Effect of noninvasive positive pressure ventilation and high-flow nasal cannula oxygen therapy on the clinical efficacy of coronavirus disease 2019 patients with acute respiratory distress syndrome

Zhao Zhiling; Cao Hong; Cheng Qin; Li Nan; Zhang Shuisheng; Ge Qinggang; Shen Ning; Yang Lincheng; Shi Weili; Bai Jie; Meng Qingyang; Wu Chao; Wang Ben; Li Qiuyu; Yao Gaiqi

doi:10.3760/cma.j.cn121430-20210104-00002

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• 论著·新型冠状病毒肺炎 •

无创正压通气与经鼻高流量氧疗对新型冠状病毒肺炎并发ARDS患者临床疗效的影响

中华危重病急救医学, 2021,33(6) : 708-713. DOI: 10.3760/cma.j.cn121430-20210104-00002

摘要

目的

观察无创正压通气（NIPPV）和经鼻高流量氧疗（HFNC）对新型冠状病毒肺炎（新冠肺炎）并发急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者预后的影响。

方法

采用回顾性研究方法，选择2020年2月至4月作者援鄂期间在华中科技大学同济医学院附属同济医院收治的脉搏血氧饱和度/吸入氧浓度比值（SpO₂/FiO₂，S/F）<235〔利用S/F比值代替氧合指数（PaO₂/FiO₂）诊断ARDS〕的新冠肺炎患者。按氧疗模式不同将患者分为NIPPV组和HFNC组。收集患者的临床资料，包括：一般特征、呼吸频率（RR）、FiO₂、SpO₂、心率（HR）、平均动脉压（MAP），最初72 h S/F比值、入院/出院前/死亡前淋巴细胞计数（LYM）、淋巴细胞比例（LYM%）、白细胞计数（WBC）、通气前呼吸困难病程、发病至入院时间等，比较不同氧疗模式患者需要插管率、全因病死率、S/F比值和RR改善情况的差异。采用单因素分析和广义估计方程（GEE）方法分析影响S/F比值的危险因素。

结果

41例患者中男性比例较高（占68.3%，28例），中位年龄68（58～74）岁，28例有合并症（占68.3%），发生多器官功能障碍综合征（MODS）34例（占82.9%）。与HFNC组比较，NIPPV组合并症更多〔87.5%（21/24）比41.2%（7/17），P<0.05〕，LYM%更低〔5.3%（3.4%～7.8%）比10.0%（3.9%～19.7%），P<0.05〕，血液净化治疗率也更低〔0%（0/24）比29.4%（5/17），P<0.05〕。随时间延长，NIPPV组治疗2 h后S/F比值逐渐升高，RR逐渐下降；HFNC组S/F比值较基线有下降趋势，两组各时间点S/F比值比较差异均无统计学意义，而RR则较基线有上升趋势，治疗2 h NIPPV组RR明显高于HFNC组〔次/min：30（27～33）比24（21～27），P<0.05〕。NIPPV组与HFNC组需要插管率和病死率比较差异均无统计学意义〔66.7%（16/24）比70.6%（12/17），58.3%（14/24）比52.9%（9/17），均P>0.05〕。分析影响氧疗过程中S/F比值的因素显示：氧疗方式和入院时病程是影响患者S/F比值的因素〔β值分别为-15.827、1.202，95%可信区间（95%CI）分别为-29.102～-2.552和0.247～2.156，P值分别为0.019、0.014〕。

结论

与HFNC相比，NIPPV未显著降低新冠肺炎合并ARDS患者的需要插管率和病死率，但可显著提高新冠肺炎患者的S/F比值。

引用本文: 赵志伶, 曹红, 程秦, 等. 无创正压通气与经鼻高流量氧疗对新型冠状病毒肺炎并发ARDS患者临床疗效的影响 [J] . 中华危重病急救医学, 2021, 33(6) : 708-713. DOI: 10.3760/cma.j.cn121430-20210104-00002.

