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一、HFNC的定义及其发展历史
HFNC是指一种通过高流量鼻塞持续为患者提供可以调控并相对恒定吸氧浓度（21%~100%）、温度（31~37 ℃）和湿度的高流量（8~80 L/min）吸入气体的治疗方式。该治疗设备主要包括空氧混合装置、湿化治疗仪、高流量鼻塞以及连接呼吸管路[3]。结合国内和国际通用命名习惯，本共识统一采用"经鼻高流量湿化氧疗"进行表述，英文简称为HFNC（图1）。
图1 经鼻高流量湿化氧疗仪示意图 人类开始氧气治疗的历史可回溯到18世纪后叶，20世纪初即开始应用橡胶制作的鼻导管进行氧疗[4]。1987年美国研发了最高流量可达20 L/min的氧疗加温湿化装置MT-1000，应用于囊性肺纤维化等患者氧疗促进下呼吸道分泌物排出。近10年来，HFNC进入快速发展和临床广泛应用阶段，国际主流HFNC装置都是采用无创呼吸机的工作原理：用空氧混合器进行空氧混合，吸入氧浓度（FiO2）为21%~100%，应用涡轮提供高流量的气体，采用呼吸机应用的加温加湿器和管路加热导丝对吸入气体进行全程加温加湿，并通过近患者端实时监测温度和氧浓度进行动态调控。另外，部分呼吸机厂家在有创和无创呼吸机上设置了HFNC功能，进一步拓展了呼吸机的临床适用范围，这也是未来的发展方向[5]。国内HFNC的历史仅有5年左右，在前期仿制国外HFNC的基础上进行创新，在很短的时间内形成自己的特色，如可自动调节和精确调控FiO2（21%~100%）、温度控制精度可达到±1 ℃、呼吸管路采用免消毒气路技术等。 二、HFNC设备的结构特点及其工作原理 （一）HFNC的结构特点 HFNC按其结构特点可分为3大组成部分。 （1）气体的空氧混合部分：其作用是将空气和氧气按预设氧浓度在涡轮前进行混合。氧浓度调控有2种方法，一种是通过浮标式氧气流量计调节氧气流量实现对氧浓度的控制，该方法无法预设氧浓度，只能通过调节氧气流量产生实际的FiO2；一种是微型比例阀和超声氧浓度传感器实现对氧浓度的控制，可以预设FiO2。 （2）气体的加温湿化部分：其作用是将空氧混合后的气体进行加温湿化。 （3）气体的输送部分：其作用是保证已完成加温湿化的空氧混合气体以恒温恒湿恒流速的方式输送至患者端。高流量湿化氧疗仪与患者连接部分为高流量鼻塞，高流量鼻塞的尖端呈斜面型的出口，质地柔软，用一个具有弹性可调节的过耳头带固定于患者面部。 （二）HFNC的生理学机制 HFNC通过输送高流速气体的方式，可以维持一定水平的PEEP，维持肺泡开放，有利于呼气末肺泡复张和气血交换。Corley等[6]通过使用电阻抗断层扫描（EIT）测量心脏手术后肺容积的生理学研究证明了HFNC可促进呼气末肺容积增加，表明HFNC通过高流量产生的PEEP作用促进肺复张。有研究结果显示，HFNC流量每增加10 L/min，患者咽腔PEEP就增加0.5~1 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）[7]。流量增加到60 L/min时，闭口的女性受试者咽腔PEEP可达到8.7 cmH2O左右，男性为5.4 cmH2O；张口呼吸情况下女性为3.1 cmH2O，男性为2.6 cmH2O左右。但值得注意的是，由于HFNC允许大量漏气，患者若张口呼吸必然导致PEEP水平不稳定[6]。 HFNC通过为患者提供恒定的、可调节的高流速空氧混合气体，冲刷患者呼气末残留在鼻腔、口腔及咽部的解剖无效腔的气体，可明显减少患者下一次吸气时吸入的CO2的含量[8]。Möller等[9]通过81 mKr气体测定HFNC对10名健康人鼻咽部和3例气管切开患者CO2的清除率，发现CO2清除率和HFNC的气体流速和佩戴时间直接相关。 HFNC主要关注于提供相对精确的恒温和恒湿的高流量氧疗，因而能够更符合人体生理情况下呼吸道的气体温度及湿度，降低医用干冷气体对上下呼吸道黏液纤毛系统功能和黏膜的影响[10]。