以作为NIV的一项替代治疗。
Nagata等的一项多中心随机交叉试验纳入了32例高碳酸血症的稳定期COPD患者，研究发现，HFNO联合LTOT在降低患者PaCO2、提高患者动脉血pH、改善患者生活质量方面优于单纯应用LTOT。
3.3 哮喘
哮喘是一种常见的慢性呼吸道疾病。2019年进行的一项调查研究显示，在我国20岁以上的成年人中，患有哮喘的人数估计为4 570万，气流受限的人数估计为1 310万。目前对于HFNO应用于哮喘治疗的研究较少。
Geng等进行的一项随机对照临床试验将36例患有严重支气管哮喘合并急性呼吸衰竭的患者作为研究对象，研究发现，HFNO在提高PaO2方面优于传统的鼻导管氧疗，在应用氧疗24、48 h以后，HFNO在降低心率及呼吸频率方面优于传统鼻导管氧疗。说明HFNO可以用于严重支气管哮喘合并急性呼吸衰竭的通气治疗。
Ruangsomboon等进行的一项随机对照临床试验将37例急性严重哮喘患者作为研究对象，研究发现，HFNO在减轻急性严重哮喘患者呼吸困难以及降低呼吸频率方面优于传统氧疗。
以上研究提示了HFNO可以改善哮喘患者的呼吸功能，但以上研究均为小样本研究，未来还需要大样本的临床试验来证明HFNO在治疗哮喘方面的作用。
3.4 阻塞型睡眠呼吸暂停综合征（ OSAS）
OSAS是上呼吸道阻塞导致间歇性低氧血症、睡眠障碍、代谢紊乱的一种疾病。持续正压通气是这类患者有效的通气治疗方式，但由于依从性差，其应用受到了限制。
McGinley等进行的一项临床试验纳入了11例OSAS患者，证实了HFNO（氧流量20 L/min）可以将呼吸暂停低通气指数从（28±5）次/h降低到（10±3）次/h，呼吸觉醒指数从（18±2）次/h下降到（8±2）次/h，并证明其作用机制是通过增加呼气末咽部压力来缓解上呼吸道阻塞和改善通气。
Hawkins等证实了HFNO治疗OSAS且不能耐受持续正压通气患儿的有效性。该试验纳入了10例中重度OSAS患儿，研究发现，应用HFNO后，患儿呼吸暂停低通气指数由11.1次/h下降至2.1次/h，SpO2从91.3%增至94.9%，最低SpO2从76.0%增至79.5%，SpO2降低指数（每小时睡眠时SpO2水平较基线下降≥3%的次数）从19.2次/h下降至6.4次/h，心率从88次/min降至74次/min，证明HFNO可改善这类患儿的症状。
急性脑卒中患者由于存在急性吞咽困难，需要胃管进行鼻饲，胃管的位置影响面罩通气或持续正压通气。Ho等进行了一项HFNO对急性脑卒中合并OSAS患者疗效的临床试验，研究发现，应用HFNO（氧流量50~60 L/min）后，呼吸暂停低通气指数从52次/h降低到26.5次/h，SpO2降低指数从53次/h降低到16.2次/h，且最低SpO2也显著增高。
4 HFNO在围麻醉期的应用
4.1 预充氧/延长窒息氧合
在气管插管前，对患者进行最大限度预充氧的目的是为患者提供尽可能长的时间来忍受呼吸暂停，为麻醉医师解决不能通气、不能插管的情况赢得充足的时间。麻醉期间的窒息氧合受到CO2快速增加以及pH值随之下降的限制。研究表明，使用HFNO会使CO2的增加速度减慢，可以延长窒息安全时间，与面罩预充氧一样，可以维持患者呼吸暂停到气管插管期间的SpO2。
Patel和Nouraei证明了HFNO可以用于延长困难气道患者气管插管的窒息安全时间，平均窒息安全时间为14 min，纳入的25例患者均没有出现SpO2<90%。