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自新型冠状病毒肺炎（新冠肺炎）在全球暴发以来，病死率高达15.6%^[1]，严重威胁人类生命。目前大型临床试验表明，抗病毒药物^[2]、白细胞介素-6受体拮抗剂^[3]并未降低新冠肺炎患者病死率，而干细胞^[4]、康复期血浆^[5]治疗新冠肺炎并发ARDS患者，因纳入病例数量少、混杂因素较多等无法在临床上大规模推广，目前仍无特效药物治疗，而氧疗是重症新冠肺炎患者最基本也最重要的措施，因此重症新冠肺炎患者的最佳氧疗方式一直备受人们的广泛关注。

研究表明，无创正压通气（non-invasive positive pressure ventilation，NIPPV）和经鼻高流量氧疗（high-flow nasal cannula oxygen therapy，HFNC）可以降低非新冠肺炎导致的低氧血症患者插管率^[6,7]。但目前鲜见有关NIPPV和HFNC在新冠肺炎难治性低氧血症患者中优越性及安全性比较的研究。本研究通过观察NIPPV和HFNC对新冠肺炎并发急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）患者临床疗效的影响，以期为临床治疗新冠肺炎提供参考。

1　资料与方法

1.1　研究对象：

采用回顾性研究方法，收集2020年2月至4月作者援鄂期间在华中科技大学同济医学院附属同济医院收治的新冠肺炎并发ARDS接受NIPPV和HFNC患者的临床资料。由于新冠肺炎发病初期动脉血气值缺乏，因此，脉搏血氧饱和度/吸入氧浓度比值〔pulse oxygen saturation/fraction of inspiration oxygen，SpO₂/FiO₂（S/F）〕被用于替代诊断ARDS的氧合指数（PaO₂/FiO₂）^[8,9]。

1.1.1　纳入标准：

① S/F比值<235，符合ARDS诊断；②应用NIPPV和HFNC>12 h/d；③年龄>18岁。

1.1.2　排除标准：

①入院后24 h死亡；②血流动力学不稳定；③格拉斯哥昏迷评分（Glasgow coma scale，GCS）评分<12分；④不能耐受NIPPV和HFNC；⑤存在谵妄；⑥氧疗资料不完整。

1.1.3　伦理学：

本研究符合医学伦理学标准，并经北京大学第三医院伦理委员会批准（审批号：2020-047-01），对患者采取的治疗和检测均参照实时新冠肺炎诊疗方案。

1.2　研究分组：

将患者按氧疗模式不同分为NIPPV组和HFNC组。

1.3　氧疗方案：

① NIPPV方案：在一定程度上支持压力取决于患者耐受性，压力和FiO₂滴定至SpO₂≥0.94，NIPPV患者在进食时给予经鼻导管吸氧；② HFNC方案：经鼻导管持续给予高流量湿化的氧气（37 ℃，44 cmH₂O/L），最初流速设定为50 L/min，如果可能可上调至70 L/min，最初FiO₂为0.70，后续调整根据目标值维持SpO₂≥0.94。

1.4　气管插管指征^[10,11]：

①患者血流动力学不稳定或心电不稳定；②意识状态恶化；③存在以下至少2条以上呼吸衰竭（呼衰）持续存在或恶化的表现：呼吸频率（respiratory rate，RR）>40次/min；呼吸肌负荷过重无明显改善；气道分泌物明显增多；酸中毒：pH值<7.35；吸入纯氧的条件下SpO₂<0.90在5 min以上。

1.5　资料收集：

查阅电子病历系统、特护记录及实验室检查报告，收集患者一般特征、合并症、心率（heart rate，HR）、平均动脉压（mean arterial pressure，map）、RR、FiO₂、SpO₂、NIPPV和HFNC最初72 h S/F比值，患者入院时和出院前或死亡前淋巴细胞计数（lymphocyte count，LYM）、淋巴细胞比例（percentage of lymphocytes，LYM%）及白细胞计数（white blood cell count，WBC），NIPPV和HFNC前呼吸困难时间以及入院前病程。分析并比较NIPPV组和HFNC组患者主要研究结局（插管率、插管前NIPPV或HFNC时间、插管原因、全因病死率、死亡原因）、S/F比值和RR，以及插管前病程、次要研究结局〔血液净化治疗率、器官功能衰竭和多器官功能障碍综合征（multiple organ dysfunction syndrome，MODS）发生率〕的差异。

