第一部分经鼻高流量氧疗对中重度Ⅰ型呼吸衰竭患者的影响背景:经鼻高流量氧疗(High-Flow oxygen through Nasal Cannula,HFNC)对于急性呼吸衰竭患者,与标准氧疗相比,其具有呼气末正压效应(PEEP)、增加呼气末肺容积等优点。与无创通气(NIV)相比,具有充分的湿化,改善舒适度等优点,从而增加患者对HFNC的耐受性。近期多中心随机对照研究的亚组分析中发现,对于氧合指数(P/F)≤200mmHg的中重度⒈型呼吸衰竭患者,与标准氧疗及NIV相比较,HFNC能够降低28天气管插管率及90天病死率,但缺乏前瞻性研究。因此,本研究拟通过前瞻性研究,比较无创通气与经鼻高流量氧疗对中重度Ⅰ型呼吸衰竭患者28天气管插管率的影响。目的:明确经鼻高流量氧疗对中重度Ⅰ型呼吸衰竭患者的影响。方法:本研究是多中心、随机、对照、前瞻性研究,该研究纳入江苏省内七家三级医院重症医学科收治的中重度Ⅰ型呼吸衰竭(P/F≤200mmHg)患者。研究采用中心随机法将各中心纳入的患者随机分为HFNC组及无创通气(NIV)组。HFNC组起始气体流速:50L/min;起始Fi02 100%,维持经皮指脉氧饱和度(Sp02)>92%。然后根据患者的SpO2调整吸入氧浓度及流速,HFNC至少连续治疗2日;NIV组:吸气压力(IPAP)水平:滴定IPAP维持潮气量7-10ml/kgIBW;PEEP水平:2-10cmH2O,维持Sp02>92%;NIV至少每日实施8小时以上,连续至少2日,在NIV间歇期间使用HFNC。患者随机入组后,(1)记录入院基本资料(包括姓名、年龄、性别、身高、体重、入院诊断、入住时间、第一个24小时APCHE Ⅱ评分、呼吸衰竭的原因等);(2)入组时、6小时、24小时、48小时抽取动脉血行血气分析(pH、PaCO2、PaO2、P/F);(3)采用呼吸舒适度评分量表及呼吸窘迫度评分量表,评估入组时、治疗6小时、24小时、48小时患者呼吸舒适度评分和呼吸窘迫评分;(4)记录入组时、治疗6小时、24小时、48小时的心率(HR)、平均动脉压(MAP)。(5)记录28天气管插管率、28天病死率、ICU住院时间。观察过程中,如出现呼吸衰竭加重,血流动力学不稳定,意识改变(GCS评分<12分=,需紧急行气管插管机械通气。结果:(1)一般情况:从2016年02月至2017年03月,7个中心总共纳入123例患者,其中63例患者纳入HFNC组,NIV组纳入60例,其中NIV组丢失2例,纳入分析121例患者。与NIV组比较,HFNC组年龄(56±14岁vs.60±13岁,p=0.12),APACHEⅡ评分(19±8分vs.17±5 分,p=0.06)。pHa(7.42±0.07vs.7.41±0.08,p=0.61),PaO2(101±38mmHgvs.99±37mmHg,p=0.72),P/F(126±36mmHgvs.133±46mmHg,p=0.41),PaC02(33±6mmHgvs.35±8mmHg,p=0.29);呼吸舒适度评分(2± 1分vs.2± 1分,p=0.61),呼吸窘迫评分:(6±2分vs.5 ±2 分,p=0.17),血流动力学指标 HR(110±22 次/分 vs.105 ± 17 次/分,p=0.16),MAP(88±14mmHgvs.92± 14mmHg,p=0.10)等基础状况无统计学差异。(2)在NIV组,共纳入58例患者,其中28例患者插管,而在HFNC组,纳入63例患者,其中15例患者插管。与NIV组比较,HFNC能够改善28天插管率(48.3%vs.23.8%,p=0.04);在NIV组,死亡患者15例,而HFNC组,患者死亡19例,与NIV组比较,1FNC并未改善28 天病死率(25.9%vs.30.2%,p=0.79)和 ICU 住院时间(9±7 天 vs.10±7 天,p=0.19)。(3)对气体交换的影响:与NIV组比较,HFNC组在通气六小时的氧合指标:pHa(7.42± 0.09 vs.7.42 ± 0.08,p=0.49),PaC02(33.0 ±6.0 mmHg vs.35.2 ± 8.0mmHg,p=0.39),PaO2(107±39mmHg vs.97±31mmHg,p=0.26),P/F(213±67mmHg vs.192±68mmHg,p=0.42)及 24 小时的氧合指标 pHa(7.41 ±0.08 vs.7.41 ±0.08,p=0.62),PaC02(34.6±10.OmmHg vs.37.0±9.2 mmHg,p=0.19),PaO2(99±37mmHgvs.91±31mmHg,p=0.32),P/F(221±93mmHgvs.210±70mmHg,p=0.07)无统计学差异。