2 HFNC结构介绍及生理学效应
HFNC结构介绍 HFNC设备由空气氧气混合装置、主动加温装置、加热导丝单回路管路和鼻导管组成，也可通过专用的连接管依附于呼吸机使用。
HFNC生理学效应
1.无呼吸氧合效应
HFNC通过专用鼻塞导管向气道内持续输送高流量高浓度氧气，产生持续气道正压，使肺泡与毛细血管间产生较大的氧分压差，从而实现患者在无呼吸运动的状态下的继续氧合。Patel等［12］对25例接受下咽或喉手术的困难气道患者使用THRIVE进行供氧，平均安全无呼吸时间为14（9～19）min（安全无呼吸时间是指无通气状态下，SpO2下降至90%以下的时间［13］）。
2.呼气末正压效应呼气末正压（positive end expiratory pressure， PEEP）
通常指应用呼吸机时，于呼气末期在呼吸道保持一定正压。PEEP效应可维持肺泡开放，有利于呼气末肺泡复张和气体交换，在麻醉诱导、术中呼吸管理及术后呼吸支持等方面可避免肺不张及低氧血症的发生。当HFNC输送的高流量气体经过鼻咽部及气道时同样可产生PEEP。一项HFNC应用于健康志愿者的研究［14］表明，HFNC产生的 PEEP大小与气体流量和口腔开闭等有关：患者闭口呼吸，氧流量设置为10、20、40和60 L/min时，产生的平均气道压力分别为1.7、2.9、5.5和7.4 cmH2O，呼气末咽压随流速的增加成线性增加；当患者张口呼吸时，上述流量产生的平均气道压力下降约1 cmH2O。
3.减少解剖死腔
HFNC对上气道具有持续冲刷作用，可减少呼出气体的再吸入，提高吸入氧浓度（inspired oxygen concentration，FiO2），增加肺泡有效通气量，从而提高呼吸效率，改善氧合［15］。
4.增加呼气末容积
HFNC可显著增加呼气末肺阻抗、增加功能残气量及呼气末容积。使用电阻抗断层成像研究HFNC和体位对整体和局部呼气末肺阻抗变化的研究［16］表明，HFNC均可增加仰卧位或俯卧位下的总呼气末肺阻抗，增加呼气末容积；其中在俯卧位时，呼气末肺阻抗增加分布较均匀，而仰卧位时这一变化主要表现在腹侧肺区域。
5.降低呼吸功
HFNC通过改善动态肺顺应性和气道阻力来减少吸气做功。与常规氧气疗法（conventional oxygen therapy， COT）比较，HFNC可减少吸气努力、改善肺容积和依从性，进而改善呼吸力学［17-18］。
6.改善通气血流比
HFNC通过降低跨肺驱动压、复张塌陷肺泡及改善通气的不均一性，从而改善肺的通气血流比。与无创通气（noninvasive ventilation， NIV）和COT比较， HFNC明显改善呼气末肺容积，且潮气量动态肺顺应性增加，塌陷肺泡得以复张，进而改善通气血流比［18-19］。
7.可控性精准给氧
FNC可提供高达70～80 L/min的气体流量，且吸入氧流量可精准调控［20］，但FiO2受口腔张闭的影响，闭口经鼻呼吸时可最大程度地避免吸气时空气的混入，从而保证精确的FiO2，而张口呼吸将降低实际FiO2［21］。
8.充分加温湿化使用常规鼻导管吸氧时，当氧流量大于6 L/min，较易出现鼻黏膜过度干燥和损伤，导致患者的不耐受。HFNC可提供最高37 ℃以及绝对湿度44 mgH2O/L（相对湿度100%）的加温湿化功能，改善气道分泌物的流动性并利于纤毛清除生理性黏液［22-23］。
3 HFNC在临床麻醉领域的应用
HFNC在气管插管术中的应用
