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文献阅读 | 经鼻高流量氧疗和无创通气在急性呼吸窘迫综合征治疗中的价值

7019年05月03日 来源中华医学杂志 阅读：235次

 

摘要

 

急性呼吸窘迫综合征（ARDS）是重症医学科最常见的综合征之一，具有较高的发病率和病死率。顽固性低氧是ARDS最主要的表现，改善低氧是治疗ARDS的关键。由于ARDS病情进展迅速，通常需要使用有创通气，但近年来随着对ARDS认识的加深以及无创氧疗的发展，使经鼻高流量氧疗（HFNO）和无创机械通气（NIV）在ARDS中逐渐得以运用，本文就HFNO和NIV在ARDS中的运用价值进行述评。

 

关键词：呼吸窘迫综合征，成人；经鼻高流量氧疗；无创通气

 

急性呼吸窘迫综合征（ARDS）是由肺内、肺外的非心源性因素导致的弥漫性肺损伤引起的渗透性肺水肿，出现以顽固性低氧血症为特征的临床综合征［1］，是重症医学科最常见的综合征之一，具有较高的病死率。2016年Lung Safe研究［2］显示，重症医学科住院患者中ARDS占比10.4%，机械通气患者中占比23.4%，重度ARDS的病死率高达46%。自1967年首次描述以来，ARDS显著的异质性特征逐渐被认识［3,4］。2012年柏林定义综合了起病时间、肺部影像学、肺水肿来源及低氧血症程度对ARDS进行了临床诊断及严重程度的分类。根据动脉血氧分压/吸入氧浓度（PaO2/FiO2）将ARDS分为轻度（200mmHg<PaO2/FiO2≤300mmHg，1mmHg=0.133kPa）、中度（100mmHg<PaO2/FiO2≤200mmHg）和重度（PaO2/FiO2≤100mmHg）［1］。2023年ARDS全球新定义又将ARDS分成非插管ARDS、插管ARDS和资源有限情况下的ARDS三类，对ARDS定义进行了扩展［5］，在非插管患者中，使用经鼻高流量氧疗（HFNO）≥30L/min或呼气末正压（PEEP）≥5cmH2O（1cmH2O=0.098kPa）的无创通气（NIV），PaO2/FiO2≤300mmHg或经皮血氧饱和度/吸入氧浓度（SpO2/FiO2）≤315mmHg且SpO2≤97%，通过胸部X线片、CT或训练有素的操作人员进行的超声检查证实的双侧浸润影可诊断为ARDS。这让人们对ARDS的识别更为提前，从而尽早干预，最大程度避免重症的进展，降低病死率。ARDS病理生理特征是肺泡毛细血管内皮损伤后通透性增加，肺容积减少，肺顺应性降低，肺内动静脉分流导致的通气/血流比值严重失调和弥散功能障碍，导致进行性的顽固性低氧血症。机械通气是治疗ARDS的最有效措施之一，因疾病进展迅速，重度ARDS常需要有创机械通气。过去十年，随着无创呼吸支持技术的发展，ARDS早期诊断和分层诊断的实现，使轻度和中度ARDS可通过无创呼吸支持缓解，进而避免气管插管。本文就HFNO和NIV在ARDS中的应用现状进行评述。

 

01 无创呼吸支持技术（HFNO、NIV）

 

HFNO是一种将加热和加湿的氧气以高流量输送到鼻腔的通气方式，具有能提供恒定氧浓度、冲刷解剖死腔、提供PEEP（0.5cmH2O/（10 L·min）、充分温湿化、减少呼吸做功、改善黏膜纤毛的清除力以及改善患者的舒适度和耐受性等优点［6］。缺点是提供的PEEP有限，且PEEP值与患者是否张口呼吸，上呼吸道解剖结构、氧流量大小、有无鼻部口腔漏气等有关。HFNO适用于各种原因所致的轻-中度急性低氧血症、接受机械通气撤机和气管切开的患者［7］。

 

NIV是指患者通过鼻罩、口鼻面罩、全面罩或头盔等无创性方式与呼吸机相连接进行辅助通气，可在一定程度上开放塌陷的肺泡，提高肺通气容积，改善通气与通气/血流比值，改善氧合及二氧化碳潴留等。NIV适用于轻-中度Ⅰ型或Ⅱ型呼吸衰竭、心源性肺水肿，也可用于有创-无创通气序贯治疗和术后患者［8］，绝对禁忌证包括心脏骤停和需要立即心肺复苏、气管插管等生命支持的患者。NIV可提供更高的PEEP，通过改善氧合以及对肺和膈肌的保护作用从而可能避免气管插管、镇静以及减少有创机械通气并发症。但自主呼吸较强的患者可产生高的跨肺压，或局部肺组织过度膨胀导致额外的肺损伤，即自主呼吸肺损伤（PSILI）［9］，加重ARDS。在重度ARDS中，肺泡塌陷严重，常需要更高的PEEP，需要进行气管插管机械通气，因此，无创呼吸支持技术研究多在轻度和中度ARDS（100mmHg<PaO2/FiO2≤300mmHg）患者中进行。

