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。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,简称为 HFNC(图1)。
国际主流HFNC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。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设备的结构特点及作用原理
(二)HFNC的生理学机制
1. 呼气末正压(PEEP)效应: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。HFNC流量每增加10L/min,患者咽腔PEEP就增加0.5~1cmH2O。流量增加到60L/min时,闭口的女性受试者咽腔PEEP可达到8.7cmH2O左右,男性为5.4cmH2O;张口呼吸情况下女性为3.1cmH2O,男性为2.6cmH2O左右。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。
2. 生理死腔冲刷效应: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。发现CO2清除率和HFNC的气体流速和佩戴时间直接相关。
3. 维持黏液纤毛清除系统功能: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。与普通氧疗相比,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。
4. 降低患者上气道阻力和呼吸功: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。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。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。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。
三、HFNC和NPPV的异同点
HFNC和NPPV的不同点见表1。
四、HFNC临床适应证及禁忌证
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、3。
五、临床应用
(一)急性Ⅰ型呼吸衰竭
1. 重症肺炎:
推荐建议:重症肺炎合并急性Ⅰ型呼吸衰竭(100mmHg≤P/F<300mmHg)可考虑应用HFNC,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P/F明显改善。
2. 急性呼吸窘迫综合征(ARDS):
推荐建议:HFNC 可作为轻度患者(P / F为200~300mmHg)的一线治疗手段;对于中度患者(P / F为 150~200 mmHg),在无明确 的气管插管指征下,可先使用1h后再次进行评估,如症状无改善则需改为NPPV或有创通气;P/Fi<150mmHg 的患者,不建议常规应用HFNC治疗。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。
3. 其他Ⅰ型呼吸衰竭疾病:
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,但不能改变预后。
(二)有创通气撤机
1. ICU 危重症患者撤机: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。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;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。
2. 外科术后患者撤机:
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,减少胸外科手术患者的住院天数。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。
(三)Ⅱ型呼吸衰竭
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1h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。对于慢阻肺稳定期患者,存在长期氧疗指征时(即 PaO2≤55mmHg或SaO2<88%伴或不伴有高碳酸血症;或55 mmHg<PaO2≤60 mmHg,伴有肺动脉高压、肺心病临床表现或红细胞压积>0.55),可以尝试应用HFNC,用于改善患者的运动耐力和生活质量。
