hfnc医学代表什么湿化高流量鼻导管通气不同流量预充氧对大体质指数患者行无痛胃肠镜期间氧合效应的影响

1  资料与方法

1.1  一般资料  本研究经深圳市第二人民医院伦理委员会批准，并在中国临床试验中心注册（ChiCTR2100044636）。共收集我院拟在深度镇静下行非急诊的胃镜和肠镜一起诊疗的患者200例。采用区组随机化方法随机分为4组，分别为HFNC高流量吸氧6 L/min（A组）、HFNC（广州鲸科，HF807C型）高流量吸氧20 L/min（B组）、HFNC高流量吸氧40 L/min（C组）、HFNC高流量吸氧60 L/min（D组），每组50例。 

纳入标准：BMI≥24 kg/m²；年龄≥18岁，不限性别、民族；拟在深度镇静状态下行非急诊的胃镜+肠镜诊疗；ASAⅠ～Ⅲ级。 

排除标准：拒绝参加本研究；患有精神、神经系统疾病或可疑痴呆症或记忆力损害者；严重的听觉、视觉、语言系统功能损害者；鼻腔阻塞不能经鼻通气者；确定或怀疑有滥用或长期应用麻醉性镇静镇痛药者；存在对丙泊酚、舒芬太尼有禁忌证或过敏者；上呼吸道感染急性期，有咳嗽、咳痰等症状者；饱胃，禁食时间不足8 h，禁饮时间不足2 h，最后一次泻药服用时间距离诊疗时间小于3 h者；贲门失弛缓症未行手术治疗以及怀疑上消化道梗阻存在反流误吸风险者。

1.2  方法
1.2.1  麻醉过程  进入消化内镜诊疗间后，护士将患者置于左侧卧位并开放上肢静脉通路。行常规心电监护，监测项目包括血压、心率、脉搏和血氧饱和度。血氧饱和度探头置于右上肢手指持续测量；血压计置于左上肢上臂，每3 min自动测量1次。麻醉医生给予患者经鼻高流量吸氧进行预充氧5 min，流量数值根据随机分组结果设置。A组流量设置为6 L/min；B组流量设置为20 L/min；C组流量设置为40 L/min；D组流量设置为60 L/min。所有组均设定吸入氧浓度50%，温度34℃。放置好口垫，在口腔入口处放置导管监测呼气末二氧化碳。预充氧后不再吸氧。预充氧过程中麻醉医生静脉推注舒芬太尼3 μg，预充氧结束后根据患者情况缓慢静脉推注丙泊酚2～2.5 mg/kg（约20～30 s推注完药物且由同一名麻醉医生完成药物推注）。待睫毛反射消失，全身肌肉松弛，托下颌无反应后开始胃镜操作。胃镜诊疗结束后，进行肠镜检查。根据患者体征如呼吸加深加快，心率增快，体动等判断镇静深度，深度不足者可每次追加丙泊酚0.5～1 mg/kg。诊疗过程中保持深度镇静直至检查结束。操作过程中严密监测患者呼吸和循环情况。平均动脉压维持在60～100 mmHg或波动小于基础值20%，心率维持在60～90次/min或波动小于基础值20%。患者苏醒后，观察有无低氧血症并询问有无咳痰、鼻痛、口腔鼻咽部干燥、头痛头晕等不良反应。复苏区的麻醉医生判断患者达到离开医院的标准，即可离开医院。诊疗结束后第5天，电话访视患者是否出现不良反应如咳嗽、鼻出血、鼻痛、头晕头痛等。
1.2.2  内镜检查过程中血流动力学维持标准  高血压为收缩压＞160 mmHg或变化＞术前20%；静脉推注丙泊酚，无效则可给予相应的血管活性药物，包括乌拉地尔、硝酸甘油等。低血压为收缩压＜80 mmHg或变化＞术前20%；可给予相应的血管活性药物，包括多巴胺、去甲肾上腺素、去氧肾上腺素等。心动过速为心率＞100次/min或变化＞术前20%，可给予美托洛尔、艾司洛尔等。心动过缓为心率＜50次/min或变化＞术前20%。考虑是否为肠道牵拉反应，若是则提醒内镜医生暂停肠镜操作；若非牵拉反应，可考虑给予阿托品。
1.2.3  内镜检查过程中的呼吸管理  密切监测患者呼吸频率及呼吸幅度。一旦血氧饱和度（SpO₂)低于90%，立即给予HFNC吸氧，根据入组情况设定流量值，吸入氧浓度均为50%，温度均为34℃。若SpO₂持续快速下降，麻醉医生认为有必要情况下，给予呼吸道干预措施。先予托下颌，如呼吸道梗阻仍无法缓解，SpO₂持续下降，选择置入口咽通气道和面罩辅助通气，必要时进行气管插管等操作。