1.6　统计学分析：

使用SPSS 26.0统计软件分析数据。由于小样本量评估连续变量正态性的困难，因此以中位数（范围）〔M（范围）〕来描述连续变量，采用非参数检验。分类变量以例（%）表示，采用χ²检验。采用广义估计方程（generalized estimation equation，GEE）分析吸氧过程中氧疗方式与S/F比值的关系。P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1　新冠肺炎患者入院时基线特征和一般资料（表1）：

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表1

不同氧疗模式两组新型冠状病毒肺炎并发ARDS患者基线特征比较

表1

不同氧疗模式两组新型冠状病毒肺炎并发ARDS患者基线特征比较

组别	例数（例）	性别（例）		年龄〔岁，M（范围）〕	合并症〔例（%）〕					入院前病程〔d，M（范围）〕	治疗前呼吸困难时间〔d，M（范围）〕
组别	例数（例）	男性	女性	年龄〔岁，M（范围）〕	糖尿病	高血压	心血管疾病	脑血管疾病	COPD	入院前病程〔d，M（范围）〕	治疗前呼吸困难时间〔d，M（范围）〕
全体	41	28	13	68（58～74）	9（22.0）	20（48.8）	3（ 7.3）	4（ 9.8）	4（ 9.8）	10.0（7.5～14.5）	11.0（7.0～15.0）
NIPPV组	24	18	6	68（62～76）	7（29.2）	14（58.3）	1（ 4.2）	2（ 8.3）	2（ 8.3）	10.5（7.3～15.0）	10.5（7.0～15.0）
HFNC组	17	10	7	64（54～74）	2（11.8）	6（35.3）	2（11.8）	2（11.8）	2（11.8）	10.0（7.0～12.0）	11.0（6.5～14.5）
χ²/ Z值		1.203		1.165	0.890	2.114	0.097	0.000	0. 000	0.917	0.040
P值		0.273		0.244	0.346	0.146	0.755	1.000	1.000	0.359	0.968

组别	例数（例）	LYM〔×10⁹/L，M（范围）〕	LYM%〔%，M（范围）〕	WBC〔×10⁹/L，M（范围）〕	HR〔次/min，M（范围）〕	MAP〔mmHg，M（范围）〕	RR〔次/min，M（范围）〕	S/F比值〔M（范围）〕
全体	41	0.56（0.41～0.84）	6.5（3.7～10.4）	8.07（6.03～11.94）	92.0（80.0～108.0）	102.0（88.5～110.0）	27.0（23.0～31.0）	126.23（111.11～141.97）
NIPPV组	24	0.55（0.36～0.78）	5.3（3.4～7.8）	9.15（6.90～15.32）	93.0（79.3～107.8）	105.5（89.0～111.5）	28.5（23.0～35.5）	118.03（110.15～131.15）
HFNC组	17	0.66（0.42～0.88）	10.0（3.9～19.7）	7.28（4.01～10.65）	90.0（81.0～108.5）	95.0（86.5～107.0）	25.0（22.0～29.0）	131.15（111.11～156.31）
Z值		-1.019	-2.130	1.747	-0.252	1.219	1.778	-1.193
P值		0.308	0.033	0.081	0.801	0.233	0.075	0.233

注：ARDS为急性呼吸窘迫综合征，NIPPV为无创正压通气，HFNC为经鼻高流量氧疗，COPD为慢性阻塞性肺疾病，LYM为淋巴细胞计数，LYM%为淋巴细胞比例，WBC为白细胞计数，HR为心率，MAP为平均动脉压，RR为呼吸频率，S/F比值为脉搏血氧饱和度/吸入氧浓度比值；1 mmHg＝0.133 kPa

