高流量加溫濕化氧氣治療

维基百科,自由的百科全书
高流量加溫濕化氧氣治療
高流量加溫濕化氧氣治療示意圖
別稱High flow nasal cannula
ICD-10-PCS英语ICD-10 Procedure Coding SystemZ99.81

高流量加溫濕化氧氣治療 (英語:Heated humidified high-flow oxygen therapy,簡稱 HHHF),又稱高流量鼻導管氧氣治療(英語:high flow nasal cannula therapy,簡稱為 HFNC),或稱經鼻高流量氧氣治療(英語:high flow nasal oxygen,簡稱為 HFNO),是一種呼吸系統的輔助治療。由於傳統鼻導管英语nasal cannulae會造成鼻黏膜乾燥與刺激,每分鐘僅能提供1-6公升的醫療氣體,無法支持需氧量更高的患者。HHHF則透過設備將氣體溫度加熱到人體體溫,也就是37°C,並濕化至理想的人體飽和蒸氣壓,藉此提供更高流量的氧氣治療,並洗出殘存於上呼吸道內呼出的廢氣。其每分鐘提供的醫療氣體流量可達到60公升,為傳統鼻導管供氧上限的10倍之多。

該治療特色是:经鼻、控温、加湿、高流量的氧气供给,適用於仍可自主呼吸,却呼吸功能無法滿足身體所需的患者。在一些症狀相對較不嚴重的患者,可以減少使用非再吸入型面罩氣管插管的機會,亦能大幅提升患者的舒適度、及減少呼吸不順的情形。

醫療用途

適用此療法的患者為呼吸作功增加,但仍可自發性呼吸者,相關病症包含呼吸衰竭氣喘惡化慢性阻塞性肺病急性惡化、支氣管炎肺炎及鬱血性心臟衰竭[1],也可以作為氣管內管拔除後的橋接性治療,可減少再插管率[2]。此外亦可用於全身麻醉手術的患者,保障其呼吸道暢通[1]

治療效益

此療法可在基本氧療設備上為臨床患者提供更高的吸入氧氣分壓英语fraction of inspired oxygen (簡稱為 FiO2),避免用到非再吸入型面罩或甚至氣管插管[3]。透過降低機械性呼吸器的需求,進而降低機械性呼吸器相關肺炎英语ventilator-associated pneumonia的風險。有些患者因支氣管痙攣而需要短期呼吸支持,此療法也可減少病人因短期症狀,而進入到侵襲性氧氣治療的情形[4]。且因其為非侵入性治療,患者仍可說話及下床活動。

除了提供高流量的氧氣之外,HHHF也可以提供部分呼氣末期正壓(PEEP),協助肺部擴張,降低呼吸速率,提升患者的潮氣容積。其導管設備能改善呼吸衰竭、氧氣飽和度,以及患者的舒適度[5]。亦有人提出可以治療嚴重甚至危急的COVID-19患者[6]

加溫加濕氣體能夠增加黏膜對異物的清除能力,有助排除分泌物,且能減少支氣管產生的過度反應症狀(Hyper-response symptoms)[7][3]。已證實對睡眠呼吸中止症患者有所裨益[8]

與常規非侵襲性氧氣治療相比,HHHF可以顯著增加氧合,改善舒適度[9],減少插管率[10],但無法減少死亡率[10]、加護病房住院天數、整體住院天數。目前尚無證據顯示有所危害[9]

供氧效果

醫療用呼吸道供氧設備的效果是以FiO2作為單位,FiO2越高,患者所獲得的氧分壓越高。由於大氣中的氧氣約 21% 左右,一般正常人在常規呼吸狀態下的 FiO2 就約為 21%。鼻導管雖然提供純氧,但氧含量會被環境中的空氣所稀釋。在呼吸平順的狀態下,一般成年人的鼻孔於吸氣時的氣流流量約為 12 L/min(公升/分鐘)左右,對於輕度呼吸窘迫的患者,其流量可能超過 30公升/分鐘,計算起來患者能透過鼻導管吸入的FiO2約為 24-50% 左右[11]。在HHHF出現之前,若患者需要更高的FiO2,必須要使用面罩或是插管。HHHF可提供 60 L/min 的純氧,FiO2最高可達100%,且HHHF可提供部分呼氣末期正壓(PEEP),避免肺泡塌陷,減少呼吸阻力,進而提升供氧效果[12]