但在入组48小时HFNC组氧合改善明显Pa02(96±27mmHg vs.114±48mmHg,p=0.03),P/F(211 ±63mmHg vs.221 ±82mmHg,p=0.02),但 pHa(7.42±0.09vs.7.43±0.09,p=0.43),PaCO2(38.2±6.0mmHgvs.38.9±8.2mmHg,p=0.34)无统计学差异。(4)对呼吸舒适度的影响:与NIV组比较,HFNC组在通气6小时呼吸舒适度评分(3±1分vs.4±1分,p<0.01)、24小时的呼吸舒适度评分(3±1分vs.4±1分,p<0.01)及48小时的舒适度评分(3±2分vs.4±2分,p<0.01)均有统计学差异,HFNC组舒适度提高。(5)对呼吸窘迫度的影响:与NIV组比较,HFNC组在通气6小时呼吸窘迫评分:(6±4分vs.7±4分,p=0.42)无统计学差异,但通气24小时呼吸窘迫评分(5±2分vs.4±3分,p<0.01)及48小时呼吸窘迫评分(呼吸窘迫评分:5±3分vs.4±2分,p=0.04)有统计学差异,HFNC组呼吸窘迫缓解明显。(6)对血流动力学的影响:与NIV组比较,HFNC组在通气6小时HR(101 ±21次/分vs.96±23 次/分,p=0.16),MAP(89±14mmHgvs.93±12mmHg,p=0.14)、24 小时 HR(95±15 次/分 vs.94±16 次/分,p=0.65),MAP(92±13mmHgvs.93±9mmHg,p=0.86)及 48 小时HR(95±15 次/分 vs.94±16 次/分,p=0.65),MAP(92±12mmHg vs.94±9mmHg,p=0.59)时的心率、血压无统计学差异,对血流动力学的影响不明显。结论:经鼻高流量氧疗降低中重度Ⅰ型呼吸衰竭患者28天气管插管率,提高舒适度,缓解呼吸窘迫。第二部分HFNC对中重度Ⅰ型呼吸衰竭患者肺呼吸力学及肺内气体分布的影响背景:HFNC对于急性呼吸衰竭患者,与常规氧疗比较,具有改善氧合、降低28天气管插管率、降低90天病死率等优点,但HFNC改善临床预后的潜在生理机制目前尚不明确。本研究拟通过经鼻高流量氧疗不同通气时间对中重度Ⅰ型呼吸衰竭患者气体交换、肺内气体分布、呼吸力学进行比较,探讨经鼻高流量氧疗在中重度Ⅰ型呼吸衰竭患者中的生理效应。目的:明确HFNC对中重度Ⅰ型呼吸衰竭患者肺呼吸力学及肺内气体分布的影响。方法:本研究是单中心、前瞻性、自身对照研究。研究对象为:2016年08月至2016年09月东南大学附属中大医院重症医学科收治的符合纳入标准的中重度Ⅰ型呼吸衰竭患者。对入组患者分别记录:(1)患者一般资料:入院基本资料(包括姓名、年龄、性别、身高、体重、入院诊断、入住时间、APCHE Ⅱ评分、呼吸衰竭的原因等);(2)HFNC 0min、HFNC 30min、HFNC 60min后抽取动脉血行血气分析,记录HFNC对肺气体交换的影响;(3)HFNC Omin、HFNC 30min、HFNC 60min后通过电阻抗断层显像技术(EIT),监测全肺不均一性指数(GI)、局部气体分布(ROI),评估对HFNC对肺内气体分布的影响;(4)HFNC Omin、HFNC 30min、60min后,通过呼吸功能监测仪,监测食道压、气道压的变化,计算吸气末跨肺压、呼气末跨肺压及呼吸系统驱动压,评估HFNC对肺呼吸力学的影响;(5)HFNC Omin、HFNC 30min、60min后监测心率(HR)、收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、平均动脉压(MAP),评估HFNC对血流动力学的影响。结果:(1)一般情况:总共纳入14例患者,研究过程中,由于3例患者氧合难以维持,给予气管插管,故予剔除。试验总共纳入11例患者进行分析,年龄46± 12岁,APACHE Ⅱ评分20±6分,预计病死率30.58± 14.22%。