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2024 , Vol. 10 >Issue 03: 227 - 235

DOI: https://doi.org/10.3877/cma.j.issn.2096-1537.2024.03.004

重症医学研究

经鼻高流量氧疗在危重症患者气管插管过程中效果的荟萃分析

  • 李海亮 1 ,
  • 俞云 1 ,
  • 张星星 1 ,
  • 陈管洁 1 ,
  • 刘玲 1 ,
  • 谢剑锋 1 ,
  • 常炜 , 1, †
展开
  • 1.210009　南京，江苏省重症医学重点实验室　东南大学附属中大医院重症医学科
通信作者：常炜，Email：

Copy editor: 卫轲

收稿日期: 2023-10-30

  网络出版日期: 2024-09-06

基金资助

东南大学附属中大医院护理科研立项课题(KJZC-HL-202008)

版权

未经授权，不得转载、摘编本刊文章，不得使用本刊的版式设计，除非特别声明，本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。本刊为电子期刊，以网刊形式出版。
收起

Meta-analysis of efficacy of high-flow nasal cannula oxygen therapy during endotracheal intubation in critically ill patients

  • Hailiang Li 1 ,
  • Yun Yu 1 ,
  • Xingxing Zhang 1 ,
  • Guanjie Chen 1 ,
  • Ling Liu 1 ,
  • Jianfeng Xie 1 ,
  • Wei Chang , 1, †
Expand
  • 1.Jiangsu Provincial Key Laboratory of Critical Care Medicine, Department of Critical Care Medicine, Zhongda Hospital, School of Medicine, Southeast University, Nanjing 210009, China
Corresponding author: Chang Wei, Email:

Received date: 2023-10-30

  Online published: 2024-09-06

Copyright

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Fold

摘要

目的

探讨经鼻高流量氧疗（HFNC）在危重症患者气管插管过程中呼吸暂停期间持续应用的效果。

方法

检索中国知网、维普、万方、PubMed、Cochrane Library及Embase中关于危重症患者气管插管过程中应用HFNC效果的随机对照试验（RCT）研究，检索时限为建库至2023年7月30日。由2名研究者独立进行文献筛选、资料提取和质量评价，采用RevMan5.4软件进行统计分析。

结果

纳入英文文献6篇，共计855例患者。荟萃分析结果显示，相较于常规组，HFNC组在气管插管过程中可以维持更高的血氧饱和度（SpO2）（%，MD：84，95%CI：0~1.68，P = 0.05），ICU住院时间明显缩短（d，MD：1.8，95%CI：0.84~2.76，P = 0.0002）；2组SpO2<80%发生率（OR=0.88，95% CI：0.62~1.25，P = 0.49）、气管插管相关并发症发生率（OR = 0.72，95%CI：0.52~1.01，P = 0.06）、28 d病死率（OR = 0.76，95%CI：0.55~1.05，P = 0.10）比较，差异均无统计学意义。

结论

气管插管过程中持续使用HFNC能维持更高的SpO2，并且与ICU住院时间缩短密切相关，但临床还需要更多的研究来明确HFNC维持呼吸暂停氧合对气管插管危重症患者的益处。

关键词： 经鼻高流量氧疗; 气管插管; 呼吸暂停; 荟萃分析

本文引用格式

李海亮 , 俞云 , 张星星 , 陈管洁 , 刘玲 , 谢剑锋 , 常炜 . 经鼻高流量氧疗在危重症患者气管插管过程中效果的荟萃分析[J]. 中华重症医学电子杂志, 2024 , 10(03) : 227 -235 . DOI: 10.3877/cma.j.issn.2096-1537.2024.03.004

Abstract

Objective

To investigate the efficacy of high-flow nasal cannula oxygen (HFNC) during endotracheal intubation in critically ill patients.

Methods

Database including CNKI, VIP, Wanfang, PubMed, Cochrane Library, and Embase for randomized controlled studies on the eff icacy of continuous HFNC therapy during endotracheal intubation in critically ill patients was searched from inception to July 30, 2023. Literature screening, data extraction, and quality evaluation were independently performed by two investigators to enable statistical analysis using RevMan 5.4 software.