气管插管术预充氧时，往往使用具有足够密封性的面罩连接患者与呼吸回路，保持氧流量>6 L/min，平静呼吸时间超过3 min或连续4次以上的深呼吸［24］。对于存在面罩预充氧困难患者，麻醉诱导期发生低氧血症的风险大大增加。使用HFNC预充氧时，由于通过鼻导管持续输入高流量高浓度氧气，避免面罩密封性差导致的预充氧失败和低氧血症的发生［5］。
气管插管术是麻醉科常用操作之一。在全身麻醉诱导后气管插管操作过程中，患者处于无呼吸状态，且插管操作尚未完成时，难以进行持续供氧，尤其是存在困难气道的患者，由于操作时间较长，患者发生低氧血症的风险增加。HFNC通过持续高流量高浓度氧气输送，大量气体从咽部流动到肺泡形成气体压力梯度，使得肺泡氧气吸收速率大于毛细血管CO2的积聚速率，可在实施气管插管操作的同时进行无呼吸氧合，延长安全无呼吸时间［5］。
保留自主呼吸下应用插管软镜（纤维支气管镜和电子支气管镜）引导气管插管术是处理已预料困难气道的一项核心技能［25］。HFNC通过鼻导管连续供氧，同时不影响插管软镜和气管导管通过气道操作，可维持保留自主呼吸状态下困难气道患者氧合，优化气管内插管环境，从而提高了操作的安全性。
因此，HFNC可在插管前预充氧及气管插管术中持续高流量高浓度氧气输送，延长患者、特别是困难气道患者的安全无呼吸时间，提高气管内插管操作的安全性［26］。
一项对需行紧急气管内插管的低氧血症高风险患者采用THRIVE预充氧（3 min，氧流量 60 L/min）的研究［27］表明，THRIVE可以明显降低低氧血症的发生率。而2022年，一项关于HFNC与面罩在麻醉诱导期用于预充氧和呼吸暂停期氧合有效性比较的Meta分析［28］，纳入了14项RCT，共计1 012例患者，结果表明，预充氧后HFNC组的PaO2高于面罩组，麻醉诱导期间安全无呼吸时间明显延长，两组麻醉诱导期间最低SpO2、CO2蓄积和EtCO2差异无统计学意义。另一项纳入50例行纤维支气管镜引导下经鼻清醒气管内插管的颈椎骨折手术患者的研究［29］表明，THRIVE（FiO2 100%，30 L/min，预充氧5 min）较传统面罩鼻导管给氧法（FiO2 100%，10 L/min，预充氧5 min）能更好地维持纤维支气管镜引导下经鼻清醒气管内插管期间患者的氧合。
推荐意见1：对于一般患者应用HFNC可能造成费用增加，推荐困难气道患者、保留自主呼吸气管插管或者插管期间低氧血症高风险的患者应用HFNC（证据等级Ⅱ，推荐强度A）。
HFNC在快速顺序诱导中的应用 对于消化道梗阻、急诊饱胃等有反流、误吸高风险患者，临床上常采用快速顺序诱导插管（rapid sequence intubation， RSI）方法，以缩短气道保护性反射消失至气管内插管成功的时间。在RSI的预充氧及气管内插管阶段使用HFNC可以改善患者氧合，降低低氧血症发生率，明显延长安全无呼吸时间，但要注意持续供氧导致胃胀、反流、误吸风险增加的可能性。
一项在急诊消化道梗阻需行RSI的研究［30］表明，与采用面罩（FiO2 100%，氧流量 6 L/min）行预充氧的患者比较，使用THIRVE（FiO2 100%，氧流量 40 L/min）闭口状态下预充氧5 min可取得完善的预充氧效果（PaO2 261.5 mmHg vs. 436.1 mmHg）。Mir等［31］在一项对急诊需行RSI患者的单中心RCT研究中表明，与常规面罩吸氧比较，预充氧及插管前无呼吸阶段使用THRIVE可明显延长安全无呼吸时间，而两组患者在插管即刻PaO2差异无统计学意义。另有一项未设盲的前瞻性RCT研究［32］表明，接受RSI的患者在预充氧及插管前无呼吸阶段使用THRIVE与常规面罩预充氧比较，气管内插管后1 min的最低SpO2值相似，但面罩组患者有7例（18%）发生SpO2<96%，THRIVE组患者SpO2均≥96%。