共收治69例新冠肺炎并发ARDS患者，其中实施NIPPV 46例，HFNC患者17例，面罩给氧6例。46例NIPPV患者中排除22例：NIPPV治疗前休克3例，昏迷3例，NIPPV不能耐受5例，NIPPV<4 h 3例，S/F比值≥235 1例，NIPPV电子病历缺失6例，入院后24 h内死亡1例。最后纳入患者NIPPV组24例和HFNC组17例。41例患者大多数为男性，28例有合并症。NIPPV组合并症比例明显高于HFNC组〔87.5%（21/24）比41.2%（7/17），P<0.05〕，LYM%明显低于HFNC组（P<0.05）。两组性别、年龄、入院前病程、治疗前呼吸困难时间、LYM、WBC、HR、MAP、RR和S/F比值比较差异均无统计学意义（均P>0.05）。

2.2　NIPPV组和HFNC组新冠肺炎并发ARDS患者不同时间点S/F比值和RR的比较（表2）：

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表2

不同氧疗模式两组新型冠状病毒肺炎并发ARDS患者呼吸参数比较

表2

不同氧疗模式两组新型冠状病毒肺炎并发ARDS患者呼吸参数比较

组别	时间	S/F比值		RR
组别	时间	例数（例）	数值〔M（范围）〕	例数（例）	数值〔次/min，M（范围）〕
NIPPV组	基线	24	118.03（110.15～131.15）	24	29（23～36）
	2 h	24	118.01（ 97.27～154.39）	24	30（27～33）
	12 h	23	125.29（110.41～159.58）	23	31（27～35）
	24 h	22	129.59（114.65～150.00）	22	24（20～29）
	48 h	21	130.26（100.08～159.52）	21	23（20～31）
	72 h	19	134.28（119.75～188.00）	19	24（21～29）
HFNC组	基线	17	131.15（111.11～156.31）	17	25（22～29）
	2 h	17	115.00（ 94.97～140.71）	17	24（21～27）^a
	12 h	17	116.05（ 94.96～132.14）	17	24（22～34）
	24 h	16	121.11（ 95.42～147.14）	16	24（21～32）
	48 h	13	115.00（ 92.41～139.28）	13	24（22～30）
	72 h	11	120.99（ 95.56～140.00）	11	30（24～33）

注：ARDS为急性呼吸窘迫综合征，NIPPV为无创正压通气，HFNC为经鼻高流量氧疗，S/F比值为脉搏血氧饱和度/吸入氧浓度比值，RR为呼吸频率；与NIPPV组同期比较，^aP<0.05

与HFNC组比较，NIPPV组治疗2、12、24、48、72 h S/F比值有升高趋势，但两组比较差异均无统计学意义（均P>0.05）。而HFNC组治疗2 h RR较NIPPV组明显降低，差异有统计学意义（P<0.05），两组其余各时间点RR比较差异均无统计学意义（均P>0.05）。

2.3　影响新冠肺炎并发ARDS患者氧疗过程中S/F比值的因素分析（表3）：

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表3

基于GEE影响新型冠状病毒肺炎并发ARDS患者氧疗过程中S/F比值的因素分析

表3

基于GEE影响新型冠状病毒肺炎并发ARDS患者氧疗过程中S/F比值的因素分析

参数		β值	χ²值	95%CI	P值
HFNC（以NIPPV为参考）		-15.827	5.460	-29.102～-2.552	0.019
男性（以女性为参考）		-0.753	0.009	-15.884～14.378	0.922
年龄		-0.035	0.009	-0.724～0.655	0.922
MAP		0.327	3.228	-0.030～0.684	0.072
治疗前呼吸困难时间		0.588	0.765	-0.730～1.906	0.382
入院时病程		1.202	6.090	0.247～2.156	0.014
合并症数量		-5.385	1.878	-13.085～2.316	0.171
基线LYM%		-0.287	0.216	-1.498～0.924	0.642
基线WBC		-1.019	0.854	-3.180～1.142	0.355
基线S/F比值		0.205	1.042	-0.188～0.598	0.307
时间点（以72 h为参考）
	2 h	-15.266	2.917	-32.786～2.253	0.088
	12 h	-10.996	2.122	-25.792～3.800	0.145
	24 h	-10.883	2.636	-24.019～2.254	0.104
	48 h	-7.235	2.277	-16.633～2.163	0.131