Results

The results of our meta-analysis showed that compared with conventional therapy, HFNC could maintain a higher pulse oxygen saturation (SpO2) during endotracheal intubation (%, MD=84, 95% CI: 0~1.68, P = 0.05), and futher a significantly shorter ICU stay (d, MD=1.8, 95% CI: 0.84~2.76, P = 0.0002); there was no significant difference in the incidence of SpO2 < 80% (OR=0.88, 95% Cl: 0.62-1.25, P = 0.49), the incidence of endotracheal intubation-related complications (OR=0.72, 95% Cl: 0.52-1.01, P = 0.06), and 28-day mortality (OR=0.76, 95% Cl: 0.55-1.05, P = 0.10) between the two groups.

Conclusion

Continuous use of HFNC during endotracheal intubation can maintain higher SpO2 and is closely related to shortened ICU stay, but more clinical studies are needed to clarify the benefits of HFNC to maintain apnoeic oxygenation in critically ill patients during endotracheal intubation.

Key words： High-flow nasal cannula oxygen; Endotracheal intubation; Apnea; Meta-analysis

气管插管作为临床常见的抢救措施之一，广泛应用于危重症患者[1]。由于潜在的急性呼吸衰竭、氧储备减少和氧消耗增加，危重症患者在气管插管过程更容易发生严重的低氧血症[2]，此外，与麻醉科相比，重症患者气管插管的困难程度更大，从而延长了呼吸暂停时间，进一步增加了严重低氧血症发生的风险[3]。而严重的低氧血症，是心搏骤停和死亡常见的诱发因素之一[4,5]，因此对于危重症患者在气管插管过程中维持呼吸暂停氧合（apnoeic oxygenation，ApOx）至关重要。经鼻高流量氧疗（high-flow nasal cannula oxygen，HFNC）是一种通过专用的非密封性鼻塞导管持续为患者提供恒定吸入氧浓度和恒定温湿度的高流量氧疗方式，它具有无呼吸氧合效应、减少解剖无效腔、呼气末正压等生理学效应，在实施气管插管操作过程中应用HFNC持续输送高流量高浓度氧气进行无呼吸氧合，维持ApOx，能够延长安全呼吸暂停时间，提高气管内插管操作的安全，目前在临床麻醉领域已被推荐使用[6]。Miguel-Montanes等[7]研究表明HFNC同样可以使危重症患者受益，在气管插管期间，可显著降低危重症患者严重低氧血症[血氧饱和度（pulse oxygen saturation，SpO2）<80%]的发生率，以保证气管插管操作的安全。但Frat等[8]多中心的大型随机对照试验（randomized controlled trial，RCT）研究表明其并不能显著改善插管过程中严重低氧血症的发生风险。对于危重症患者气管插管期间应用HFNC的效果尚存在争议。因此本研究采用荟萃分析的方法探讨HFNC在危重症患者气管插管过程中呼吸暂停期间持续应用的效果，以期为HFNC的实施提供循证依据。

资料与方法

一、文献检索策略

通过计算机检索中国知网、维普、万方、PubMed、Cochrane Library、Embase数据库，检索时限为建库至2023年7月30日。中文检索词为："高流量湿化氧疗/经鼻高流量氧疗/湿化高流量氧疗""气管插管术/经口气管插管术/插管术""监护室/重症监护室/ICU""RCT/随机对照试验/随机对照/随机"；英文检索词为："high flow nasal cannula/HFNC/high flow nasal oxygen/high-flow oxygen therapy""intubation""apneic/apnoeic""critical/critically ill/intensive care/ICU""randomized controlled trial/RCT"。采用主题词与自由词相结合的方式进行检索，同时追溯纳入文献的参考文献，以扩大检索范围。

二、文献纳入与排除标准

（一）文献纳入标准

（1）研究类型：RCT；（2）研究对象：ICU需气管插管的成年患者；（3）干预措施：试验组气管插管过程中使用HFNC，对照组使用常规氧疗；（4）结局指标：主要结局指标为气管插管过程中的最低SpO2；次要结局指标为严重低氧血症（SpO2<80%）发生率、气管插管相关并发症发生率、ICU住院天数、28 d病死率。