推荐意见2：RSI中，建议对于低氧血症高危患者在预充氧和气管插管过程中使用 HFNC（证据等级Ⅱ，推荐强度B）。
HFNC在无痛内窥镜诊疗中的应用 低氧血症是无痛内窥镜诊疗中主要并发症之一，其原因与气道梗阻、呼吸抑制及麻醉科医师与内窥镜操作者共用气道等因素相关。HFNC输送的高流量气体经过鼻咽部及气道时产生呼气末期正压，增加肺泡有效通气量，从而提高呼吸效率，改善氧合［15］。
一项HFNC应用于无痛胃镜检査的多中心RCT［33］研究表明，与COT（氧流量 2 L/min）比较，HFNC（氧流量30～60 L/min）可以分别将缺氧（75%≤SpO2<90%，持续时间<60 s）和严重缺氧（SpO2 <75%，或75%≤SpO2<90%持续时间>60 s）的发生率从8.4%降低至0%和从0.6%降低至0%。另一项纳入2 998例接受无痛胃肠镜检查患者的Meta分析［34］表明，与COT比较，使用HFNC的患者低氧血症、严重低氧血症和由此导致的手术中断发生率更低，且这一有益效应不受患者年龄、性别、手术类型等因素影响。
Longhini等[35]在一项RCT研究中比较了HFNC和COT对门诊接受支气管镜检查行支气管肺泡灌洗患者的气体交换、肺容量和膈肌功能的影响，结果表明，HFNC组患者PaO2在术前与支气管镜检查结束后无明显差异，而COT组PaO2则从11.1 kPa降至9.1 kPa；支气管镜检查结束后HFNC组PaO2明显高于COT组，HFNC组低氧血症的发生率较低；与术前比较，COT组呼气末肺阻抗在支气管镜置入后、检查结束后和术后明显降低，且在对应时点均低于HFNC组；两组间膈肌移位差异无统计学意义，但COT组膈肌增厚率在支气管镜置入后、支气管镜检查结束后明显升高。上述结果提示，在无痛支气管镜检查中，HFNC改善了支气管肺泡灌洗患者的气体交换、肺容量和膈肌功能。
推荐意见3：无痛内窥镜诊疗中，建议对于低氧血症高危患者推荐使用HFNC以降低低氧血症的发生及对呼吸道干预的需求（证据等级Ⅱ，推荐强度A）。
HFNC在咽喉部手术患者中的应用 喉气管手术，特别是声带活检术、气管镜检查术、声门下狭窄扩张术等需要共用气道的短小喉部手术，在麻醉无气管插管期间，利用HFNC可明显延长安全无呼吸氧合时间［36-37］，但仍需注意该类患者围术期PaCO2 升高和呼吸性酸中毒的可能性。
一项干预性RCT研究［36］表明，在全身麻醉下接受短小喉部手术的健康成年人中，呼吸暂停期间使用THRIVE供氧（FiO2 100%，40～70 L/min），患者平均安全无呼吸时间为22.5 min，且氧合良好，SpO2>91%，无呼吸期间PaCO2和EtCO2分别增加0.24 kPa/min和0.12 kPa/min。该研究说明THRIVE能够使ASA Ⅰ或Ⅱ级和BMI<30 kg/m2的患者在长达30 min的无呼吸时间内保持良好的氧合状态，但建议监测PaCO2和pH［38］。
推荐意见4：对于接受咽喉部短小手术的患者，不推荐常规应用HFNC替代气管插管呼吸支持（证据等级Ⅱ，推荐强度B）；若有特殊需求（如需减少对术野干扰），可在保证气道安全及密切监测下使用HFNC供氧技术，但在使用激光或电刀时需及时调整氧浓度，避免气道火灾发生（证据等级Ⅱ，推荐强度C）。
HFNC在拔管术中的应用 气管导管拔管后出现的窒息、呼吸窘迫和低氧血症等并发症，增加患者肺部感染的风险，并延长患者住院时间［39］。一方面，HFNC对呼吸道持续供氧，增加呼气末容积和肺泡有效通气量，改善肺顺应性、复张塌陷肺泡从而改善肺的通气血流比，改善氧合［15］；另一方面，HFNC采用加热、加温的给氧方式，能够有效维持呼吸道黏膜功能，并促进附着于气道壁的分泌物湿化而利于排出。
