Covid-19呼吸衰竭患者的高流量、无创通气和清醒（非插管）时的俯卧位

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摘要

Covid 19大流行传播迅速，与之相关的发病率和死亡率以及缺乏循证管理指南，将被记住。医院的主要担忧之一是限制感染向医护人员的传播。由于病毒主要通过呼吸道飞沫和气溶胶传播，这些可能潜在分散病毒颗粒，因此尽可能避免所谓的“气溶胶生成程序”（“aerosol-generating procedures” ）或AGP。该类别包括无创通气(NIV)、高流量鼻插管(HFNC)和清醒（非插管）俯卧位。因此，在许多医疗保健机构，对需氧量增加的患者进行紧急插管和机械通气，以避免暴露于AGP。根据经验，临床医生意识到有创通气患者的死亡率较高，其中许多患者不易拔管。这引起了对HFNC和NIV未被充分利用以避免插管和促进拔管的担忧。在本文中，我们试图将事实与虚构和感知与现实分开，与NIV、HFNC和AP（清醒俯卧位）的气溶胶分散有关。我们描述了医院和医疗保健提供者必须采取的预防措施，以缓解这些器械的风险。最后，我们在描述我们如何使用三种技术时采取了实际方法，包括常见适应症、禁忌症和应用的实际方面。

引言

新型冠状病毒SARS-CoV-2引起的疾病Covid-19已席卷世界大部分地区。该病通过呼吸道飞沫和接触病毒传播。在能够产生气溶胶的操作过程中，COVID-19患者偶尔会发生空气传播，约5%感染COVID 19的患者需要入住重症监护室(ICU)。他们往往年龄较大，通常超过60岁，患有合并症，如高血压、糖尿病心脏病和肥胖。入住ICU的患者的插管率和机械通气率报告为71-90%。当这些患者发生低氧性呼吸衰竭时，他们通常处于快速通道，即从经鼻插管的低流量氧气补充到非重复呼吸(NRB)面罩，然后直接到插管和机械通气。快速采用有创机械通气的原因包括担心可能发生呼吸状态的快速下降，缓解病毒传播需要限制进入感染患者的房间，以及其他呼吸模式，如高流量鼻插管(HFNC)，无创通气(NIV)和清醒（非插管）俯卧位可能导致病毒颗粒分散在大气中。在双肺阴影和低氧性呼吸衰竭存在的情况下，大部分插管患者被置于ARDSnet试验推荐的低潮气量和充分的PEEP肺保护策略。

在伴有ARDS的COVID 19患者中，Gattinoni及其同事描述了患者的“L”表型（低弹性），在CT扫描中显示了相对保留的呼吸系统顺应性 > 50 mL/cm H2O伴磨玻璃样不透明病灶区域。相反，其他患者表现出低顺应性（“H”表型-高弹性），这通常见于非Covid19 ARDS患者。

对气溶胶分散的担忧导致需要早期插管，导致许多医院不鼓励使用无创方式。大量Covid 19肺炎和ARDS患者可避免有创机械通气及其伴随的呼吸机相关肺损伤(VILI)和医疗获得性肺炎风险。在这篇文章中，我们讨论了HFNC、NIV（包括头盔）和AP在Covid 19诱导的急性呼吸衰竭管理中的潜在作用。在现有的有限但新兴的安全数据的背景下，我们列举了适应症、禁忌症和“我是如何做的”技术。

高流量鼻插管(HFNC)

