各种原因导致的急性呼吸功能不全是儿童重症监护室(PICU)常见的危急重症，由其引起的低氧血症和/或高碳酸血症严重危及患儿的生命，因此，呼吸支持技术被广泛应用于各临床科室。近年来，随着对无创呼吸支持的临床研究与实践不断深入，无创呼吸支持已成为呼吸功能不全等疾病早期及紧急情况下的通气支持手段。经鼻高流量氧疗(high-flow nasal cannula, HFNC)作为一种无创呼吸支持通气模式，因操作简便、患儿舒适度好、便于护理，且发生鼻黏膜、鼻中隔损伤风险低等优点，同时避免了有创呼吸支持导致的呼吸机相关性肺损伤等并发症，在PICU中已广泛应用。国外研究显示，HFNC的使用能够减少气管插管有创机械通气的发生^[1]，但在一项回顾性研究中发现，出生体重极低的婴儿使用HFNC呼吸支持失败会增加死亡或支气管肺发育不良的风险，增加呼吸系统发病率，延长住院时间^[2]。而危急重症儿童呼吸支持方式的选择并没有统一的标准，选择使用HFNC不当很可能会给危急重症患儿带来不良后果，值得深入探讨。本研究通过对比HFNC成功组与早期失败组急性呼吸功能不全患儿临床特征的不同，探讨HFNC早期失败的高危因素，为合理选择HFNC的使用提供参考。

1 资料与方法 1.1 研究对象

回顾性分析四川大学华西二院PICU 2018年1~6月收治的入院时即采用HFNC呼吸支持的123例急性呼吸功能不全患儿的临床资料(院外均未给予HFNC呼吸支持)，其中69例住院期间无需升级呼吸支持方式，且成功撤离HFNC的患儿归为HFNC成功组；另外54例在住院期间需升级呼吸支持方式，将其中46例使用HFNC 48 h内升级呼吸支持方式的患儿归为HFNC早期失败组。

HFNC成功组初始参数：吸入氧浓度(FiO₂)30%~80%，流量4~18 L/min。早期失败组HFNC初始参数：FiO₂ 30%~100%，流量4~18 L/min。两组加温湿化吸入气体温度均为37℃，24 h不间断吸氧。两组患儿均根据血气分析结果调整参数，将动脉氧分压(PaO₂)维持在60~80 mm Hg，动脉二氧化碳分压(PaCO₂)维持在40~50 mm Hg，经皮氧饱和度(SpO₂)维持在90%以上。

1.2 诊断标准

急性呼吸功能不全定义为：安静状态下出现神志淡漠或烦躁不安、咳嗽无力、心率增快、呼吸急促(< 2月龄：呼吸≥60次/min；2 ~ < 12月龄：呼吸≥50次/min；1 ~ < 5岁：呼吸≥40次/min；≥5岁：呼吸≥30次/min)，口唇发绀、吸气性三凹征阳性或辅助呼吸肌参与呼吸运动，伴有未吸氧状态下血气分析PaO₂ < 8.0 kPa(60 mm Hg)和/或PaCO₂ > 6.67 kPa(50 mm Hg)，或吸氧状态下氧合指数(PaO₂/FiO₂)≤300^[3-5]。

1.3 HFNC早期失败的定义

HFNC早期失败定义为：经HFNC治疗[氧浓度≥60%，氧流量≥2 L/(kg · min)，最高不超过20 L/min] 48 h内仍意识障碍、烦躁不安、呼吸困难，血流动力学不稳定，血氧饱和度不能维持在90%以上或二氧化碳潴留不能改善，需要升级呼吸支持方式，改用BIPAP或有创呼吸支持治疗。

1.4 观察指标

比较HFNC成功组与早期失败组的年龄、性别、体重、基础疾病、入院时的格拉斯哥昏迷评分(Glasgow Coma Scale, GCS)、第三代小儿死亡风险(Pediatric Risk of Mortality, PRISM)评分、实施呼吸支持前的C-反应蛋白(CRP)、降钙素原(PCT)、血气指标、氧合指数的差异。

1.5 统计学分析

以SPSS 22.0统计软件进行统计学分析。符合正态分布的计量资料用均数±标准差(x±s)表示，组间比较采用两独立样本t检验；不符合正态分布的计量资料使用中位数(四位数间距)[P₅₀(P₂₅，P₇₅)]表示，组间比较采用Mann-Whitney U检验。计数资料采用率(%)表示，组间比较采用卡方检验、校正卡方检验或Fisher精确概率法检验。用受试者工作特征(ROC)曲线确定部分单因素分析有意义指标的临界值，并纳入多因素logistic回归分析以确定HFNC早期失败的独立危险因素。P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 HFNC成功组与失败组一般资料的比较

