专题研讨｜经鼻湿化快速充气交换通气技术
本帖最后由 糖糖不次糖 于 2022-12-22 00:28 编辑以下文章来源于瑞金麻醉与围术期医学，作者王宁 张昱昊
前言
呼吸是五大基本生命体征之一，如何维持呼吸稳定通畅、保证患者氧合一直是医生关注的重点。人类开始氧气治疗的历史可回溯到18世纪后叶，20世纪初即开始应用橡胶制作的鼻导管进行氧疗。1987年美国研发了最高流量可达20L/min的氧疗加温湿化装置MT-1000，应用于囊性肺纤维化等患者的氧疗，促进下呼吸道分泌物排出。近10年来经鼻湿化快速充气交换通气技术（Transnasal Humidified Rapid Insufflation Ventilatory Exchange, THRIVE）进入快速发展和临床广泛应用阶段。
1.THRIVE技术定义
窒息氧合技术是一种在预充氧合基础上用于延长安全窒息时间的给氧方法，通过鼻腔、口腔、鼻咽、口咽、气管或支气管等途径高流量输氧对窒息患者进行被动的氧合。1959 年FRUMIN 等首先报道了关于窒息氧合原理的研究【1】。但传统窒息氧合技术为麻醉诱导期患者提供冷而干燥的O2来延迟氧饱和度下降，高流量气体却容易导致患者气道黏膜损伤和疼痛，患者耐受性低且CO2蓄积速度快。
THRIVE是在经鼻高流量湿化氧疗（HFNC）的基础上提出的一种新型无创通气技术，结合了传统窒息氧合技术特点和HFNC的优点，为呼吸暂停患者提供加温加湿且稳定高流量纯氧，更为安全的延长无呼吸暂停时间。
THRIVE最早于2015年由Patel等人【2】提出，研究发现将其应用于已预知困难气道患者的预给氧时，可显著延长无通气安全时限至17min左右，最长可达65min，血氧饱和度均高于90%，并且未发生心律失常或CO2中毒。
THRIVE由氧流量计、空氧混合装置、加温加湿器和鼻塞装置组成，连接使用方式如图：
图1 OptiFlow高流量加湿氧气输送系统（a：氧气加湿单元b&c：定制的经鼻氧气插管d：标准鼻氧气插管）
2.THRIVE原理
1）窒息氧合气流动力来源
THRIVE系统高流速气体形成声门上涡流和强湍流，人体自身的心源性震荡靠心脏体积变化改变胸内压来促进气体运动，被认为是窒息氧合的气流动力来源【3】，同时可以辅助增强这种涡流效应，增加呼吸道内解剖无效腔的通气效率，从而增加CO2清除率及降低CO2的重吸收，且呼吸道解剖无效腔气体通气效率具有流速和时间依赖性，在流速为20-70L/min时，流速越快，使用时间越长，呼吸道解剖无效腔内CO2的清除率越高【4】，但相比自主呼吸仍有少量CO2蓄积。
2）持续正压
THRIVE系统可提供最高气体流速为120 L/min，高流速的气体可以产生一定的持续正压，当气体流速在30-100 L/min时，可产生3-12 cmH2O的持续气道压力，能够增加呼吸末期肺容积、维持肺泡开放、减少肺血液分流，从而改善肺氧合。
3）CO2清除
在患者呼吸暂停之前，通过给氧去氮提高肺内氧含量，而在呼吸暂停期间由于血液中O2和CO2溶解度显著不同，O2以更高的速度从肺泡中被摄取，CO2仅以10ml/min的速度回到肺泡，导致肺泡压力低于大气压，产生一个高达20cmH2O的负压梯度，驱动O2从解剖无效腔进入肺泡，这种现象称为通气质量流【5】，但随着CO2蓄积该效应逐渐减弱。
4）气道保护
THRIVE产生的加温加湿气体具有保持呼吸道湿润，维持粘液纤毛的正常清除功能【6】，符合人体生理情况下的呼吸道需求，减轻气道炎症，增加患者的舒适度。
3.THRIVE的应用范围、使用禁忌及注意事项
术前困难气道患者诱导前预给氧从而进一步延长无通气安全时限是THRIVE应用最为广泛的领域，此外在快速序列诱导手术、共用气道手术中THRIVE也显示出其独特的优越性。对于全麻术后的患者，THRIVE可提供适宜吸入氧浓度的加温加湿气体，高流量的气体产生的持续气道正压，能降低全麻手术舌后坠的发生率和拔管后低氧血症的发生率。随着手术室外麻醉的兴起，THRIVE可应用的场合也更加广泛，如无痛胃肠镜检查、电休克治疗、急诊抢救插管、气管切开等。THRIVE也被用于治疗轻中度呼吸衰竭的新冠患者【7】，与HFNC和普通面罩通气相比，其具有良好的氧合作用及CO2清除效果。
THRIVE并不是100%安全的通气方式，需准备好气道应急预案，而且THRIVE存在CO2蓄积的风险，其PaCO2平均上升速率约为1.8mmHg/min，需严密监测发生高碳酸血症、酸中毒和低氧血症的相关指标。
病例报道儿童应用THRIVE有出现气道损伤、张力性气脑、气眶、鼻出血、皮下气肿、纵隔气肿、气胸、胃破裂等并发症的情况【8】。所以，儿童在应用THRIVE时，应严格执行其使用标准以预防及减少并发症的发生。考虑到考虑到THRIVE可能引起CO2分压升高，不利于产妇和胎儿，因此，THRIVE在产科麻醉的应用上需慎重。
THRIVE的禁忌症与传统鼻腔供氧设备相同，对于有高反流误吸风险、不能保证气道通畅、鼻咽部畸形、颅底骨折、气道出血风险高等患者应禁止或慎重使用。
4.THRIVE用于喉部分切除术后喉梗阻患者显微喉镜手术麻醉一例【9】
