HFNC是經(jīng)過特制鼻塞持續(xù)高流量(8~80 L/ min) 的供氧方式,能夠提供可自由調(diào)節(jié)并相對恒定的氧濃度(21%~100%)、溫度(31~37°C)和充分濕化的吸入氣。實(shí)現(xiàn)HFNC的設(shè)備主要包括高流量產(chǎn)生裝置,空氧混合裝置,濕化、溫化裝置,高流量鼻塞,連接管路。
HFNC的基本組成
HFNC的基本組成按其結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)分為三部分。
1. 空氧混合裝置和高流量產(chǎn)生裝置 將空氣和氧氣按預(yù)設(shè)氧濃度混合,通過渦輪等裝置產(chǎn)生可調(diào)節(jié)的高流量氣流輸出。
2. 氣體加溫、濕化裝置 將輸出的高流量空氧混合氣進(jìn)行加溫、濕化。
3. 氣體輸送管路 將充分加溫、濕化的空氧混合氣以恒定流量輸送至特制鼻塞,進(jìn)入患者氣道。高流量鼻塞的尖端呈斜面型出口,質(zhì)地柔軟,通過具有彈性、可調(diào)節(jié)的過耳頭帶固定于患者面部。
HFNC的生理學(xué)作用
1. 提供合適的供氧濃度和供氧方式 FiO2可調(diào)節(jié)范圍大(21%~100%),充分濕化、溫化空氧混合氣,不影響進(jìn)食、咳痰,故可安全、有效地改善低氧血癥,是HFNC的基本和主要的作用。
2. 一定的通氣效應(yīng) HFNC通過提供恒定、可調(diào)節(jié)的高流量空氧混合氣,沖刷鼻腔、口腔及咽部的解剖無效腔,減小患者下一次吸氣時(shí)吸入的CO2含量。而無效腔的減少必然伴肺泡通氣量的增大。高流量導(dǎo)致的湍流還產(chǎn)生一定的通氣效應(yīng)。氣流量越大,通氣效應(yīng)越強(qiáng),故 HFN不僅可用于單純低氧血癥患者,也可用于某些高碳酸血癥患者。
3. 一定的CPAP效應(yīng) HFNC輸送高流量氣流,必然產(chǎn)生一定水平的CPAP,對改善或維持上氣道開放、對抗周圍氣道陷閉、擴(kuò)張肺泡內(nèi)徑、緩解肺水腫皆有作用。與呼吸機(jī)密閉送氣、自由調(diào)節(jié)的CPAP 不同,HFNC是開放性的。上氣道CPAP 的壓力最高,下氣道和肺泡內(nèi)下降;漏氣越多,CPAP越低。當(dāng)然,與通氣效應(yīng)類似,該作用與流量密切相關(guān)。有研究顯示,HFNC的流量每分鐘增加10 L,咽腔CPAP增加0.5~1 cmH2O。流量增加至60 L/min、口腔閉合條件下,女性受試者的咽腔壓可達(dá)約8.7cmH2O,男性約5.4cmH2O;張口呼吸時(shí),女性為3.1cmH2O,男性約為2.6 cmH2O。張口呼吸時(shí)的大量漏氣必然導(dǎo)致CPAP 的明顯下降。
4.改善氣道分泌物引流 HFNC提供相對恒溫和恒濕的高流量空氧混合氣,符合機(jī)體正常呼吸道的氣體溫度和濕度,還可改善呼吸道黏液纖毛系統(tǒng)的功能;高流量刺激也有助于改善纖毛運(yùn)動和咳嗽反射,進(jìn)一步改善引流。
HFNC在不同疾病中的臨床應(yīng)用
1.中樞性低通氣 表現(xiàn)為II型呼吸衰竭,氣道阻力、肺彈性阻力和呼吸肌功能基本正常。HFNC呼吸支持作用非常有限,不是合適的治療手段。調(diào)節(jié)中樞功能是基本治療手段,包括行為性呼吸調(diào)節(jié),特別是對于慢性輕癥患者;若為急性嚴(yán)重疾病,如麻醉藥過度、腦血管意外,保持呼吸道通暢和維持穩(wěn)定呼吸是主要治療手段,宜及早建立人工氣道。
2. 神經(jīng)-肌肉疾病 表現(xiàn)為II型呼吸衰竭。呼吸肌力、耐力減退;呼吸驅(qū)動明顯增強(qiáng),HFNC的支持作用有限,不是合適的治療手段,宜根據(jù)病情特點(diǎn)選擇MV,急性者首選人工氣道;慢性者首選NPPV。
3. 上氣道疾病 主要是阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(OSHAS)。 HFNC有一定的CPAP 作用,可用于此類疾病;但CPAP 呼吸機(jī)更簡單、優(yōu)越,故 HFNC不宜用于單純OSAHS,而適合用于其他呼吸系統(tǒng)疾病合并OSAHS的治療,如COPD合并OSAHS。即使發(fā)生 Il 型呼吸衰竭,也可能有一定的治療效果,但除輕癥患者外,后者更合適的治療方法是NPPV。
4.中央氣道疾病 HFNC缺乏擴(kuò)張大氣道的作用,不宜應(yīng)用。