与普通氧疗相比，使用HFNC可以明显降低患者鼻、口、咽喉的干燥评分，有助于稀释痰液和排痰，修复和维持人呼吸道上皮细胞和纤毛的结构和功能，提高患者的舒适度，降低下呼吸道感染的发生几率[6,11] 鼻咽腔通过提供较大的表面积对吸入气体进行湿化和温化，但同时吸入气体之间的摩擦会对气流产生明显的阻力[12]。HFNC可以提供满足患者吸气流速需求、恒温恒湿的高流量气体，患者在吸气时不需要用力吸气也不需要对吸入气体进行加温加湿，这样不仅降低吸气阻力，同时避免患者对吸入气体进行温化湿化所需的代谢消耗，减少患者的呼吸做功[13,14]。而且与常规氧疗输出的低流量氧气方式相比，HFNC能提供符合或超过患者所需的吸气峰流速，减少了吸气时空气的稀释作用，使得吸入氧气的浓度不会受到患者的呼吸频率、吸气流速、呼吸形态等因素的影响，为患者提供精确稳定的吸氧浓度，有利于改善患者氧合[6]。患者低氧状态得到改善，呼吸更舒适，自主用力呼吸减弱，加之PEEP作用，呼吸功会随之降低[15]。 三、HFNC与NPPV的异同点 HFNC和NPPV在治疗原理上存在许多相似之处。从工作原理上看，都是电动涡轮机驱动形成高速气流，通过电磁阀实现流量可控，气流均可加温加湿，都是传统意义上的正压通气，能够维持一定水平的PEEP，实现气道开放，减少死腔，改善通气，且允许开放气道发生漏气。HFNC和NPPV的不同点见表1[16,17]。 表1 HFNC和NPPV的不同点 四、HFNC临床适应症及禁忌症 由于各研究结果间的差异[18,19,20]，目前HFNC临床应用的适应证和禁忌证尚无统一的标准。根据已发表的HFNC临床应用研究证据，目前认为HFNC主要应用于治疗轻~中度Ⅰ型呼吸衰竭患者[21,22,23]。对于伴有严重通气功能障碍的Ⅱ型呼吸衰竭患者，由于HFNC无明显的通气辅助功能，且临床疗效仍不明确，此时应慎重选择HFNC。HFNC的应用时机、适应证和禁忌证见表2。 表2 HFNC临床应用适应证及禁忌证 推荐建议：HFNC的适应证是轻中度低氧血症（100 mmHg≤PaO2/FiO2<300 mmHg，1 mmHg=0.133 kPa）、没有紧急气管插管指征、生命体征相对稳定的患者；对轻度通气功能障碍（pH≥7.3）患者也可以谨慎应用，但要做好更换为NPPV或气管插管有创正压通气的准备（证据等级Ⅱ）。HFNC的禁忌证是心跳呼吸骤停、重度Ⅰ型呼吸衰竭、中重度呼吸性酸中毒高碳酸血症（pH<7.30）、合并多脏器功能不全等（证据等级Ⅲ）。为便于临床应用，本共识总结HFNC临床应用时机流程图，见图2、图3。 图2 急性呼吸衰竭经鼻高流量湿化氧疗应用时机 图3 拔管后经鼻高流量湿化氧疗应用时机 五、临床应用 （一）急性Ⅰ型呼吸衰竭 两中心的前瞻性队列研究结果显示，以社区获得性肺炎（CAP）为主的重症肺炎患者接受HFNC（2 h后SpO2/FiO2约100），其中28%因失败需行气管插管，治疗12 h后ROX指数（即SpO2/FiO2与呼吸频率比值）≥4.88是预测成功的重要指标[24]。多中心随机对照试验结果显示，HFNC治疗急性Ⅰ型呼吸衰竭患者[78%为重症肺炎，PaO2/FiO2为（157±89）mmHg]，28 d气管插管率为38%，与非重复吸入面罩和NPPV相比差异无统计学意义，但在PaO2/FiO2≤200 mmHg亚组比较中HFNC优于对照组；HFNC比对照组更能改善90 d的生存率[22]。重症H1N1肺炎（PaO2/FiO2为84~210 mmHg）的回顾性队列研究结果显示，HFNC可使常规氧疗失败的45%患者避免气管插管，成功的相关预测因素包括无休克、较低的SOFA（<4分）或APACHEⅡ评分（<12分），以及HFNC后6 h内PaO2/FiO2明显改善；存在呼吸系统慢性基础疾病（哮喘或慢阻肺）者使用HFNC的成功率较高。HFNC治疗失败后转为有创通气患者的病死率为27.3%，高于起始使用有创通气患者20%的病死率，但气管插管的延迟与病死率之间无统计学关联[25]。 