中华急诊医学杂志  2017, Vol. 26 Issue (8): 879-883
经鼻高流量吸氧治疗急性呼吸衰竭的系统评价
王可, 徐思成, 左蕾, 孙虎, 郭志金     
300192 天津,天津市第一中心医院ICU
摘要: 目的 评价经鼻高流量吸氧(high-flow nasal cannula oxygen,HFNC)与传统氧疗在急性呼吸衰竭(ARF)患者的疗效与舒适性。方法 计算机检索同方(2010~2017)、万方(2010~2017)、维普(2010~2017) 等中文数据库,使用“高流量吸氧”、“经鼻高流量”、“加温加湿高流量”、“随机对照试验”等检索词搜集中文文献;检索Cochrane图书馆、OVID(2010~2017)、Pubmed(2010~2017)、EBSCO(2010~2017)、EMBASE(2010~2017)、Springer Link(2010~2017)、Science Direct(2010~2017) 等数据库,关于经鼻高流量吸氧治疗ARF的随机对照试验(randomized clinical trials, RCT)研究,利用Cochrane中心提供的RevMan 5.3软件对纳入文章的终点指标及相关不良反应进行统计分析。结果 共纳入11篇RCTs,包含3 170例,其中HFNC组有1 550例,常规氧疗(usual oxygen care,UOC,包括鼻导管吸氧,面罩吸氧和无创通气)组有1620例。两组患者气管插管率差异有统计学意义[OR=0.69,95%CI: 0.55~0.87(P=0.002)],HFNC组的舒适度略优于UOC组;而病死率在HFNC与UOC组差异无统计学意义[OR=0.92,95%CI: 0.70~1.2(P=0.53)],院内感染发生率差异无统计学意义[OR=0.85,95%CI: 0.63~1.15(P=0.3)]。结论 对于ARF患者,HFNC比UOC气管插管率低,舒适度高,而病死率和院内感染发生率无明显差异。
关键词: 经鼻高流量吸氧     呼吸衰竭     随机对照试验     病死率     插管率    
The Effect of High-Flow Nasal Cannula Oxygen Therapy in Acute Respiratory Failure: A Systematic Review
Wang Ke, Xu Sicheng, Zuo Lei, Sun Hu, Guo ZhiJin     
Division of Respiratory ICU, The first Affiliated Hospital, Xinjiang Medical University, Urumqi 830054, China
Corresponding author: Xu Sicheng, E-mail:1113718039@qq.com
Abstract: Objective To assess the efficacy, comfort and tolerability of high-flow nasal cannula oxygen therapy in patients with acute respiratory failure(ARF). Methods The literature of RCTs concerning high-flow nasal cannula(HFNC) versus usual oxygen care(UOC) in ARF patients was searched using the national and international electronic databases. All relevant studies were screened according to inclusion and exclusion criteria, and then the included studies were evaluated, and finally, the extracted data were analyzed using Rev Man 5.3 software provided by the Cochrane Collaboration. Results eleven RCTs were included in 3 170 patients, of those 1 550 patients were in HFNC group, while 1 620 patients were in UOC group.There was no statistical difference in mortality among in HFNC and UOC group (OR=0.92, 95%CI: 0.70-1.2, P=0.53), neither was the incidence of nosocomial infection (OR=0.85, 95%CI: 0.63-1.15, P=0.3). The incidence of endotracheal intubation was lower in HFNC group than in UOC group.The comfort and tolerablity was greater in HFNC group than that in UOC group. Conclusions No difference in mortality or nosocomial infection was detected in patients with ARF treated with HFNC compared with UOC. However, HFNC seem well tolerated by patients and showed a lower rate of endotracheal intubation.
Key words: High-flow nasal cannula oxygen therapy     Respiratory failure     Randomized controlled trial     Mortality     Incidences of intubation    