HFNC成功组与早期失败组患儿年龄、性别、体重的比较差异均无统计学意义(P > 0.05)，见表 1。

2.2 基础疾病状况

HFNC早期失败组患有休克、脓毒症、颅内高压综合征、多器官功能障碍综合征(MODS)比例显著高于HFNC成功组，差异有统计学意义(P < 0.05)，而其他基础疾病两组比较差异无统计学意义，见表 2。

2.3 影响呼吸支持方式的临床指标和血气分析比较

两组患儿各临床指标和血气分析比较结果见表 3~4。发现HFNC早期失败组入院时的GCS评分、pH值和氧合指数均低于成功组，PRISM评分、PaCO₂/PaO₂比值高于成功组，两组间比较差异有统计学意义(P < 0.05)；而血清CRP、PCT、乳酸水平两组间比较差异无统计学意义(P > 0.05)。

2.4 ROC曲线确定部分单因素分析有意义指标的临界值

临床以GCS评分 < 14分认为患儿存在意识障碍^[6]，pH < 7.35存在酸血症^[7]，氧合指数 < 200提示患儿存在严重低氧血症^[8-9]，但目前尚无PRISM评分和PaCO₂/PaO₂的统一界定，故本研究采用ROC曲线确定PRISM评分和PaCO₂/PaO₂的临界值，见表 5。PRISM评分与PaCO₂/PaO₂预测HFNC早期失败的曲线下面积AUC分别为0.754、0.709，其中PRISM评分 > 4.5分的敏感度为59%，特异度为84%，PaCO₂/PaO₂ > 0.64的敏感度为52%，特异度为88%，表示用PRISM评分 > 4.5分和PaCO₂/PaO₂ > 0.64预测HFNC早期失败的价值尚可。

因此以GCS评分14分、PRISM评分4.5分、pH值7.35、PaCO₂/PaO₂ 0.64和氧合指数200为界，对两组进行比较，结果显示HFNC失败组GCS评分 < 14分、pH < 7.35、氧合指数 < 200、PRISM评分 > 4.5分、PaCO₂/PaO₂ > 0.64的患儿比例均高于HFNC成功组(均P < 0.05)，见表 6。

2.5 多因素logistic回归分析结果

将GCS评分 < 14分、pH < 7.35、氧合指数 < 200、PRISM评分 > 4.5分、PaCO₂/PaO₂ > 0.64以及原发疾病为休克、脓毒症、颅内高压综合征、MODS纳入多因素logistic回归分析，发现PRISM评分 > 4.5分、PaCO₂/PaO₂ > 0.64为HFNC早期失败的独立危险因素(P < 0.05)，见表 7。

3 讨论

呼吸支持技术是救治危急重症儿童的主要手段，其主要的临床价值为纠正肺的通气和/或换气障碍，维持足够的气体交换，改善氧合，为原发病的治疗赢得时间。由于有创呼吸支持存在呼吸机相关性肺损伤、呼吸机依赖、医疗费用昂贵等较多弊端，因此近年来无创呼吸支持越来越受到重视，使某些患儿免于气管插管的痛苦以及避免了有创呼吸支持所带来的各种并发症，已广泛应用于儿科各临床科室。但是目前研究认为若一味强调无创呼吸支持，可能延误应尽早气管插管行有创呼吸支持的最佳治疗时机，而造成机械通气时间延长，甚至导致患儿死亡。美国胸科协会发布的2012年度报告指出，2001~2009年美国无创呼吸支持存在过度应用的现象^[10]，而且已有研究证实无创呼吸支持失败与插管并发症及病死率的增加有关^[11]，同时更换管道也造成了医疗资源的浪费。

HFNC作为一种新型的无创通气氧疗装置，其作用机制主要有以下几个方面：(1)上气道冲刷作用减少鼻咽部死腔，促进肺泡内气体交换，增加呼气末肺容积，改善氧合^[12]；(2)将干冷气体温化湿化，增加肺部顺应性及舒适性，并且改善呼吸道表面纤毛黏液系统的清除功能^[13]；(3)节省了患儿主动加温保湿的能量代谢，降低呼吸做功^[14]。由于其工作原理的优越性，且具有依从性好、并发症少、操作简便、费用较低等优点，HFNC已广泛应用于儿童疾病。已有数项临床研究表明，HFNC在治疗儿童呼吸系统疾病，如呼吸衰竭、呼吸窘迫综合征、阵发性睡眠呼吸暂停综合征等方面均取得了较好的临床效果^[15-17]。Wing等^[18]研究也证实，急性呼吸功能不全患儿早期使用HFNC可以减少气管插管机械通气的需要，但是目前针对HFNC在儿科中应用的适应证及禁忌证尚无统一标准，其相关风险性研究报道也较少，仅在最早使用HFNC的新生儿领域发现，出生体重极低的婴儿使用HFNC呼吸支持失败会增加死亡或支气管肺发育不良的风险，增加呼吸系统发病率，延长住院时间^[2]。Gaunt等^[19]研究发现，HFNC在成人临床应用中可以减少患者ICU住院时间，降低呼吸机相关性肺炎等并发症的发生率，改善患者的预后。但是如果患者在使用HFNC 48 h内病情没有好转，则认为HFNC治疗失败，此时应尽快升级呼吸支持方式，HFNC治疗失败可能导致呼吸功能进一步恶化并增加病死率^[20]。