HFNC是指根据身体状况加热和加湿的高流量含氧气体，该气体通过鼻导管以40至80 L/min的最大流量输送，具体取决于制造商。它的出现时间没有NIV那么长，在过去的8年左右已经获得了发展。加热和加湿使它可以忍受；在这样的流速下的干冷气体会迅速使鼻黏膜干燥，引起不舒服的灼热感。同时提高耐受性的还有柔软、宽松的鼻腔接口，在使用过程中不会妨碍说话或进食。加热和加湿也有助于保持分泌物的水化和流动性，并保持粘液纤毛功能。HFNC通过在呼气时冲洗鼻咽来帮助充氧，这样吸气时的第一次空气不仅是呼出的空气，而且部分被充氧的HFNC气体净化。此外，与标准氧气（SO）技术相比，HFNC的高流速更接近呼吸困难患者的吸气流速，后者可能超过60L/min。例如，非重复呼吸（NRB）面罩提供的氧气流量仅为15L/min，因此空气夹带和FIO2稀释比HFNC更大。冲洗鼻咽还可以冲洗出解剖死腔，提高通气效率。以及呼吸频率的降低可能是由于流入的气体减缓了呼气速度，导致每分钟呼吸功的减少。呼气阻抗还产生了呼气正压，在呼气早期达到峰值，约为1 cm H2O/10 L/min高流量，并已被证明可增加呼气末肺容量。因此，HFNC不仅仅是补氧；它是一种耐受性非常好的通气辅助装置，具有多种潜在有利的生理属性，也易于安全应用。

与NIV的生理学比较

HFNC主要是一种流量发生器，通过高流量实现其主要有益作用，即与标准补氧相比，更可靠地输送靶向FIO2（尽管在临床环境中，目前无法准确测量输送至肺部的实际FIO2）并减少死腔以提高通气效率。相比之下，NIV主要是一种压力靶向模式，压力是其成功治疗2个主要适应症的原因。其中包括COPD急性加重时的急性呼吸衰竭（通过平衡内源性PEEP与外部PEEP并提供压力支持以辅助吸入），以及急性心源性肺水肿（通过应用CPAP或双水平PAP增加FRC以改善氧合和肺顺应性）。

有效性的证据

许多研究比较了HFNC与NIV和SO。已证明HFNC比任何一种都更舒适，耐受性更好。与SO相比，其提供了更好的氧合；但是，其氧合器不如NIV，推测是因为平均气道压较低。比较这些不同方法无创支持AHRF患者的临床疗效的随机临床试验非常少。Frat等人比较了HFNC(50 L/min，FIO2 100%)与使用NRB(≥10 L/min)的SO和使用压力支持的NIV，以达到7-10 mL/kg理想体重的潮气量。3组的主要结局变量插管率分别为38%、47%和50%，无统计学显著性。但是，在PaO2/FIO2 < 200的患者亚组中，与SO和NIV组相比，HFNO组的插管率显著下降。在ICU和90天后，HFNO组的死亡率也显著低于其他组（分别为30%、45%和49%）。其他随机研究已经证明，在心脏手术后和急性呼吸衰竭拔管后有再插管风险的患者中，HFNC不劣于NIV。在拔管后低风险呼吸衰竭患者中，与SO相比，其还降低了再插管率。最近的一项研究表明，在拔管后患者中HFNC与NIV交替的组合比单独HFNC更能降低再插管率。因此，与SO和NIV相比，HFNC具有许多优势以及一些局限性，但当COVID 19肺炎患者为轻度至中度低氧血症时，应作为一线考虑因素。

争论

正如各著名组织在指南中提出的不同建议所反映的，HFNC用于管理COVID 19肺炎一直存在很大争议（表1）。一些指南提醒不要常规使用HFNC或任何非侵入性、潜在气溶胶生成方法；其他指南，如脓毒症存活/重症监护医学会指南提倡将其作为一线方法。一些医院强烈不鼓励使用无创方法，倾向于早期插管，其他医院相当普遍地使用无创方法。争论是COVID患者非侵入性方法的失败率很高，这些是气溶胶生成程序，使护理人员感染COVID-19的风险增加。相反的观点是，气溶胶缓解干预措施，如使用负压室、高能粒子蓄积器(HEPA)过滤器和适当的个人防护设备(PPE)足以保护工作人员。

此外，非侵入性方法将避免不必要的插管，这些插管是众所周知的大量气溶胶的发生器，从而保护工作人员。避免插管可改善患者结局，并保留在“热点”地区供应不足的急需的重症监护呼吸机。有许多研究检查了使用各种AGP期间的气溶胶分散，关于HFNC，令人放心。这些显示HFNC的分散距离小于许多其他AGP，但由于大多数是使用烟雾或其他替代颗粒的人类人体模型进行的，它们并没有普遍减轻一些从业者的担忧。最近的一项研究表明，放置在鼻界面上的液滴状（外科）面罩可以大大减少气溶胶的分散。最近对健康志愿者进行的另一项研究显示，在使用HFNC的模拟病房中，最大流速为60l/min，或者使用标准鼻管或NRB时，气溶胶没有增加。