（二）文献排除标准

（1）无法获取全文的文献；（2）重复发表、数据缺失或无法提取的文献；（3）发表语言非中文和英文的文献。

三、文献筛选与质量评价

由2名研究者根据文献的纳排标准独立筛选文献和质量评价，如遇分歧，2名研究者进行讨论使意见达成一致，如还存在争议，与第3名研究者讨论后裁决。采用改良版Jadad评分量表[9]对文献进行质量评价，该评价量表包括随机序列的产生、随机化隐藏、盲法、撤出与退出4个方面，评分1~3分为低质量，4~7分为高质量。采用Cochrane5.1.0评价手册[10]进行偏倚风险评价，评价内容包括：A随机分配方案的产生（选择性偏倚）；B分配方案隐藏（选择性偏倚）；C试验过程中实施盲法（实施偏倚）；D对结果评估实施盲法（检出偏倚）；E不完整的结果数据（失访偏倚）；F选择性的结果数据（报告偏倚）；G其他偏倚；满足5条及以上属于低度偏倚风险，满足3~4条属于中度偏倚风险，满足3条以下属于高度偏倚风险。

四、文献资料提取

资料提取内容包括第一作者、发表时间、研究对象的年龄、主要诊断、基线氧合指数、例数、干预措施、结局指标。

五、统计学分析

采用RevMan5.4软件进行统计分析。计数资料以比值比（OR）、计量资料以均差（SD）为疗效分析统计量，各效应量均以95%CI表示。采用I2检验分析各研究结果间的异质性，以P<0.05为差异有统计学意义，P≥0.05，I 2<50%时提示各研究间无统计学异质性，采用固定效应模型进行分析；P<0.05，I2≥50%时则采用随机效应模型进行分析。采用试验序贯分析（trial sequential analysis，TSA）评价主要结局指标的稳健性。采用漏斗图分析文献的发表偏倚。

结果

一、文献检索结果

共检索出相关文献313篇，排除重复文献111篇，剔除内容不符文献190篇，阅读全文后剔除6篇文献，最终纳入6篇文献[8,11,12,13,14,15]。文献筛选流程见图1。
图1 文献筛选流程

二、纳入文献的基本特征

本研究最终纳入6篇英文文献[8,11,12,13,14,15]。共855例研究对象，其中450例危重症患者气管插管过程ApOx使用HFNC维持（HFNC组），另外405例危重症患者气管插管中未补充ApOx（常规组）。纳入研究的基本特征见表1。
表1 纳入文献的基本特征
研究作者及文献年份 中心来源及ICU数 年龄（岁，±s） 主要诊断 氧合指数（I/C，mmHg） 例数（I/C） 干预措施 结局指标
I C
Frat等[8]，2019 法国，28家 64±13 ARDS 148±70/142±65 171/142 PreOx：HFNC（60 L/min FiO2：1.0）3~5 min
ApOx：HFNC（60 L/min FiO2：1.0）		 PreOx：NIV（PEEP：5 cmH2O FiO2：1.0）3~5 min
ApOx：无		 abcde
Guitton等[11]，2019 法国，7家 60±18 意识状态改变、急性呼吸衰竭 318（242，396）/375（276，446） 95/89 PreOx：HFNC（60 L/min FiO2：1.0）4 min
ApOx：HFNC（60 L/min FiO2：1.0）		 PreOx：SMO（15 L/min）4 min
ApOx：无		 abcde
Simon等[12]，2016 德国，1家 58±11 急性低氧性呼吸衰竭 200±57/205±59 20/20 PreOx：HFNC（50 L/min FiO2：1.0）3 min
ApOx：HFNC（50 L/min FiO2：1.0）		 PreOx：BVM（15 L/min）3 min
ApOx：无		 ab
Jaber等[13]，2016 法国，1家 61±8 急性低氧性呼吸衰竭 107（74，264）/140（83，201） 25/24 PreOx：HFNC（60 L/min FiO2：1.0）+NIV（PEEP：5 cmH2O FiO2：1.0）4 min
ApOx：HFNC（60 L/min FiO2：1.0）		 PreOx：NIV（PEEP：5 cmH2O FiO2：1.0）4 min
ApOx：无		 abcde
Vourc’h等[14]，2015 法国，6家 62±14 急性低氧性呼吸衰竭 120.2±55.7/115.7±63.0 62/57 PreOx：HFNC（60 L/min FiO2：1.0）3 min
ApOx：HFNC（60 L/min FiO2：1.0）		 PreOx：HFFM（15 L/min）3 min
ApOx：无		 abcde
Semler等[15]，2015 美国，1家 60±12 急性呼吸衰竭、意识状态改变 未提及 77/73 PreOx：NRM、BIPAP、BVM、NC
ApOx：HFNC（15 L/min FiO2：1.0）		 PreOx：NRM、BIPAP、BVM、NC
ApOx：无		 abc