注：GEE为广义估计方程，ARDS为急性呼吸窘迫综合征，S/F比值为脉搏血氧饱和度/吸入氧浓度比值，HFNC为经鼻高流量氧疗，NIPPV为无创正压通气，MAP为平均动脉压，LYM%为淋巴细胞比例，WBC为白细胞计数，95%CI为95%可信区间

剔除缺失数据的个体后，共有184组资料（占205组资料总数的89.8%）被用于构建GEE模型。GEE结果显示，在控制其他因素后，入院时的氧疗方式及病程是影响S/F比值的因素。入院前病程越长，氧疗后S/F比值改善越好。

2.4　不同氧疗模式两组新冠肺炎并发ARDS患者主要和次要研究结果比较（表4）：

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表4

不同氧疗模式两组新型冠状病毒肺炎并发ARDS患者主要和次要研究结局比较

表4

不同氧疗模式两组新型冠状病毒肺炎并发ARDS患者主要和次要研究结局比较

组别	例数（例）	实际插管率〔%（例）〕	需要插管率〔%（例）〕	插管前NIPPV或HFNC时间〔d，M（范围）〕	需要插管的原因〔例（%）〕		病死率〔%（例）〕	死亡原因〔例（%）〕
					需要插管的原因〔例（%）〕			难治性休克	难治性低氧血症	心搏骤停
					呼吸衰竭	循环衰竭		难治性休克	难治性低氧血症	心搏骤停
NIPPV组	24	37.5（ 9）	66.7（16）	7.0（2.5～10.5）	15（62.5）	1（4.2）	58.3（14）	1（4.2）	9（37.5）	4（16.7）
HFNC组	17	70.6（12）	70.6（12）	4.5（2.3～9.0）	12（70.6）	0（0 ）	52.9（ 9）	1（5.9）	3（17.6）	5（29.4）
χ²/Z值		4.361	0.071	0.107	0.290	0.000	0.117	0.000	1.057	0.346
P值		0.037	0.790	0.971	0.591	1.000	0.732	1.000	0.304	0.556

组别	例数（例）	插管前病程〔d，M（范围）〕	血液净化治疗率〔%（例）〕	器官功能衰竭〔例（%）〕					MODS发生率〔%（例）〕
组别	例数（例）	插管前病程〔d，M（范围）〕	血液净化治疗率〔%（例）〕	肾衰竭	循环系统衰竭	肝衰竭	凝血系统障碍	中枢神经系统障碍	MODS发生率〔%（例）〕
NIPPV组	24	5.5（4.8～10.8）	0 （0）	5（20.8）	14 （58.3）	5 （20.8）	12 （50.0）	2 （8.3）	83.3（20）
HFNC组	17	4.0（2.0～11.0）	29.4（5）	3（17.6）	12 （70.6）	3 （17.6）	11 （64.7）	1 （5.9）	82.4（14）
Z /χ²值		0.107	5.527	0.000	0.644	0.000	0.874	0.000	0.000
P值		0.917	0.019	1.000	0.422	1.000	0.350	1.000	1.000

注：ARDS为急性呼吸窘迫综合征，NIPPV为无创正压通气，HFNC为经鼻高流量氧疗，MODS为多器官功能障碍综合征

两组总病死率为56.1%（23/41）。NIPPV组实际插管率和血液净化治疗率均显著低于HFNC组（均P<0.05）。两组需要插管率、插管前NIPPV或HFNC时间、需要插管的原因、病死率、死亡原因、插管前病程、器官功能衰竭和MODS发生率比较差异均无统计学意义（均P>0.05）。