5. 周圍氣道疾病 主要是支氣管哮喘(哮喘)和COPD,輕癥患者表現(xiàn)為I型呼吸衰竭,可以應(yīng)用HFNC;但鼻導(dǎo)管吸氧更方便,HFNC不宜作為首選。重癥患者表現(xiàn)為II型呼吸衰竭,宜首選無創(chuàng)或有創(chuàng)MV,但兩種疾病應(yīng)有所不同。
(1) 哮喘:急性發(fā)病,主要表現(xiàn)為嚴(yán)重氣道阻塞和肺過度充氣。除供氧外,HFNC基本無呼吸支持作用,不宜選用。
(2) COPD: 與哮喘有明顯不同,主要表現(xiàn)為慢性過程和氣道陷閉。HFNC的CPAP 效應(yīng)和通氣效應(yīng)有一定價(jià)值,可用于輕中度呼吸衰竭的治療,但不適合重度呼吸衰竭。
6. 慢性肺實(shí)質(zhì)疾病 主要表現(xiàn)為慢性單純低氧血癥,呼吸肌力、氣道阻力基本正常。輕中度患者首選鼻導(dǎo)管吸氧,重癥患者宜選擇經(jīng)面罩氧療或HFNC。
7. 重癥肺炎 表現(xiàn)為單純低氧血癥,不同類型的特點(diǎn)和治療要求不同。
(1) 單純多葉段大葉性肺炎:主要病理改變?yōu)榉闻輧?nèi)充滿大量滲出物、肺泡容積增大,氣道阻力和呼吸肌力基本正常,是HFNC的合適指征。
(2) 重癥間質(zhì)性肺炎:主要病理改變?yōu)榉闻菝?xì)血管膜損傷、大量肺泡萎陷,其實(shí)質(zhì)是肺內(nèi)型 ARDS。 HFNC產(chǎn)生的 CPAP 非常低,達(dá)不到擴(kuò)張陷閉肺泡的作用,除輕度 ARDS外,不宜選擇;有創(chuàng)或無創(chuàng)MV是首選治療方式。
8. ARDS 同上,除輕度 ARDS外,不適合應(yīng)用 HFNC。
9. 肺水腫 對于輕度低氧血癥患者,HFNC在提供高氧濃度的同時(shí),其CPAP效應(yīng)有一定治療作用,可選用;重癥患者則需首選無創(chuàng)或有創(chuàng)MV,給予適當(dāng)壓力改善肺水腫和左室后負(fù)荷。
10. 胸廓疾病 多表現(xiàn)為輕度低氧血癥,其他情況較好,使用鼻導(dǎo)管或面罩吸氧即可,一般無須采用 HFNC。
11. 肺血管病 氣道、肺實(shí)質(zhì)、呼吸肌力正常或變化不大,肺循環(huán)、支氣管循環(huán)吻合支開放是低氧血癥的主要原因,單純吸氧即可,輕度低氧血癥首選鼻導(dǎo)管氧療,重癥低氧血癥可選擇經(jīng)面罩氧療或HFNC。
HFNC的應(yīng)用方法
1. 參數(shù)設(shè)置 一般I 型呼吸衰竭患者常有更大的通氣量和更低的氧合水平,且低氧血癥較難糾正,故氣體流量和FiO2的初始設(shè)置皆宜較高;II型呼吸衰竭患者通氣量較低,低氧血癥較容易糾正,初始設(shè)置宜較低。但與普通氧療相似,HFNC初始設(shè)置皆宜較高,以保障安全;然后,根據(jù)SpO2的監(jiān)測結(jié)果加以調(diào)節(jié),故兩類患者沒必要分開闡述,建議氣體流量為30~40 L/min,FiO2為 60%,SpO2達(dá) 90%~ 97%較合適。 SpO2低于該水平,首選增大流量;高于該水平,首選降低FiO2。根據(jù)動脈血?dú)狻⒒颊咭缽男赃M(jìn)行調(diào)節(jié),若依從性差,則首選降低流量。如果 PaCO2明顯升高,流量宜升至45~55 L/min或更高,直到患者能耐受的最大流量(最高流量一般為60 L/min),以加強(qiáng)通氣效應(yīng)。溫度設(shè)置范圍為 31~37°C,可依據(jù)患者的舒適性和耐受度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2. 注意事項(xiàng)
(1) 調(diào)節(jié)原則:事實(shí)上,兩種呼吸衰竭的調(diào)節(jié)相似,若呼吸衰竭程度較輕,皆選擇較低的流量和FiO2;反之,皆需較高的流量和FiO2,然后根據(jù)低氧血癥的改善程度加以調(diào)節(jié)。對于嚴(yán)重低氧血癥患者,選擇較高的FiO2,但流量不高是常見的應(yīng)用問題。
(2) 設(shè)備設(shè)置的FiO2和實(shí)際輸入氣道的FiO2不同:實(shí)際輸入氣道的FiO2取決于預(yù)設(shè)FiO2和吸入氣流量的綜合效應(yīng)。預(yù)設(shè)濃度的空氧混合氣進(jìn)入氣道,必然會帶入部分空氣,導(dǎo)致實(shí)際進(jìn)入氣道的FiO2低于設(shè)置FiO2。流量越低,自主呼吸越強(qiáng),輸入氣道的FiO2也越低;反之則越高。故需要較高FiO2時(shí),設(shè)置的流量宜較高;同樣,PaCO2較高時(shí),流量也應(yīng)該較高。
(3) 流量和FiO2達(dá)最高水平,氧合水平達(dá)不到要求或PaCO2升高,宜及早改用 MV。