新界面对肺通气和气体分布的生理影响

大约 30% 的重症监护病房 (ICU) 患者受到低氧性急性呼吸衰竭 (hARF) 的影响。 低氧血症患者的主要支持治疗是氧疗，通常通过鼻塞或面罩进行。 最近推出了能够通过鼻插管 (HFNC) 输送高流量气体的新设备。 HFNC 通过宽孔软鼻塞输送高达 60 L/min 的加热和加湿气体，吸入氧气 (FiO2) 的分数范围为 0.21 至 1。 吸入气体的加热和加湿可防止干燥的冷气体对气道上皮细胞的不利影响并促进咳痰。 HFNC 还可以清除咽死腔中呼出的二氧化碳 (CO2)。 HFNC 已被证明是在许多临床条件下提供氧气治疗的有效手段。

在健康受试者自主独立呼吸期间，呼气末咽压分别约为 0.3 和 0.8 cmH2O，张口和闭口。 与无辅助自主呼吸相比，HFNC 在呼气过程中产生更大的咽部压力，而在吸气过程中它降至零，这限制了 HFNC 在肺水肿和/或虚脱患者中的有效性。 通过复张肺不张区域、减少静脉混合和减少吸气努力，持续气道正压通气 (CPAP) 在这些情况下可能更有效。 与应用吸气压力支持的无创通气相比，CPAP 具有几个优点，包括易于使用和避免患者-呼吸机不同步。

可以通过面罩或头盔应用 CPAP。 后者比面罩耐受性更好，并且允许更长时间的持续 CPAP 应用。 然而，当通过头盔应用 CPAP 时，吸入气体的加热和加湿存在问题，因为界面内会凝结水，即所谓的“雾效应”。 此外，在通过头盔接受 CPAP 的患者中，会发生一些再呼吸。

为了克服这些限制并结合 HFNC 和 CPAP 的有益效果，研究人员设计了一种结合 HFNC 和头盔 CPAP 的新设备。

最近，已经发现这种组合能够提供稳定的 CPAP 和有效的 CO2 从上呼吸道冲洗，而 CO2 再呼吸可以忽略不计。 尽管如此，由于 CPAP 和 HFNC 之间复杂的相互作用，实际施加的气道压力、隔膜功能和头盔内的温度可能会在一定程度上受到影响。 在 14 名成年健康志愿者中，我们发现将 HFNC 添加到 CPAP（参考 CPAP），1) 不会重要地改变吸气期间预设的气道压力或头盔内的温度； 2) 呼气气道压力增加与 HFNC 管理的流量成比例，但程度低于单独的 HFNC（参考自主呼吸）； 3) 与单独使用 CPAP 相比，仅确定了呼吸动力的轻微变化（通过隔膜超声评估），4) 不会在头盔内造成“雾化效应”，5) 不会降低舒适度。 因此，我们建议在 CPAP 期间通过鼻插管以 30 L/min 的流量添加加热加湿空气可能是应用于低氧性急性呼吸衰竭患者的最佳设置。

电阻抗断层扫描 (EIT) 是一种非侵入性床边监测设备，旨在评估肺通气和通气。 HFNC 和 CPAP 装置被证明可以改变 hARF 患者的肺通气和通气。 然而，HFNC+CPAP 组合对 hARF 患者肺通气的影响尚不清楚。 因此，研究人员设计了这项先导性生理随机交叉研究，以研究 HFNC+CPAP 对肺通气和通气分布、气体交换和患者舒适度的影响。