高流量鼻导管能用于气管插管吗？

气管插管是麻醉科、急诊科及 ICU 常用的有创性操作，但是对于急诊插管来说，其医疗风险非常高：几乎每三例操作就会有一例（38%）出现严重的并发症[1]，其中又以严重的饱和度降低（SpO2 < 80%）最为常见（26%），多见于低氧血症患者，相应增加患者病死率[2]。

插管前临床医生一般都会使用非重复呼吸的储氧面罩（non-rebreathing bag reservoir face mask，NRM）预充氧（preoxygenation）以提高血液及肺泡内氧气储备。心肺功能正常的患者全麻插管，这种方法可以在至多9分钟的时间内保证 SpO2 不低于 90%[3]。但不同于择期全麻手术，在 ICU 中，由于大多数患者的心血管及呼吸功能不全（例如心肺潜在疾病、贫血、低心排、高代谢、通气 - 血流比失调、肥胖、疼痛等），这一措施往往无法达到理想的效果[4]。另外 ICU 内困难插管比例较高，多次插管尝试会进一步延长呼吸停滞时间，增加了低饱和度的风险。

为此众多学者都在尝试寻找更理想的解决方案，例如 Brillard 等[5]使用无创通气（NIV）技术来强化预充氧，与 NRM（均使用 3 分钟）相比，预充氧结束时 SpO2 更高（98 ± 2 vs 93 ± 6%，P < 0.001），插管操作过程中氧合更好（93 ± 8 vs 81 ± 15%，P < 0.001），严重缺氧（SpO2 < 80%）发生率从 46% 降低至 7%（P < 0.01）。插管成功 5 分钟后，氧合仍要优于对照组（98 ± 2 vs 94 ± 6%，P < 0.01）。但是，无创面罩通气需要患者的良好配合（除非患者丧失意识），这在临床中是不太现实的。

此外在插管过程中 NIV 不得不短暂停止以方便喉镜操作，仍然无法避免严重血氧饱和度下降的发生，因此未能得到广泛认可，至今在 ICU 中的使用率只有 42% [6]。我们仍然需要一种安全、简单、操作性强、适用范围广（不受意识状况限制）的替代技术来解决这一临床难题。

高流量鼻导管（high flow nasal cannula，HFNC）可以提供经过加温加湿且最大流量 60 L/min，100% 浓度氧气的气体，在 ICU 中应用日益广泛，例如急性低氧血症、慢性阻塞性肺疾病急性加重（AE - COPD）、拔除气管插管后预防二次插管等等。HFNC 还可用于其他特殊情况，例如在支气管镜检查等有创性操作过程中协助维持良好的氧合[7]。与传统氧气面罩相比，HFNC 具有下列优势：高流速气体单向冲刷上呼吸道，可以清除约三分之一的解剖死腔，在减少 CO2 重复吸入的同时，提高吸入气体中的氧气浓度。正常情况下，氧气从肺泡弥散到毛细血管中会导致肺泡内压下降，从而产生从咽部到远端气道的气流。提高吸入氧气浓度有助于窒息氧合（apneic oxygenation）；高速气流产生一定程度的气道正压，特别是呼气相，有助于维持上呼吸道乃至远端肺泡开放，增加呼气末肺容积；更重要的是，其鼻导管的佩戴方式，不影响经口进行的插管操作，可以进一步强化窒息氧合，延迟低饱和度的发生[8]，因此是一种理想的插管过程中维持氧合的技术。为予以验证，近年来多个学者进行了相关研究：