经鼻高流量吸氧治疗(high flow nasal cannula oxygen therapy,HFNC)通过空氧混合器提供精确的氧体积分数(21%~100%),提供最高达60 L/min的流量,提供37℃相对湿度100%的气体, 其于2000年应用于临床,在新生儿及儿童患者中已经得到广泛的研究[1],国内在成人应用方面证据较少[2]。很多研究发现HFNC能够提高呼吸衰竭患者的舒适度及氧饱和度[3-7];也有研究表明了HFNC可降低呼吸衰竭患者的病死率及插管率[8];现就HFNC氧疗在急性呼吸衰竭患者做系统评价,以评价其疗效。

1 资料与方法 1.1 文献纳入与排除标准 1.1.1 研究设计

检索2010年至2017年的关于使用高流量吸氧治疗急性呼吸衰竭相关随机对照试验(randomized controlled trials, RCT),无论是否采用盲法,或是否进行分配隐藏,不受样本量或随访时间的限制,语种限制在中文和英文。

1.1.2 纳入标准

(1) 研究设计为RCT;(2) 患者来源于各种原因所致的呼吸衰竭;(3) 干预措施有经鼻高流量吸氧及常规氧疗(usual oxygen care,UOC)(包括鼻导管、面罩吸氧及无创通气治疗);(4) 文献语言为中文或英文。

1.1.3 排除标准

(1) 非随机对照试验;(2) 无完整数据的随机对照试验,非随机对照试验;(3) 中文、英文以外其他语言发表的文献;

1.1.4 干预措施

将各种原因导致的呼吸衰竭患者随机分组,分别采用经鼻高流量吸氧及传统氧疗方式(包括鼻导管吸氧、面罩吸氧及无创通气治疗);除上述干预外,两组的基线基本保持一致。

1.1.5 结局指标

主要结局指标:患者病死率;次要指标:患者再插管率及其他并发症。

1.2 检索策略

计算机检索同方(2010~2017)、万方(2010~2017)、维普(2010~2017) 等中文数据库,使用“高流量吸氧”、“经鼻高流量”、“加温加湿高流量”、“随机对照试验”等检索词搜集中文文献;检索Cochrane图书馆、OVID(2010~2017)、Pubmed(2010~2017)、EBSCO(2010~2017)、EMBASE(2010~2017)、Springer Link(2010~2017)、Science Direct(2010~2017) 等数据库,使用“high-flow nasal oxygen” “nasal high flow” “high-flow nasal prongs” “ humidified high-flow nasal cannula”“ respiratory insufficiency” “respiratory failure” “ randomized clinical trial”等检索词查找英文文献,并通过阅读文献题目与摘要,筛查纳入研究的中英文文献。

1.3 资料筛选与质量评价 1.3.1 文献筛选及资料提取

由2名评价员进行文献独立筛查、提取资料并进行交叉核对,确保文献提取数据的一致性。首先阅读文献的标题和摘要。对于容易判断的论文,直接进行文献筛查,对有用的文献则全文下载;对于难判断的论文,可直接下载并阅读全文筛查。筛查过程中严格遵循纳入、排除标准。2名评价员意见相左时通过讨论或咨询专家解决;相关资料不全时,联系作者进行资料补充。

1.3.2 文献质量评价

依据改良Jadad量表[9]对文献质量进行评价。改良Jadad评分法是按照随机序列的产生(0~2分)、随机化隐藏(0~2分)、盲法(0~2分)和退出与失访(0~1分)四个方面进行评价,将评分为1~3分的文献定为低质量文献,评为4~7分定为高质量文献。

1.4 统计学方法

统计学分析采用Cochrane协作网提供的RevMan 5.3软件。计数资料用比值比(OR),用95%可信区间(95%CI)表达, 计量资料采用均数差(MD)。如果试验结果未出现异质性(P≥0.1,I2≤50%)时,使用固定效应模型对数据进行合并分析。如各研究间存在统计学异质性(P<0.1,I2>50%),分析其异质性来源,对于可能导致各研究间出现异质性的因素进行亚组分析。如果两个研究组之间存在统计学异质性而无临床异质性时,采用随机效应模型进行分析。如两组间异质性过大或无法找寻数据来源时,采用陈述性分析。发表偏倚则采用软件提供的“倒漏斗”图示分析,并讨论纳入文献试验偏倚。