一项纳入了11项RCT共计2 201例患者的Meta分析［40］比较了术后使用HFNC与COT 对于再插管率的影响，结果表明，在心胸外科预防性应用HFNC可降低再插管和呼吸支持事件的发生率。两项RCT研究［41-42］表明，与常规面罩氧疗比较，气管导管拔管即刻使用HFNC可明显改善患者氧合，且患者的耐受性更好，压力相关的皮肤黏膜损伤事件更少。
推荐意见5：气管导管拔管后低氧血症高风险的患者推荐使用HFNC供氧，以降低低氧血症和再次气管插管的发生率（证据等级Ⅰ，推荐强度 A）。
4 HFNC应用禁忌证
HFNC存在一定的禁忌证［20,43］。
HFNC应用的相对禁忌证 （1）不配合或不耐受HFNC的患者；（2）五官科激光手术或使用电刀时有灼伤气道风险的患者；（3）气道保护能力差，误吸高风险患者；（4）明显CO2潴留（pH<7.25）。
HFNC应用的绝对禁忌证 （1）上呼吸道完全阻塞；（2）颅底骨折或鼻骨骨折；（3）拒绝使用HFNC的患者。
5 HFNC使用流程及效果监测
HFNC参数设置及使用流程 HFNC使用流程：设置HFNC温度为37 ℃，起始氧流量30～40 L/min，适应性呼吸后最高可调整氧流量至60～80 L/min。在预充氧、无呼吸氧合期或镇静麻醉围术期应用时建议设置FiO2为100% 并通过EtO2来评估预充氧的效果，结合血气分析动态调整呼吸参数。对镇静麻醉围术期保留自主呼吸需避免高浓度氧疗的特殊患者（如Ⅱ型呼吸衰竭患者）建议初始FiO2以SpO2 88%～92%为目标设定（FiO2一般不超过40%），并在治疗期间根据患者呼吸频率、舒适度和血气分析调节气体流量。为克服呼吸管道的阻力，建议最低流量≥15 L/min。
HFNC撤离流程：先降低氧浓度，后逐步降低气体流量（每次5～10 L/min），当流量降至15 L/min时，停止HFNC，改为普通氧疗。
HFNC效果监测 HFNC使用中应密切监测SpO2，早期识别氧合效果不明显的患者，及时升级呼吸支持手段，避免低氧血症的发生。研究表明HFNC治疗15 min 即可以观察到呼吸频率和SpO2的改善，在治疗后1 h可观察到PaO2和氧合指数的改善［16］。因此，对于存在自主呼吸的患者，在 HFNC开始的1～2 h内应密切观察，如患者出现任何一个失败预测指标（RR＞35次/分， SpO2≤88%，胸腹部矛盾运动或使用辅助呼吸肌），应及时进行呼吸支持升级（如采用NIV或有创通气）。针对用于无呼吸氧合的患者，容易出现CO2蓄积及酸碱失衡，应密切监测PaCO2或经皮二氧化碳监测（percutaneous carbon dioxide monitoring， TcCO2），或进行血气分析，监测pH等变化［36］。
6 HFNC在麻醉领域中应用的注意事项
体位 使用前应与患者充分沟通治疗目的并取得患者配合，建议采取半卧位或大于20°的头高位。
鼻塞型号 HFNC的专用鼻塞可分为大、中、小号，建议选择小于鼻孔内径50%的最大型号鼻塞，儿童可使用儿童专用鼻塞。
固定 注意调节鼻塞固定带松紧，避免固定带过紧引起颜面部损伤，过松引起鼻塞导管移位，影响治疗效果。
闭口呼吸 张口呼吸患者应嘱其尽量闭口呼吸，避免由于张口导致气道内正压下降，影响治疗效果。
HFNC不良反应 HFNC治疗耐受性和舒适性较好，临床不耐受少见。如若出现无法耐受的异常高温，应停机检测，避免灼伤气道。为克服呼吸管道的阻力，建议最低流量≥15 L/min。
