HFNC 和 NIV 治疗 COVID-19 并发呼吸衰竭

一种新型冠状病毒，随后被世界卫生组织 (WHO) 命名为严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2 (SARS-CoV-2)，于 2019 年 12 月成为与中国武汉海鲜市场有关的非典型肺炎的病因。 从那时起，SARS-CoV-2 相关疾病（WHO 将其命名为 COVID-19）在国际上蔓延，达到了全球大流行的规模。 虽然大多数患者表现出轻微的呼吸道症状，但部分患者会出现严重的肺炎，小部分患者可能病情危重。 严重的 COVID-19 疾病通常会发展为急性低氧性呼吸衰竭，需要高吸入氧分浓度 (FiO2) 并考虑采用无创通气 (NIV) 策略。

与其他 NIV 策略相比，高流量鼻插管 (HFNC) 已成为一种改善氧合和二氧化碳清除的非侵入性策略，通过提供高达 60 L/min 的气流和 FiO2 更好地满足患者的吸气需求高达 1.0。 一项系统评价发现，与传统氧疗 (COT) 相比，低质量证据表明 HFNC 在减少对有创机械通气 (IMV) 或氧疗升级的需求方面有益，而中等质量证据表明死亡率没有太大差异。 HFNC 可以减少对 IMV 和相关并发症（如呼吸机相关性肺炎）的需求，并减轻 COVID-19 大流行期间医疗保健系统的压力。

COVID-19 主要通过呼吸道飞沫和污染物传播。 然而，令人担忧的是，在产生气溶胶的呼吸过程中可能会发生空气传播。 空气传播涉及较小的颗粒，通常直径小于 5 微米，这些颗粒可能会长时间悬浮在空气中，传播距离大于 1 米，并被吸入下呼吸道。 将呼吸颗粒减少到 <5 µm 涉及较大液滴及其所含生物体的蒸发，以及沉积到气道后的再水化；因此，空气传播是特定于生物体的，需要生物体在干燥和雾化过程中存活下来，数量足以引起感染。 SARS-CoV2 已被证明在故意雾化后可在空气中存活 3 小时。

拯救脓毒症运动 (SSC) COVID-19 指南提供了一个较弱的建议，即在对 COT 难治的 1 型呼吸衰竭患者中优先使用 HFNC 而不是其他 NIV 策略。 10 高流速的使用引起了人们对 HFNC 可能导致传染性颗粒雾化的担忧。 使用人类患者模拟器和烟雾颗粒作为激光片可视化的标记，当鼻插管分别正确和松散地夹住时，具有加湿功能的 HFNC 可以将呼出的空气分散到向上 172 毫米和横向 620 毫米。 使用相同的方法，通过老一代口鼻面罩的 NIV 可以扩散呼出的空气，但通过具有更好的呼气口设计的新一代面罩，呼出的空气扩散有限。 相比之下，传统鼻插管以 5 升/分钟的速度输送氧气而不加湿的呼出空气分散可能会将呼出的空气分散到床尾 1 米处。

由于缺乏在 COVID-19 并发呼吸衰竭患者中使用这些呼吸疗法的现场数据，因此在应用 HFNC 和 NIV 期间，细颗粒气溶胶在病毒感染传播中的作用尚不清楚。 由于雾化可能性的不确定性，WHO 建议 HFNC、NIV，包括气泡式 CPAP，在完成进一步的安全性评估之前，应与空气传播预防措施一起使用。 为了减轻医护人员对 COVID-19 并发呼吸衰竭患者提供这些呼吸疗法的担忧，重要的是使用病毒采样器对需要这些呼吸衰竭疗法的 COVID-19 患者进行现场测试。

目的和目标 本研究旨在检测是否可以在接受 a) 高达 60 升/分钟的 HFNC、b) 通过口鼻面罩的 NIV 和 c) 常规鼻插管的患者的医院隔离室中的小颗粒中检测到 SARS-2 病毒。