注：ARDS为急性呼吸窘迫综合征；PreOx为预充氧；ApOx为呼吸暂停氧合；HFNC为经鼻高流量氧疗；FiO2为吸入氧浓度；NIV为无创通气；PEEP为呼气末正压；SMO为标准球囊面罩；NRM为无重复呼吸面罩；NC为鼻导管；BVM为球囊面罩；HFFM为高氧面罩；BIPAP为双水平正压通气；I为HFNC组，C为常规组；SpO2为血氧饱和度；1 cmH2O=0.098 kPa。结局指标中，a：最低SpO2；b：SpO2<80%；c：ICU住院天数；d：并发症；e：28 d病死率

三、纳入文献的质量评价结果

采用Cochrane的风险偏倚评估工具对纳入的6篇文献进行偏倚风险评测：总体风险为低风险，纳入所有文献试验过程中均无法实施盲法，1篇文献中可能存在其他偏倚、1篇结果评估实施盲法不清楚、1篇存在选择性报告及存在其他偏倚。改良版Jadad量表对最终纳入的6篇文献进行文献研究质量评价，评分均≥4分，提示文献质量较高。文献质量评价具体结果见表2。
表2 纳入文献的质量评价结果
研究作者及文献年份 随机 分配隐藏 盲法 撤出与退出 改良版Jadad量表总分
Frat等[8]，2019 2 2 1 1 6
Guitton等[11]，2019 2 2 1 1 6
Simon等[12]，2016 2 2 0 1 5
Jaber等[13]，2016 2 2 1 1 6
Vourc’h等[14]，2015 2 2 1 1 6
Semler等[15]，2015 2 2 1 0 5

四、荟萃分析结果

（一）气管插管过程中最低SpO2

共有5篇文献[8,11,12,14,15]报道，采用固定效应模型荟萃分析，结果显示HFNC组相对于常规组可以维持更高的SpO2，但差异无统计学意义（%，MD=84，95%CI：0~1.68，P=0.05）（图2）。
图2 HFNC对危重症患者气管插管过程中最低SpO2的影响

注：HFNC为经鼻高流量氧疗；SpO2为血氧饱和度

（二）SpO2<80%发生率

共有6篇文献[8,11,12,13,14,15]报道，采用固定效应模型荟萃分析，结果显示HFNC组与常规组比较，差异无统计学意义（OR=0.88，95%CI：0.62~1.25，P=0.49）（图3）。
图3 HFNC对危重症患者气管插管过程中SpO2<80%发生率的影响

注：HFNC为经鼻高流量氧疗；SpO2为血氧饱和度

（三）ICU住院时间

共有5篇文献[8,11,13,14,15]报道，采用固定效应模型荟萃分析，结果显示HFNC组ICU住院天数相比于常规组明显缩短，差异有统计学意义（d，MD=1.8，95%CI：0.84~2.76，P=0.0002）（图4）。
图4 HFNC对危重症患者气管插管后ICU住院时间的影响

注：HFNC为经鼻高流量氧疗

（四）气管插管相关并发症的发生率

共有4篇文献[8,11,13,14]报道，采用固定效应模型荟萃分析，结果显示HFNC组与常规组气管插管相关并发症发生率比较，差异无统计学意义（OR=0.72，95%CI：0.52~1.01，P=0.06）（图5）。
图5 HFNC对危重症患者气管插管过程中相关并发症发生率的影响