1.3  观察指标  主要观察指标：低氧血症发生率，安全时限（首次静脉注射丙泊酚至SpO₂＜90%的时间）；诊疗过程中最低SpO₂、最高呼气末二氧化碳分压（P_ETCO₂)以及发生严重低氧血症（SpO₂＜75%）的情况。呼吸道管理干预措施：托下颌，吸氧，置入口咽通气道，面罩通气辅助呼吸，气管插管。次要观察指标：静脉注射舒芬太尼前（T0）、静脉注射丙泊酚即刻（T1）、3（T2）、6 min（T3）以及胃肠镜结束时（T4）的平均动脉压和心率值；诊疗期间、苏醒期、术后第5天的不良反应如呛咳、打喷嚏、吸氧不耐受（患者若自诉流量过大，鼻腔不适并且呼吸不畅，则认为属于吸氧不耐受。此时嘱患者口腔微张，若仍无法耐受，则剔除该病例）、鼻痛、鼻出血、喉痉挛、支气管痉挛、头晕头痛等。

1.4  统计学方法  运用PASS软件计算样本量。本研究的次要指标P_ETCO₂，查阅文献获得其数据。把握度设置为95%，α为0.05。共4个组别。每组样本量设置为1∶ 1∶ 1∶ 1。得出每组病例数需37例。考虑20%脱落率，每组最低样本量为47例，总计188例。根据实际情况，本研究总病例数设置为200例，每组50例。研究首先对4组入选病例的人口统计学特征进行基线分析，考察4组的均衡性和可比性。然后再对4组的有效性指标、安全性指标进行比较。若呈正态分布，不同组间比较采用单因素方差分析；若不呈正态分布，不同组间比较采用K-W检验。低氧血症发生率、安全时限、不良反应的组间比较采用X²检验。采用SPSS 25.0统计软件，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2  结果

2.2  HFNC不同流量吸氧对低氧血症发生及处理的影响  4组间低氧血症发生率、安全时限差异无统计学意义（P＞0.05）。组间比较，SpO₂最低值差异有统计学意义（P=0.038）。再进行两两比较，Bonferroni方法进行校正检验后，A组与D组差异有统计学意义（P=0.002），A组SpO₂最低值低于D组。组间比较发生严重低氧血症差异无统计学意义（P=0.196）。P_ETCO₂最高值组间比较差异无统计学意义（P＞0.05）。4组吸氧情况进行组间比较差异无统计学意义（P＞0.05）。在出现SpO₂＜90%后进行气道干预，需托下颌者4组间比较差异有统计学意义（P=0.019），D组出现低氧血症后吸入60 L/min的高流量氧气、需托下颌的概率明显低于A组，差异有统计学意义（P=0.007）。见表3。

3  讨论

低氧血症是镇静状态下内镜诊疗最常见的并发症，主要由呼吸抑制、气道梗阻和胸壁顺应性降低引起^［10］。严重的低氧血症常需要暂停胃镜操作，进行面罩通气甚至气管插管。Logistic回归显示大BMI是内镜诊疗期间发生低氧血症的独立危险因素^［11］。因此BMI越大，发生低氧血症的概率增加。“肥胖患者麻醉管理专家共识”将中国成人BMI超过24且低于27.9 kg/m²定义为超重；BMI≥28 kg/m²定义为肥胖^［12］。超重及肥胖人群BMI高，易发生低氧血症。因此本研究将此类人群作为研究对象并将BMI≥24 kg/m²称为大BMI，旨在探索降低内镜诊疗过程中低氧血症发生率的方法。 

