中华急诊医学杂志  2019, Vol. 28 Issue (5): 563-566   DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2019.05.005
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谷玉雷, 肖莉丽, 裴辉, 徐东, 张晓凡, 姜毓敏, 张栾栾, 朱志强. 经鼻高流量湿化氧疗与无创正压通气治疗创伤性颈髓损伤合并急性呼吸衰竭的临床治疗对比[J]. 中华急诊医学杂志, 2019, 28(5): 563-566.
Gu Yulei, Xiao Lili, Pei Hui, Xu Dong, Zhang Xiaofan, Jiang Liumin, Zhang Luanluan, Zhu Zhiqiang. Comparison of clinical treatment of traumatic cervical spinal cord injuries with acute respiratory failure treated by high-flow nasal cannula therapy and non-invasive positive pressure ventilation[J]. Chin J Emerg Med, 2019, 28(5): 563-566.
经鼻高流量湿化氧疗与无创正压通气治疗创伤性颈髓损伤合并急性呼吸衰竭的临床治疗对比
谷玉雷 , 肖莉丽 , 裴辉 , 徐东 , 张晓凡 , 姜毓敏 , 张栾栾 , 朱志强     
郑州大学第一附属医院 EICU 450052
收稿日期: 2018-10-26
通信作者: 朱志强，Email: 13623810089@126.com.
摘要: 目的 对比经鼻高流量湿化氧疗（HFNC）与无创正压通气（NPPV）在创伤性颈髓损伤合并急性呼吸衰竭（ARF）患者中的疗效，探讨HFNC在创伤性颈髓损伤中的应用价值。方法 采用前瞻性随机对照研究方法，选取郑州大学第一附属医院2016年5月至2018年1月EICU收治的创伤性颈髓损伤合并ARF常规吸氧不能改善患者，采用随机数字表法将168例患者随机分为HFNC组和NPPV组。比较两组患者的一般资料；观察两组患者治疗1、12、24、48 h后的呼吸频率(RR)、二氧化碳分压(PaC2)、平均动脉压(MAP)等指标，并比较两组患者对氧疗措施的舒适感、28 d内气管插管率、机械通气时间、ICU住院时间、病死率等。结果 两组患者性别、年龄等一般情况比较差异无统计学意义（P > 0.05）。HFNC组各时间点RR、PaC2均低于NPPV组，HFNC组T24、T48时PaC2显著低于NPPV组，差异有统计学意义（P < 0.01）；两组患者的氧合指数（Pa2/Fi2）均得到改善，HFNC组T12、T24、T48时明显高于NPPV组(P < 0.01)；HFNC组舒适度评分优于NPPV组（6.93±0.71 vs 4.29±0.93，P < 0.01）；与NPPV组比较，HFNC组ICU住院时间及气管插管后机械通气时间差异有显著统计学意义（P < 0.01）；两组气管插管率及病死率比较无统计学意义（P > 0.05）。结论 HFNC可明显改善颈髓损伤合并ARF患者的呼吸功能，缩短ICU住院时间，并且舒适度较高，值得临床推广。
关键词: 创伤性颈髓损伤     经鼻高流量氧疗     无创正压通气     呼吸衰竭    
Comparison of clinical treatment of traumatic cervical spinal cord injuries with acute respiratory failure treated by high-flow nasal cannula therapy and non-invasive positive pressure ventilation
Gu Yulei , Xiao Lili , Pei Hui , Xu Dong , Zhang Xiaofan , Jiang Liumin , Zhang Luanluan , Zhu Zhiqiang     
EICU, the First Affilaited Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, China
Corresponding author: Zhu Zhiqiang, Email: 13623810089@126.com.
Abstract: Objective To compare the clinical efficacy of high-flow nasal cannula oxygen therapy (HFNC) with non-invasive positive pressure ventilation (NPPV) in patients with traumatic cervical spinal cord injury complicated with acute respiratory failure (ARF). Methods A prospective randomized controlled trial was performed in EICU of the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University from May 2016 to January 2018. One hundred sixty-eight consecutive patients with traumatic cervical spinal cord injury complicated with ARF, who did not respond to conventional oxygen therapy, were assigned to the HFNC or NPPV treatment group sequenced by the random number table. The baseline clinical characteristics of randomized participants and respiratory frequency (RR), PaC2, mean arterial pressure (MAP) at 1, 12, 24, 48 h after treatment were evaluated. Comfortable scale, tracheal intubation rate within 28 d, duration of mechanical ventilation, length of stay in ICU and mortality rate were compared as well. Results There was no significant differences in baseline clinical characteristics, such as sex, age. between the two groups (P > 0.05). RR and PaC2 were lower in the HFNC group at all time point. In addition, the HFNC group had significantly lower PaC2 than the NPPV group at 24 and 48 h after treatment (P < 0.01); Oxygenation index (Pa2/Fi2) was improved in both groups, and the HFNC group had superior oxygenation index than the NPPV group at 12, 24, 48 h after treatment (P < 0.01). Furthermore, the HFNC group had better comfort scale (6.93±0.71 vs 4.29±0.93, P < 0.01), shorter length of stay in ICU and duration of mechanical ventilation compared to the NPPV group (P < 0.01). There was no significant differences in tracheal intubation rate and mortality rate between the two groups (P > 0.05). Conclusions In addition to the superior efficacy in improving respiratory function and shortening length of stay in ICU, HFNC was well tolerated by patients with traumatic cervical spinal cord injury complicated with ARF, and could be recommended in clinical practice.
Key words: Traumatic cervical spinal cord injury     High-flow nasal cannula oxygen therapy     Noninvasive positive pressure ventilation     Respiratory failure    