注：HFNC为经鼻高流量氧疗

（五）28 d病死率

共有4篇文献[8,11,13,14]报道，采用固定效应模型荟萃分析，结果显示HFNC组相比于常规组28 d病死率比较，差异无统计学意义（OR=0.76，95%CI：0.55~1.05，P=0.10）（图6）。
图6 HFNC对危重症患者气管插管后28 d病死率的影响

注：HFNC为经鼻高流量氧疗

（六）敏感性分析和发表偏倚

在纳入文献的5个指标中，对于异质性较小的指标如SpO2<80%发生率、ICU住院时间、气管插管过程中相关并发症发生率、28 d病死率改变效应量后结果变化不明显，说明HFNC组与常规组在进行荟萃分析时结果可靠；对于异质性较大的结局指标如气管插管过程中最低SpO2（I2=58%，P=0.04），当剔除Jaber等[13]后异质性下降（I2=39%，P=0.16）选择固定效应模型，结果差异有统计学意义。分析原因可能干预组采用的HFNC与NIV联合的方式与结果产生的异质性相关。漏斗图分析显示（图7），纳入文献中关于最低SpO2、SpO2<80%发生率、ICU住院时间、气管插管相关并发症发生率、28 d病死率的研究可能存在潜在的发表偏倚。
图7 文章发表偏移漏斗图。图a：气管插管过程中最低SpO2；图b：SpO2<80%发生率；图c：ICU住院时间；图d：气管插管相关并发症发生率；图e：28 d病死率

注：SpO2为血氧饱和度

（七）试验序贯分析

设置Ⅰ类错误概率为α=0.05，把握效能=0.80，根据HFNC组和常规组插管过程最低SpO2、标准差、病例数，对纳入的5个研究进行TSA分析自动生成期望信息量（required information size，RIS）为2909例，结果Z值（Z-curve，图8中蓝色曲线）未穿过传统界值，也未穿过TSA界值，同时累计信息量未达到期望信息量，表明需要纳入更多的研究来证实HFNC对危重症患者气管插管过程中最低SpO2的影响。
图8 HFNC对危重症患者气管插管过程中最低SpO2影响的TSA