低氧血症的临床定义各不相同,很多研究将低氧血症定义为SpO₂＜90%^［13-15］，而严重低氧血症的定义相对固定，为SpO₂＜75%^［16］。本研究也将低氧血症定义为SpO₂<90%，严重低氧血症定义为SpO₂<75%。本研究中4组患者低氧血症发生率为86%～94%，显著高于Qadeer等^［13］在其Meta分析中总结的24个小样本研究的发生率（0%～56.7%）。其原因如下：（1）研究人群为超重和肥胖患者，因解剖因素易致呼吸道梗阻，从而导致低氧血症^［11］；（2）试验设计中，预充氧5 min后，停止吸氧，胃肠镜诊疗过程中仅在SpO₂低于90%时继续吸氧直至SpO₂上升至检查前水平。相比其他研究持续经鼻吸氧，缩短了吸氧时间，因此低氧血症发生率高。研究显示对健康志愿者采用双水平定压呼吸机（BiPAP）辅助下压力支持复合低PEEP（PSV 4 cmH₂O/PEEP 4 cmH₂O）进行自主呼吸面罩预充氧3 min，呼出氧浓度（FeO₂）显著高于经典的自主呼吸面罩给氧［（94±3）%vs.（89±6）%］。并且FeO₂达到90%以上的志愿者数量显著高于自主呼吸组（90% vs. 65%）^［17］。有研究也认为肥胖患者可得益于正压通气预充氧^［18］。可见正压通气可提高预充氧的质量，HFNC具有PEEP作用。因此本研究设计中预充氧结束后立即停止吸氧，目的在于观察HFNC对清醒患者进行预充氧的氧合效果以及增加氧气流量能否延长发生低氧血症的时间。 

Groves等^［8］研究发现HFNC流量增加，健康志愿者咽腔呼气末正压值随之增加。流量增加到60 L/min时，闭口状态下咽腔PEEP最高可达到8.7 cmH₂O；张口呼吸情况下最低可达2.6 cmH₂O左右。PEEP帮助氧气弥散，有助于提高动脉血氧分压和动脉血氧饱和度，减少低氧血症的发生。而本研究中高流量吸氧4组流量不同，低氧血症发生率和安全时限差异无统计学意义（P>0.05)。这与Riccio等^［15］的研究结论相似。该研究对病态肥胖患者深度镇静下行结肠镜检查使用HFNC持续吸氧，设置HFNC吸入氧浓度为36%～40%，流量为60 L/min。与常规流量吸氧（4 L/min，吸入氧浓度接近36%～40%）比较，HFNC组低氧血症发生率（39.3%）与常规吸氧组（45.2%）差异无统计学意义（P=0.79）。本研究与Riccio等^［15］的研究设计虽有不同，但均采用相同或相近的吸入氧浓度下，探索不同流量对低氧血症发生的影响。其原因可能是本研究中吸入氧浓度相同或相近增加流量能快速使吸入的氧浓度增加至设定值，快速提高氧合指数并纠正缺氧，但因吸入氧浓度相同，因此最终的氧合程度无明显差别。本研究中D组发生低氧血症后，其SpO₂最低值显著高于A组，且需要托下颌者远少于A组。可见增加HFNC流量，PEEP作用增强有利于保持呼吸道通畅。并且流量增加可减少吸气时空气的稀释作用并快速冲刷呼气末的二氧化碳，以改善缺氧。另一原因可能是流量增加后，小部分患者不能耐受高流量吸氧而张口呼吸（40 L/min和60 L/min组显著）。虽严格要求患者闭口呼吸，但部分患者无法完成，部分气体泄漏，导致PEEP作用减弱。 

Patel等^［19］对25例困难气道患者（BMI中位数为30 kg/m²）在围插管期使用HFNC，观察发现SpO₂均不低于90%，并且窒息时间可长达17 min。Humphreys等^［20］将HFNC用于小儿围插管期，研究显示HFNC可以显著延长全麻患儿的安全时限（109.2～430 s）。并且两项研究其安全时限均显著高于本研究（57～89.5 s）。其原因可能如下：（1）研究设计不同。Patel等^［21］的研究其预充氧流量为70 L/min吸氧10 min纯氧，其流量与吸氧时间均高于本研究。Humphreys等^［20］预充氧采用面罩辅助给氧（PEEP 5 cm H₂O持续3 min），面罩密闭性佳。均吸入纯氧，吸入氧浓度显著高于本研究的50%。（2）安全时限定义不同。Patel等^［19］将静脉注射肌松药至机械通气或高频通气建立定义为安全窒息时限，期间持续HFNC吸氧；Humphreys等^［20］将面罩加压给氧结束至SpO₂下降至92%称为安全窒息时限。本研究是将HFNC预充氧5 min结束至出现SpO₂下降至90%以下设为安全时限。定义不同，因此可比性不强。（3）两项研究均在呼吸停止后托举下颌，该干预措施可帮助保持呼吸道通畅，延长了窒息时间^［21］。 

