急性呼吸衰竭（acute respiratory failure, ARF）是患者收住重症医学科的常见原因之一^[1]，其中接近一半的ARF重症患者需要进行气管插管机械通气，而这对于患者来说是一种有创的通气方式，其操作及治疗过程中常伴有诸多并发症，如喉痉挛、声带损伤、反射性支气管收缩、呼吸机相关肺炎和呼吸机相关肺损伤等^[2]。有研究显示，有创机械通气相关的并发症增加了重症患者机械通气时间、ICU住院天数和病死率^[3]。有创机械通气的弊端促使无创通气（noninvasive ventilation, NIV）在ARF患者中的进一步应用，近几年经鼻高流量氧疗（high-flow nasal cannula, HFNC）由于具有可控的氧浓度、高流速、可加温加湿的气体、一定的气道正压和患者更好的舒适度等优点，在临床上得到广泛应用^[4]。既往有研究表明，接受HFNC治疗的ARF患者可一定程度上降低患者插管率^[5]，但是也有研究显示使用HFNC治疗会造成延迟插管反而增加ARF患者的病死率^[6]。因此，HFNC在ARF患者中的应用价值仍需进一步探讨，早期预测患者HFNC治疗失败显得尤为重要，从而最大程度避免延迟插管造成不良预后。

1 资料与方法 1.1 研究对象

以2022年5月1日至2023年1月31日在常熟市第二人民医院接受HFNC治疗的中重度ARF患者为研究对象，应用肺部超声动态评估患者的肺部情况，所有患者入院时均已行胸部CT检查。入组标准：(1)年龄≥18岁；(2)满足以下条件①呼吸频率 > 25次/min；②静息状态下，给予储气囊面罩吸氧10 L/min，观察10 min，指脉氧饱和度（SpO₂）≤93%；③氧合指数PaO₂/FiO₂≤200 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）；(3)接受高流量氧疗≥48 h且未达到有创机械通气指征；(4)签署知情同意书。排除标准：(1)重症哮喘或者慢性阻塞性肺疾病急性加重的严重状态；(2)严重粒细胞减少症；(3)血流动力学不稳定并且需要血管活性药物维持；(4)急性颅脑病变或格拉斯哥昏迷量表评分（Glasgow coma scale, GCS）≤12分；(5)自主呼吸微弱，患者不合作；(6)需要紧急插管、拒绝插管和拒绝参与研究的患者；(7)高位截瘫；(8)确诊气胸，胸部手术后，因肥胖，胸廓畸形等原因无法获得理想超声图像患者；(9)已经纳入过本研究的病例再次入院者，或者正在参加其他研究的患者。

入院后HFNC治疗至少48 h，根据经HFNC治疗1周内的临床结局将患者分为HFNC成功组与HFNC失败组，如患者1周内因病情进展需更换为NIV或有创机械通气则为HFNC治疗失败。该治疗措施已取得患者及其家属知情同意并签署知情同意书。本研究经常熟市第二人民医院医学伦理委员会批准（伦理号：2022-YXJ-K50）。

1.2 HFNC治疗设备

应用HFNC设备（Fisher and Paykel Healthcare，新西兰），设备由空气氧气混合仪及湿化器配合呼吸管路及鼻导管组成。初始参数设置：气体流速50 L/min；吸氧浓度50%；并根据指SpO₂、血气分析及肺部超声动态调整气体流速及吸氧浓度（FiO₂）维持SpO₂ > 92%；气体温度设置范围31~37℃，依据患者舒适度和耐受度适当调节；HFNC治疗至少48 h，治疗期间根据患者病情变化调整治疗参数或因病情进展需更换有创机械通气。更换NIV或有创机械通气指征：呼吸衰竭加重，至少满足下列2条：(1)呼吸频率 > 35次/min；(2)pH < 7.25；(3)SpO₂ < 90%持续5 min；(4)气道分泌物明显增加有窒息风险；(5)血流动力学不稳定需大剂量血管活性药物；(6)神志改变，GCS≤12分。

