高流量鼻氧是治疗呼吸衰竭患者的一种相对较新的选择，它减少了呼吸功，改善了潮气量，并适度增加呼气末正压。尽管有明确的生理益处，但高流量鼻氧的临床影响仍在研究中。在本文中，我们回顾了高流量鼻氧在成人和儿童患者I型，II型，III型和IV型呼吸衰竭中的临床疗效的最新发现。此外，我们还讨论了跨临床环境的研究，包括急诊科、重症监护室、门诊和手术环境。
介绍
高流量鼻氧（HFNO）是一种相对较新的治疗呼吸衰竭患者的方式。从历史上看，术语“高流量”是指鼻套管的孔径增加以及相关的气体流量。技术进步大大增强了这一概念，创造了一类称为“高流量鼻腔氧气”的设备。虽然有各种各样的HFNO机器可用，但它们大致可以分为两组。经典HFNO利用高流量鼻导管，以高达60升/分钟的流速提供加热、加湿的空气，吸入氧气的比例为21%至100%。第二类是高速鼻腔吹气（HVNI），它利用小口径鼻导管冲洗大气道，减少解剖死腔并增加氧气。流量水平限制在 40 L/min，但空气具有更大的动能，导致在等效流速下冲洗更大 。这种冲洗差异导致了不同的FDA分类（DEN170001）。这些工程差异是否具有可衡量的临床影响仍然是一个研究课题。
HFNO的生理益处得到了很好的描述，包括呼吸功减少，潮气量增加，呼气末正压适度增加，分泌物的粘膜纤毛清除增强以及FiO2的准确输送。从机制上讲，HFNO具有许多有益特征，但临床疗效存在争议。在本综述中，使用PubMed和谷歌学术搜索进行了电子文献检索，以总结关键成人和儿童患者群体的最新发现。
高流量鼻氧的临床疗效
01
Ⅰ 型呼吸衰竭
成人患者
急性低氧血症性呼吸衰竭 （AHRF） 是指与氧分压 60 mmHG <相关的组织氧合不足的患者。无创正压通气（NIPPV）可改善氧合，但可能因过度膨胀而引起肺损伤。与面罩相比，HFNO相对于常规氧疗（COT）增加了肺泡复张，而不会对潮气量产生负面影响，并改善了氧合、吸气努力、呼吸频率（RR）、肺容量和其他指标。 这些益处导致美国医师协会建议在治疗AHRF时使用HFNO而不是NIPPV，欧洲重症医学会的一个联合专家小组使用GRADE指南强烈建议在缺氧性呼吸衰竭时使用HFNO而不是COT，具有中等确定性。 此外，与NIPPV相比，HFNO可能在患者的舒适度方面提供一些优势，尽管很少有研究专门针对这一方面，但它通常被认为是一种耐受性良好的设备。然而，已经表明，无论流速如何，较高的温度都可能对舒适度产生负面影响，而在更严重的患者中，较高的流速可能会提高舒适度。因此，产生最佳舒适度和治疗效果的HFNO设置因患者而异。
重症监护病房的成人危重患者
最近的一项重要研究是FLORALI试验，该试验比较了310名患有AHRF的成年ICU患者的插管率（表1）。作者报告说，使用HFNO后28天的插管率没有差异。然而，与HFNO相比，COT和NIPPV的ICU内死亡率和90天死亡率显著更高。相比之下，HFNO治疗的AHRF ICU患者的插管率明显低于COT，显著改善P aCO 2 .PaO 2 /FIO 2 和 RR 。与FLORALI研究不同，死亡率没有显著差异。
在危重症、免疫功能低下患者中，数据不太清楚。在一项针对776例AHRF患者的研究中，HFNO在降低28天死亡率方面并不优于COT）。针对该人群的其他研究发现，HFNO和文丘里面罩在升级为插管或NIPPV方面没有差异。鉴于样本量差异，这些研究可能不足以检测HFNO和COT之间的疗效差异。在一项回顾性研究中，接受HFNO或NIPPV治疗的免疫功能低下患者使用HFNO的插管率和死亡率显著降低。然而，作者指出基线时存在显著差异，患有更严重疾病的患者接受NIPPV治疗，并且在干预措施之间分布不均匀。因此，这些结果可能是更广泛研究中的异常值。最近的FLORALI-IM研究比较了接受交替使用NIPPV和HFNO或单独使用HFNO治疗的严重免疫功能低下患者的死亡率。与先前的研究一致，作者发现死亡率、插管率、ICU和医院住院时间（LOS）以及无呼吸机天数无显著差异。
急诊科的成年患者