(2)HFNC对气体交换的影响:与HFNC Omin比较,HFNC通气30min后,pHa(7.45±0.05 vs.7.44±0.04,p=0.37),PaCO2(32.0±5.2mmHg vs.33.6±6.0mmHg,p=0.43)无明显变化,但PaO2(74.6±13.9mmHgvs.102.7±33.7mmHg,p=0.02)、P/F(149.7±31.2mmHgvs.187.5±58.7mmHg,p=0.03)明显改善;与HFNC 0min比较,HFNC通气60min后,pHa(7.45±0.05 vs.7.45±0.05,p=0.23),PaCO2(32.0±5.2mmHgvs.32.4±6.2mmHg,p=0.43)无明显变化,但 PaO2(74.6±13.9mmHgvs.106.4±36.0mmHg,p=0.03)、P/F(149.7±31.2mmHgvs.174.3±51.1mmHg,p=0.04)明显变化;与 HFNC 通气 30min 组相比,HFNC通 通气60min 后,pHa(7.44±0.04vs.7.45±0.05,p=0.12),PaCO2(33.6±6.0mmHgvs.32.4±6.2mmHg,p=0.63),PaO2(102.7±33.7mmHgvs.106.4±36.0mmHg,p=0.23)、P/F(187.5±58.7mmHgvs.174.3±51.1,p=0.29)无明显变化。(3)HFNC对肺内气体分布的影响:与HFNC Omin相比,HFNC通气30min后,GI(0.73±0.20vs.0.87±0.23,p=0.01)改善,ROI3(0.14±0.06vs.0.15±0.03,p=0.02)通气改善,但 ROI1 区(0.06 ± 0.11 vs.0.02 ± 0.05,p=0.22),ROI2 区(0.15 ± 0.20 vs.0.12 ± 0.16,p=0.31)及ROI4区(0.08±0.08vs.0.07±0.05,p=0.13)通气未见好转,提示非重力依赖区肺泡未过度膨胀,重力依赖区ROI4区肺泡未见复张。与HFNCOmin相比,HFNC60min后,GI(0.73±0.20vs.0.91±0.07,p<0.01)改善,R013(0.14±0.06vs.0.16±0.05,p=0.02)通气改善,但 RO11 区(0.06 ± 0.11 vs.0.02 ± 0.06,p=0.87),ROI2 区(0.15 ± 0.20 vs.0.12 ± 0.18,p=0.72)及 ROI4 区(0.08±0.08vs.0.10±0.07,p=0.11)未见明显变化,提示 HFNC60min 后,肺不均一性改善,重力依赖区 ROI3区通气增加,但非重力依赖区ROII1区及ROI2 区通气无明显变化,未见明显肺泡过度膨胀,对于重力依赖区ROI4区的肺泡复张不明显。与HFNC30min相比,HFNC60min,GI(0.87±0.23 vs.0.91 ±0.07,p=0.01)改善,ROI4(0.07±0.05 vs.0.10±0.07,p=0.02)通气改善,但 ROI1 区(0.02±0.05vs.0.02±0.06,p=0.92),ROI2 区(0.12±0.16vs.0.12±0.18,p=0.93)及 RO13 区(0.15±0.03vs.0.16±0.05,p=0.44)通气未见改善。随着HFNC时间的延长,可以改善肺通气不均一性,主要改善重力依赖区ROI4区的肺通气,但对ROI1区、ROI2区、ROI3区的通气改善不明显。(4)HFNC对呼吸力学的影响:与HFNC Omin相比,HFNC通气30min后,PL,ei(1 11.43±3.18 cmH2O vs.10.87±2.17 cmH2O,p<0.01)、△PL(12.94±3.52cmH2O vs.4.92±2.85 cmH2O,p<0.01)明显降低,但 PL,ee(-1.52±2.70 cmH20 vs.5.94±2.14cmH2O,p<0.01)升高;与 HFNC Omin 相比,HFNC 60min 后,PL,ei(11.43±3.18cmH20 vs.1 1.05±2.26cmH2O,p<0.01)、APL(12.94±3.52cmH2Ovs.7.64±3.36cmH20,p<0.01)明显降低,但 PL,ee(-1.52±2.70cmH2Ovs.3.41±3.57cmH20,p<0.01)升高;与 HFNC 30min 相比,HFNC60min 后,PL,ei(10.87±2.17cmH2O vs.11.05±2.26cmH2O,p=0.29)、PL,ee(5.94±2.14cmH2Ovs.3.41±3.57cmH2O,p=0.61)、APL(4.92±2.95cmH20 vs.7.64±3.36cmH20,p=0.51)无统计学差异。(5)HFNC对血流动力学的影响:HFNC Omin、HFNC通气30min及HFNC通气60min后,HR、SBP、DBP、MAP均无统计学差异(p>0.05)。结论:对于中重度Ⅰ型呼吸衰竭患者,经鼻高流量氧疗可降低吸气末跨肺压及驱动压,增加呼气末跨肺压,改善肺通气不均一性及重力依赖区肺内气体分布。