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20~30L/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45~55L/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%。
2. 使用中注意事项:(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;(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。
急诊成人经鼻高流量氧疗临床应用专家共识
HFNC 急诊成人临床应用推荐
2.1 急性Ⅰ型呼吸衰竭
推荐意见 1 :对于急性Ⅰ型呼吸衰竭患者,推荐使用 HFNC 替代 COT 以降低气管插管率和呼吸支持升级需求(证据等级Ⅰ,推荐强度 A)。目前尚无足够证据支持HFNC 能够替代 NIV,对于已经接受 NIV 的急性Ⅰ型呼吸衰竭患者,若对 NIV 不耐受,可在密切监测下尝试 HFNC治疗。(证据等级Ⅱ,推荐强度 B)
2.2 Ⅱ型呼吸衰竭
推荐意见 2 :对于 COPD 合并轻中度高碳酸血症(pH>7.25)的患者,HFNC 可作为初始呼吸支持的选择 之一。对于不耐受 NIV 的 COPD 合并中度高碳酸血症(7.25<pH<7.35)的患者,建议使用 HFNC 治疗。对于pH<7.25 的高碳酸血症患者,不建议使用 HFNC 治疗。(证据等级Ⅱ,推荐强度 B)
2.3 机械通气拔管后
推荐建议 3 :对于机械通气插管超过 24 h 且具有拔管后呼吸衰竭高危因素的患者,建议在拔管后使用 HFNC 替代 COT(证据等级Ⅰ,推荐强度 A)。对于临床通常在机械通气拔管后序贯进行 NIV 的患者,建议继续使用 NIV ;若对 NIV不耐受建议使用 HFNC。(证据等级Ⅱ,推荐强度 B)
2.4 外科术后
推荐建议 4:对于接受心脏或胸腔手术的高风险和(或) 肥胖患者,推荐术后立即使用 HFNC 替代 COT,以减少再插管和呼吸支持升级需求(证据等级Ⅰ级,推荐强度 A)。腹部手术后患者不建议常规使用 HFNC。(证据等级Ⅱ,推荐强度 B)
2.5 气管插管预氧合
推荐意见 5 :不推荐在气管插管预氧合时常规应用HFNC,对于气管插管前已接受 HFNC 治疗的患者,预氧合及插管过程中可继续使用 HFNC。(证据等级Ⅱ,推荐强度 B)
2.6 支气管镜检查
推荐意见 6 :对于不伴有呼吸衰竭的急诊患者,推荐使用 HFNC 替代 COT 预防气管镜操作过程中低氧血症的发生。对于合并急性呼吸衰竭的患者,HFNC 可以作为NIV 的替代用于气管镜操作过程中。(证据等级Ⅱ,推荐强度 B)
2.7 HFNC 使用禁忌证
因此需要紧急建立人工气道的情况均为 HFNC 的绝对禁忌证,如呼吸心搏骤停、急性呼吸道梗阻、血流动力学显著不稳定及自主呼吸微弱等。有些临床情况可以预见 HFNC 治疗失败率较高,或存在影响 HFNC 的正常使用的情况,则为相对禁忌证,如严重低氧血症(氧合指数 <100 mmHg)、显著二氧化碳潴留(pH<7.25)、矛盾呼吸运动、气道分泌物多且无排痰能力、鼻面部手术或创伤、鼻腔明显堵塞及 HFNC 不耐受等。
推荐意见7 :急诊临床使用 HFNC 前应充分评估HFNC 禁忌证,对存在呼吸心搏骤停、急性呼吸道梗阻、 血流动力学显著不稳定及自主呼吸微弱等情况应避免使用HFNC ;对存在严重低氧血症(氧合指数 <100 mmHg)、显著二氧化碳潴留(pH<7.25)、矛盾呼吸运动、气道分泌物多且无排痰能力等情况应慎重使用 HFNC。(证据等级Ⅱ,推荐强度 A)
3 HFNC 参数设置及使用流程
3.1 Ⅰ型呼吸衰竭
建议气体流量初始设置为 40~60 L/min,为快速缓解呼吸困难和防止呼吸肌疲劳,在患者耐受的情况下应尽量设置比较高的初始气体流量(如60 L/min)。初始 FiO2 为 100%,初始温度设置为 37 ℃。此后根据患者呼吸频率和舒适度调节气体流量,以 SPO2 90%~96% 为目标调节FiO2。如果未达到目标呼吸频率(<25~30 次 /min)及目标 SPO2,在流量设置 <60 L/min 时建议先上调气体流量,每次 5~10 L/min,因为更高的流量可减少患者空气的吸入,并增加气道压力,从而改善肺泡通气。如果 SPO2 仍未达标, 再予上调 FiO2。根据患者舒适度和痰液黏稠度调节温度设置(31~37 ℃)。