Mace 等人，2019 年比较了 102 名急性低氧血症 ED 患者的氧气治疗。61%的HFNO患者在1小时后出现呼吸衰竭症状改善，而COT治疗改善15%。然而，在急诊科或插管率内，LOS没有显著差异。同样，HOT-ER研究（ n =303）发现急诊室、急诊室或医院对机械通气的需求没有差异，呼吸窘迫患者的死亡率也没有差异。在204例ED患者中，HVNI在不需要紧急插管的患者中的全因呼吸窘迫不劣于NIPPV。在成年AHRF患者中，HVNI产生相似的插管率和临床结局。这些研究还证明了在ICU之外使用HFNO和HVNI的安全性。
新生儿/儿科患者
在气管插管前，可通过非侵入性方法为呼吸衰竭的早产儿和幼儿提供呼吸支持。最近的研究试图评估HFNO与非侵入性选择相比的疗效，以确保临床结果不比标准实践差。不幸的是，许多研究提供了相互矛盾的证据，这可能是由于方法、流速和患者群体的可变性。最近的荟萃分析表明，HFNO在婴儿中治疗失败的风险更高。在诊断的婴儿亚组中（<2岁），HFNO治疗失败风险的显著增加特定于诊断为急性病毒性细支气管炎的患者。
个别研究发现HFNO不劣于nCPAP或BiPAP，早产儿或儿童患者的治疗失败或插管率无显著差。非侵入性方法（nCPAP）与鼻损伤有关，特别是在婴儿中。早产或低体重新生儿因nCPAP而皮肤破裂和损伤的风险更高，导致疼痛评分和唾液皮质醇浓度高于HFNO。因此，鉴于HFNO的保护作用，需要更多的随机对照试验来确定获得最大临床益处的特定儿科患者群体。
COVID-19 呼吸衰竭
COVID-19感染导致全球AHRF危重患者。在许多情况下，由于临床严重程度，需要有创机械通气。最初，对HFNO通过雾化传播COVID-19的风险表示担忧。然而，最近的证据证实，HFNO的传播风险较低，并且使用外科口罩进行保护可防止气溶胶扩散。
最近的研究评估了 HFNO 在 COVID-19 期间是否比 COT 具有特定益处。接受HFNO治疗的COVID-19成人患者对插管的需求显著减少，并缩短了恢复时间。尽管插管风险降低，但HFNO与医院或ICU的LOS降低无关，死亡率保持不变。HFNO 治疗 COVID-19 相关性低氧血症性呼吸衰竭可能会降低插管的可能性，但对恢复时间的影响尚不清楚。RECOVERY-RS 试验将 CPAP 或 HFNO 与 COT 在 COVID-19 相关呼吸衰竭患者中进行了比较（ n =1，273）。与COT相比，CPAP降低了插管风险和死亡率，但HFNO没有。由于 COVID-19 数字减少，该试验提前停止;因此，HFNO小组可能没有足够的能力来检测相同的益处。在轻度低氧血症（ n = 364）的COVID-19肺炎患者中，升级到呼吸支持（30.3%HFNO，38.6%COT）或临床恢复（69.9%HFNO，60.8%COT）没有显著差异。作者报告说，由于事件发生率低于预期，该试验可能不足以检测组之间的假设差异。
II型呼吸衰竭
成人患者急性高碳酸血症性呼吸衰竭
急性呼吸衰竭伴高碳酸血症在慢性阻塞性肺病（COPD）患者中很常见，NIV是目前治疗的金标准。鉴于生理益处，易用性和舒适性，它在COPD患者和高碳酸血症性呼吸衰竭患者中的研究越来越多。HFNO 高碳酸血症性呼吸衰竭治疗成功表明患者在通气和氧合方面有一定的帮助。
对于严重的COPD和运动时呼吸受限的患者，HFNO比COT改善了耐力时间和呼吸困难率。此外，HFNO增强了COPD患者的通气效率。在19名COPD患者中，尽管计算的分钟通气量减少，但HFNO改善了PCO2，这表明死腔通气量的减少。122名患有高碳酸血症的严重COPD患者在使用HFNO或NIPPV 6周后，其PCO2、生活质量或呼吸困难症状没有差异。此外，COPD患者的平均气道压增加也有报道。在14名使用HFNO、COT或NIPPV的稳定的严重COPD患者中，与COT相比，HFNO患者的吸气努力、RR和PCO2都有所下降）。对于具有内源性PEEP的严重COPD患者，容易受到动态过度充气的影响，与NIPPV相比，HFNO产生的正压量较小，可能是有益的。