Lodenius等进行的一项随机对照临床试验纳入了80例接受快顺序诱导气管插管的患者，结果显示，HFNO预充氧组与面罩预充氧组从麻醉诱导到插管后1 min的最低SpO2差异无统计学意义。但HFNO预充氧组SpO2<93%的发生率明显低于面罩预充氧组。
Sjöblom等进行的一项多中心随机对照试验纳入了350例需要行快顺序气管插管的患者，研究发现，从预充氧到插管后1 min这段时间，HFNO预充氧组与面罩预充氧组SpO2<93%的发生率及插管后首次呼吸的呼气末二氧化碳浓度差异无统计学意义，研究者认为在快顺序诱导气管插管预充氧方面，HFNO可以作为传统面罩的替代选择。
Au等将接受全麻的80例健康产妇作为研究对象，进行了一项比较HFNO与面罩通气达到有效预充氧时间的临床试验，该项研究将呼气末氧浓度≥90%作为达到有效或成功预充氧效果的标准。研究发现，面罩组90%的产妇达到呼气末氧浓度≥90%的有效时间间隔约为3.6 min，但HFNO组即使在8 min后也没有达到呼气末氧浓度≥90%。
因此，HFNO可以作为预充氧的一种通气方式，但并不能完全替代NIV和传统面罩。具体在什么情况下、运用哪种通气方式进行预充氧是最佳选择，还需要进一步研究。
4.2 有创操作的应用
患者行支气管超声检查时，需要镇静并给予通气支持。因手术操作者和麻醉医师共享气道，对麻醉医师管理患者呼吸、维持患者氧合造成了困难。Douglas等的一项随机对照临床试验比较了支气管超声检查中HFNO与标准氧疗对患者呼吸的影响，该试验纳入60例需要进行支气管超声检查的患者。研究发现，HFNO组与标准氧疗组最低SpO2<90%的发生率差异无统计学意义，但HFNO组预充氧后的SpO2、操作过程中最低SpO2均高于标准氧疗组。
另外，Kurose等报道了1例支气管狭窄患者行支气管镜球囊扩张时，应用HFNO（氧流量40 L/min、FiO2 100%）成功维持患者氧合的病例。在整个58 min的操作过程中（甚至有40 s的气道闭塞时间），SpO2都维持在98%以上。
但是，对于中重度低氧血症呼吸衰竭患者，在支气管镜检查中维持SpO2的能力方面，HFNO并未表现出比NIV更具优势。Simon等进行的一项前瞻性随机试验纳入了40例中重度低氧性呼吸衰竭的ICU患者，比较了支气管镜检查中HFNO与NIV对患者SpO2及支气管镜检查后患者血气变化的影响。研究发现，在支气管镜检查期间，NIV组与HFNO组最低SpO2差异无统计学意义；但在应用NIV或HFNO 15 min后，NIV组OI明显高于HFNO组，且在整个支气管镜检查期间及随后的50 min中仍然可以观察到这种差异性。
4.3 拔管期间的应用
对于全麻患者，术后麻醉苏醒期顺利拔管也是麻醉医师关注的问题。Ferrando等进行了一项纳入64例患者的随机对照试验，研究了HFNO对肥胖患者行减肥手术后呼吸的影响，所有患者在全麻过程中均接受了间断的肺复张策略；HFNO组在拔管前1 min开始运用HFNO给氧，持续应用到拔管后3 h，传统面罩组在拔管后开始应用面罩给氧；结果显示，与传统面罩组比较，HFNO组术后低氧血症和肺不张的发生率降低。该试验为HFNO应用于全麻手术术后拔管带来了新思路。
5 HFNO在COVID-19患者中的应用
6 总结与展望
综上所述，HFNO由于有其独特的优势，不仅可用于多种呼吸系统疾病的通气治疗，还可用于全麻患者气管插管诱导期预充氧，预防气管导管拔管后再插管，为临床医师解决困难气道赢得更长的气管插管时间，使临床医师操作更加从容。但HFNO并不能取代NIV和传统面罩通气。另外，HFNO的最佳应用时机和撤离时机、不同患者HFNO的最佳气体流量等问题仍不明确，需要进一步的研究。