2 结果 2.1 文献检索结果 2.1.1 检索流程

通过对各大中、英文数据库进行细致的检索,初筛出可能相关的文献532篇,排除非RCT研究后,阅读剩下的相关论文的题目与摘要,检出相关RCT研究15篇,仔细阅读全文排除数据缺失或错误的文献后,最终纳入11篇文献(图 1)。

图 1 纳入文献的流程图 Figure 1 Flow diagram of the study
2.1.2 一般特征

初步检出有关HFNC治疗各种原因所致呼吸衰竭的RCT研究15篇,试验地点分布于法国、澳大利亚、比利时、新西兰、意大利、西班牙、美国等。阅读全文后最终符合纳入标准的RCT研究11篇[10-20]。纳入的11篇RCT中,包括各种原因所致呼吸衰竭患者3 170例,试验的平均样本量为288例(100~830例)。纳入的RCT中9篇属高质量文献,2篇属低质量(表 1)。纳入的11篇RCT研究,由于研究数量比较小,漏斗图较为松散,但总体较对称,说明发表偏倚比较小(图 2)。

表 1 纳入研究质量评价 Table 1 Quality analysis of the included studies
研究 文献类型 国家 发表时间 随机 隐藏 盲法 随访 质量评分
Bell [10] 多中心RCT 澳大利亚 2015 2 2 0 1 5
Corley [11] 单中心RCT 澳大利亚 2015 2 2 0 1 5
Frat [12] 多中心RCT 法国/比利时 2015 2 2 0 1 5
Futier [13] 多中心RCT 法国 2016 2 1 1 1 5
Hernandez [14] 多中心RCT 西班牙 2016 2 1 0 1 4
Jones [15] 单中心RCT 新西兰 2016 2 2 0 1 5
Lemiale [16] 多中心RCT 法国 2015 1 0 0 1 2
Lemiale [17] 多中心RCT 法国/比利时 2017 1 0 0 1 2
Maggiore [18] 多中心RCT 意大利 2014 2 2 0 1 5
Parke [19] 多中心RCT 新西兰 2013 2 2 0 1 5
Stephan [20] 多中心RCT 法国 2015 2 2 0 1 5

图 2 发表偏倚性(漏斗图) Figure 2 Funnel plot for publication bias
2.2 Meta分析结果

共纳入RCT研究11个,包含呼吸衰竭病例3 170例,其中HFNC组1 550例,UOC组1 620例。各组均按随机化原则进行分配,各研究基线基本保持一致,见表 2