创伤性颈髓损伤易导致呼吸肌麻痹，引起呼吸乏力，痰液难以咳出，并发肺部感染或呼吸衰竭，甚至死亡。在ICU，对于创伤性颈髓损伤尚未气管插管的ARF患者，经常采用无创氧疗以避免气管插管，如鼻导管、面罩吸氧，但这些方法吸氧体积分数不恒定、供氧量有限、吸入气体干燥，患者不耐受，从而影响疗效[1-2]。HFNC作为一种新型氧疗方法，供氧量可高达60 L/min，具有可温湿化、氧体积分数精确等优点, 在临床中逐渐应用于改善呼吸衰竭等[3-5]。该方法是否可提高创伤性颈髓损伤合并急性呼吸衰竭（ARF）患者的治疗效果，目前国内尚未见研究。因此，本研究旨在通过与无创正压通气（NPPV）比较, 来探讨经鼻高流量湿化氧疗（HFNC）在创伤性颈髓损伤合并ARF患者中的临床应用价值。

1 资料与方法 1.1 一般资料

本研究经本院伦理委员会批准，采用前瞻性随机对照研究方法，所有患者签署知情同意书。选取郑州大学第一附属医院2016年5月至2018年1月EICU收治的168例创伤性颈髓损伤合并ARF常规吸氧不能改善患者，采用随机数字表法将患者分为HFNC组和NPPV组，每组各84例。

1.1.1 入选标准

年龄18~65岁，有明确外伤史，外伤前均身体健康，表现为颈椎损伤合并ARF常规吸氧不能改善者。常规吸氧（< 10 L/min）后满足以下指征中1项即行HFNC或NPPV：（1）呼吸频率 > 35次/min；（2）100 mmHg < PaO2/FiO2 < 300 mmHg (1 mmHg=0.133 kPa)。

1.1.2 排除标准

不具备外伤史，病理性颈髓损伤者；入院时血流动力学不稳定，需紧急气管插管者；意识障碍、颌面外伤不能配合NPPV；研究资料不齐全、缺失者。

1.2 治疗方法

所有患者入院后均给予颈托固定、脱水、营养神经、雾化吸入、吸痰、抗感染、相应的氧疗措施等对症支持治疗，当患者经HFNC或NPPV无法满足需要时改为气管插管。气管插管指征：①意识水平下降，咳嗽无力痰液多难以咳出；②辅助呼吸肌参与呼吸，出现三凹征及出汗，血流动力学不稳定；③SpO2 < 90%持续大于10 min且经无创氧疗方法无法解决；④呼吸心搏骤停。

1.3 仪器设备

HFNC使用新西兰Fisher & Paykel Healthcare公司的Optiflow经鼻高流量加温加湿氧疗系统AIRV02型。NPPV呼吸机为澳大利亚ResMed Stellar150型呼吸机。HFNC起始FiO2为100%，气流量50 L/min，之后逐步减低吸入氧体积分数目标SpO2≥95%；NPPV起始参数：模式ST，呼气压：5 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa），吸气压15 cmH2O，维持SpO2≥95%。

1.4 观察指标

（1）一般资料包括年龄、性别、急性生理学及慢性健康状况(APACHEⅡ)评分、实验室检查结果、治疗前心率(HR)、平均动脉压(MAP)、呼吸频率(RR)、脉搏血氧饱和度(SpO2)及动脉血二氧化碳分压(PaCO2)、氧合指数(PaO2/FiO2)。（2）患者接受治疗后1、12、24、48 h后MAP、RR及PaCO2、PaO2/FiO2。（3）采用主观数字评分指标（0至10分）评估患者舒适度。（4）两组患者气管插管率、机械通气时间、ICU住院时间、28 d病死率等。

1.5 统计学方法

采用SPSS 19.0软件进行统计学分析。计量资料采用均数±标准差（Mean±SD）表示，非正态分布数据用中位数（四分位间距）表示，行U检验；两组定量数据比较采用成组t检验或t’检验，计数资料采用χ2检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 患者基本情况比较