1.3 床旁肺部超声评分（lung ultrasound score, LUS）操作方法 1.3.1 观察指标及操作方法

符合入组标准的患者由经过重症超声技能培训的ICU专科医师每天进行超声评估；使用2~4 MHz腹部超声探头；患者体位为平卧位及侧卧位，以乳头水平为界，将双侧胸壁分为上、下两大区。以胸骨、腋前线、腋后线、脊椎为界，将每侧胸壁分为前、侧、后三区共计12个区域进行肺部超声检查。分别记录两组患者HFNC治疗前（0 h），治疗后12 h、24 h和48 h的LUS、氧合指数及休克指数，同时分别记录两组患者的病例基本资料包括年龄、性别、既往史、入院时急性生理学与慢性健康状况（acute physiology and chronic health evaluation, APACHE）-Ⅱ评分、入院时序贯器官衰竭（sequential organ failure assessment, SOFA）评分、HFNC治疗成功与否。

1.3.2 评分方案

每侧胸壁被分为前、侧、后三大区共计12个小区域，每个小区域评分为0~3分，总分36分，评分越高表示肺通气情况越差。评分细则为3分：肺实变，有碎片征；2分：肺部综合征（可见融合的B线）；1分：肺间质综合征（大于等于3条单一的B线）；0分：正常肺，可见A线或不超过2条B线。

1.4 统计学方法

采用SPSS 22.0软件进行统计学分析。正态分布计量资料以均数±标准差（x±s）表示，非正态分布计量资料以中位数（四分位数）[M(Q₁, Q₃)]表示。正态分布样本均数比较用成组t检验，样本率比较用χ²或Fisher精确检验。两个独立样本非正态分布用Mann Whitney U检验，多个独立样本非正态分布用Kruskal-Wallis检验。相关性分析采用Pearson相关性分析；多因素分析采用Logistic回归分析。用受试者工作特征曲线（receiver operator characteristic, ROC）评价肺部超声对HFNC治疗失败的预测价值。以P < 0.05表示具有统计学差异。

2 结果 2.1 患者的一般资料

收集2022年5月1日至2023年1月31日在常熟市第二人民医院接受HFNC治疗的50例中重度ARF患者为研究对象，男33例，女17例，年龄为（79.18±10.46）岁。HFNC成功组23例，HFNC失败组27例。HFNC成功组与失败组年龄差异无统计学意义（P=0.061）。HFNC成功组患者中17例有基础疾病，HFNC失败组患者中20例有基础疾病。两组患者入院时基本情况差异没有统计学意义（均P > 0.05），见表 1。

2.2 HFNC治疗结局

HFNC成功组经HFNC治疗2 d且1周内疾病为好转共计23例（46.0%），HFNC失败组经HFNC治疗2天且1周内因疾病进展需更换为NIV或有创机械通气共计27例（54.0%）。

2.3 治疗期间的监测指标

记录HFNC成功组及失败组LUS、氧合指数及休克指数分别在0 h、12 h、24 h及48 h数据。两组LUS差异在治疗前0 h、12 h时差异没有统计学意义，而两组LUS在治疗后24 h及48 h均差异有统计学意义（P < 0.001），分别在24 h和48 h时HFNC失败组LUS均较成功组LUS有显著升高。两组氧合指数在治疗前0 h时差异没有统计学意义，而在治疗后12 h、24 h、48 h两组氧合指数均差异有统计学意义。两组休克指数差异在0 h、12 h、24 h及48 h均差异无统计学意义（均P > 0.05），见表 2。

2.4 Logistic回归分析和ROC曲线

以HFNC治疗失败为因变量，多因素Logistic回归分析显示24 h及48 h治疗失败的独立危险因素均是LUS升高（OR=2.043，95%CI：1.279~3.263，P=0.003）；OR=27.544，95%CI：1.211~626.444，P=0.038）。将24 h和48 h的LUS评分分别进行ROC曲线分析，其ROC曲线下面积（AUC）分别为0.812（95%CI: 0.692~0.931）和0.991（95%CI: 0.974~1.000），分别计算24 h和48 h的LUS得出截断值分别为22.5分和25.5分，LUS在24 h时的截断值的敏感度和特异度分别为77.8%和73.9%，LUS在48 h时的截断值的敏感度和特异度分别为96.3%和95.7%，有较好的预测价值。见图 1。