 

02 HFNO及NIV在ARDS中的应用

 

（一）HFNO和NIV在非免疫缺陷ARDS中的运用

 

HFNO由于其使用的简单性、舒适性和临床效果，近十年来被广泛应用于临床。2015年FLORALI多中心随机对照试验（RCT）［10］，纳入了310例呼吸频率（RR）>25次/min，PaO2/FiO2≤300mmHg的患者，且77%患者PaO2/FiO2<200mmHg，纳入患者大多为肺炎所导致的中度ARDS患者；HFNO组插管率为38%（40/106例），常规氧疗（COT）组为47%（44/94例），面罩NIV组为50%（55/110例），与COT或NIV相比，HFNO可部分降低插管率（ P=0.18、0.17），后期分析也发现HFNO降低了重症监护病房（ICU）90d内的死亡率（COT：HFNO，90d死亡的RR=2.01，P=0.046，NIV：HFNO，RR=2.5，P=0.006）。

 

所以，对于伴有呼吸驱动增加的轻度和中度ARDS患者，HFNO相比COT可能存在一定优势，相比NIV更能使患者获益，由于呼吸驱动的增加，使用无创时可能导致PSILI的增加，进一步加重ARDS。FLORALI研究［10］也并未观察到NIV的负性效果。自此之后，关于HFNO相比COT或NIV的RCT研究相继出现来验证这一结果，在2019年一项纳入了9项RCT的荟萃研究评估伴有RR增快（>22~25次/min）的急性呼吸衰竭患者（PaO2/FiO2<300mmHg）发现，使用HFNO较COT可降低插管率（RR=0.86，95%CI：0.74~0.99），但对病死率无明显影响（RR=0.94，95%CI：0.67~1.31）［11］。

 

因此，针对呼吸驱动增加的轻度和中度ARDS患者，因为HFNO是吸入加热加湿的气体，可防止分泌物聚集和减少肺不张，舒适度高，且由于高流速和上呼吸道死腔冲洗产生的低水平PEEP效应，且NIV可能会因为呼吸驱动增加导致PSILI发生，故对这部分患者可能使用HFNO更能获益。

 

（二）HFNO和NIV在免疫缺陷ARDS中的运用

 

随着器官移植技术的发展，免疫抑制人群增多，当发生急性呼吸衰竭收入ICU后，危及生命的并发症发生率远较免疫正常患者高。为了尽量避免或减少呼吸机相关的感染性并发症，促使人们积极探索无创呼吸支持技术在免疫功能低下患者中的应用。既往多项研究表明，相比于COT，HFNO可改善轻度ARDS患者氧合，降低插管率，但对病死率无影响［12,13］。多中心RCT也表明早期NIV并不能降低28d死亡率，在ICU获得性感染、机械通气持续时间、住ICU或住院时间等方面差异亦均无统计学意义［14］。2016年Frat等［15］对FLORALI多中心RCT亚组分析，82例免疫功能低下且PaO2/FiO2≤300mmHg的患者，HFNO、COT和NIV+HFNO插管率分别为31%、43%和65%，HFNO仍拥有更低的插管率。在后续亚组分析中，死亡患者在开始NIV后1h测得的潮气量为11.1ml/kg，显著高于存活者的7.6ml/kg，提示压力支持产生的高潮气量可能通过诱发叠加呼吸机引起的肺损伤，而进一步恶化先前存在的肺损伤。

 

2022年发表的多中心FLORALI-IM试验［16］，纳入299例RR>25次/min、PaO2/FiO2≤300mmHg的免疫功能低下的急性呼吸衰竭患者，发现HFNO单独使用组和NIV与HFNO交替使用组在28d死亡率、插管率或无呼吸机天数等方面无显著差异；HFNO比NIV更容易使用，舒适度更高；且由于NIV高呼吸驱动无法实现保护性通气量，因此其在针对免疫功能低下的ARDS人群中应谨慎使用，因免疫缺陷患者常伴随肺间质改变，甚至肺纤维化，常伴有呼吸驱动的增强，这一情况将更为严重。

 

因此，基于目前数据，HFNO对于免疫功能低下的ARDS患者，尤其伴有呼吸驱动增强的患者，可能较NIV更为适用，但现有数据较少，仍需要更多研究验证。

 