新生兒

此療法目前已可用於新生兒及兒童患者,HHHF可能可減少呼吸窘迫新生兒的呼吸作功,讓新生兒能有餘裕多方利用其他代謝路徑,有助於降低仰賴機械性呼吸器的天數,幫助增加體重,進而縮短其整體住院天數[13][14]

新生兒加護病房中,該療法在治療新生兒呼吸窘迫症(NDS)的早產兒上,再插管率與鼻導管持續正壓呼吸器(nasal CPAP)相仿,且可以減少鼻孔創傷以及氣胸的機會[15][16],但有較高機率須轉為CPAP治療,因此部分指引仍建議以CPAP進行NDS的初始治療[17]。該療法也可以作為拔除氣管內管後的支持治療[15]

機轉

一般供給醫療用氣體的鼻導管,最大流速一般不得超過 6 公升/分鐘。醫療用氧氣通常是不含水分的高壓氣體,其壓力通常約為 50 psi(350 kPa)左右[18];當高壓的氣體回復到正常大氣壓力時,體積會膨脹導致溫度下降。乾燥且寒冷的空氣進入到鼻腔,對呼吸道黏膜具有刺激性,可能導致鼻黏膜乾燥、出血、可能因為身體降溫而增加代謝需求[3][18]、乾燥的氣體也會降低黏膜對異物的清除能力[3]

通氣

高流量供氧設備由一套鼻導管、一套高流量的氣體供給系統,及高壓醫療氣體所構成,並藉由鼻導管提供呼吸所需的氧氣[19]。HHHF的供氧系統直徑及供氣孔徑較傳統鼻導管小,使氣體流速加快,讓氣體以更高的速度進入上呼吸道,讓流動的新鮮空氣代換積聚在死腔(dead space)內的空氣[20]。新鮮的氣流可促進呼氣功能,將呼氣末殘留的氣體洗出呼吸道,為呼吸道空出容量,有助於患者吸入新鮮空氣[18]。因此,HHHF的鼻導管的管面積不能超過鼻孔面積的一半,使呼吸道的氣流有足夠的空間流出,使患者吸入的氣體接近設備所設定的FiO2

加溫加濕

氣流的流速越高,其加溫加濕及調節也更重要。若氣流未經加濕,乾燥空氣對肺部組織所造成的負面影響,很快就會蓋過此療法在促進氧合、換氣等方面的療效[21][22][23]。供給的氣體也會使用加濕器將相對濕度提升至接近100%。在氣體運輸的同時,也會對管路進行加溫,避免氣體降溫及水蒸氣凝結。一般而言,HHHF的氣體溫度會建議設置於正常人體體溫,也就是 37°C[18]

歷史

HHHF設備的概念雛形是由美國新罕布夏州Vapotherm英语Vapotherm 公司所提出,一開始是為了治療賽馬所開發。1999年起,才將HHHF的概念導入人類身上[24]

