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高流量加温湿化氧气治疗

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高流量加温湿化氧气治疗
高流量加温湿化氧气治疗示意图
别称High flow nasal cannula
ICD-10-PCS英语ICD-10 Procedure Coding SystemZ99.81

高流量加温湿化氧气治疗 (英语:Heated humidified high-flow oxygen therapy,简称 HHHF),又称高流量鼻导管氧气治疗(英语:high flow nasal cannula therapy,简称为 HFNC),或称经鼻高流量氧气治疗(英语:high flow nasal oxygen,简称为 HFNO),是一种呼吸系统的辅助治疗。由于传统鼻导管英语nasal cannulae会造成鼻黏膜干燥与刺激,每分钟仅能提供1-6公升的医疗气体,无法支持需氧量更高的患者。HHHF则透过设备将气体温度加热到人体体温,也就是37°C,并湿化至理想的人体饱和蒸气压,借此提供更高流量的氧气治疗,并洗出残存于上呼吸道内呼出的废气。其每分钟提供的医疗气体流量可达到60公升,为传统鼻导管供氧上限的10倍之多。

该治疗特色是:经鼻、控温、加湿、高流量的氧气供给,适用于仍可自主呼吸,却呼吸功能无法满足身体所需的患者。在一些症状相对较不严重的患者,可以减少使用非再吸入型面罩气管插管的机会,亦能大幅提升患者的舒适度、及减少呼吸不顺的情形。

医疗用途

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适用此疗法的患者为呼吸作功增加,但仍可自发性呼吸者,相关病症包含呼吸衰竭气喘恶化慢性阻塞性肺病急性恶化、支气管炎肺炎及郁血性心脏衰竭[1],也可以作为气管内管拔除后的桥接性治疗,可减少再插管率[2]。此外亦可用于全身麻醉手术的患者,保障其呼吸道畅通[1]

治疗效益

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此疗法可在基本氧疗设备上为临床患者提供更高的吸入氧气分压英语fraction of inspired oxygen (简称为 FiO2),避免用到非再吸入型面罩或甚至气管插管[3]。透过降低机械性呼吸器的需求,进而降低机械性呼吸器相关肺炎英语ventilator-associated pneumonia的风险。有些患者因支气管痉挛而需要短期呼吸支持,此疗法也可减少病人因短期症状,而进入到侵袭性氧气治疗的情形[4]。且因其为非侵入性治疗,患者仍可说话及下床活动。

除了提供高流量的氧气之外,HHHF也可以提供部分呼气末期正压(PEEP),协助肺部扩张,降低呼吸速率,提升患者的潮气容积。其导管设备能改善呼吸衰竭、氧气饱和度,以及患者的舒适度[5]。亦有人提出可以治疗严重甚至危急的COVID-19患者[6]

加温加湿气体能够增加黏膜对异物的清除能力,有助排除分泌物,且能减少支气管产生的过度反应症状(Hyper-response symptoms)[7][3]。已证实对睡眠呼吸中止症患者有所裨益[8]

与常规非侵袭性氧气治疗相比,HHHF可以显著增加氧合,改善舒适度[9],减少插管率[10],但无法减少死亡率[10]、加护病房住院天数、整体住院天数。目前尚无证据显示有所危害[9]

供氧效果

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医疗用呼吸道供氧设备的效果是以FiO2作为单位,FiO2越高,患者所获得的氧分压越高。由于大气中的氧气约 21% 左右,一般正常人在常规呼吸状态下的 FiO2 就约为 21%。鼻导管虽然提供纯氧,但氧含量会被环境中的空气所稀释。在呼吸平顺的状态下,一般成年人的鼻孔于吸气时的气流流量约为 12 L/min(公升/分钟)左右,对于轻度呼吸窘迫的患者,其流量可能超过 30公升/分钟,计算起来患者能透过鼻导管吸入的FiO2约为 24-50% 左右[11]。在HHHF出现之前,若患者需要更高的FiO2,必须要使用面罩或是插管。HHHF可提供 60 L/min 的纯氧,FiO2最高可达100%,且HHHF可提供部分呼气末期正压(PEEP),避免肺泡塌陷,减少呼吸阻力,进而提升供氧效果[12]

新生儿

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此疗法目前已可用于新生儿及儿童患者,HHHF可能可减少呼吸窘迫新生儿的呼吸作功,让新生儿能有馀裕多方利用其他代谢路径,有助于降低仰赖机械性呼吸器的天数,帮助增加体重,进而缩短其整体住院天数[13][14]

新生儿加护病房中,该疗法在治疗新生儿呼吸窘迫症(NDS)的早产儿上,再插管率与鼻导管持续正压呼吸器(nasal CPAP)相仿,且可以减少鼻孔创伤以及气胸的机会[15][16],但有较高机率须转为CPAP治疗,因此部分指引仍建议以CPAP进行NDS的初始治疗[17]。该疗法也可以作为拔除气管内管后的支持治疗[15]

机转

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一般供给医疗用气体的鼻导管,最大流速一般不得超过 6 公升/分钟。医疗用氧气通常是不含水分的高压气体,其压力通常约为 50 psi(350 kPa)左右[18];当高压的气体回复到正常大气压力时,体积会膨胀导致温度下降。干燥且寒冷的空气进入到鼻腔,对呼吸道黏膜具有刺激性,可能导致鼻黏膜干燥、出血、可能因为身体降温而增加代谢需求[3][18]、干燥的气体也会降低黏膜对异物的清除能力[3]

通气

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高流量供氧设备由一套鼻导管、一套高流量的气体供给系统,及高压医疗气体所构成,并借由鼻导管提供呼吸所需的氧气[19]。HHHF的供氧系统直径及供气孔径较传统鼻导管小,使气体流速加快,让气体以更高的速度进入上呼吸道,让流动的新鲜空气代换积聚在死腔(dead space)内的空气[20]。新鲜的气流可促进呼气功能,将呼气末残留的气体洗出呼吸道,为呼吸道空出容量,有助于患者吸入新鲜空气[18]。因此,HHHF的鼻导管的管面积不能超过鼻孔面积的一半,使呼吸道的气流有足够的空间流出,使患者吸入的气体接近设备所设定的FiO2

加温加湿

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气流的流速越高,其加温加湿及调节也更重要。若气流未经加湿,干燥空气对肺部组织所造成的负面影响,很快就会盖过此疗法在促进氧合、换气等方面的疗效[21][22][23]。供给的气体也会使用加湿器将相对湿度提升至接近100%。在气体运输的同时,也会对管路进行加温,避免气体降温及水蒸气凝结。一般而言,HHHF的气体温度会建议设置于正常人体体温,也就是 37°C[18]

历史

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HHHF设备的概念雏形是由美国新罕布夏州Vapotherm英语Vapotherm 公司所提出,一开始是为了治疗赛马所开发。1999年起,才将HHHF的概念导入人类身上[24]

附注

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  4. ^ Waugh, J. B.; Granger, W. M. An evaluation of 2 new devices for nasal high-flow gas therapy. Respiratory Care. 2004, 49 (8): 902–906. PMID 15271229. 
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