呼吸治疗的对象及适应症：

这是一项现场测试，将在威尔士亲王医院病房 12C 单人床隔离室进行，每小时换气 12 次，对确诊 COVID-19 且需要治疗呼吸衰竭的患者（每种呼吸治疗类别 n=5）进行a) HFNC 高达 60L/min，b) NIV 通过口鼻面罩和 c) 传统鼻插管高达 5L/min 的氧气。 由于香港大多数 (80%) 确诊病例为轻症且没有呼吸衰竭，因此每个治疗类别将招募 5 名患者。 例如，在截至 2020 年 4 月 10 日的 974 例病例中，分别有 23 例和 25 例患者在隔离病房和 ICU 支持（IMV、ECMO 或休克）中需要至少 3 升/分钟的补充氧气。 不同程度的呼吸衰竭患者，由值班医师决定不同的呼吸治疗方案。 一般而言，常规鼻插管用于轻度呼吸衰竭，而 HFNC 用于持续缺氧的患者。 NIV 通常适用于 2 型呼吸衰竭患者。 对于患有 COVID-19 的成年人，SSC 指南建议如果外周血氧饱和度 (SPO2) < 92%（弱推荐，低质量证据）开始吸氧，如果 SpO2 < 90% 则建议开始吸氧（强烈推荐，中等质量证据）达到 SpO2 不高于 96%。 对于患有 COVID-19 和急性低氧性呼吸衰竭（尽管有 COT）的成年人，SSC 指南建议使用 HFNC 而不是 NIV（弱推荐，低质量证据）。 在患有 COVID-19 和急性低氧性呼吸衰竭的成人中，如果没有 HFNC 且没有气管插管的紧急指征，SSC 指南建议试用 NIV，并密切监测和短期评估呼吸衰竭的恶化情况（弱推荐，非常低质量的证据）。

呼吸治疗：对于1型呼吸衰竭患者，COT将使用鼻插管1-5L/min的氧气将SpO2维持在95%左右。 如果尽管 5 升/分钟的氧气仍无法实现，则将应用 50-60 升/分钟的 HFNC，并在 37C 下加湿（Airvo 2，Fisher & Paykel，Auckland，New Zealand），同时通过口鼻面罩（Quattro）进行 NIV（Respironics V60） , ResMed) 将保留给 2 型呼吸衰竭患者。

空气采样：

在患者接受呼吸支持的每个空气采样期间，我们将在确诊感染 COVID-19 的患者的隔离室中放置 3 个固定设备（一个靠近床的两侧，另一个在床尾） , 并连续采样空气四个小时。 美国国家职业安全与健康研究所 (NIOSH) 设备由设置在 1.5m 和 1.0m 高度的三级旋风空气采样器组成，分别代表站立和坐着的成年人的嘴巴高度，以及一个记录温度和相对温度的仪表每四分钟测量一次湿度（高度 1.3m）。 NIOSH 采样器位于采样床周围（“中心”）、采样床侧面（“侧面”），或在采样期间重新定位。 NIOSH 采样器放置在距患者头部 0.5-1m（放置在采样床旁边）到 2-2.5m 的范围内（放置在床尾时）。

空气以 3.5 升/分钟的速度收集成三个大小的部分：>4μm（收集在 15ml 管中）、1-4μm（1.5ml 管）和 <1μm（通过孔径为 3.0μm 的聚四氟乙烯 (PTFE) 膜过滤器）。 对于五次采样运行，未连接到泵的额外空气采样器（设置在高度 0.8m）将作为负控制添加到设备中。 每次收集后，分离 15ml 和 1.5ml 管并添加 1ml 病毒转运培养基 (VTM)。 取出过滤器并浸入 5ml 试管内的 1mL VTM 中。 然后将所有试管在 4°C 下运输到实验室，涡旋，并将 VTM 等分并储存在 -80°C 下，用于通过逆转录酶聚合酶链反应 (RT-PCR) 进行后续实验室分析。 使用新的采样管和过滤器，采样器和其他设备在每次使用之间进行消毒。 三脚架、空气管、隔音盒和仪表使用 Med-Clean（M&W International Ltd.，香港）、NIOSH 空气采样器（含 1% Virkon 和 2% Citranox（Alconox Inc，NY，USA））进行消毒，滤盒经过高压灭菌。

病毒载量：

病毒载量将在患者入院时的上呼吸道（鼻咽植绒拭子和咽喉拭子）进行测量，并在住院期间连续第二次通过定量 RT-PCR 测定法使用针对 SARS-CoV 的 N 和 Orf1b 基因的引物和探针进行测量。 2.

数据处理与分析：

统计分析：因变量被确定为鼻咽植绒拭子和咽拭子病毒载量（log10 拷贝/mL）以及从一个或多个参与者空气样本（阳性）与所有阴性空气样本中检测到的病毒 RNA。 Wilcoxon-Mann-Whitney、Kruskal Wallis 检验和 Spearman 相关性用于评估自变量与上呼吸道拭子病毒载量之间是否存在统计学上显着的相关性或分布，而使用 Wilcoxon-Mann-Whitney 和 Fisher 精确检验用于空气样本。 使用 SAS University Edition（SAS Institute，Cary，NC，USA）进行统计分析。