新生儿高流量鼻导管通气的安全性研究进展

·文献综述·doi:10.3969/j.issn.1000-3606.2019.01.016
新生儿高流量鼻导管通气的安全性研究进展
何　玥综述　陈　超审校
复旦大学附属儿科医院新生儿科（上海 201102）
摘要：　近年来，加热湿化高流量鼻导管通气（HFNC）作为一种无创辅助通气模式越来越多地应用于新生儿重症监护病房，但到目前为止，支持其临床使用安全的相关证据并未充分建立。

文章综述影响HFNC安全使用的因素以及相关并发症，为临床应用提供参考。

关键词：　高流量鼻导管通气；安全性；新生儿
Advances in safety of high-flow nasal cannulae in neonates　Reviewer: HE Yue, Reviser: CHEN Chao (Department of Neonatology, Children's Hospital of Fudan University, Shanghai 201102, China)
Abstract:　In recent years, heated humidified high-flow nasal cannulae (HFNC) devices have become a popular method of non-invasive respiratory support in the neonatal intensive care units. However, the relevant evidence supporting its clinical safety has not been fully established so far. This article reviews the factors affecting the safe use of HFNC and the related complications, so as to provide reference for clinical application.
Key words:　high-flow nasal cannulae;　safety;　neonate
加热湿化高流量鼻导管通气（heated humidified high flow nasal cannulae，HFNC）是一种通过较纤细的锥形的双鼻塞导管，输送流量超过2 L/min的空气和氧气混合气体，对气道产生一定的正压，同时将气体加热湿化至适宜人体气道的温度和湿度的一种无创通气模式[1]。

近年来，HFNC越来越多地在新生儿重症监护病房（neonatal intensive care unit，NICU）使用。

澳大利亚和新西兰新生儿协作网数据显示，在胎龄<32周早产儿中，HFNC作为有创通气或持续气道正压通气（continuous positive airway pressure，CPAP）后续治疗的使用率已高达98%[2]。

但有调查显示，日本使用HFNC的三级NICU中没有明确使用指南的却占96%左右[3]；一项国际多中心前瞻性试验也因HFNC组失败率明显高于CPAP组（25.5%对13.3%）而不得不中途停止[4]；随后也有一项随机对照试验因为HFNC组患儿治疗失败率明显增高而中止[5]。

故HFNC在安全性尚不明确的情况下广泛应用于新生儿中，引起越来越多的重视。

本文综述近年来有关新生儿使用HFNC的安全性的研究进展。

1　影响HFNC气道压力的因素
HFNC能在新生儿气道内能产生一定的正压。

测量早产儿使用HFNC和CPAP时的食管末端压力发现，HFNC在分别吸入4、6、8 L/min流量时测得的食管末
端压力均高于CPAP给予4、6、8 cmH2O的压力[6]，虽然这些差异并无统计学意义，但至少证实HFNC能同CPAP一样在气道内产生正压。

但与CPAP不同，HFNC 在气道内产生的压力无法直接监测，压力不可控性是影响其临床安全使用的重要原因，而HFNC气道的压力大小受多种因素影响。

1.1　患儿体质量
HFNC在患儿气道内产生的压力大小可能与患儿体质量相关，即使给予相同的吸入流量，不同体质量的患儿气道内产生的压力大小也不同。

研究发现，体质量1 000 g的早产儿吸入1.6 L/min流量时气道产生的压力与体质量500 g的早产儿吸入1.3 L/min流量时的压力相近（约6 cmH2O）[7]；当早产儿体质量<1 500 g时，所测得口咽部压力与流量呈线性关系，但对于体质量>1 500 g的早产儿，不呈线性关系[8]。

1.2　吸气流量
患儿吸气流量大小可直接影响气道内产生的压力。

在患儿鼻孔处植入压力感受器，吸气流量在2~8 L/min范围内时，监测到鼻孔处（口唇未闭合，保持自然放松状态）的压力与吸气流量呈如下关系：压力值（cmH2O）=0.7+1.1 F（F值为每千克体质量每分钟吸气流量值）[9]。

从公式可看出，患儿体质量和吸入流量均影响鼻孔处压力，但需注意的是，患儿鼻孔处产生的压力不同于肺泡内的实际压力。

1.3　口唇开合状态
患儿口唇开合状态可直接影响HFNC在气道深处产生的压力（如气流到达肺泡时压力）。

研究显示，接受HFNC的患儿只有在口唇紧闭时才能产生气道内正压；若口唇张开，任何流量下也不会产生有效压力[8]。

肺模型实验显示，若患儿由口唇紧闭变为口唇张开，监测到呼气末正压（positive end expiratory pressure，PEEP）将下降50%左右[10]。