表 2 纳入研究的一般情况及主要结局指标 Table 2 The general data and efficacies in the included studies
研究 样本量 性别(男/女) 呼吸衰竭标准 死亡人数 插管人数 院感 舒适度
Bell [10] HFNC 48 20/28 SPO 2≤93%,RR≥25 - 0 - 良好
UOC 52 24/28 - 1 -
Corley [11] HFNC 81 58/23 PaO 2/Fi O 2<300 - 0 - -
UOC 74 56/18 - 2 - -
Frat [12] HFNC 106 75/31 PaO 2/Fi O 2<300 12 40 - 良好
UOC 204 a 137/67 45 99 -
Futier [13] HFNC 108 61/51 PaO 2/Fi O 2<300 2 2 - 一致
UOC 112 64/48 3 3 - 一致
Hernandez [14] HFNC 264 164/100 PaO 2/Fi O 2<300 13 13 - 良好
UOC 263 153/110 16 32 -
Jones [15] HFNC 165 73/92 SPO 2≤92%,RR≥22 35 6 - 一致
UOC 138 71/67 24 10 - 一致
Lemiale [16] HFNC 52 38/14 吸氧>6 L/min,SPO 2≥95%,或呼吸窘迫RR>30次/min - 4 - 一致
UOC 48 32/16 - 2 - 一致
Lemiale [17] HFNC 90 不详 PaO 2/Fi O 2<300 21 40 21 -
UOC 90 不详 23 48 28 -
Maggiore [18] HFNC 53 33/20 PaO 2/Fi O 2≤300 6 2 - 良好
UOC 52 35/17 5 11 -
Parke [19] HFNC 169 129/40 拔管后HFNC 45 L/h或UOC 2~4 L/minSPO 2≥93%, 1 2 -
UOC 171 129/42 1 0 - 良好
Stephan [20] HFNC 414 273/141 拔管后氧流量12 L/min SPO 2<92%或FiO 2≥50%,PaO 2≤75 mmHg 28 58 83 一致
UOC 416 b 278/138 23 57 90 一致
备注:a中94人为吸氧患者,110例无创通气患者,b中所有患者为无创通气患者
2.2.1 病死率

8篇文献对HFNC与UOC治疗后病死率做了统计,二者异质性,无统计学意义(P=0.44, I2=0),OR=0.92,95%CI: 0.70~1.2,二者在病死率上差异无统计学意义(图 3)。

图 3 病死率森林图 Figure 3 Forest plot results of mortality
2.2.2 插管率

10篇文献对HFNC与UOC治疗后病死率做了统计,二者异质性无统计学意义(P=0.08, I2=41%),OR=0.69,95%CI: 0.55~0.87。统计分析:因可信区间不包含1,故认为HFNC组插管发生率低于UOC组(图 4)。

图 4 插管率森林图 Figure 4 Forest plot of incidence of endotradeal intubation
2.2.3 院感发生率

2篇文献对HFNC与UOC治疗后病死率做了统计,二者异质性无统计学意义(P=0.43, I2=0),OR=0.85,95%CI: 0.63~1.15。统计分析:因可信区间包含1,表明二者在院感发生率差异无统计学意义(图 5)。

图 5 院感发生率森林图 Figure 5 Forest plot of nosocomial infection
2.2.4 舒适度

9篇文献对患者吸氧方式舒适度进行分析,有4篇文献结论认为HFNC组与UOC组舒适度差异无统计学意义,4篇文章结论表明HFNC组舒适度优于UOC组,仅1篇文献认为HFNC组舒适度差,HFNC组在舒适度方面多优于或类似于UOC组,少数可能存在HFNC舒适度差的表现。

3 讨论

从理论上,HFNC比传统氧疗有很多优势,第一,HFNC能够冲刷咽部死腔,提供持续较高的吸入气体流量,一般超过或与患者的吸气峰流量相符,因此,吸气末储存于鼻咽部的新鲜气体可以冲洗呼气末仍残留于鼻腔、口腔及咽部解剖无效腔的气体,前者仅含有氧气,几乎不含有二氧化碳,这使得在下一次呼吸过程中,吸人的气体更多的含有经鼻导管传递而来的氧气,而较少混杂上次呼气末残留的二氧化碳,减少了二氧化碳的重吸收,减少了生理无效腔,提高肺泡通气量,改善血氧含量[1];第二,HFNC能提供最高达60 L/min的气流量、精准的氧体积分数,气体储存在鼻咽部,在推进过程中,由于巨大的气流量,会产生类似于呼吸期末正压(PEEP)的效果,使肺泡处于开放状态,改善肺泡通气;第三,HFNC能够提供37 ℃、相对湿度100%的气体,保证了纤毛黏液系统功能完整,促进痰液的排出,增加患者的舒适度,减少并发症的发生。近年,HFNC逐渐应用于成年重症患者,成为重症ARF患者插管前或拔管后一个重要的氧疗手段[21],尤其适合于痰液黏稠的高龄侵袭性真菌感染患者。目前HFNC在ICU的研究方兴未艾,Monro-Somerville等[22]和Lee等[23]以系统评价的形式,对HFNC及UOC进行比较,得出了类似的结论。