另一研究^［9］将HFNC与面罩吸氧等用于全麻诱导前预充氧，比较发现预充氧结束后静脉注射麻醉药物前，血气分析示HFNC组PaO₂、SaO₂较预充氧前升高，且与面罩吸氧组相比差异无统计学意义(P>0.05)，其预充氧的有效性近似于经典的经密闭面罩吸氧。并且HFNC可明显减少PaO₂的下降，因此推测HFNC可延长安全窒息时限。而本研究结果表明预充氧时增加流量，可能不会降低低氧血症发生率且不会延长耐受缺氧的时间。本结论与上述研究结论不一致，原因可能如下：（1）纳入人群不同。本研究BMI平均值约为26 kg/m²，均为超重及肥胖患者，且BMI≥28 kg/m²者有45例；上述研究的研究人群BMI均值约22 kg/m²；（2）吸入氧浓度不同。本研究的吸入氧浓度均为50%；上述研究中HFNC组流量虽为10 L/min，但吸入氧浓度为100%。 

如前所述，BMI增加与低氧血症强相关，尤其是肥胖患者。在深度镇静或麻醉后功能残气量下降，肺容量下降，氧气消耗增加并且通气/血流比值分布不均，肺泡排出氮气的时间减少，并且氧储备下降，从而耐受缺氧的时间缩短^［18,22］。肺容量减少是肥胖患者氧合下降的主要原因。正压通气通过改善肺泡通气和增加肺复张，从而提高预充氧的质量。HFNC具有呼气末正压作用，用于肥胖患者进行预充氧具有优势。 

本研究中经高流量吸氧后，仅31%的大BMI患者需要托下颌，并且无一例患者需要其他呼吸道干预措施如面罩辅助通气、置入口咽通气道等。因此HFNC既保证了气道安全，降低紧急事件的发生率，并且有助于减少麻醉医生工作量。相较于BMI低于24 kg/m²者，大BMI患者因呼吸道梗阻等原因发生低氧血症的概率增高，且耐受缺氧的能力下降。因此对于此类患者，应尽早进行预防及治疗低氧血症。 

C组与D组吸氧不耐受发生率分别为14%和18%；与A组（0%）与B组（2%）比较差异有统计学意义（P＜0.05）。清醒状态下吸入高流量的氧气，吸氧不耐受的概率增加。因此不建议清醒状态使用40 L/min及以上流量进行预充氧。有约2%的患者胃肠镜诊疗过程中打喷嚏，可能是HFNC管道中少量的水刺激鼻黏膜引起，但无其他严重并发症且在结束吸氧后缓解。研究报道有1.7%的患者使用HFNC后出现鼻痛^［23］，也有报道HFNC可引起鼻出血^［24］。本研究暂未观察到，其原因可能是吸入高流量的氧气时间短。头晕、头痛发生率4组间差异无统计学意义（P＞0.05），考虑为使用舒芬太尼后引起。但其不适感持续时间较短，在患者离开内镜中心前均消失，暂未发现严重不良后果。 

本研究设置相同的吸入氧浓度，仅观察HFNC流量变化对大BMI（≥24 kg/m²）行无痛胃肠镜诊疗过程中低氧血症发生率以及安全时限的影响。发现相同吸入氧浓度条件下，HFNC预充氧时流量对大BMI患者进行无痛胃肠镜预防低氧血症和延长耐受时间可能无显著影响。增加流量，出现低氧血症需要托下颌等气道干预减少，但吸氧不耐受发生率增加。因此不建议患者清醒时使用≥40 L/min的流量进行预充氧。HFNC虽并发症少且轻微，但在使用过程中应注意，并积极应对相应并发症。 

需注意的是，本研究仅关注吸入氧浓度相同，流量不同对大BMI行无痛胃肠镜预充氧的氧合效应。考虑到吸入高浓度氧气可能导致肥胖患者出现高碳酸血症^［25］，因此本研究设置的吸入氧浓度仅为50%，低于经典面罩吸入纯氧进行预充氧。因此增加HFNC吸入氧浓度至100%，流量不同对低氧血症和“安全时限”有无差异。后续将对其展开研究。