（三）不同类型NIV在ARDS中的运用

 

NIV分为口鼻面罩型和头盔型，能较HFNO提供更高PEEP，尤其是头盔型NIV，提供的PEEP较口鼻型更高。对于中度ARDS患者，其肺泡塌陷较轻度更严重，需要更高的PEEP来开放肺泡。2016年Patel等［17］的一项单中心RCT表明，头盔NIV相比面罩NIV可更显著地降低ARDS患者的插管率（分别为18.2%与61.5%，P<0.001），该研究纳入83例ARDS患者，其中60例（72%）患者PaO2/FiO2≤200mmHg，且头盔NIV组患者持续PEEP的中位数（8.0cmH2O）明显高于面罩NIV组（5.1cmH2O），插管率的显著降低可能部分是由于更高水平的PEEP的有效输送［17］。

相比于HFNO，在2020年Grieco等［18］对低氧血症患者HFNO与头盔NIV的生理学进行比较，纳入了RR>25次/min，PaO2/FiO2≤200mmHg的ARDS患者，纳入的患者接受头盔NIV（PEEP≥10cmH2O，压力支持10~15cmH2O）和HFNO（50L/min）。与HFNO相比，头盔NIV在ARDS期间改善了氧合，限制了吸气努力，减少了呼吸困难和RR。该研究提出，在PaO2/FiO2≤200mmHg的ARDS患者中，高PEEP头盔NIV可能比HFNO更适于优化氧合和减轻吸气努力，特别是在中度ARDS患者和在HFNO期间表现出高驱动的患者［19］。2022年Chaudhuri等［20］的荟萃分析包括16项RCT和8项观察性研究，比较头盔NIV与面罩NIV或HFNO在急性呼吸衰竭患者中的疗效，结果表明与面罩NIV相比，头盔NIV可减少死亡率（RR=0.56，95%CI：0.33~0.95）和气管插管（RR=0.35，95%CI：0.22~0.56）；与HFNO相比，头盔NIV可能会减少气管插管（RR=0.59，95%CI：0.39~0.91）［20］，但其对死亡率的影响尚不确定。

 

目前对于中度ARDS，为了尽可能避免插管或不具备插管的条件，可考虑使用头盔NIV，因为头盔NIV可提供更高的压力支持，开放肺泡，降低吸气努力等，因头盔NIV在国内基本很少使用，仍可使用面罩NIV，临床医师应具有适当的经验和专业知识，同时应该监测患者呼吸困难的临床体征、潮气量、RR以及吸气努力等，以避免PSILI的发生，一旦临床改善不明显，需立即评估有创机械通气指征。

 

（四）HFNO和NIV在ARDS治疗中转有创通气时机

 

HFNO和NIV在ARDS中应用时，目标应该是平衡避免镇静和气管插管的益处与PSILI和延迟插管的弊端。因此，在无创呼吸支持期间及时发现支持无效至关重要，以免延误气管插管和保护性通气。一项多中心前瞻性观察队列研究显示，在接受HFNO治疗的肺炎患者中，（SpO2/FiO2）/RR（ROX指数）可帮助识别插管低风险和高风险患者，HFNO治疗2h时ROX<2.85、6h时<3.47、12h时<3.85，可提示这类患者HFNO氧疗失败，需要改用气管插管［21］。然而，一项单中心前瞻性研究提出（SpO2/FiO2）/VT（VOX指数）在HFNO治疗0、2、6h的HFNO失败的总体判别能力均优于ROX指数［22］。另一项研究表明，在NIV的前2h内通过食道压力变化，评估的吸气困难缓解程度是24h NIV结果的早期和准确预测指标［23］。

 

目前无创呼吸支持技术治疗最大的问题仍是治疗失败，ROX、VOX、吸气努力可能有一定的预示价值。ROX、VOX未来是否可作为预测HFNO、NIV失败的有效指标以及具体的截断值，仍需要更进一步的研究，目前仍然是根据临床监测加以判断。HFNO治疗中氧合改善虽然不明显，若没有呼吸驱动增强，还可密切观察下继续NIV，但若伴随呼吸驱动明显增加，就应该直接考虑中转有创通气。

 

03 HFNO及NIV在新型冠状病毒感染相关ARDS（C-ARDS）中的应用

 

C-ARDS是一种类似于传统ARDS的损伤形式 ［24,25］，与传统ARDS相同之处在于都是引起肺泡上皮细胞、肺间质以及肺毛细血管组成的肺泡毛细血管膜的损伤，不同点在于新型冠状病毒与血管紧张素转化酶2受体结合，激活炎症，导致肺内广泛微血栓形成，造成严重通气/血流比失调，因为渗出并不明显，故C-ARDS顺应性的变化与低氧血症的严重程度不一致［26］。据报道，16例C-ARDS接受通气的患者，平均静态顺应性为50.2ml/cmH2O［27］。