本研究回顾性分析了123例进行HFNC呼吸支持的急性呼吸功能不全患儿的临床资料，其中8例患儿在使用HFNC 48 h后失败，多数因为疾病加重而升级呼吸支持方式，混杂影响因素太多，且本研究为回顾性分析HFNC早期失败的高危因素，故未将此类患儿纳入研究。在剩余115例患儿中，发现休克、脓毒症、颅内高压综合征、多器官功能障碍综合征、GCS评分 < 14分、pH < 7.35、氧合指数 < 200、PRISM评分 > 4.5分、PaCO₂/PaO₂ > 0.64在HFNC早期失败组中的患儿比例均高于成功组，但多因素logistic回归分析显示，仅PRISM评分 > 4.5分和PaCO₂/PaO₂ < 0.64是HFNC早期失败的独立危险因素。

国外研究证实，GCS评分是导致无创呼吸支持失败的危险因素^[11]，也是目前国际上评估昏迷病人疾病严重程度最为公认的方法。临床以GCS评分 < 14分认为患儿存在意识障碍，分数越低，意识障碍程度越重^[6]。本研究显示HFNC早期失败组GCS评分 < 14分的患儿比例高于成功组，但多因素logistic回归分析并未证实GCS评分为HFNC早期失败的独立危险因素。

PRISM评分是目前世界上应用最广的小儿危重评估工具，评分涉及14项生理参数，包括体温、心率、血压、瞳孔反应、血气、血糖、电解质、肝肾功能、凝血功能等23个参数范围^[21-24]，较GCS评分更能反映全身各脏器功能，且PRISM评分与器官功能衰竭呈高度正相关，评分值越高，病情越重，病死率越高。PRISM评分目前已广泛应用于国外PICU，但在我国的相关性研究报道仍较少。本研究发现，PRISM评分在HFNC早期失败组高于成功组，两组比较差异有统计学意义，且多因素logistic回归分析显示PRISM评分 > 4.5分的患儿行HFNC的失败风险是PRISM评分≤4.5分患儿的5倍以上，提示病情较重、PRISM评分较高(特别是PRISM评分 > 4.5分)的患儿选择HFNC作为呼吸支持手段应慎重，并应密切监护。

HFNC除了能提供恒定的给氧浓度外，还可以通过高流量气体在气道内产生一定的呼气末正压，从而改善氧合，因此治疗轻、中度I型呼吸衰竭有一定作用，但对于中度以上或高碳酸血症型呼吸衰竭的作用是有限的。基于临床上常采用pH、PaCO₂、PaO₂以及氧合指数判断呼吸衰竭的类型与程度，其中因氧合指数与肺组织病理改变的严重程度存在显著的相关性，可以显示机体肺通气与换气的生理功能状态^[25]，应用范围最广，临床认为氧合指数 < 200提示患儿存在严重低氧血症^[8-9]。本研究对HFNC 48 h内失败，升级呼吸支持方式的患儿进行分析，发现pH < 7.35和氧合指数 < 200的患儿比例在HFNC早期失败组均高于成功组，但尚不能证实是HFNC早期失败的独立危险因素，还需要扩大样本量进行进一步研究。多因素logistic回归分析结果显示PaCO₂/PaO₂是HFNC早期失败的独立危险因素，当患儿PaCO₂/PaO₂ > 0.64时HFNC无创呼吸支持失败的风险为PaCO₂/PaO₂≤0.64的9倍以上，对这类患儿选择HFNC需要十分慎重。

本研究为回顾性研究，纳入病例数，特别是HFNC失败病例数较少，降低了结果可信度，但对HFNC这种在儿童氧疗中运用得越来越广泛的呼吸支持方式的选择指针进行了初步探讨，并且发现了一些HFNC在急性呼吸功能不全患儿呼吸支持治疗失败的高危因素，比如PRISM评分 > 4.5分、PaCO₂/PaO₂ > 0.64，提示在这些情况下应用HFNC失败风险较高，应谨慎选择，同时应密切监护、随时准备升级呼吸支持方式，避免给患儿带来不良后果。HFNC呼吸支持失败高危因素的识别以及使用指针的确立，对儿童呼吸支持非常重要，值得进一步研究。