168例颈髓损伤患者年龄(44.13±12.38)岁，其中男性87例，女性81例。受伤原因：高空坠落伤72例，交通事故66例，其他30例。HFNC组受伤原因：交通事故42例，高空坠落伤30例，其他12例；NPPV组受伤原因：交通事故24例，高空坠落伤42例，其他18例。患者基本情况比较见表 1。

表 1 HFNC和NPPV组患者一般情况比较（Mean±SD Table 1 Comparison of general data between groups (Mean±SD)
指标 HFNC组 NPPV组 检验值 P值
例数（n） 84 84
年龄(岁) 43.36±11.77 44.89±12.98 t=0.803 0.423
性别(男/女) 45/39 42/42 χ2=0.215 0.643
APACHE Ⅱ评分 12.79±4.54 13.25±5.36 t=0.606 0.546
HR（次/min） 86.00±14.17 88.36±14.54 t=1.115 0.266
MAP（mmHg） 66.29±13.66 68.25±14.54 t=0.903 0.368
RR(次/min) 18.29±6.27 18.75±6.80 t=0.460 0.646
PaC2(mmHg) 51.14±6.46 49.36±6.72 t=1.756 0.081
Pa2/Fi2 (mmHg) 303.80±14.31 300.93±13.74 t=1.325 0.187
ALT(U/L) 58.88±11.84 58.96±13.69 t'=0.042 0.083
AST(U/L) 57.38±10.92 60.17±12.08 t=1.877 0.062
TBil(μmol/L) 11.89±7.36 12.43±8.43 t=0.439 0.681
SCr(μmol/L) 77.32±28.01 70.54±25.39 t=1.645 0.102
CK(U/L) 119.63±47.73 124.94±47.26 t=0.724 0.470
LDH(U/L) 145.75±40.42 157.32±56.21 t'=1.532 0.168
Na+（mmol/L） 136.50±5.41 137.46±5.37 t=1.159 0.248
K+（mmol/L） 4.65±0.86 4.46±0.72 t=1.590 0.114
Ca2+（mmol/L） 3.02±0.57 2.89±0.61 t=1.494 0.137
WBC（×109/L） 6.25±2.06 6.15±1.67 t, =0.333 0.739
Plt(×109/L) 214.18±55.97 214.71±45.44 t=0.068 0.946
N(%) 58.56±11.05 60.38±8.50 t, =1.197 0.233
表选项
2.2 患者接受治疗后RR、MAP、血气分析比较

接受氧疗后48 h内，HFNC组各时间点RR、PCO2一直低于NPPV组，RR比较差异无统计意义（P > 0.05），PCO2在24 h后差异有统计学意义(P < 0.05)；从氧疗12 h开始，HFNC组PaO2/FiO2显著高于NPPV组（P < 0.05）；两组患者的MAP比较差异无统计学意义（P > 0.05）。见表 2。

表 2 两组各时间点呼吸等指标比较（Mean±SD） Table 2 Comparison of RR, MAP, PaCO2, and PaO2/FiO2 (Mean±SD)
指标 HFNC组 NPPV组 检验值 P值
RR（次/min）
  T1 h 19.21±5.87 20.25±5.61 t=1.169 0.244
  T12 h 17.23±5.10 18.30±5.45 t=1.316 0.190
  T24 h 16.36±5.28 16.71±5.61 t=0.425 0.671
  T48 h 19.45±5.95 19.87±6.26 t=0.442 0.659
MAP（mmHg）
  T1 h 73.61±14.90 70.37±11.91 t'=1.556 0.122
  T12 h 79.54±13.08 76.96±12.58 t=1.299 0.196
  T24 h 79.50±11.68 76.96±12.55 t=1.356 0.177
  T48 h 76.57±12.88 73.32±12.95 t=1.631 0.105
PaC2（mmHg）
  T1 h 46.93±4.56 48.00±4.57 t=1.521 0.130
  T12 h 46.27±4.21 47.21±4.32 t=1.429 0.155
  T24 h 43.75±3.47 46.25±3.93 t=4.370 < 0.01
  T48 h 44.11±3.79 45.21±2.42 t=2.258 0.025
Pa2/Fi2 （mmHg）
  T1 h 295.32±3.12 294.52±2.94 t'=1.710 0.089
  T12 h 305.71±2.86 300.54±5.99 t'=7.157 < 0.01
  T24 h 308.32±1.88 305.32±1.98 t=10.325 < 0.01
  T48 h 307.18±4.88 304.93±2.90 t=3.904 < 0.01
表选项
2.3 患者舒适度、气管插管率、机械通气时间、ICU住院时间、28 d病死率比较

两组舒适度、ICU住院时间及机械通气时间比较，差异有统计学意义（P < 0.01）；HFNC组28 d内的插管率及病死率低于NPPV组，但差异无统计学意义（P > 0.05）。见表 3。

