来源：国际呼吸杂志年第09期
作者：徐培峰丁洁江叶葛慧青
浙江大学医院呼吸治疗科，杭州
通信作者：葛慧青Email：gehq
zju.edu.cn摘要经气管切开导管高流量氧疗(THFO)与经鼻高流量氧疗有相近的生理效应，提供准确的吸入氧浓度、最佳的气道湿化。但THFO由于连接界面不同，研究显示其对死腔的冲刷作用有限，呼气末正压效应不明显。THFO目前主要应用于长期机械通气患者的撤机、慢性呼吸衰竭患者的家庭氧疗以及气管切开术后的氧疗等，其临床应用也在不断地被探索，但目前还没有大样本随机临床试验研究。在临床上，应根据患者实际情况进行综合评估后，选择适当的治疗手段。
高流量给氧系统是一类具有稳定供氧性能的装置。在临床上，高流量氧疗被广泛应用于急性呼吸衰竭的患者。目前相关的研究多集中在经鼻高流量氧疗(high-flownasalcannula，HFNC)，HFNC作为一种有效的支持手段，它的生理学效应包括准确的吸入氧浓度、最佳的气道湿化作用、一定水平的呼气末正压(positiveend-expiratorypressure，PEEP)效应以及高速气流对死腔冲刷以降低呼气末及动脉血CO2水平、减少呼吸功等[1]。经气管切开导管高流量氧疗(tracheotomyhigh-flowoxygentherapy，THFO)的效用仍不十分明确，它与HFNC可能有一定的差异。本文就THFO的生理效应及相关临床应用作一综述，以进一步加深对THFO的生理效应及其临床作用效果的了解。1 THFO的生理效应HFNC时，高速气流通过鼻腔、咽喉等上呼吸道进入肺内。鼻腔的生理构造复杂，开口容积相对较小；而对于气管切开患者，当通过气管切开口进行呼吸时，切开口径则相对较大，且这时气体并不经过上呼吸道。因此，THFO的生理效应与HFNC虽有相似之处，但可能还存在着一定的差别。1.1 提供准确的吸入氧浓度在关于HFNC的研究中，研究者通过一个成人气道模型，分别给予不同流量和浓度的气体，当流量设置在60L/min时，即使在潮气量ml，吸气峰流速77L/min(吸气时间1s，流量递减波)，依然能供给准确的吸入氧浓度。Chikata等[2]研究认为当给予的经鼻气流超过患者吸气的峰流速时，就能为患者提供稳定的吸入氧浓度。与HFNC一样，THFO可以提供相对准确且稳定的吸入氧浓度。Natalini等[3]对26例气管切开患者分别进行标准氧疗以及流量分别为10、30、50L/min的高流量氧疗后发现，与标准氧疗相比，当流量达到50L/min后，患者吸气相气道内压波动减少，限制了吸入混合气体中空气稀释作用的影响，使吸入氧浓度稳定，从而可以改善患者的氧合指数。研究同时认为氧合指数的改善可能还与流量增加后呼气压力的峰值和平均值增加，使呼气末肺容积的增加有关。1.2 最佳的吸入气体湿化HFNC被认为可以提供37℃下%相对湿度的最佳湿化，并改善纤毛的活性，有效促进分泌物的稀释和排出[4]。建立人工气道进行机械通气，是抢救和治疗危重患者的重要措施。当人工气道建立时，由于上呼吸道对吸入气体加温加湿的功能丧失，吸入干燥寒冷的医用气体会使纤毛气管黏膜损伤，黏液纤毛运输功能丧失，易使分泌物增厚，难以排出。反复清洁下呼吸道是必要的，但这易引起患者不适，并会增加下呼吸道感染和气道阻塞的风险[5]。因此，机械通气时湿化吸入气体已是临床常规的做法，但是对于行气管切开术后已经脱离呼吸机的患者，采取何种方法对吸入气体进行湿化仍然是临床存在的难点。Birk等[5]的研究比较了高流量加温湿化与冷空气雾化湿化对20例气管切开患者痰液吸引次数与纤毛摆动频率的影响，研究发现高流量加温湿化可以有效提高纤毛的摆动频率，而雾化湿化的方法需要更多的吸痰次数进行分泌物清理，这提示THFO的湿化效果优于雾化湿化的方法。Nakanishi等[6]也指出，对气管切开后脱机的患者来说，加热加湿的高流量系统可以减少与湿度不足和再次插管风险相关的并发症。Yang等[7]对THFO的连接方式进行了对比，比较2种THFO加温湿化连接方法对78例气管切开患者疗效的影响，观察组通过密闭式吸痰装置与高流量装置连接。与常规的湿化连接装置相比，通过密闭式吸痰管连接高流量装置可以更好地改善气管切开患者气道分泌物的黏稠度，还能有更好的氧疗效果，提高患者的舒适性和依从性，并能减少长期气管切开患者肺部感染的发生。