推荐意见 8 :对于Ⅰ型呼吸衰竭的急诊患者,推荐HFNC 气体流量初始设置为 40~60 L/min,初始 FiO2 为100%,初始温度设置为 37 ℃,并根据患者呼吸频率、SPO2 及舒适度等进行动态调节。(证据等级Ⅱ,推荐强度 A)
3.2 Ⅱ型呼吸衰竭
建议气体流量初始设置为 50~60 L/min,初始 FiO2 以SPO2 88%~92% 为目标设定(FiO2 一般不超过 0.4),初始温度设置为 37℃ [53]。此后,根据患者呼吸频率、舒适度和血气分析调节气体流量,二氧化碳潴留缓解不明显可适当加大气体流量,以 SPO2 88%~92% 为目标调节气体 FiO2,根据患者舒适度和痰液黏稠度调节温度设置(31~37 ℃)。
推荐意见 9 :对于Ⅱ型呼吸衰竭的急诊患者,推荐HFNC 气体流量初始设置为 50~60 L/min,初始 FiO2 以SPO2 88%~92% 为目标设定,初始温度设置为 37℃,并根据患者呼吸频率、SPO2、血气分析及舒适度等进行动态调节。(证据等级Ⅱ,推荐强度 B)
3.3 HFNC 撤离
在患者原发病得到控制,呼吸情况好转时,可考虑逐步降低 HFNC 条件。首先逐步降低 FiO2,当Ⅰ型呼吸衰竭患者 FiO2 降低到 0.4 以下或Ⅱ型呼吸衰竭患者 FiO2 降低到 0.35 以下时,逐步降低气体流量(每 1~2 h 降低 5~10 L/min),当气体流量降低到 15 L/min 时停用 HFNC,改为COT。在气体流量下降过程中应密切监测呼吸频率、SPO2、血气分析、呼吸运动及患者呼吸困难主诉等,若上述指标恶化,则暂缓降低气体流量。
推荐意见 10 :在 HFNC 撤离过程中,建议先降低FiO2,后降低气体流量,当气体流量降低到 15 L/min 时停用 HFNC,改为 COT。(证据等级Ⅱ,推荐强度 B)
HFNC 急诊使用流程见图 2。
4 HFNC 治疗监测
推荐意见 11 :在 HFNC 开始的 1~2 h 内应密切观察,如果出现任何一个失败预测指标(呼吸频率 >35 次 /min,SPO2 ≤ 88%,ROX 指数 <2.85,胸腹部矛盾运动或使用辅助呼吸肌等),应及时进行呼吸支持升级(NIV 或有创通气)。若使用 HFNC 48 h 呼吸情况仍无改善,仍存在任何一个上述失败预测指标,或 ROX 指数进行性下降,或血流动力学不稳定,视为 HFNC 治疗失败,建议升级为有创通气。
(证据等级Ⅱ,推荐强度 B)
5 HFNC 使用其他注意事项
⑴体位 :使用前应告知患者治疗目的和注意事项,取得患者配合,建议治疗时采取半卧位。
⑵鼻塞型号 :HFNC 的专用鼻塞具有透水不透气的特点,鼻塞根据孔径有大中小型号之分,建议选择小于鼻孔内径 50% 的最大型号鼻塞。
⑶固定 :HFNC 的加热导丝单回路管路近鼻塞端可使用专用夹子固定在患者衣服或被子等处,以避免患者体位改变时鼻塞的牵拉移位,专用鼻塞使用可调节的弹性固定带固定,使鼻塞妥善固定在位。固定带松紧应适度,过紧易压迫损伤皮肤,过松易导致鼻塞移位影响疗效。
⑷闭口呼吸 :张口呼吸会导致气道内正压下降,影响治疗效果,应嘱患者尽量闭口呼吸。
⑸ HFNC 不良反应 :HFNC 治疗耐受性和舒适性较好,临床不耐受少见。少数患者可能会出现鼻出血、气流过冲、黏膜干燥、耳鸣等不适,可根据患者耐受性调节温度、气体流量等设置。
⑹冷凝水处理 :HFNC 使用过程中会出现少量冷凝水积聚在管路中,应注意及时处理。同时患者鼻塞位置高度应保持高于机器和管路水平,以防止误吸。
⑺使用后处理 :HFNC 撤离后应对 HFNC 装置进行终末消毒,独立型机器使用自带的消毒回路进行仪器内部消毒。HFNC 管路、鼻导管及湿化罐为一次性物品,按医疗垃圾管理。
6 HFNC 在急诊特殊人群中的应用
6.1 免疫抑制患者
推荐意见 12 :HFNC 可以作为免疫抑制合并急性Ⅰ型呼吸衰竭患者初始氧疗选择之一,使用 NIV 的患者若对NIV 不耐受,可考虑 HFNC 替代治疗。
6.2 急性心力衰竭
推荐意见 13 :HFNC 可以作为急诊心力衰竭患者初始氧疗选择之一,对于使用 NIV 的患者若不耐受可考虑HFNC 替代治疗。
6.3 一氧化碳中毒
推荐意见 14 :HFNC 可以作为轻度一氧化碳中毒患者初始氧疗选择之一。(证据等级Ⅲ,推荐强度 B)
6.4 舒缓治疗
推荐意见 15 :HFNC 可以作为急诊舒缓治疗患者初始氧疗选择之一,对 NIV不耐受的患者可尝试 HFNC治疗。(证据等级Ⅱ,推荐强度 B)