患者，男，59岁，178cm，79kg，因“喉癌术后，吸气性呼吸困难，喘鸣20d”入院。查体：张口三指，Mallampati分级Ⅲ级，喘鸣，声嘶，颈前见一纵向气管切开术后瘢痕伴瘢痕组织增生，自述夜间可平卧睡眠，无明显睡眠呼吸暂停或憋醒，其余体格检查无特殊。术前喉镜检查见：右披裂向内侧倾倒、遮挡声门，声门区多发性肉芽样物，余无法窥及（图2）。增强CT见：右侧甲状软骨板前段缺损，喉部正常结构部分缺损，目前双侧声门区及声门下区前壁弥漫性软组织增厚，气道最窄处位于声门裂处，左右径为4.14mm（图3）。术前血常规、生化及血气分析无异常。诊断：喉癌术后，喉梗阻Ⅱ度。因气管导管或其他通气管阻碍新生物摘除，拟在THRIVE无导管麻醉下行“显微喉镜下喉新生物摘除活检术”。
术中THRIVE选择成人模式，参数设置为温度37℃，流速60 L/min，FiO2100%，给予靶控输注丙泊酚效应室浓度4/kg和瑞芬太尼效应室浓度5ng/ml及琥珀胆碱1.5mg/kg静注，THRIVE窒息氧合总时长为17min，维持SpO298%-99%，经皮二氧化碳分压由基线的43.9mmHg逐渐升至70.3mmHg，同一时间PaCO2为79mmHg，其余生命体征无特殊。手术时间16min。术毕声门开口较前明显扩大，顺利置入ID5.0mm的加强型柔性气管导管，行机械通气，术后恢复室顺利拔管后安返病房，次日随访无特殊。
图2 术前喉镜检查图
图3 术前CT增强图
总结：
THRIVE作为一项新型无创通气技术，能为患者提供高流量加温加湿气体，显著延长无通气安全时限，同时能降低CO2蓄积速度，与HFNC、传统面罩等无创通气技术相比，更具有效性、安全性和舒适性，还能为大部分咽喉和气道等短小手术提供安全有效的无气管插管麻醉。
但THRIVE技术存在一定的局限：虽然高流量气体形成的由内向外的正压使血液和异物进入气道的风险减小，但气道缺少导管套囊的封闭保护，依然存在误吸风险；THRIVE存在CO2蓄积的风险但又无法监测PETCO2 ；气道内充满纯氧，激光、电刀等设备应用可能受限。
参考资料：
张杨, 于泳浩. 窒息氧合技术临床应用的研究进展. 国际麻醉学与复苏杂志, 2020, 41(4):4.
Patel A, Nouraei S A R. Transnasal Humidified Rapid‐Insufflation Ventilatory Exchange (THRIVE): a physiological method of increasing apnoea time in patients with difficult airways. Anaesthesia, 2015, 70(3): 323-329.
Plens G M, Morais C C A, Nakamura M A, et al. Effect of cardiogenic oscillations on trigger delay during pressure support ventilation. Respiratory Care, 2018, 63(7): 865-872.
Hermez L A, Spence C J, Payton M J, et al. A physiological study to determine the mechanism of carbon dioxide clearance during apnoea when using transnasal humidified rapid insufflation ventilatory exchange (THRIVE). Anaesthesia, 2019, 74(4): 441-449.
邱瑾, 段光友, 陈兵, 等. 经鼻湿化快速充气交换通气: 一种新的窒息氧合技术. 局解手术学杂志, 2021.
Sotello D, Rivas M, Mulkey Z, et al. High-flow nasal cannula oxygen in adult patients: a narrative review. The American journal of the medical sciences, 2015, 349(2): 179-185.
Hey S ,Milligan P ,Adamson R , et al. Transnasal humidåified rapid-insufflation ventilatory exchange ('THRIVE') in the coronavirus disease 2019 pandemic. The Journal of Laryngology & Otology, 2021.
O’Brien B, Rosenfeld J V, Elder J E. Tension pneumo‐orbitus and pneumocephalus induced by a nasal oxygen cannula: report on two paediatric cases. Journal of paediatrics and child health, 2000, 36(5): 511-514.
魏玮, 封莉莉, 韩园, 等. 经鼻湿化快速充气交换通气用于喉部分切除术后喉梗阻患者显微喉镜手术麻醉一例. 临床麻醉学杂志, 2021.
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