3　讨论

新冠肺炎重症患者表现为严重的呼吸困难症状和免疫损伤，LYM、CD4⁺下降，白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）显著升高^[12,13]，透明膜形成和间质单核细胞炎性浸润是其病理特征^[14,15]。Chopra等^[16]报道重症新冠肺炎患者病死率高达62.5%。病情快速进展使重症患者的治疗极具挑战性。早期确定最佳治疗方案，特别是机械通气方式，可以改善由新冠肺炎引起ARDS危重患者的预后。但国内以个案报道多见，如郝泉水等^[17]及何慧洁等^[18]的研究表明，无创通气失败后积极有创机械通气可改善新冠肺炎患者预后，但目前尚无大宗病例报告。

与文献报告结果相似^[19]，本研究结果显示，NIPPV对代表PaO₂/FiO₂指标的S/F改善程度较HFNC更优，但NIPPV在降低新冠肺炎并发ARDS患者的插管率和病死率方面并不优于HFNC，且需要插管率高达66.7%，显著高于非新冠肺炎相关ARDS患者的无创通气失败率（31.0%～61.5%）^[20,21,22]，但与H1N1（94%）^[23]和中东呼吸综合征（57.1%）并发ARDS ^[24]的NIPPV失败率基本相似。本研究显示，HFNC的需要插管率也高达70.6%，显著高于急性低氧性呼衰患者HFNC的失败率（21%～55%）^{[11,25,26,27,28]}，但与Hernandez-Romieu等^[29]报告新冠肺炎患者HFNC的失败率相似（71.6%），提示以双肺弥漫性浸润为特征的流行性病毒性疾病NIPPV或HFNC失败的风险极高。本研究NIPPV组实际插管率显著低于HFNC组，分析其原因可能与NIPPV改善了患者的呼吸症状如S/F比值，从而掩盖了病情的进展有关。本研究表明，患者入院时病程越长，氧疗后S/F比值改善越好，分析可能与病情进展较慢的患者，肺部病变相对急性起病者较轻有关。

本研究NIPPV组和HFNC组病死率显著高于文献报道非新冠肺炎相关ARDS患者接受NIPPV治疗的病死率（35%）^[30]和HFNC的病死率（6.8%～20.0%）^[1,26,27]。本研究HFNC的插管率与Hernandez-Romieu等^[29]报告新冠肺炎HFNC的插管率相似，但病死率高于Hernandez-Romieu等^[29]的研究结果，NIPPV组患者病死率与Burns等^[31]和Chopra等^[16]报告的病死率接近（58.3%比50%、62.5%），但在Burns等^[31]的研究中患者有更多合并症和更高的器官功能衰竭发生率，而Chopra等^[16]的研究显示，机械通气组有更高的气压伤，认为气压伤作为肺部疾病进展的结果可能是高病死率的重要原因之一。本研究患者MODS的发生率高达82.9%，提示本研究所涉及的患者疾病严重程度较重。难治性低氧血症、LYM和LYM%下降伴随MODS及心搏骤停是本研究病死率较高的原因，与文献报道结果相似^{[32,33,34,35]}。尽管Hernandez-Romieu等^[29]发现，延迟插管与病死率无关，但此研究延迟插管时间不超过1 d，而本研究与其他研究^[11]相比，插管前NIPPV或HFNC时间显著延长，表明延迟插管可能会导致呼吸机相关性肺损伤、呼吸肌疲劳和氧债务增加^[36,37]。另外普通病房医护人员对NIPPV插管时机的评估能力可能是其失败的另一个重要原因^[38,39]。ICU床位不足^[40]及氧疗设备短缺是各国疫情暴发初期面临的严重问题，增加重症新冠肺炎患者的死亡风险，因此监测ICU床位负荷与需求、及时调整ICU的床位供应和具备重症监护能力的医务人员数量是降低病死率的重要措施。