在急性护理环境中，NIPPV具有显著的益处，并且仍然强烈建议用于COPD的急性加重（AECOPD）。然而，NIPPV仍未得到充分利用，当使用时，有10-25%的患者失败。在门诊使用HFNO治疗稳定COPD的证据是有希望的，但其在AECOPD中的作用仍然未知。鉴于其易用性和耐受性，HFNO在所有急性护理环境中对所有呼吸衰竭原因的使用率正在增加。在15例AECOPD和支气管扩张症患者中，HFNO的使用改善了呼吸困难、气体交换、粘液产生和RR降低，而没有任何显著的安全问题。一项纳入92例AECOPD患者的研究表明，与NIPPV相比，HFNO的插管率或死亡率没有差异。几项比较HFNO与NIPPV或COT治疗混合或未分化呼吸衰竭的ED研究表明，不同方式之间的结局没有差异，其中一项显示HFNO不劣于NIPPV。在最近的一项案例研究中，一名患有严重支气管扩张症的老年男性被开具长期家庭使用的HFNO，并在6个月后显示粘液积聚减少。需要更多的研究来描述HFNO家庭使用的益处。
HVNI在高碳酸血症性呼吸衰竭方面的疗效与NIPPV相当，在治疗失败或插管率方面没有显著差异。多项研究证实，HFNO产生相似的治疗失败率、插管率和死亡率，并提供相似的RR、PaCO 2 和 PaO 2 /FIO 2 比率。在COPD伴高碳酸血症期间使用HFNO的证据正在增加，但还需要更多的研究。
儿科患者的高碳酸血症
高碳酸血症在儿童中相对罕见，通常与晚期肺部疾病有关，如囊性纤维化或神经肌肉疾病。受影响的儿童可能需要NIV来抵消夜间高碳酸血症的影响，以降低睡眠期间肺泡通气不足的风险。不幸的是，NIPPV引起的压力引起的并发症可导致胃胀、胃食管反流、肺吸入和其他不良反应。很少有研究分析HFNO与其他方法相比对高碳酸血症儿童的有效性。然而，尚无研究证实NIV对急性囊性纤维化加重儿童的有效性，目前尚无经过验证的标准来确定何时在儿科病例中启动长期NIV。一项针对囊性纤维化住院成人的交叉研究发现，与NIV相比，HFNO显著降低了RR和分钟通气量。多项试验正在进行中，这可能为循证临床建议提供所需的关键信息。
III型呼吸衰竭
术后呼吸衰竭与手术患者的发病率和死亡率有关。欧洲重症监护医学会的联合专家小组使用GRADE指南，以中等质量的方式推荐HFNO用于心脏和胸部手术后的高风险和肥胖患者。HFNO的更大便携性使其成为受益于早期活动的患者的有吸引力的选择。
在一项针对心胸手术后患者的多中心非劣效性试验中，HFNO不劣于BiPAP，治疗失败水平（21.9%BiPAP，21.0%HFNO），再插管率（13.7%BiPAP，14.0%HFNO）和ICU死亡率（5.5%BiPAP，6.8%HFNO）相似。此外，当分析膈肌增厚分数作为呼吸功的量度时，与COT相比，BiPAP和HFNO显著减少了呼吸功。最近的一项荟萃分析发现，当术后24小时内使用HFNO时，与COT相比，HFNO降低再插管率并减轻呼吸支持频率增加的可能性中等。然而，该数据因排除一项针对未见HFNO获益的腹部大手术患者的研究而受到批评。最近的数据与先前的研究发现，与COT相比，HFNO治疗患者的再插管率相似，术后并发症没有显著差异。
患者在拔管后立即有发生Ⅲ 型呼吸衰竭的风险。与COT相比，HFNO显著降低了再插管率和拔管后呼吸衰竭发生率，其表现与NIPPV相似。目前，没有足够的证据支持HFNO作为常规预防性术后护理，但一些患者群体可能会受益，需要进一步的研究来澄清这个问题。
IV型呼吸衰竭
Ⅳ型呼吸衰竭是由于休克时灌注不足导致呼吸肌衰竭而发生的。在这种情况下使用HFNO背后的生理学概念将提供补充氧气并减少呼吸功，从而降低心输出量要求以支持呼吸。这可以增强患者通过典型的呼吸代偿方法解决代谢性酸中毒的能力。治疗的重点是支持呼吸，同时识别和纠正休克源。很少有研究检查HFNO在休克引起的呼吸衰竭中的临床作用。Mauri等人发现，与COT相比，HFNO显著降低了脓毒性和脓毒性休克患者的呼吸努力驱动呼吸频率速率。