但也有研究显示，患儿口唇张开时清除CO2的时间明显短于口唇闭合时，认为口唇开合更有利于患儿通气[11]。

因此，新生儿在使用HFNC的过程中需避免口唇开合过大，无法提供足够的气道正压而影响肺泡气体交换，同时需注意气道有无完全封闭，警惕有无分泌物等堵塞气道导致气道内压力过高造成不同程度的肺损伤。

1.4　鼻导管直径与鼻腔孔径比例
在鼻导管直径一定的情况下，患儿鼻孔直径越小，能从鼻孔漏出的气体则越少，导致气道内相对密闭而产生的压力越高[8]。

通过人体呼吸模拟装置发现，若鼻导管直径与鼻腔孔径之比<90%，嘴唇闭合时气道内的压力可控制在10 cmH2O以内；当鼻导管直径>鼻孔直径90%时，即使口唇处有50%的漏气，给予2 L/min吸气流量也可以使气道内压力急剧上升至18 cmH2O[12]。

在对急性肺损伤的新生猪的随机对照实验中发现，给予相同吸气流量的HFNC支持，随机选择双鼻塞管（高漏气量）和单鼻塞管（低漏气量）进行流量输送，结果发现双鼻塞管组新生猪的血氧饱和度更好，且因为较高漏气量使得CO2清除率更高，通气换气效能更好[13]。

HFNC在气道内产生压力受多种因素影响，主要因素包括吸气流量、鼻塞与鼻孔直径之比、口唇开合情况及患儿的体质量等。

目前研究者建议早产儿最初使用HFNC时流量最高不超过8 L/min[14]；推荐使用占鼻孔直径50%~80%的鼻导管以免产生过高的压力[15]，同时应结合患儿体质量限定吸入的初始流量及最大流量。

目前临床用于HFNC最小鼻导管直径为0. 2 cm，所以将之应于极低出生体质量儿时，需要严密监测患儿呼吸情况，避免肺损伤发生。

2　发生气胸的风险
由于HFNC使用时气道内的压力无法监测，故其是否会增加新生儿气胸发生率目前尚无定论。

在对136例胎龄26~32周早产儿的回顾性研究中发现，CPAP组发生气胸的概率明显高于HFNC组（7.14%对0%）[16]；也有研究认为使用HFNC患儿发生气胸的概率与CPAP相比并无明显差异[17-18]；而meta分析显示与CPAP相比使用HFNC可能有降低患儿气胸发生的趋势（RR=0.54, 95%CI:0.17~1.79）[1]；还有研究者通过监测患儿膈肌放电情况推测出使用HFNC 发生气胸的概率可能低于CPAP[19]。

目前新生儿使用较多的2种HFNC装置主要是Fisher & Paykel及Vapotherm，前者具有压力释放功能，当鼻咽部压力达到一定阈值后就不再继续上升，提高了临床使用的安全性。

3　鼻损伤
与CPAP相比，HFNC能明显减少患儿鼻损伤的发生率[18、20-22]。

HFNC所提供的加热湿化气体有利于减少患儿鼻部纤毛黏膜损伤及感染，而且由于其传送膜的独特功能，可使气体的湿度随着吸入流量的增加而越加接近新生儿气道的生理湿度；相反，CPAP提供的气体湿度却会因吸入流量的增加而减低。

但也曾有报道HFNC因温度敏感探测器失灵而造成患儿鼻部Ⅱ度烫伤的案例[23]，故在使用前应注意检查设备的安全性。

4　对喂养的影响
HFNC可能有助于缩短新生儿开奶时间及达到全肠道喂养时间。

对胎龄<33周早产儿在CPAP呼吸支持稳定后给予HFNC替代治疗（HFNC/CPAP组），发现HFNC/CPAP组开始全肠道喂养的胎龄明显小于CPAP组（34.4周对35周），故认为使用CPAP联合HFNC治疗可以更早实现新生儿全肠道喂养[24]。

国内研究显示，使用HFNC除了能缩短全肠道喂养时间以外，还能降低新生儿腹胀的发生率（6%对28%）[25]。

5　噪音及舒适度
美国儿科学会推荐，NICU中的噪音水平应该低于45分贝以降低新生儿发生感觉神经系统功能障碍的风险。

研究发现，无论应用CPAP还是HFNC，随着吸入流量增高，两者的噪音分贝也会升高，但HFNC 升高的噪音幅度均低于CPAP[26]。

故对于需要长期无创通气支持的早产儿，选择分贝较低的HFNC能相对减少新生儿噪音摄入，从而降低神经系统受损的风险。

与CPAP相比，使用HFNC的患儿接受到的噪音更小，舒适度更高，护理方便，更易于被家属接受，是其越来越流行于临床的重要原因之一。

早产儿在使用HFNC时疼痛感较CPAP减轻，唾液皮质醇分泌减少，哭吵频率下降，舒适度明显提高[26]；也因为方便与患儿交流增进情感及参与护理，患儿父母也更愿意
选择HFNC进行呼吸支持。