注：HFNC为经鼻高流量氧疗；SpO2为血氧饱和度；TSA为试验序贯分析

讨论

低氧血症是危重症患者实施气管插管过程中常见的并发症[2]，维持ApOx有助于降低低氧血症的发生率，以保证危重症患者气管插管过程中的安全[16]。HFNC用于早期治疗有各种基础疾病的成人呼吸衰竭患者已被证明是一种有效的方法[17,18]，目前在ICU中广泛使用。相比于常规氧疗，HFNC显著降低了成人呼吸衰竭患者的气管插管率、机械通气率和呼吸支持递增率[19]，同时也降低了计划拔管后患者的呼吸衰竭发生率、呼吸频率，并且增加这些患者的氧分压[19,20]。使用HFNC维持ApOx具有一些生理优势，本荟萃分析显示HFNC在气管插管过程中持续使用可以维持更高的SpO2，但纳入文献中患者低氧严重程度存在差异，其中2篇文献[11,12]患者氧合指数≥200 mmHg，3篇文献[8,13,14]<200 mmHg，对此进行亚组分析，结果显示轻度低氧血症组与本研究结果一致（P=0.03），此结果证实了麻醉领域围插管期间使用HFNC的益处。但对于中重度低氧血症患者荟萃分析显示HFNC并不能维持更高的SpO2（P=0.64），虽然曹立娟等[21]的荟萃分析中发现，危重症患者气管插管时PreOx联合HFNC维持ApOx能够维持更高的SpO2，但并不能排除只纳入轻度低氧血症患者的文献对结果的影响，本荟萃分析同样不能排除。综上所述，对于危重症患者气管插管期间使用HFNC维持ApOx能否维持更高的SpO2，临床还需要进行更多的RCT研究来明确，此结论与TSA结果一致，目前此类研究多集中在麻醉和急诊，对于ICU，未来可将低氧血症严重程度进行分层分析来明确HFNC对危重症患者围气管插管术期的益处。
本荟萃分析显示HFNC并不能降低严重低氧血症（SpO2<80%）的发生率。分析原因可能是这些患者在气管插管期间经鼻和经口吸气峰流速最高分别可达110 L/min和280 L/min，而HFNC最高60 L/min气流速不足以支撑ApOx[22]，其次呼吸暂停期间可能需要从功能残气量中提取氧气，从而产生压力梯度，使氧气从上呼吸道不断进入肺泡来维持有效的ApOx，但病变肺中功能残气量的减少和生理性分流阻碍这种机制的正常运转[23]，另外在使用喉镜进行气管插管操作时，会使口咽和气管之间原有的空间缩小，气流因喉镜的影响可能会受到限制[24]。高志伟等[25]的研究表明，在仅使用标准球囊面罩进行常规氧疗的预充氧情况下，使用HFNC进行预充氧，并在气管插管时提供ApOx，可以降低严重低氧血症（SpO2<80%）的发生率，提示纳入文献中不同预充氧方式可能会影响严重低氧血症（SpO2<80%）的发生率。另外，本荟萃分析显示2组气管插管相关并发症的发生率差异无统计学意义，分析原因可能与纳入文献总体样本量少、插管操作时间短等因素相关。
笔者观察到纳入的同一国家的2篇文献（Frat等[8]和Guitton等[11]）在低氧程度上完全不同可能预示着肺部损伤程度的不同，但28 d病死率趋于一致，进行深入分析得知Guitton等[11]研究中的氧合指数来源于4 h以内的动脉血气分析结果，可能并不能反映围插管术期患者的真实病情，其次纳入对象50%以上是中重度颅脑损伤的患者，2篇文献中患者的简化急性生理功能评分Ⅱ（simplif ied acute physiology score，SAPS Ⅱ）分别为51.5[8]和43.1[11]，这可能导致28 d病死率趋于一致。本研究显示HFNC组与常规组相比并未降低气管插管患者28 d病死率，分析原因：（1）首先，纳入的所有研究观察主要指标均为气管插管过程中低氧血症的发生，而非预后指标；（2）其次，危重症患者因伴随危重疾病的生理应急反应，如心排血量减少、分流增加和肺储备减少等，所以安全呼吸暂停时间较短[26]，HFNC维持ApOx的效果可能受各种因素的干扰[22,23,24]，不能快速解除原发疾病的影响，所以并不能改善患者最终结局。气道开放不充分也会影响ApOx的效果，其中托下颌是保持气道充分开放必要的手段[27]，而纳入的文章并没有提及具体气道开放的手法。
Oliveira等[28]的研究表明气管插管期间维持ApOx可缩短ICU住院时间，其纳入文献的研究对象包含了急诊和ICU的患者，并在气管插管呼吸暂停期间使用了不同的通气方法，这可能会对此结果产生偏倚。本次荟萃分析主要聚焦于ICU患者气管插管过程中HFNC维持ApOx的效果评价，但结果与其一致，证实了HFNC为气管插管呼吸暂停期间的患者持续补充氧气与ICU住院时间缩短有关，虽然差异显著，但缩短的时间可能并不具有临床重要性。近几年HFNC在ICU中的应用不断增加，虽然临床效果有待进一步探讨，但对于已经接受HFNC治疗的患者行气管插管过程中维持ApOx是合理且推荐的。
本次荟萃分析存在一定的局限性：（1）未纳入除中英文以外的文献；（2）部分研究纳入人群病种不同，低氧血症程度不同；（3）纳入的研究干预方式均为HFNC，但设置流速不完全相同；（4）不同预充氧方式可能会使结果产生偏倚。
综上所述，HFNC作为气管插管呼吸暂停期间的供氧策略与常规组相比HFNC可以显著减少ICU住院时间，但是并不能降低严重低氧血症（SpO2<80%）发生率。本研究显示在气管插管期间可以维持更高的SpO2，但当前还需要进行更多的RCT研究来明确HFNC维持ApOx对气管插管危重症患者的益处。

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