本研究所纳入RCT均来源于证据较高的临床试验,尚未检索到国内相关随机对照试验,文献质量较高。8篇RCT对患者情况进行统计,meta分析结果显示,HFNC与UOC组在患者死亡发生率上差异无统计学意义,这与此前Monro-Somerbille等[22]所做meta分析结果基本一致,说明HFNC治疗尚不能降低呼吸衰竭患者病死率。10篇RCT研究统计了患者气管插管发生率,HFNC组较UOC组显示了较低的气管插管率,此项结果对Monro-Somerbille等[22]结果是一个更新,表现出HFNC治疗的优越性,当然,仍需要大量随机对照实验结果的更新,以增加meta分析的样本量,提高结果的可信度。

其中仅有2篇RCT统计了院内感染的发生情况,虽然数据有限,经统计后,HFNC与UOC差异无统计学意义,也需要大量的随机对照研究数据进一步证明。9篇RCT对患者吸氧方式舒适度进行描述,均为患者主观感受,缺乏量化指标,也需要在以后的研究中,能通过量化指标来对患者舒适度进行评价,增加结果的可信度。

参考文献
[1] 张丹如, 黄建芬, 张丽萍, 等. 新型高流量湿化氧疗系统对气管切开非机械通气患儿下呼吸道感染的预防作用[J]. 中华危重症医学杂志(电子版), 2013, 6(3): 7-11.
[2] 王丽娟, 夏金根, 杨晓军, 等. 成人经鼻高流量氧气湿化治疗的应用进展[J]. 中华结核和呼吸杂志, 2016, 39(2): 153-157.
[3] Cuquemelle E, Pham T, Papon JF, et al. Heated and humidified high-flow oxygen therapy reduces discomfort during hypoxemic respiratory failure[J]. Respir Care, 2012, 57(10): 1571-1577. DOI:10.4187/respcare.01681
[4] Frat JP, Brugiere B, Ragot S, et al. Sequential application of oxygen therapy via high-flow nasal cannula and noninvasive ventilation in acute respiratory failure: an observational pilot study[J]. Respir Care, 2015, 60(2): 170-178. DOI:10.4187/respcare.03075
[5] Roca O, Riera J, Torres F, et al. High-flow oxygen therapy in acute respiratory failure[J]. Respir Care, 2010, 55(4): 408-413.
[6] Parkem RL, eccleston ML, McGuinness SP. The effects of flow on airway pressure during nasal high-flow oxygen therapy[J]. Respir Care, 2011, 56(8): 1151-1155. DOI:10.4187/respcare.01106
[7] Tiruvoipati R, Lewis D, Haji K, et al. High-flow nasal oxygen vs high-flow face mask: a randomized crossover trial in extubated patients[J]. J Crit Care, 2010, 25(3): 463-468. DOI:10.1016/j.jcrc.2009.06.050
[8] Nishimura M. High-glow nasal cannula oxygen therapy in adults: physiological benefits, indication, clinical benefits, and adverse effects[J]. Respir Care, 2016, 61(4): 529-541. DOI:10.1186/s40560-015-0084-5
[9] Banares R, lbillos A, Rincon D, et al. Endoscopic treatment versus endoscopic plus pharmacologic treatment for acute variceal bleeding: a meta-analysis[J]. Hepatology, 2002, 35(3): 609-615. DOI:10.1053/jhep.2002.31354
[10] Bell N, Hutchinson C L, Green T C, et al. Randomised control trial of humidified high flow nasal cannulae versus standard oxygen in the emergency department[J]. Emerg Med Australas, 2015, 27(6): 537-41. DOI:10.1111/1742-6723.12490
[11] Corley A, Bull T, Spooner A J, et al. Direct extubation onto high-flow nasal cannulae post-cardiac surgery versus standard treatment in patients with a BMI >/=30: a randomised controlled trial[J]. Intensive Care Med, 2015, 41(5): 887-894. DOI:10.1007/s00134-015-3765-6
[12] Fart JP, Thille AW, Mercat A, et al. High-flow oxygen through nasal cannula in acute hypoxemic respiratory failure[J]. N Engl J Med, 2015, 372(23): 2185-96. DOI:10.1056/NEJMoa1503326