Miguel-Montanes等[9] 采用前后对照试验方法，比较 NRM 和 HFNC 在气管插管中的差异。共有 101 例患者纳入此单中心研究（HFNC组51例，NRM组50例）。排除标准包括心跳骤停、严重低氧血症（使用 15 L/min的NRM，仍然 SpO2 < 95%）、正在使用 HFNC 或 NIV 者。常规使用镇静药物及短效神经肌肉阻滞剂进行快速诱导，NRM 组在插管前至少使用 3 分钟（15 L/min纯氧）预充氧，插管过程中移除，但同时会经鼻导管提供6 L/min的氧气。HFNC 组（60 L/min，FiO2 100%）则在插管前使用 3 分钟后，继续在插管全程留置原位应用。结果显示 NRM 组在操作过程中最低 SpO2 中位数为 94%（83 - 98.5%），显著低于 HFNC 组 100%（95-100%）（P < 0.0001）；严重低氧血症（SpO2 < 80%）的发生率也要高于 HFNC 组（14% vs 2%，P = 0.03），还有一例因严重缺氧发生心跳骤停。单因素和多因素逻辑回归分析显示，使用 HFNC 预充氧是严重低氧血症的独立保护因素（OR 0.14，P = 0.037）。而预充氧结束时的 SpO2 与插管过程中最低 SpO2 密切相关（r = 0.38；P < 0.0001）。

图1. 使用线性混合效应模型对时间因素进行校正后，预测的插管前 5 分钟内的 SpO2 。黑色实线和虚线分别代表使用 NRM 和 HFNC 时预测的 SpO2，灰色区域代表可信区间。两组之间预测的 SpO2 有显著差别。

紧随其后 Vourc’h 等[10] 进行的多中心平行随机对照研究则未能重复上述研究的精彩之处：对一组因急性低氧血症需要气管插管的患者（PaO2/FiO2 < 300 mmHg，呼吸频率 ≥ 30 次/分，FiO2 ≥ 50% 才能维持 SpO2 > 90%）比较 HFNC 与高浓度氧气面罩（high fraction-inspired oxygen facial mask，HFFM）的差异。排除标准包括经口插管禁忌、心跳骤停、窒息、鼻咽部占位、Cormack-Lehane喉镜显露分级4级、孕妇等等。

各自预充氧四分钟后行麻醉诱导，HFNC组（62例，60 L/min，FiO2 100%）全程使用以提供窒息氧合，而 HFFM 组（57例，15 L/min的纯氧）在诱导后移除面罩以免影响喉镜操作。

预充氧阶段，平均 SpO2 在 HFNC 组从 95.4 升高至 97.1%，在 HFFM 组从 94.1 升高至 96.3%，两组升高程度无差异（P = 0.98）。最低 SpO2 中位数在 HFNC 组为 91.5%（80 - 96），在 HFFM 组为 89.5%（81 - 95），亦无统计学差异（P = 0.44，图2）。HFNC 鼻导管的留置并不增加插管困难的发生率（1.6% vs 7.1%，P = 0.18），两组困难插管评分（intubation difficulty score，IDS）相似（P = 0.63）。

除机械通气时间更短之外（6 vs 10 天，P = 0.02），与 HFFM 组相比，HFNC 组在 SOFA 评分、住 ICU 时间、呼吸机相关肺炎、28天脱机率、病死率上并无差异。严重不良事件在 HFNC 组及 HFFM 组的发生率分别为 58.1% 和 66.7%，严重低氧血症发生率分别为 25.8% 和 22.3%，均无统计学差异（P 值分别为 0.33 和 0.70）。

图2. HFNC 与 HFFM 组在插管操作过程中最低 SpO2 比较。

对比先后进行的两项研究，除后者是多中心 RCT 研究外，最主要的差别在于患者入选标准的不同：前者排除了严重低氧患者，而后者纳入的都是严重低氧血症（PaO2/FiO2 平均 120 mm Hg）患者，这可能是结果迥异的原因所在。但阴性结果不止后面的一项研究，在 Semler 等[11] 刚刚发表的 RCT 研究中，内科 ICU 中共纳入 150 例接受气管插管的患者，随机分配到 HFNC 组（15 L/min 的纯氧）或者不使用额外供氧组（对照组），主要观察终点是从诱导到插管结束后两分钟内最低 SpO2。结果 HFNC 组最低为 92%，对照组 90%，两组无明显差异（P = 0.16）。至于 SpO2 低于 90%、低于 80% 或下降超过 3%，两组亦无差别。机械通气时间、住 ICU 时间、院内病死率均相似。