作者通过食道压力测量呼吸努力，并将其与血浆乳酸水平和动态肺顺应性相关联。当血浆乳酸水平升高或动态肺顺应性恶化时，这两个因素都独立地增加了呼吸努力。需要进一步的研究来确定这可能对临床结局产生什么影响（如果有的话）。
在手术中使用高流量鼻氧
许多患者受益于气管插管前的预氧合。与使用非循环呼吸面罩治疗的患者相比，用HFNO预氧的肥胖ICU患者发生严重低氧血症的风险显著降低。相比之下，FLORALI-2 研究纳入了 313 名成年 ICU AHRF 患者，并在插管前用 NIPPV 或 HFNO 预氧合，发现接受 NIPPV （23%） 或 HFNO （27%） 治疗的患者在严重低氧血症发生率方面没有显著差异 。
在最近的一项荟萃分析中，气管插管前用 HFNO 预氧合的患者 ICU LOS 显著缩短（平均值 = 1.8 天）。亚组分析表明，HFNO显著降低了轻度低氧血症(PaO 2 /FiO 2 > 200 mmHg) 患者气管插管期间严重低氧血症的发生率，需要处理的数字 （NNT） = 16.7。作者得出结论，与非缺氧患者的标准治疗相比，使用HFNO没有明显的益处。
最近使用新创造的“经鼻加湿快速吹气换气”（THRIVE）技术研究了HFNO在呼吸暂停期间的使用，其中HFNO在插管期间维持氧合并延长呼吸暂停时间。给予HFNO报告了25名成年患者困难气道的平均呼吸暂停时间为17分钟。
在48名接受全身麻醉的健康儿童（0-10岁）中研究了THRIVE技术（HFNO与下颌支持）;结果显示，与单独的颌骨支撑相比，插管期间无去饱和时间的呼吸暂停时间明显更长。最近，SHINE研究将HVNI与接受气管插管的新生儿预氧合的标准治疗进行了比较。在这里，使用HVNI50%的首次尝试插管成功，而标准治疗为31.5%。HVNI治疗新生儿的去饱和度下降百分比较低，平均去饱和时间较长（分别为44.3和35.5秒）;NNT =6 。这些结果表明，HVNI提高了插管成功率，降低了不良事件的风险，这些数据表明，新生儿、婴儿和儿童可能在插管前使用HFNO进行预氧合。HFNO预氧合可能对某些患者群体有益，并且对于肥胖患者而言，其不劣于NIPPV 。
胃肠道（GI）内窥镜检查操作可能有由镇静引起的并发症，例如呼吸抑制，气道阻塞和胸壁顺应性降低，这可能诱发缺氧。最近的RCT探索了在胃肠道手术中使用HFNO与标准方法的比较。在ODEPHI试验中，与COT相比，胃肠道内镜检查期间使用HFNO降低了去饱和频率，并显著减少了维持上气道的操作需求。
来自其他胃肠道操作的证据产生了类似的结果;与使用低流量鼻导管 （LFNC） 供氧的患者相比，接受晚期食管胃十二指肠镜检查联合 HFNO 的患者缺氧事件的绝对风险降低了 11.9%;NNT = 8.4 。同样，在一项比较LFNC与HFNO治疗接受内镜逆行胰胆管造影（ERCP）患者的试验中，HFNO患者没有低氧血症事件。最低平均 SpO 2 高于LFNC，表明HFNO在ERCP期间提供了卓越的氧合支持。在一项接受选择性胃镜检查联合丙泊酚镇静的成人门诊患者的大型试验中，HFNO患者的不良事件和亚临床呼吸抑制发生率显著降低。此外，结果显示，与给予LFNC的患者相比，轻度和重度缺氧显著减少（89）。这些数据表明，接受胃肠道手术的未分化患者可能受益于HFNO。
然而，高风险患者研究未能观察到任何益处。病态肥胖（体重指数 >40 公斤/米 2 ）接受选择性结肠镜检查和丙泊酚镇静的患者接受HFNO或LFNO支持，去饱和发生率无显著差异。此外，OTHER试验发现ECRP期间高危成人的低氧血症事件没有显著差异。需要更多高质量的研究来评估具有最高临床益处的患者群体。
结论
HFNO是管理呼吸窘迫选择的宝贵补充。HFNO比NIPPV更便携，为患者提供了更大的行动自由度，并能够与医疗保健提供者和亲人一起吃饭和交谈。此外，由于NIPPV机器的机械限制，HFNO患者可以在一系列医院床上区域进行管理。总体而言，需要在儿科、围手术期患者、医疗过程中、Ⅳ 型呼吸窘迫、COVID-19 和独特的患者群体中进行更多研究。
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