COVID 19患者中HFNC的适应症和应用

图1、表2和表3总结了进行HFNC、NIV和清醒俯卧位的适应症、禁忌症和技术。当标准鼻导管不足时，HFNC的耐受性更好，是NRBM的更有效替代方法。这将是美国许多中心的首选。HFNC可能比使用口鼻面罩或头盔的NIV耐受性更好，而且可能有助于使用俯卧位。目前还没有针对性的试验将HFNC与头盔进行比较，但我们已经看到一些患者不能用HFNC充分充氧，并继续使用头盔来改善，这可能是因为头盔的气道正压更大。另一方面，当头盔失效时，我们已经看到了HFNC的成功，这主要是因为HFNC具有更好的耐受性。使用鼻腔插管的HFNC费用更高，但并不过分（$85.75，包括接口、环路和水袋，而在纽约一家医院鼻插管为0.33美元）。

HFNC失败

使用HFNC，特别是COVID 19的患者，最大的危险是没有进行足够密切的监测，导致意外的插管需求，增加了患者呼吸骤停的风险，并增加了气溶胶暴露给插管团队的风险。因此，重要的是让患者在严密监控的环境中有进展的风险，如ICU或中间护理单元。即将发生的衰竭指标包括：呼吸急促和心动过速增加，在高流速和FIO2的情况下仍不能充分支持氧合，挣扎患者的PaCO2升高，呼吸不同步，精神状态改变和血流动力学不稳定。在一些不太稳定的病人中，NIV的试验是值得的，但在危象发生前插管是很重要的。最近，ROX指数被认为是预测HFNC即将发生失效的一种方法。这包括SaO2/FIO2/RR，因此将气体交换指数与另一个呼吸努力结合起来。Roca等人报告说，12小时ROX评分>4.88预示HFNC成功，曲线下面积为0.75。12小时ROX评分≤3.85预示失败，特异性接近100%。

总结

HFNC应用非常简单安全，因此是呼吸治疗师的最爱。与护理人员相关，与面罩氧气或NIV相比，患者倾向于将HFNC尖头留在适当位置，减少了进入房间所需的次数。在应用中应采取的主要预防措施与将不稳定或严重低氧血症患者置于HFNC上而未对其进行充分监测有关。这可能最终导致重度低氧血症和紧急插管。这是灾难性的，因为紧急救援和插管团队应用适当的PPE需要数分钟，插管是高风险气溶胶生成程序，更不用说患者的发病和死亡风险更大。

头盔无创正压通气(NIV)

技术说明

NIV是一种成熟的技术，在过去的30年里得到了广泛的应用。对于严重缺氧的病人，通常使用重症监护呼吸机进行NIV治疗。这些呼吸机允许通过混合器设置FIO2，允许波形显示可视化，并允许独立的吸气和呼气回路。通过放置固定呼气阀，在封闭系统中进行过滤可减少气溶胶扩散，这种特性在具有单回路和固定呼气阀的专用NIV平台上并不总是可用。过滤器可以用一些NIV平台附在呼气阀上，这样可以减少对环境的污染。

自发呼吸模式通常与NIV一起使用，以增强同步性和舒适性。因此，出于安全原因，不能使用深度镇静。这限制了NIV仅在轻度至中度低氧血症患者中使用，因为容量目标通气是不可行的。

在临床实践中，压力支持通气(PSV)和外加呼气末正压(PEEP)几乎是唯一使用的模式。现在大多数ICU呼吸机都有所谓的NIV选项，它能够更好地补偿NIV不可避免的泄漏。

关于推荐的接口，大多数研究使用了全脸面罩，而对于大流行，ERS/ESICM出于安全原因建议使用头盔（见下文）。在COVID-19爆发期间，意大利协会强烈建议使用头盔(39，40)。在应用该接口时，使用的特定设置与口鼻（全脸）面罩不同。用于通过口鼻面罩输送NIV的“常用”吸气和呼气压力增加50%，并应用最快的加压速率。例如，PEEP为8-12 cm H2O，压力支持为12-20 cm H2O。