 

临床上HFNO已被广泛用于早期C-ARDS。HENIVOT研究中，与单独使用HFNO相比，头盔NIV组的中度C-ARDS患者（PaO2/FiO2≤200mmHg）气管插管率明显降低（30%比51%，P=0.03）［28］。2022年发表的一项大型多中心RCT（RECOVERY-RS）中［29］，在C-ARDS患者中，30d内气管插管或病死率，持续气道正压（CPAP）组（36.3%）显著低于COT组（44.4%，P=0.03），但HFNO组（44.3%）与COT组（45.1%）差异无统计学意义（P=0.83）［29］。然而，一项包括了137家医院的多中心前瞻性研究显示，与NIV相比，HFNO虽然不能改善90d死亡率，但改善了患者的氧合，且NIV与90d死亡率增加相关［30］。因此，HFNO可能更适用于轻度C-ARDS患者，对PaO2/FiO2<200mmHg的C-ARDS患者，头盔NIV可能更适用。

 

俯卧位治疗在ARDS中具有重要的地位，通常人们把对清醒、自主呼吸、非插管患者的俯卧位称为清醒俯卧位（APP），APP具有改善通气/血流比，增加肺顺应性，减少肺内分流、促进肺复张、可主动表达不适感以及减少压疮等优点，APP在新型冠状病毒感染流行期间得到了很好的推广。多项研究表明，新型冠状病毒感染患者在使用HFNO和NIV过程中，进行APP治疗可明显改善氧合［31,32,33］，对于PaO2/FiO2>150mmHg的患者可能在一定程度上降低插管率［33］。病情较重的患者通常需要机械通气治疗，但氧合在一定程度上的改善使处在资源匮乏条件下的患者能获得一些等待进一步治疗的宝贵时间，目前APP联合治疗在非C-ARDS中的作用尚不清楚。

 

04 HFNO和NIV可用于ARDS患者拔管后的序贯支持

 

对于ARDS患者拔管后的序贯支持，并无特定的研究进行说明，但对于包含有ARDS的所有机械通气患者来说，脱机拔管后的呼吸治疗方案的选择，可能会影响患者是否需要再次插管。既往研究表明在低风险拔管患者中，与COT组相比，使用HFNO可降低再次插管的风险［34］。在拔管失败的高危患者中，拔管后使用NIV+HFNO相较于HFNO可降低再次插管的风险（11.8%和18.2%，P=0.02）［35］。近期一项荟萃分析纳入36项RCT共6806例患者，探讨NIV和HFNO等无创呼吸技术在危重患者拔管失败中的作用，结果发现与COT相比，NIV（OR=0.65，95%CI：0.52~0.82）和HFNO（OR=0.63，95%CI：0.45~0.87）减少了再插管的风险［36］。2023年法国一项多中心重症肥胖症患者拔管后呼吸支持技术的RCT中发现，NIV联合氧疗（HFNO或COT）与单独使用氧疗（HFNO或COT）相比，在拔管后使用NIV可减少3d内的治疗失败［37］。这些研究表明，对于高风险拔管患者，NIV联合HFNO可作为拔管后的序贯选择，对于低风险患者，HFNO优于COT。

 

05 展望

 

对于轻度ARDS患者（200mmHg<PaO2/FiO2≤300mmHg），非侵入性策略似乎是安全有效的，但在中度ARDS患者中（100mmHg<PaO2/FiO2≤200mmHg），非侵入性策略可能需谨慎，HFNO和NIV是轻度和中度ARDS患者无创治疗最有前途的技术，但仍有许多问题并未解决。随着ARDS更广泛定义的发布，HFNO和NIV对于轻中度ARDS中使用的时机、方式、合适人群、与APP的配合、转为有创机械通气的时间、拔管后序贯治疗、近期和远期预后均需要进一步研究［38］。ARDS作为一种临床综合征，从临床数据和生物分子层面均具有不同的亚表型，不同的亚表型对HFNO和NIV的反馈可能也有不同，目前仍无数据证实；HFNO对于轻中度ARDS可作为首选治疗，对于更重的ARDS，头盔NIV与有创通气的对比可能也是未来的研究方向；但任何无创支持手段都不是完美的，彼此之间的配合，严格的、动态的、及时的生理监护，力学监测下的临床判断才是治疗ARDS最强硬的手段，在最强硬手段下不断地探索，追求基于病理生理上最精准的治疗才是未来一直需要努力的方向！

 

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