3 讨论

本研究为回顾性分析，观察分析了50例应用床旁肺部超声检查的中重度ARF的重症患者。肺部超声在呼吸危重症患者中的应用具有一定优势^[7]，有研究显示，肺部超声可辅助诊断社区获得性肺炎和医院获得性肺炎^[8]，且相关研究显示肺部超声改变与胸部X线改变具有变化一致性^[9]。床旁肺部超声检查简便易操作，方便重复且无射线暴露，可无创、实时、连续动态监测ARF患者肺部情况变化及对治疗效果的反应^[10]。且国内少有研究将肺部超声应用在中重度ARF患者HFNC指导治疗中，故本研究结果值得在临床实践中进一步探索。

目前HFNC临床上在改善氧合、缓解呼吸窘迫、提高更好的舒适度、联合俯卧位通气等方面均体现出了一定的优势^[11]，也有相关临床研究将HFNC应用于辅助评估脱机^[12]，但也在HFNC治疗中看到了部分患者呼吸支持治疗效果不佳，部分患者需要更换为无创同期或进行气管插管转为有创机械通气治疗，而其中确定气管插管的时机极为重要，延迟插管会导致患者更高的病死率^[13]。现阶段虽然HFNC在临床已得到更广泛的应用，但对其如何设置和调整参数，使用过程中应监测哪些参数，如何精准选择插管时机，既要降低插管率又要避免延迟插管给患者带来的不良预后等方面仍缺乏相应的指南或专家共识。

有研究显示，HFNC与NIV相比，有相似的插管率和失败率，但发现HFNC组患者治疗舒适度更高，依从性更好^[14]。NIV在使用过程中可能存在参数设置差异过大导致潮气量过高，潮气量高带来过高的跨肺压导致呼吸机相关性肺损伤^[15]，这可能导致不良的预后。相比较而言，HFNC也可以降低患者吸气努力度，更利于气体在肺内均匀分布，起到肺保护性通气的作用^[16]。

而无论哪一种NIV策略，延迟插管都会造成呼吸高负荷和增加不良预后。NIV策略在治疗的初始阶段都有着一定的失败率，因此HFNC初始治疗48 h内早期识别并干预尤为重要^[17]。本研究选择中重度呼吸衰竭患者，该类患者普遍年龄偏高，平均年龄达到79岁，故两组患者普遍病情危重且合并慢性基础疾病如高血压、糖尿病等，在高龄且合并基础疾病的患者中病情发展更为快速。监测指标统计分析结果显示，经治疗后24 h和48 h两组患者LUS评分和氧合指数比较均差异有统计学意义，HFNC失败组LUS评分更高，氧合指数更低。分别在24 h和48 h对监测数据进行Logistic回归分析，结果显示LUS均为独立危险因素。利用ROC曲线分析24 h及48 h LUS预测治疗失败，曲线下面积分别为0.812和0.991，截断值分别为22.5分和25.5分，有较好的预测价值。由此可见，在入院早期48h内LUS评分 > 23分为HFNC治疗失败的独立危险因素，即LUS越高，HFNC治疗失败率越高^[18]，LUS达到或超过23分时，这类患者更应进行更加全面的重视和评估，避免延迟插管给患者带来不良的预后。

本研究尚具有局限性，首先本研究样本量有限，研究结果需要在多中心大样本研究中再次进行验证；第二，该研究入组患者年龄偏大且大多合并慢性基础病；第三，本研究中肺部超声评分由2名受过规范培训的研究人员进行测量评分，但由于超声检查存在一定程度的主观性，研究人员间的变异性客观存在。

综上所述，HFNC在中重度ARF患者的应用中，HFNC可以有效改善患者氧合，但在入院早期48 h内LUS > 23分的患者需进行全面评估，精准把握插管时间，提高患者通气策略舒适度的同时尽可能避免延迟插管给患者带来的不良预后。

利益冲突  所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明  沙俊：直接参与研究设计、数据收集分析、论文撰写；冯玉峰：研究设计、文章审阅与指导；陆胜、杨晓、顾佳、顾诚：数据收集、数据整理；邵杰、张健峰：数据分析、文章内容修改