附註

  1. ^ 1.0 1.1 Booth, A. W. G.; Vidhani, K.; Lee, P. K.; Thomsett, C.-M. SponTaneous Respiration using IntraVEnous anaesthesia and Hi-flow nasal oxygen (STRIVE Hi) maintains oxygenation and airway patency during management of the obstructed airway: an observational study. British Journal of Anaesthesia. 2017-03-01, 118 (3): 444–451. ISSN 0007-0912. PMC 5409133可免费查阅. PMID 28203745. doi:10.1093/bja/aew468. 
  2. ^ Granton, David; Chaudhuri, Dipayan; Wang, Dominic; Einav, Sharon; Helviz, Yigal; Mauri, Tommaso; Mancebo, Jordi; Frat, Jean-Pierre; Jog, Sameer. High-Flow Nasal Cannula Compared With Conventional Oxygen Therapy or Noninvasive Ventilation Immediately Postextubation: A Systematic Review and Meta-Analysis. Critical Care Medicine. 2020-11, 48 (11): e1129–e1136. ISSN 0090-3493. doi:10.1097/CCM.0000000000004576 (英语). 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 Waugh, J. B.; Granger, W. M. An evaluation of two new devices for nasal high-flow gas therapy. Respiratory Care. 2004, 49 (8): 902–906. PMID 15271229. 
  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. 
  5. ^ Spentzas, Thomas; Minarik, Milan; Patters, Andrea B.; Vinson, Brett; Stidham, Greg. Children with respiratory distress treated with high-flow nasal cannula. Journal of Intensive Care Medicine. 2009-10-01, 24 (5): 323–328. ISSN 1525-1489. PMID 19703816. S2CID 25585432. doi:10.1177/0885066609340622. 
  6. ^ Geng, Shike, Mei, Qing, Zhu, Chunyan, et al. High flow nasal cannula is a good treatment option for COVID-19. Heart Lung. 2020;49(5):444-445. doi:10.1016/j.hrtlng.2020.03.018.
  7. ^ Roca, O.; Riera, J.; Torres, F.; Masclans, J. R. High-flow oxygen therapy in acute respiratory failure. Respiratory Care. 2010, 55 (4): 408–413 [2021-06-22]. PMID 20406507. (原始内容存档于2021-07-22). 
  8. ^ McGinley, B. M.; Patil, S. P.; Kirkness, J. P.; Smith, P. L.; Schwartz, A. R.; Schneider, H. A Nasal Cannula Can Be Used to Treat Obstructive Sleep Apnea. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2007, 176 (2): 194–200. PMC 1994212可免费查阅. PMID 17363769. doi:10.1164/rccm.200609-1336OC. 
  9. ^ 9.0 9.1 Rochwerg, B.; Granton, D.; Wang, D. X.; Helviz, Y.; Einav, S.; Frat, J. P.; Mekontso-Dessap, A.; Schreiber, A.; Azoulay, E.; Mercat, A.; Demoule, A.; Lemiale, V.; Pesenti, A.; Riviello, E. D.; Mauri, T.; Mancebo, J.; Brochard, L.; Burns, K. High flow nasal cannula compared with conventional oxygen therapy for acute hypoxemic respiratory failure: a systematic review and meta-analysis. Intensive Care Medicine. 19 March 2019, 45 (5): 563–572. PMID 30888444. S2CID 83463457. doi:10.1007/s00134-019-05590-5. 
  10. ^ 10.0 10.1 Ferreyro, Bruno L.; Angriman, Federico; Munshi, Laveena; Del Sorbo, Lorenzo; Ferguson, Niall D.; Rochwerg, Bram; Ryu, Michelle J.; Saskin, Refik; Wunsch, Hannah. Association of Noninvasive Oxygenation Strategies With All-Cause Mortality in Adults With Acute Hypoxemic Respiratory Failure. JAMA. 2020-07-07, 324 (1): 57 [2021-06-23]. ISSN 0098-7484. doi:10.1001/jama.2020.9524. (原始内容存档于2022-06-15) (英语). 
  11. ^ O’Driscoll, B. R.; Howard, L. S.; Davison, A. G. BTS guideline for emergency oxygen use in adult patients. Thorax. 2008-10-01, 63 (Suppl 6): vi1–vi68 [2021-06-23]. ISSN 0040-6376. PMID 18838559. doi:10.1136/thx.2008.102947. (原始内容存档于2022-03-02) (英语). 
  12. ^ Helviz, Yigal; Einav, Sharon. A Systematic Review of the High-flow Nasal Cannula for Adult Patients. Critical Care. 2018-03-20, 22 (1): 71. ISSN 1364-8535. PMC 5861611可免费查阅. PMID 29558988. doi:10.1186/s13054-018-1990-4. 