用睡眠活动记录仪记录拔除气管插管后72小时内使用HFNC及CPAP的早产儿睡眠情况，发现使用HFNC的早产儿的睡眠时间较CPAP短，且以慢波睡眠时间短为主，快波睡眠时间则较CPAP长，推测可能与使用HFNC的早产儿舒适度更好、活动相对较多有关[28]。

6　其他并发症
尽管目前绝大部分研究提示HFNC较CPAP更为安全且并发症相对较少，但也有个案报道了严重的不良反应。

1例出生体质量710 g、胎龄27周早产儿在生后第2天给予HFNC呼吸支持，15日龄时头颅B超提示中线偏倚，23日龄时MRI提示颅内有较严重积气[29]，故在使用HFNC时仍需密切监测有无相关并发症发生。

对于HFNC是否会增加患儿早产儿视网膜病（reti-nopathy of prematurity，ROP），目前尚无定论。

在对1 363例出生体质量<1 500 g早产儿的回顾性研究中发现，使用HFNC的早产儿出院后在家需要继续用氧的比例较CPAP低，需要手术治疗的ROP也更低[30]；但也有研究发现，对于需要中等呼吸支持的24~32周早产儿，应用HFNC会增加早产儿呼吸支持时间及ROP发生率[31]。

总之，HFNC能明显减少患儿鼻损伤发生率，改善通气时的舒适度，减少噪音，增加患儿与父母互动的机会。

临床上应根据新生儿的实际情况选择合适的HFNC参数，同时密切监测相关指标，确保其安全使用，预防并发症的发生。

对于胎龄>28周的早产儿而言，HFNC可与CPAP有相似的呼吸支持作用[32]，但对于更小胎龄的早产儿，其安全性还需进一步验证。

参考文献：
[1] Wilkinson D, Andersen C, O'Donnell CP, et al. High flow
nasal cannula for respiratory support in preterm infants [J].
Cochrane Database Syst Rev, 2016, 2: CD006405.
[2] Roberts CT, Owen LS, Manley BJ, et al. High-flow support in
very preterm infants in Australia and New Zealand [J]. Arch
Dis Child Fetal Neonatal Ed, 2016, 101(5): F401-F403. [3] Motojima Y, Ito M, Oka S, et al. Use of high flow nasal
cannula in neonates: nationwide survey in Japan [J]. Pediatr
Int, 2016, 58(4): 308-310.
[4] Roberts CT, Owen LS, Manley BJ, et al. Nasal high-flow
therapy for primary respiratory support in preterm infants [J].
N Eng J Med, 2016, 375(12): 1142-1151.
[5] Murki S，Singh J, Khant C, et al. High-flow nasal cannula
versus nasal continuous positive airway pressure for primary
respiratory support in preterm infants with respiratory
distress: a randomized controlled trial [J]. Neonatology, 2018,
113(3): 235-241.
[6] Al-Alaiyan S, Dawoud M, Al-Hazzani F. Positive distending
pressure produced by heated, humidified high flow nasal
cannula as compared to nasal continuous positive airway
pressure in premature infants [J]. J Neonatal Perinatal
Med, 2014, 7(2): 119-124.
[7] Sreenan C, Lemke RP, Hudson-Mason A, et al. High flow
nasal cannulae in the management of apnea of prematurity:
a comparison with conventional nasal continuous positive
airway pressure [J]. Pediatrics, 2001, 107(5): 1081-1083. [8] Kubicka ZJ, Limauro J, Darnall RA. Heated, humidified
high-flow nasal cannula therapy: yet another way to deliver
continuous positive airway pressure? [J]. Pediatrics, 2008,
121(1): 82-88.
[9] Wilkinson DJ, Andersen CC, Smith K, et al. Pharyngeal
pressure with high-flow nasal cannulae in premature infants
[J]. J Perinatol, 2008, 28(1): 42-47.
[10] Nielsen KR, Ellington LE, Gray AJ, et al. Effect of high-
flow nasal cannula on expiratory pressure and ventilation
in infant, pediatric, and adult models [J]. Respir Care,
2018, 63(2): 147-157.
[11] Sivieri EM, Foglia EE, Abbasi S. Carbon dioxide washout
during high flow nasal cannula versus nasal CPAP support: an
in vitro study [J]. Pediatr Pulmonol, 2017, 52(6): 792-798. [12] Sivieri EM, Gerdes JS, Abbasi S. Effect of HFNC flow
rate, cannula size, and nares diameter on generated airway
pressures: an in vitro study [J]. Pediatr Pulmonol, 2013,
48(5): 506-514.
[13] Frizzola M, Miller TL, Rodriguez ME, et al. High-flow nasal
cannula: impact on oxygenation and ventilation in an acute
lung injury model [J]. Pediatr Pulmonol, 2011, 46(1): 67-74.
[14] Manley BJ, Owen LS. High-flow nasal cannula: mechanisms,
evidence and recommendations [J]. Semin Fetal Neonatal
Med, 2016, 21(3): 139-145.
[15] Chao KY, Chen YL, Tsai LY, et al, The role of heated
humidified high-flow nasal cannula as noninvasive respiratory
support in neonates [J]. Pediatr Neonatol, 2017, 58(4): 295-
302.