尽管存在争论，但我们仍然无法确定这项技术究竟是否有应用价值，大家都在继续探索当中。近期 Berlin 等[12] 报道了一例接受 HFNC 行纤维支气管镜引导下经口气管插管的个案：59 岁男性，体重指数 BMI 23 kg/m2，同种异体造血干细胞移植后发生移植物抗宿主反应，因变形杆菌肺炎和脓毒症引起急性呼吸衰竭。使用非重复呼吸面罩吸入纯氧，血气分析显示 pH 7.42，SaO2 92%，PCO2 48 mmHg，PaO2 61 mmHg。患者嗜睡，GCS 评分 11 分；呼吸窘迫，呼吸频率 27 次/分；心率 127 次/分；血压140/80 mmHg。可以预见，药物镇静镇痛及插管操作会进一步加重缺氧，为此医生选择换用 HFNC（55 L/min ，FiO2 98%）用于气管插管前准备，虽然呼吸急促及心动过速无明显改善，但 SpO2 升至 99%。患者保持直立坐位，4% 的利多卡因喷雾剂及 5% 的利多卡因凝胶做气道表面麻醉， 50 ug 的枸橼酸芬太尼静脉冲入诱导后，使用纤维支气管镜顺利插入一根内径8.0号的气管导管。插管过程中 SpO2 最低至 93%，心率 110 次/分，血压 126/89 mmHg。无明显不良反应发生。

纤支镜引导插管有两大好处：操作过程中患者可以保持坐立位（平卧位会降低肺容积，特别是功能残气量）；熟练操作者用纤支镜无需深度镇静或使用神经肌肉阻滞剂，因此可在操作过程中保留患者自主呼吸，从而尽可能维持插管过程中的氧合（图3）。既往研究显示，低氧血症患者接受 NIPPV 或 HFNC 治疗有可能会掩盖病情，直到患者无法耐受时才被迫紧急插管（此时移除 NIPPV 或 HFNC 会加重肺泡的塌陷，减少自主呼吸的分钟通气量），而插管延迟显著增加患者病死率[13]。因此在HFNC支持及保留自主呼吸下，使用纤支镜引导插管有可能具有一定的优势。

图3. 医学模拟人演示在HFNC支持下纤维支气管镜引导的经口气管内插管。

综上所述，由于研究方案和纳入/排除标准的异质性，HFNC 是否可以常规应用于气管插管维持氧合尚无明确结论。笔者认为，至少在插管操作过程中，HFNC原位保留并提供高流速的纯氧，理论上是对延缓饱和度下降或缓解下降程度有帮助的，特别是保留有自主呼吸的患者。

另外除了氧合指标外，上述研究均未提及血气中 pH 和 PaCO2 的结果，而这同样会对患者预后产生一定的影响，要知道，HFNC的优势之一就是清除上呼吸道死腔，减少 CO2 重复吸入，降低 PaCO2 并防止严重的呼吸性酸中毒。因此在今后的研究中应该将这些重要的指标纳入。目前在临床上，笔者建议在操作过程中还是应该尝试使用 HFNC，逐渐积累经验。

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[10] Vourc'h M, Asfar P, Volteau C, Bachoumas K, Clavieras N, Egreteau PY, Asehnoune K, Mercat A, Reignier J, Jaber S et al: High-flow nasal cannula oxygen during endotracheal intubation in hypoxemic patients: a randomized controlled clinical trial. Intensive care medicine 2015, 41(9):1538-1548.

[11] Semler MW, Janz DR, Lentz RJ, Matthews DT, Norman BC, Assad TR, Keriwala RD, Ferrell BA, Noto MJ, McKown AC et al: Randomized Trial of Apneic Oxygenation during Endotracheal Intubation of the Critically Ill. American journal of respiratory and critical care medicine 2016, 193(3):273-280.

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[13] Kang BJ, Koh Y, Lim CM, Huh JW, Baek S, Han M, Seo HS, Suh HJ, Seo GJ, Kim EY et al: Failure of high-flow nasal cannula therapy may delay intubation and increase mortality. Intensive care medicine 2015, 41(4):623-632.