推荐建议：重症肺炎合并急性Ⅰ型呼吸衰竭（100 mmHg≤PaO2/FiO2<300 mmHg）可考虑应用HFNC（证据等级Ⅱ），成功的相关因素包括无休克、较低的SOFA（<4分）或APACHEⅡ评分（<12分），以及HFNC后6 h内PaO2/FiO2明显改善（证据等级Ⅱ）。 ARDS是以急性顽固性Ⅰ型呼吸衰竭为主要临床表现的综合征，纠正缺氧是ARDS治疗的重要策略[26]。一项多中心随机开放研究结果显示，将患者分成HFNC组、传统氧疗组以及NPPV组，第28天的气管插管率分别为38%、47%和50%（P>0.05），提示与传统氧疗和NPPV比较，HFNC并不能降低气管插管率，但可以改善90 d病死率；进一步亚组分析，氧合指数<200 mmHg的患者，与标准氧疗和NPPV比较，HFNC组气管插管率更低[22]。一项根据柏林定义ARDS的诊断和严重程度分级的临床研究结果显示，45例ARDS患者采用HFNC治疗，其中33%患者为重度ARDS，38%为中度ARDS，29%为轻度ARDS，结果成功27例（60%）；对治疗失败的患者资料分析结果显示，简化急性生理评分Ⅱ（SAPS Ⅱ）评分较成功组高，多器官功能不全、血流动力学不稳定和意识障碍是HFNC失败的独立预测因素；该研究结果同时证明，HFNC仅可在轻中度Ⅰ型呼吸衰竭患者中使用，在重度低氧性呼吸衰竭患者中不被推荐[27]。一项单中心观察性研究结果显示，与传统氧疗相比，HFNC同NPPV类似，可以显著降低呼吸频率、改善氧分压，且HFNC耐受性比NPPV好，但如果HFNC治疗1 h后呼吸频率仍高于30次/min，则需要插管的风险明显增高[28]。最近一项荟萃分析结果表明，HFNC与NPPV比较，治疗ARDS时的气管插管率和拔管后的再插管率的差异无统计学意义，但由于纳入的患者群体不同，不同的研究存在一些互相矛盾的结果[29]。 推荐建议：HFNC可作为轻度ARDS患者（PaO2/FiO2为200~300 mmHg）的一线治疗手段（证据等级Ⅱ）；对于中度ARDS患者（PaO2/FiO2为150~200 mmHg），在无明确的气管插管指征下，可先使用HFNC 1 h后再次进行评估，如症状无改善则需改为NPPV或有创通气（证据等级Ⅱ）；PaO2/FiO2<150 mmHg的ARDS患者，不建议常规应用HFNC治疗（证据等级Ⅲ）。预测HFNC治疗失败的因素包括：SAPS Ⅱ评分≥30分、多器官功能不全、血流动力学不稳定、意识状况改变、合并Ⅱ型呼吸衰竭的ARDS患者（证据等级Ⅲ）。 一项急诊科纳入急性心源性肺水肿患者（SpO2为88.7%±8%）的随机对照研究结果显示，在30 min内HFNC比传统氧疗能更明显地降低呼吸频率，两者都能提高SpO2且差异无统计学意义，在改善住院率、机械通气率及病死率等方面也无统计学差异[30]。一篇纳入免疫抑制继发急性呼吸衰竭患者（PaO2/FiO2为116~155 mmHg）的荟萃分析结果表明，相比于NPPV和传统氧疗，HFNC可显著降低短期病死率（包括ICU病死率、28 d病死率和住院病死率）（RR=0.66）和气管插管率（RR=0.76），但没有降低住ICU时间[31]。近期发表的一项针对免疫抑制继发呼吸衰竭的随机对照研究中，HFNC组和常规氧疗组PaO2/FiO2分别是136（96~187）mmHg和128（92~164）mmHg，结果显示HFNC组改善氧合更显著（分别为150和119 mmHg），但不能改变死亡预后[32]。有4例PaO2/FiO2为63~88 mmHg的特发性肺纤维化急性加重患者应用HFNC治疗能显著改善氧合，降低呼吸频率，缓解呼吸困难，直至急性加重病程缓解，患者的主观舒适性及耐受性良好[33,34]。对PaO2/FiO2为61.7 mmHg的皮肌炎相关间质性肺炎的病例报道，HFNC可避免气管插管，缓解呼吸窘迫，减少焦虑，并允许患者早期下床康复活动，显著提高了住院期间的生活质量[35]。 推荐建议：HFNC对急性心源性呼吸衰竭、免疫抑制继发急性Ⅰ型呼吸衰竭和间质性肺疾病急性加重能在一定程度上改善氧合（证据等级Ⅲ），但不能改变预后（证据等级Ⅱ）。 （二）有创通气撤机 回顾性研究[36,37]结果显示，与鼻导管吸氧相比HFNC可以降低再插管率，但与NPPV比较再插管率没有明显差异。一项多中心随机研究[38]结果显示，再次插管低风险患者（有创通气撤机高风险和低风险的标准见图3）拔管后接受HFNC治疗，相比传统氧疗72 h再插管风险显著降低；同时，与传统氧疗相比，HFNC可以显著降低拔管后呼吸衰竭发生率，但是两组再次插管的时间、呼吸道感染发生率、脓毒症发生率、多脏器功能衰竭发生率、住ICU时间、住院时间、ICU及住院病死率没有明显差异。另有荟萃分析研究[39]比较了成人患者拔管后使用HFNC与传统氧疗和NPPV之间的差异，发现HFNC组相比传统氧疗再次插管率明显降低（OR=0.52，95% CI为0.34~0.80，P=0.003），与NPPV比较再插管率差异无统计学意义（OR=1.13，95% CI为0.86~1.49，P=0.38），且3组间的ICU病死率及ICU住院时间之间均没有明显差异。但在针对无高碳酸血症的再次插管高风险患者的一项多中心的研究结果[40]显示，HFNC组与传统氧疗组的再插管率、住ICU时间、住院时间及病死率没有明显差异。其他的研究结果表明，HFNC与传统鼻导管氧疗、文丘里面罩等比较，氧合改善更为明显；与传统NPPV比较可以降低痰液黏稠度和鼻面部压疮的发生率，舒适性更好[41,42,43,44]。临床上也可以考虑HFNC与NPPV交替使用，对改善氧合与提高患者的舒适度可有效兼顾。 推荐建议：对于再次插管低风险患者，HFNC与传统氧疗比较可以降低拔管后再插管率，但与NPPV比较不能降低再插管率；对于再次插管高风险患者（无高碳酸血症），HFNC与传统氧疗比较不能降低再插管率（证据等级Ⅱ）；有创机械通气撤机后HFNC不能缩短住ICU时间及住院时间，也不能降低病死率（证据等级Ⅲ）。 （1）腹部手术后：一项法国的多中心RCT[45]研究了腹部手术或胸腹联合术后的患者脱机拔管后即刻序贯传统氧疗或HFNC，结果发现与传统氧疗相比，HFNC在应用后第1小时和应用结束时均不能明显改善腹部术后拔管患者的氧合情况（PaO2），但HFNC可以缩短患者需要接受氧疗的时间，但不能降低再插管率和升级呼吸支持的需要，在术后7 d中肺部其他并发症的发生率也没有显著差异。 （2）心脏手术后：与传统氧疗相比，在心脏术后患者的拔管过程中序贯HFNC的临床效果似乎更为理想。相关荟萃分析结果显示[46]，HFNC能降低心脏术后患者升级呼吸支持的需要（RR=0.61，P<0.001），但ICU住院天数无明显差异（RR=0.96，P=0.98）。应用HFNC 4 h后患者舒适度明显优于传统氧疗组。 （3）肺部手术后：英国的一项单中心RCT[47]研究了选择性肺叶切除的患者脱机拔管后即刻序贯传统氧疗或HFNC，结果显示两组的6 min步行距离差异无统计学意义，但HFNC降低了患者的住院天数。 推荐建议：外科手术后脱机序贯应用HFNC可以提高患者的舒适度，降低心脏术后患者升级呼吸支持的需求（证据等级Ⅰ），减少胸外科手术患者的住院天数（证据等级Ⅱ）。但与传统氧疗相比，HFNC不能降低腹部外科手术患者的再插管率（证据等级Ⅱ）。 （三）Ⅱ型呼吸衰竭 Bräunlich等[48]发现，高碳酸血症（PaCO2>45 mmHg）患者应用HFNC可以降低稳定期慢阻肺患者的PaCO2，而且与其漏气量和流速有关。有两项研究比较HFNC和NPPV对慢阻肺伴有轻度高碳酸血症患者的结果显示，二者均能降低患者的PaCO2水平，且HFNC和NPPV之间差异无统计学意义[49,50]。但也有小样本的研究结果证明[51]，应用HFNC后可能引起pH值下降，PaCO2增高。有4项RCT对长期（12个月）应用HFNC进行了研究[50,52,53,54]，结果显示与常规长期氧疗相比，长期应用HFNC可以减少慢阻肺患者急性加重次数和天数，减少住院次数[50,54]，能够显著降低PaCO2[52,53,54]，改善健康相关生活质量[53,54]，但对肺功能、6 min步行距离、呼吸困难症状和氧合的改善存在一定分歧。