  13. ^ Manley, Brett J.; Dold, Simone K.; Davis, Peter G.; Roehr, Charles C. High-Flow Nasal Cannulae for Respiratory Support of Preterm Infants: A Review of the Evidence. Neonatology. 2012, 102 (4): 300–308 [2021-06-23]. ISSN 1661-7800. doi:10.1159/000341754. (原始内容存档于2022-04-08) (英语). 
  14. ^ Holleman-Duray, D; Kaupie, D; Weiss, M. G. Heated humidified high-flow nasal cannula: Use and a neonatal early extubation protocol. Journal of Perinatology. 2007, 27 (12): 776–81. PMID 17855805. doi:10.1038/sj.jp.7211825可免费查阅. 
  15. ^ 15.0 15.1 Wilkinson, Dominic; Andersen, Chad; O'Donnell, Colm PF; De Paoli, Antonio G; Manley, Brett J. Cochrane Neonatal Group , 编. High flow nasal cannula for respiratory support in preterm infants. Cochrane Database of Systematic Reviews. 2016-02-22. doi:10.1002/14651858.CD006405.pub3 (英语). 
  16. ^ Bruet, Shaam; Butin, Marine; Dutheil, Frederic. Systematic review of high-flow nasal cannula versus continuous positive airway pressure for primary support in preterm infants. Archives of Disease in Childhood - Fetal and Neonatal Edition. 2021-05-20 [2021-06-24]. ISSN 1359-2998. PMID 34016651. doi:10.1136/archdischild-2020-321094. (原始内容存档于2021-12-03) (英语). 
  17. ^ Sweet, David G.; Carnielli, Virgilio; Greisen, Gorm; Hallman, Mikko; Ozek, Eren; te Pas, Arjan; Plavka, Richard; Roehr, Charles C.; Saugstad, Ola D. European Consensus Guidelines on the Management of Respiratory Distress Syndrome – 2019 Update. Neonatology. 2019, 115 (4): 432–450 [2021-06-24]. ISSN 1661-7800. PMID 30974433. doi:10.1159/000499361. (原始内容存档于2022-07-09) (英语). 
  18. ^ 18.0 18.1 18.2 18.3 Helviz, Y.; Einav, S. A Systematic Review of the High-flow Nasal Cannula for Adult Patients. Vincent, Jean-Louis (编). Annual Update in Intensive Care and Emergency Medicine 2018. Annual Update in Intensive Care and Emergency Medicine. Cham: Springer International Publishing. 2018: 177–191. ISBN 978-3-319-73670-9. doi:10.1007/978-3-319-73670-9_15 (英语). 
  19. ^ Frizzola, M; Miller, T. L.; Rodriguez, M. E.; Zhu, Y; Rojas, J; Hesek, A; Stump, A; Shaffer, T. H.; Dysart, K. High-Flow Nasal Cannula: Impact on Oxygenation and Ventilation in an Acute Lung Model. Pediatric Pulmonology. 2011, 46 (1): 67–74. PMC 3332105可免费查阅. PMID 21171186. doi:10.1002/ppul.21326. .
  20. ^ Dysart, K; Miller, T. L.; Wolfson, M. R.; Shaffer, T. H. Research in high flow therapy: Mechanisms of action. Respiratory Medicine. 2009, 103 (10): 1400–5. PMID 19467849. doi:10.1016/j.rmed.2009.04.007.  (Review).
  21. ^ Rea, H; McAuley, S; Jayaram, L; Garrett, J; Hockey, H; Storey, L; O'Donnell, G; Haru, L; Payton, M; O'Donnell, K. The clinical utility of long-term humidification therapy in chronic airway disease. Respiratory Medicine. 2010, 104 (4): 525–33. PMID 20144858. doi:10.1016/j.rmed.2009.12.016. 
  22. ^ Solomita, M; Daroowalla, F; Leblanc, D. S.; Smaldone, G. C. Y-piece temperature and humidification during mechanical ventilation. Respiratory Care. 2009, 54 (4): 480–6. PMID 19327183. 
  23. ^ Hasani, A; Chapman, T. H.; McCool, D; Smith, R. E.; Dilworth, J. P.; Agnew, J. E. Domiciliary humidification improves lung mucociliary clearance in patients with bronchiectasis. Chronic Respiratory Disease. 2008, 5 (2): 81–6. PMID 18539721. S2CID 206736621. doi:10.1177/1479972307087190. 
  24. ^ Waugh, Jonathan. Trends in Noninvasive Respiratory Support: Continuum of Care (PDF). Clinical Foundations. [2014-04-24]. (原始内容存档 (PDF)于2016-08-19). 
    • US patent (expired) 4722334,Blackmer, Richard H. & Hedman, Jonathan W.,「Method and apparatus for pulmonary and cardiovascular conditioning of racehorses and competition animals」,发行于1988-02-02