[13] Futier E, Paugam-burtz C, Godet T, et al. Effect of early postextubation high-flow nasal cannula vs conventional oxygen therapy on hypoxaemia in patients after major abdominal surgery: a French multicentre randomised controlled trial (OPERA)[J]. Intensive Care Med, 2016, 42(12): 1888-1898. DOI:10.1007/s00134-016-4594-y
[14] Hernadez G, Vaquero C, Gonzalez P, et al. Effect of postextubation high-flow nasal cannula vs conventional oxygen therapy on reintubation in low-risk patients: a randomized clinical trial[J]. JAMA, 2016, 315(13): 1354-61. DOI:10.1001/jama.2016.2711
[15] Jones PG, Kamona S, Doran O, et al. Randomized controlled trial of humidified high-flow nasal oxygen for acute respiratory distress in the emergency department: the HOT-ER Study[J]. Respiratory care, 2016, 61(3): 291-299. DOI:10.4187/respcare.04252
[16] Lemiale V, Mokart D, Mayaux J, et al. The effects of a 2-h trial of high-flow oxygen by nasal cannula versus Venturi mask in immunocompromised patients with hypoxemic acute respiratory failure: a multicenter randomized trial[J]. Critical care, 2015, 19: 380. DOI:10.1186/s13054-015-1097-0
[17] Lemiale V, Resche-Rigon M, Mokart D, et al. High-flow nasal cannula oxygenation in immunocompromised patients with acute hypoxemic respiratory failure: a groupe de recherche respiratoire en reanimation onco-hematologique study[J]. Critical Care Med, 2017, 45(3): 274-280. DOI:10.1097/CCM.0000000000002085
[18] Maggiore SM, Idone FA, Vaschetto R, et al. Nasal high-flow versus Venturi mask oxygen therapy after extubation: effects on oxygenation, comfort, and clinical outcome[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2014, 190(3): 282-288. DOI:10.1164/rccm.201402-0364OC
[19] Parke R, Mcguinness S, Dixon R, et al. Open-label, phase Ⅱ study of routine high-flow nasal oxygen therapy in cardiac surgical patients[J]. Br J Anaesth, 2013, 111(6): 925-931. DOI:10.1093/bja/aet262
[20] Stephan F, Barrucand B, Petit P, et al. High-flow nasal oxygen vs noninvasive positive airway pressure in hypoxemic patients after cardiothoracic surgery: a randomized clinical trial[J]. JAMA, 2015, 313(23): 2331-2339. DOI:10.1001/jama.2015.5213
[21] 高军丽, 郑艳杰. 加温湿化高流量鼻导管吸氧避免再次机械通气一例[J]. 中华急诊医学杂志, 2015, 24(4): 1159.
[22] Monro-Somerville T, Sim M, Ruddy J, Vilas M, et al. The effect of high-flow nasal cannula oxygen therapy on mortality and intubation rate in acute respiratory failure: a systematic review and meta-analysis[J]. Crit Care Med, 2017, 45(4): e449-e456. DOI:10.1097/CCM
[23] Lee CC, Mankodi D, Shaharyar S, et al. High flow nasal cannula versus conventional oxygen therapy and non-invasive ventilation in adults with acute hypoxemic respiratory failure: A systematic review[J]. Respir Med, 2016, 121: 100-108. DOI:10.1016/j.rmed