目前，慢阻肺稳定期患者HFNC的临床研究仍然较少，缺乏较大规模的前瞻性随机对照研究提供证据支持。 推荐建议：对于意识清楚的急性低氧血症合并高碳酸血症患者，可在密切监测下，尝试HFNC，若1 h后病情加重，建议立即更换无创呼吸机或气管插管，不建议作为常规一线治疗手段（证据等级Ⅱ）。对于慢阻肺稳定期患者，存在长期氧疗指征时（即PaO2≤55 mmHg或SaO2<88%伴或不伴有高碳酸血症；或55 mmHg 表3 经鼻高流量湿化氧疗临床应用推荐 六、HFNC临床操作 1．HFNC参数设置及撤离标准： （1）HFNC参数设置：①Ⅰ型呼吸衰竭：气体流量（Flow）初始设置30~40 L/min；滴定FiO2维持脉氧饱和度（SpO2）在92%~96%，结合血气分析动态调整；若没有达到氧合目标，可以逐渐增加吸气流量和提高FiO2最高至100%；温度设置范围31~37 ℃，依据患者舒适性和耐受度，以及痰液黏稠度适当调节。②Ⅱ型呼吸衰竭：气体流量（Flow）初始设置20~30 L/min，根据患者耐受性和依从性调节；如果患者二氧化碳潴留明显，流量可设置在45~55 L/min甚至更高，达到患者能耐受的最大流量；滴定FiO2维持SpO2在88%~92%，结合血气分析动态调整；温度设置范围31~37 ℃，依据患者舒适性和耐受度，以及痰液黏稠度适当调节。 （2）HFNC撤离标准：原发病控制后逐渐降低HFNC参数，如果达到以下标准即可考虑撤离HFNC：吸气流量<20 L/min，且FiO2<30%。 （1）上机前应和患者充分交流，说明治疗目的的同时取得患者配合，建议半卧位或头高位（>20度）； （2）选择合适型号的鼻塞，建议选取小于鼻孔内径50%的鼻导管[55]； （3）严密监测患者生命体征、呼吸形式运动及血气分析的变化，及时做出针对性调整； （4）张口呼吸患者需嘱其配合闭口呼吸，如不能配合者且不伴有二氧化碳潴留，可应用转接头将鼻塞转变为鼻/面罩方式进行氧疗； （5）舌后坠伴HFNC效果不佳者，先予以口咽通气道打开上气道，后将HFNC鼻塞与口咽通气道开口处连通，如仍不能改善，可考虑无创通气其他呼吸支持方式； （6）避免湿化过度或湿化不足，密切关注气道分泌物性状变化，按需吸痰，防止痰堵窒息等紧急事件的发生； （7）注意管路积水现象并及时处理，警惕误入气道引起呛咳和误吸，应注意患者鼻塞位置高度高于机器和管路水平，一旦报警，应及时处理管路冷凝水； （8）如若出现患者无法耐受的异常高温，应停机检测，避免灼伤气道； （9）为克服呼吸管路阻力，建议最低流量最好不小于15 L/min； （10）注意调节鼻塞固定带松紧，避免固定带过紧引起颜面部皮肤损伤； （11）使用过程中如有机器报警，及时查看并处理，直至报警消除； （12）使用过程中出现任何机器故障报错，应及时更换并记录报错代码提供厂家售后，严禁报错机器继续使用[45,55,56]。 为避免交叉感染，每次使用完毕后应为HFNC装置进行终末消毒，HFNC消毒连接仪器自带的消毒回路进行仪器内部消毒即可。HFNC的表面应用75%酒精或0.1%有效氯进行擦拭消毒，HFNC鼻导管、湿化罐及管路为一次性物品，按医疗垃圾丢弃。HFNC的空气过滤纸片应定期更换，建议3个月或1 000 h更换一次。 七、问题与展望 HFNC作为新的呼吸支持技术在临床得到广泛应用，对轻中度低氧性呼吸衰竭患者具有积极的治疗效果，在临床应用中如何规范合理使用，明确其适应范围，尚需要进一步的临床研究。另外HFNC设备还有待于进一步提高和完善，是否有必要将其技术整合到有创和无创呼吸机中尚需要进一步论证和临床认可。期待本共识能够对临床医务人员正确选择临床适应证，明确其临床价值和局限性，规范应用，为挽救患者生命、促进其尽早康复起到积极的作用。
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