这提示对于长期气管切开的患者，可以通过密闭式吸痰装置连接高流量吸氧装置进行湿化和氧疗，这不但经济，且有利于患者的气道管理，减少并发症的发生。然而这样的技术是否值得推广则需要更多的临床实践与数据支持。1.3 减少死腔量HFNC时高流量气体对口咽部的冲洗作用可降低上气道解剖死腔，减少CO2的重复吸入[8]，而解剖死腔清除率的增加可以减少患者呼吸做功。临床上实际使用HFNC的患者可能会随意张开或闭合口腔，漏气量的不同会对这一效应产生一定的影响。Frizzola等[9]在模拟人类呼吸道的猪模型中，研究了高漏气量和低漏气量的条件下PaCO2变化的情况，发现当泄漏量较低时，PaCO2显著降低，这表明漏气量少更有助于吸气死腔的冲刷。研究表明，在HFNC中，30L/min的流量就可以使PaCO2下降，患者呼吸做功减少，而TFHO与HFNC不同的是，需要50L/min才能对PaCO2和呼吸频率产生影响，这可能是因为经气管切开导管口不似鼻腔结构那么狭窄，气管切开后较少的解剖死腔以及吸气阻力的减少削弱了高流量对患者PaCO2的这一影响，获得同样生理效应可能需要更高的流量；另一方面，由于吸入和呼出的气体被强制单向流动，这也增加了解剖死腔的清除率，并提高了患者的呼吸效率，使CO2的冲刷作用不依赖于高流量设备，从而减轻了THFO的影响[3]。因此，经THFO的死腔冲刷作用是有限的，设置气体流量至少达到50L/min，才能略微地改善氧合和降低呼吸频率。1.4 PEEP效应Kumar等[10]及Mundel等[11]的研究表明，与标准氧疗相比，HFNC可以改善氧合和呼吸力学，主要原因是由于治疗中高流量的吸入气体可使患者的呼气阻力增加，使患者呼气末肺容积及气道压力增加。Corley等[12]通过电阻抗成像技术发现，HFNC使呼气末肺容积升高25%。然而，高流量氧疗时呼气末压力的产生机制不仅依赖于气体流量，还依赖于上呼吸道产生的阻力和患者的呼气流量[1]。在气管切开患者中，气管切开导管相对于鼻腔开口较大，因此气管切开口的阻力是有限的，且由于呼吸系统的阻力和弹性以及呼气肌肉的做功的影响[13]，患者的呼气流量之间存在很大的个体差异。有研究者[14]也指出，在气管切开的颅脑损伤患者中，高流量氧疗PEEP效应并不明显，相反呼气末肺容积(非重力依赖区肺容积)会随着流量的增加而减小，推测这可能与经气管切开口进行呼气时，气管切口孔径相对较大，呼气阻力与经鼻高流量相比显著下降有关，另一方面，这可能还与患者呼气肌做功增加，使腹腔内压增加，从而引起患者呼气末肺容积下降有关。然而THFO时呼气末肺容积的变化是否与膈肌及相关呼气肌做功的改变相关以及它们之间的确切关系如何，尚需进一步探讨。在临床上，还有一些因素也有可能会影响患者呼气末压力。Moorhouse等[15]发现，不正确的气管切开插管位置会导致气道阻力增加，可能意味着不恰当的位置降低了输送给机械通气患者的正压，有自主呼吸的患者将不得不增加他们的呼吸做功，以适应不正确放置的气管造口管。除此之外，有研究还指出，不同的气管造口管设计也会对呼气流量产生不同的影响[16]。但一般情况下这种呼气阻力在气管切开后是减少的。Chen等[17]实验证实，只有在气管切开口增加一个电阻，模拟呼气时的鼻阻力，才会在呼气时产生积极的气道压力效应，从而提高呼气末的肺容积。Wang等[18]设计了一种带有可调节PEEP阀的高流量吸氧装置以为患者提供持续可调节的PEEP，以减轻气管切开脱机患者卧床、误吸等因素造成的肺泡塌陷，从而改善患者氧合，维持肺脏的生理功能。综上所述，THFO患者的呼气末压力受很多因素的影响，在临床上，应该综合全面地评估其效应。2 THFO的临床应用HFNC作为一种有效的氧疗工具和治疗设备，在临床上的应用已越来越广泛，已有大量的研究报道HFNC用于多种原因导致的呼吸衰竭患者。THFO的生理效应及作用机制与HFNC之间存在一定的差异，其临床应用的报道相对较少。2.1 THFO在撤机中的应用长期机械通气气管切开术患者的撤机具有一定的挑战性，且花费巨大。长期机械通气与随着机械通气时间的延长后患者的并发症和死亡率的增加相关。HFNC的应用已显示出很多临床益处，而近年来，对于THFO在撤机中的应用也受到越来越多的