安全和预防措施

如表1所示，一些国际协会不推荐使用NIV治疗COVID-19。这些建议是由对COVID-19在临床空间的分散和稳定性的担忧所驱动的。

WHO COVID-19中呼吸衰竭管理指南确实提倡使用CPAP或NIV，前提是佩戴适当的个人防护设备(PPE)。

基于最近关于通过不同给氧和通气支持策略实现最大呼出气离散度的文献综述，我们得出结论，通过口鼻面罩的CPAP和通过配有可充气颈垫的头盔的NIV是允许最小室内空气污染的通气支持方法；小于每个其他氧气输送系统。

这些研究使用人体模拟装置在负压室内进行，每小时至少换气6次（世卫组织建议每小时换气最少为12次）。在没有配备负压室的病房中，呼出的空气可能更分散和污染，因此建议使用高能颗粒收集器（HEPA）过滤器。如果没有负压室，建议每个病人至少有160 L·s−1的自然通风房间。

适应症

由于证据不足，最近的ERS/ATS指南没有建议在大流行期间使用NIV，但它们确实指出，在大流行期间，可以考虑在受保护环境中的经验丰富的中心精心挑选的患者进行NIV试验。然而，在可以推荐之前，还需要进一步的研究。

在COVID-19流行中抑制NIV可能会增加插管的需要，并导致发病率和死亡率的增加，以及呼吸机可用性的降低，特别是在那些受到大流行病严重打击的地区。

观察研究表明，NIV或CPAP可稳定由COVID-19引起的轻中度急性呼吸衰竭患者的临床病程，前提是患者没有表现出高吸气驱动力或过度的吸气努力。注意事项包括仔细选择病人，以免在适当的情况下延迟插管。

在对来自50个国家的459例ICU患者进行的一项观察性研究中，Bellani et al.证实，无论疾病的严重程度如何，约15%的ARDS患者在现实生活中使用了NIV。然而，在PaO2/FIO2低于150 mm Hg的患者中，NIV与较高的ICU死亡率相关，这表明谨慎的NIV试验的“潜在”目标可能高于PaO2/FIO2。开始NIV后观察患者1-2小时很重要。呼吸频率增加和辅助肌肉使用表明呼吸功较高，表明需要插管。总之，一项谨慎的NIV试验可适用于轻度至中度ARF患者亚组，在负压室或甚至在有足够空气流通的空间内，使用可使液滴分散最小化的界面（即头盔），并使用个人防护设备保护人员。

清醒俯卧位

背景

在20世纪70年代首次在插管和自主呼吸患者中描述，俯卧位已成为改善因急性呼吸窘迫综合征而需要机械通气的低氧性呼吸衰竭患者的生理机能和存活率的主要手段。尽管人们经常吹捧对低氧血症的有益作用，但机械通气患者的生存获益与动脉血氧饱和度的改善无关。由于有创和无创机械通气辅助设备的可用性可能无法满足大流行的需求，而避免有创机械通气本身可能是有益的，近年来，在小型研究中重新探索了自发呼吸患者的俯卧位概念，随着新冠肺炎的大流行，这一概念变得更加迫切。

证据

尽管在低氧性呼吸衰竭非插管人群中的研究和病例报告很少，纳入的患者总数相对较少，但这些研究的结果均为阳性。在COVID前时代，Scaravilli等人报告的回顾性数据证实，在接受氧气或无创通气模式的中度至重度低氧性呼吸衰竭患者中，俯卧位期间氧合改善。恢复俯卧位后改善逆转。Ding等人报告了一系列20例接受HFNC或NIV治疗的中重度ARDS非插管患者，平均每天接受约2次俯卧位，平均每次2小时。大部分患者氧合改善，11例患者避免插管。