冷凝水处理 患者鼻塞位置高度应保持高于机器和管路水平，警惕积聚在管路中的冷凝水误入气道引起呛咳和误吸。一旦报警，需及时处理管路的冷凝水。
7 HFNC在特殊人群麻醉中的应用
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HFNC在肥胖患者麻醉中的应用 肥胖患者由于脂肪堆积，膈肌上抬，肺的顺应性下降等因素，是发生困难气道和低氧血症的高危人群。HFNC持续输送高流量氧气，可分别在肥胖患者麻醉诱导期、气管插管期、气管导管拔除后阶段增加肺泡有效通气量，从而改善肺的顺应性，提高氧合效率。
2022年，Zhou等［44］一项纳入12项研究共798例肥胖患者在预充氧期、无呼吸氧合期和气管导管拔管后使用HFNC的Meta分析表明，与COT比较，HFNC降低了低氧血症的发生率，提高了最低SpO2值，减少额外呼吸支持的需求，缩短患者住院时间。一项纳入6项RCT共 351例肥胖患者需行全身麻醉的Meta分析［45］表明，与面罩预氧合组比较，HFNC预氧合组在预防气管内插管前SpO2<92%或最低SpO2方面无差异，但HFNC组的安全无呼吸时间明显延长。一项纳入25例存在困难气道需行下咽或喉气管手术的肥胖患者（BMI＞30 kg/m2）的研究［12］表明，应用THRIVE可延长安全无呼吸时间至14 min，为操作者处理困难气道提供了更充足的时间。
推荐意见6：肥胖患者（BMI>30 kg/m2）在预充氧、插管期及拔管后建议使用HFNC，以预防低氧血症的发生（证据等级Ⅰ，推荐强度A）。
HFNC在产科麻醉中的应用 孕产妇由于妊娠病理生理改变，肺功能残气量低、耗氧量增加，是困难气道和低氧血症发生高风险人群。因此，对接受全身麻醉的孕产妇而言，接受充分的预充氧及围气管插管期满意的氧合尤为重要。孕产妇在仰卧位时SpO2降至95%的安全无呼吸时间为173 s（非孕产妇仰卧位SpO2降至95%的安全无呼吸时间为243 s）［24］。HFNC持续输送高流量氧气，分别在孕产妇患者麻醉诱导期、气管插管期、气管导管拔除后增加肺泡有效通气量，从而改善肺的顺应性，提高氧合效率。
一项评价HFNC在全麻剖宫产行RSI前预充氧及气管插管阶段应用效果的研究［46］表明，与面罩比较，应用HFNC可提高插管后即刻PaO2，两组产妇在最低SpO2及胎儿预后方面无差异。而早在2015年英国麻醉医师协会即在产科气道管理指南中建议对需行全身麻醉的孕产妇使用HFNC进行预充氧［47］。
推荐意见7：对于孕产妇行全身麻醉预充氧及RSI时，推荐使用HFNC供氧（证据等级Ⅱ，推荐强度B）。
HFNC在小儿麻醉中的应用 高流量氧疗在小儿中应用的流量范围随小儿的年龄和体重而变化［48］。与成人比较，小儿的氧储备较低，耗氧量高，较易发生缺氧事件。HFNC可通过提高通气效率，增加氧气输送，延长安全无呼吸时间，从而降低小儿因通气不足而导致的低氧血症风险，在常规或困难气道的处理、拔管后的氧疗以及镇静麻醉领域越来越广泛的应用于小儿麻醉［49］。
一项纳入48例患儿接受全身麻醉的RCT研究中，所有患儿通过面罩预氧合后提下颌开放气道，HFNC组依据患儿体重予以相应流量支持（5～15 kg，2 L·kg-1·min-1；15～30 kg，35 L/min；30～50 kg，40 L/min；> 50 kg，50 L/min），对照组不做特殊处理。与对照组比较，HFNC可延长患儿安全无呼吸时间，在2～5岁（190.5 s vs. 320.0 s）和6～10岁（260.8 s vs. 430.0 s）年龄段中更为明显［50］。