[16] Garg BD, Bajaj N, Sharma D. To compare the efficacy of
heated humidified high-flow nasal cannula and continuous
positive airway pressure in post-extubation period in VLBW
infants [J]. J Trop Pediatr, 2018, 64(4): 262-266.
[17] Kotecha SJ, Adappa R, Gupta N, et al. Safety and efficacy of
high-flow nasal cannula therapyin preterm infants: a meta-
analysis [J]. Pediatrics, 2015, 136(3): 542-553.
[18] Soonsawad S, Tongsawang N, Nuntnarumit P. Heated
humidified high-flow nasal cannula for weaning from
continuous positive airway pressure in preterm infants: a
randomized controlled trial [J]. Neonatology, 2016, 110(3):
204-209.
[19] Nasef N, El-Gouhary E, Schurr P, et al. High-flow nasal
cannulae are associated with increased diaphragm activation
compared with nasal continuous positive airway pressure in
preterm infants [J]. Acta Paediatr, 2015, 104(8): e337-e343.
[20] Lavizzari A, Colnaghi M, Ciuffini F, et al. Heated, humidified
high-flow nasal cannula vs nasal continuous positive airway
pressure for respiratory distress syndrome of prematurity:
a randomized clinical noninferiority trial [J]. JAMA Pediatr,
2016. doi: 10.1001/jamapediatrics.2016.1243.
[21] Roberts CT, Owen LS, Manley BJ, et al. Nasal high-flow
therapy for primary respiratory support in preterm infants
[J]. New Engl J Med, 2016, 375(12): 1142-1151.
[22] Conte F, Orfeo L, Gizzi C, et al. Rapid systematic review
shows that using a high-flow nasal cannula is inferior
to nasal continuous positive airway pressure as first-line
support in preterm neonates [J]. Acta Paediatr, 2018, 107(10):
1684-1696.
[23] Choi H, Lee J, Song J. Steam burn on nose by heated,
humidified high-flow nasal cannula in neonate [J]. Int Wound
J, 2016, 13(5): 1087-1088.
[24] Shetty S, Hunt K, Douthwaite A, et al. High-flow nasal
cannula oxygen and nasal continuous positive airway pressure
and full oral feeding in infants with bronchopulmonary
dysplasia [J]. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed, 2016,
101(10): F408- F411.
[25] 陈佳，高薇薇，许芳，等. 两种辅助通气方式治疗极低
出生体重儿呼吸窘迫综合征临床疗效分析 [J]. 中国当代
儿科杂志，2015, 17(8): 847-851.
[26] Roberts CT, Dawson JA, Alquoka E, et al. Are high flow
nasal cannulae noisier than bubble CPAP for preterm infants?
[J]. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed, 2014, 99(4): 291-295.
[27] Osman M, Elsharkawy A, Abdel-Hady H. Assessment of
pain during application of nasal-continuous positive airway
pressure and heated, humidified high-flow nasal cannulae in
preterm infants [J]. J Perinatol, 2015, 35(4): 263-267. [28] Collins CL, Barfield C, Davis PG , et al. Randomized
controlled trial to compare sleep and wake in preterm infants
less than 32 weeks of gestation receiving two different modes
of non-invasive respiratory support [J]. Early Hum Dev,
2015, 91(12): 701-704.
[29] Iglesias-Deus A, Pérez-Muñuzuri A, López-Suárez O, et al.
Tension pneumocephalus induced by high-flow nasal cannula
ventilation in a neonate [J]. Arch Dis Child Fetal Neonatal
Ed, 2017, 102(2): F173-F175.
[30] McQueen M, Rojas J, Sun SC, et al. Safety and long
term outcomes with high flow nasal cannula therapy in
neonatology: a large retrospective cohort study [J]. J Pulm
Respir Med, 2014, 4(6). pii: 216.
[31] Hoffman SB, Terrell N, Driscoll CH, et al. Impact of high-
flow nasal cannula use on neonatal respiratory support
patterns and length of stay [J]. Respir Care, 2016, 61(10):
1299-1304.
[32] Yoder BA, Manley B, Collins C, et al. Consensus approach
to nasal high-flow therapy in neonates [J]. J Perinatol, 2017,
37(7): 809-813.
(收稿日期：2018-06-19)
(本文编辑：蔡虹蔚)。