表 3 两组患者28 d内插管率等指标比较（Mean±SD） Table 3 Comparison of comfortable scale, tracheal intubation rate, duration of mechanical ventilation, length of stay in ICU and mortality rate between the two groups(Mean±SD)
指标 HFNC组 NPPV组 检验值 P值
舒适度评分(分） 6.93±0.71 4.29±0.93 t=20.786 < 0.01
ICU住院时间（d） 13.07±1.32 15.36±1.08 t=5.660 < 0.01
插管情况(例, %） 24 (28.6) 27 (32.1） χ2=0.253 0.615
机械通气时间(d) 8.32±1.01 9.11±0.68 t=12.298 < 0.01
病死情况(例，%） 9（10.7） 12（14.3） χ2=0.490 0.484
表选项
3 讨论

随着病情的发展，高位颈髓损伤后期容易出现难以控制的肺部感染甚至脓毒症等，是高位截瘫患者的主要死因之一[6]。选择一种合适的氧疗方法，已成为ICU医生面临的棘手问题之一。传统的替代氧疗设备如无创正压通气，通过面罩等无创的方式连接呼吸机，具有并发症少，损伤小，医疗费用低等优点，在非创伤性呼吸衰竭患者中普遍使用，可避免气管插管及呼吸机相关肺炎等并发症的发生[7]。NPPV虽然疗效满意，但有弊端，比如一些患者耐受性差，难以长时间坚持，出现并发症如误吸、漏气、胃肠道胀气、痰液干燥等，最终不得不进行气管插管等，延长了治疗时间[8]。无创正压通气并不能减少气管插管率和病死率，还可产生一些并发症。HFNC作为一种新型氧疗方法，在呼吸困难或低氧血症的患者中有良好的治疗效果，并逐渐在临床中得到推广[4]。本实验采用随机对照试验，以创伤性颈髓损伤合并ARF患者为研究对象，从心率、呼吸、血气分析、ICU插管率及住院时间等综合比较，评估HFNC呼吸方式是否优于无创呼吸方式。

本研究显示，与NPPV组相比，HFNC氧疗可改善患者12 h后的PaO2/FiO2，提示HFNC改善呼吸困难情况并非在开始立即出现，而是经过一定的时间，两组比较差异具有统计学意义（P < 0.05）。这与Sztrymf等[9]的研究结果一致。原因可能是呼吸衰竭时肺复张具有时间依赖性，而HFNC产生低水平的气道正压，肺复张需要时间长，因此氧疗后通过一定时间，氧分压及氧合指数才能得到明显改善。在本研究中，与NPPV组相比，HFNC组各时间点患者的RR及PaCO2均有所下降，这可能与HFNC通过高流量氧气形成一种单向呼吸，冲洗并减少鼻腔死腔有关[10]，从而提示使用HFNC后死腔面积会更少。HFNC能产生流量依赖性持续气道正压，冲刷鼻咽部死腔, 持续清除呼吸道内二氧化碳，减少生理死腔，增加分钟通气量，提高气体交换效率[11]。本研究还发现，HFNC组舒适度较NPPV组明显提高，这是由于HFNC具有加温加湿系统, 使患者吸入的氧流量维持了一定湿温度, 保证了气道黏膜纤毛的功能正常，避免了传统氧疗导致的口鼻腔干燥、眼睛刺激、无法进食、鼻子疼痛、恐惧感等不良反应，更加舒适。本研究中HFNC组中有24例插管及9例死亡，NPPV组中有27例插管及12例死亡，病死率差异无统计学意义，但能显著降低机械通气时间及ICU住院时间。这与Monro-Somerville等[11]的研究结果是一致的：HFNC并不能降低呼吸衰竭的气管插管率和病死率，但可以改善患者的舒适度。

其机制可能与HFNC具有以下优势有关:①提供了持续的高流量，吸入氧体积分数恒定，高流量氧可冲刷气道死腔，增加通气频率，减少解剖死腔，从而增加肺泡通气量，提高了患者的血氧饱和度和氧合指数；②增加了呼吸末正压，降低呼吸频率，减少呼气末肺泡的塌陷，有利于肺复张，降低气管插管风险；③吸入的氧气通过加温加湿系统处理，充分加温、湿化气体，避免了干燥和不适感，同时保护了气道纤毛上皮细胞的功能，更好促进痰液的排出，间接改善了氧合。

综上所述，HFNC用于治疗创伤性颈髓损伤合并ARF患者，可明显改善患者的氧合指数，提高氧含量，增加舒适度及减少ICU住院时间等，疗效优于NPPV。本研究也存在不足之处，尚缺乏大规模样本资料的研究，可能导致偏倚，并且缺少氧疗干预后更多指标的动态性研究，是下一步研究的方向。

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