Riva等［51］关于早产儿在全麻下行声门狭窄扩张术的研究表明，HFNC可明显延长安全无呼吸时间，为早产儿困难气道的处理提供了相对充裕的时间。然而，其另一项纳入60例1～6岁患儿全麻诱导后无呼吸期予以不同氧合方式的研究［52］表明，与传统低流量组（0.2 L·kg-1·min-1）比较，THRIVE组（2 L·kg-1·min-1）安全无呼吸时间（6.9 min vs. 7.6 min）无明显差异。因此，HFNC是否可以作为困难气道患儿的首选预氧合方式尚需大样本多中心的RCT研究论证。
Testa等［53］在评估HFNC是否能够改善患儿心脏手术拔管后48 h内CO2清除率的研究表明，与COT组比较，HFNC组PaCO2无明显差异，但PaO2和PaO2/FiO2得到有效改善。Itagaki等［54］一项采用呼吸诱导性容积描记术研究患儿心脏术后胸腹同步性的研究表明，与使用1 L·kg-1·min-1的HFNC比较，2 L·kg-1·min-1的HFNC氧疗改善了患儿的胸腹同步性，减少了呼吸频率。然而，在先天性心脏病患儿术后应用HFNC时，鉴于这些患儿复杂的呼吸循环的病理生理改变，必须考虑HFNC对血流动力学的不同影响。［55］。
在一项儿童上消化道内窥镜检查RCT非盲单中心研究［56］中，与COT比较，HFNC 并不能增加镇静期间呼吸稳定性（缺氧、高碳酸血症或呼吸暂停）。2021年，一项纳入200例非青紫型先天性心脏病患儿行经皮介入治疗的RCT研究［57］中，HFNC组以体重调节流量（5～15 kg，2 L·kg-1·min-1；15～30 kg，35 L/min；30～50 kg，40 L/min；> 50 kg，50 L/min；FiO2为40%），而对照组通过面罩以5 L/min吸氧，与面罩吸氧比较，HFNC可以降低低氧饱和度的发生率，减少辅助通气需要，且不增加血流动力学波动或胃胀气的发生。
推荐意见8：儿童全身麻醉预氧合、气管插管期间依据年龄和体重应用HFNC，可延长不劣于传统氧疗的安全无呼吸时间（证据等级Ⅱ，推荐强度B）。患儿心脏术后拔管使用HFNC可获益（证据等级Ⅱ，推荐强度B）。患儿镇静麻醉中推荐使用HFNC以降低低氧血症的发生、减少呼吸道辅助干预的需求（证据等级Ⅰ，推荐强度A）。
经鼻高流量氧疗临床麻醉规范应用专家共识专家组成员名单
负责人
黄宇光（北京协和医院麻醉科）
左明章（北京医院麻醉科）
执笔人
鲍红光（南京市第一医院麻醉科）
王晓亮（南京市第一医院麻醉科）
张晨（南京市第一医院麻醉科）
徐亚杰（南京市第一医院麻醉科）
张文文（南京市第一医院麻醉科）
徐漫（南京市第一医院麻醉科）
成员
高巨（苏北人民医院麻醉科）
顾连兵（江苏省肿瘤医院麻醉科）
李军（温州医科大学附属第二医院麻醉科）
刘存明（江苏省人民医院麻醉科）
马武华（广州中医药大学第一附属医院麻醉科）
倪新莉（宁夏医科大学麻醉与围术期医学科）
苏殿三（上海交通大学医学院附属仁济医院麻醉科）
孙杰（东南大学附属中大医院麻醉手术与疼痛管理科）
王锷（中南大学湘雅医院麻醉手术部）
王月兰（山东第一医科大学第一附属医院麻醉与围术期医学科）
薛富善（首都医科大学附属北京友谊医院麻醉科）
杨丽芳（西安市儿童医院麻醉与围术期医学科）
易杰（北京协和医院麻醉科）
张加强（河南省人民医院麻醉与围术期医学科）
左云霞（四川大学华西医院麻醉科）
参考文献略。DOI:10.12089/jca.2023.08.019
排版发布 | 程孟微
责任编辑 | 张 伟
内容审核 | 万 茹
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