在新生的COVID-19时代，Caputo等人已经报告了他们的急诊室经验，对50例连续COVID-19患者使用清醒自我俯卧位，辅助供氧时SpO2 < 93%，不包括需要NIV的患者。自我俯卧位5 min后，辅助供氧治疗的中位SpO2从84%改善至94%；其中7例患者在干预60 min内确实需要气管插管。在24例患者的病例系列中，Elharrar et al.发现63%的患者可耐受3小时或3小时以上的俯卧，25%的患者PaO2增加 > 20%，但再次仰卧时恢复到基线水平。在另一个病例系列中，15例患者在俯卧位接受NIV，中位数为2个周期，总持续时间为3小时，Sartini等发现80%的患者再次仰卧位时PaO2:FIO2比值和SpO2改善持续60 min。所有患者的呼吸频率均降低，大多数患者的舒适度有所改善。在Xu等的回顾性研究中，10例诊断为COVID-19感染且P/F < 300的患者，给予每天16h以上的早期清醒俯卧结合HFNC。这些患者均不需要有创机械通气，均存活。作者提出使用HFNC早期俯卧位的概念，作为一个概念，以“减少严重COVID-19转化为危重症的比例。”

对于非插管患者的俯卧位尚无正式指南。通常建议患者保持俯卧位，直至耐受。但是，方案化可改善依从性，并提供可能有帮助的时间范围。建议包括让患者在俯卧位、左右侧卧位和仰卧位之间每2小时改变一次体位。向患者提供信息传单可能有助于促进依从性。根据我们的经验，肥胖患者和有背痛病史的患者可能会遇到依从性缺乏的情况。对于这些患者，从较短的时间间隔开始并提供团队帮助定位可能是有帮助的。已经提出了多种床垫辅助装置，可能有助于适应。

预防措施

对所有应用俯卧位患者必须谨慎和警惕。该位置的最佳时机仍未知。在个别情况下，使用温和的镇静剂或抗焦虑药的依从性可能很诱人，也很有用，但如果没有对生命体征和氧合的密切监测，就不能提倡这样做。氧合辅助物可能会在治疗过程中移位，导致危及生命的结果。虽然醒着的患者不太可能发生压疮，但应考虑在肩部和膝盖等压力点提供适当的填充物。明智地使用位于骨盆下方的枕头可能是有用的。最后，氧合功能的改善可能是短暂的，或者导致一种错误的安全感，延迟了潜在的挽救生命的有创机械通气转换。

结论

COVID-19患者常发生肺部受累，导致低氧性呼吸衰竭。从鼻导管到非重复呼吸面罩再到有创机械通气的先例适用于大多数患者。然而，在COVID-19患者中，大约有20-25%的患者使用高流量鼻导管、无创性通气和清醒俯卧位等方式可以稳定患者的呼吸状态，并且无需插管。同样，一小部分最近拔管的病人，他们表现出呼吸窘迫或低氧血症，可以稳定下来，而不需要用这些方式再插管。在Covid大流行期间，意大利普遍使用头盔面罩，效果良好。很少有数据证明高流量鼻插管和无创通气（尤其是使用头盔面罩）会导致病毒颗粒的扩散。然而，当使用这些设备时，必须使用负压室或HEPA过滤器以及适当的PPE（包括N-95面罩）来保护医疗保健提供者。

表1国际社会关于在COVID-19大流行中使用高流量鼻导管和无创通气的建议：https://journal.chestnet.org/action/showFullTableHTML?isHtml=true&tableId=tbl1&pii=S0012-3692%2820%2931910-3

图1 2019年冠状病毒疾病呼吸衰竭的算法方法

表2高流量鼻插管，无创通气和清醒时的生理效应，适应症和建议预防措施https://journal.chestnet.org/action/showFullTableHTML?isHtml=true&tableId=tbl2&pii=S0012-3692%2820%2931910-3

表3我该怎么做：高流量鼻插管，无创通气和清醒检查的技术和监测

https://journal.chestnet.org/action/showFullTableHTML?isHtml=true&tableId=tbl3&pii=S0012-3692%2820%2931910-3

为了举例说明这些方式的临床应用，我们提出一个说明性案例

https://journal.chestnet.org/cms/10.1016/j.chest.2020.07.013/attachment/c110ac6c-4b82-4003-a21f-0592e963d23e/mmc1.pdf

内容来源：Published:July 15,2020DOI:https://doi.org/10.1016/j.chest.2020.07.013

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