综上所述，对新冠肺炎并发ARDS患者使用NIPPV和HFNC应根据反映PaO₂/FiO₂的S/F比值、呼吸困难症状如RR、辅助呼吸支持水平及器官功能状态等综合评估，在短时间内无明显好转应快速进行气管插管呼吸机辅助通气，减少呼吸肌疲劳和氧债务；同时应加强普通病房医护人员对NIPPV和HFNC流程、报警的处理能力、插管时机的培训，以便在疫情暴发时快速组建应对重症病情的精锐队伍，才能在疾病早期使患者得到最优化的氧疗方案，从而改善患者预后。

利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突

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贡献者信息

赵志伶

北京大学第三医院危重医学科，北京　100191

曹红

华中科技大学同济医学院附属同济医院综合科，湖北武汉　430030

程秦

北京大学第三医院呼吸与危重症医学科，北京　100191

李楠

北京大学第三医院临床流行病学研究中心，北京　100191

张水生

北京大学第三医院普通外科，北京　100191

葛庆岗

北京大学第三医院危重医学科，北京　100191

沈宁

北京大学第三医院呼吸与危重症医学科，北京　100191

杨林承

北京大学第三医院心内科，北京　100191

史尉利

北京大学第三医院运动医学研究所，北京　100191

白洁

北京大学第三医院胸外科，北京　100191

孟庆阳

北京大学第三医院运动医学研究所，北京　100191

吴超

北京大学第三医院神经外科，北京　100191

王奔

北京大学第三医院骨科，北京　100191

李秋钰

北京大学第三医院呼吸与危重症医学科，北京　100191

么改琦

北京大学第三医院危重医学科，北京　100191

通信作者

葛庆岗

北京大学第三医院危重医学科，北京　100191

Email：qingganggelin@126.com

关键词

无创正压通气; 经鼻高流量氧疗; 新型冠状病毒肺炎; 急性呼吸窘迫综合征;

基金项目

北京大学医学部交叉种子基金项目（BMU2021MX020）

利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突

历史

出版日期：2021-06-28

收稿日期：2021-01-04

Original Article

Effect of noninvasive positive pressure ventilation and high-flow nasal cannula oxygen therapy on the clinical efficacy of coronavirus disease 2019 patients with acute respiratory distress syndrome

Zhao Zhiling, Cao Hong, Cheng Qin, Li Nan, Zhang Shuisheng, Ge Qinggang, Shen Ning, Yang Lincheng, Shi Weili, Bai Jie, Meng Qingyang, Wu Chao, Wang Ben, Li Qiuyu, Yao Gaiqi

Published 2021-06-28

Cite as Chin Crit Care Med, 2021, 33(6): 708-713. DOI: 10.3760/cma.j.cn121430-20210104-00002

Abstract

Objective

To observe the effect of noninvasive positive pressure ventilation (NIPPV) and high-flow nasal cannula oxygen therapy (HFNC) on the prognosis of patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19) accompanied with acute respiratory distress syndrome (ARDS).

Methods

A retrospective study was conducted in Tongji Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology when authors worked as medical team members for treating COVID-19. COVID-19 patients with pulse oxygen saturation/fraction of inspiration oxygen (SpO₂/FiO₂, S/F) ratio < 235, managed by medical teams [using S/F ratio instead of oxygenation index (PaO₂/FiO₂) to diagnose ARDS] from February to April 2020 were included. The patients were divided into NIPPV group and HFNC group according to their oxygen therapy modes. Clinical data of patients were collected, including general characteristics, respiratory rate (RR), fraction of FiO₂, SpO₂, heart rate (HR), mean arterial pressure (MAP), S/F ratio in the first 72 hours, lymphocyte count (LYM), percentage of lymphocyte (LYM%) and white blood cell count (WBC) at admission and discharge or death, the duration of dyspnea before NIPPV and HFNC, and the length from onset to admission. The differences of intubation rate, all-cause mortality, S/F ratio and RR were analyzed, and single factor analysis and generalized estimation equation (GEE) were used to analyze the risk factors affecting S/F ratio.

Results

Among the 41 patients, the proportion of males was high (68.3%, 28 cases), the median age was 68 (58-74) years old, 28 cases had complications (68.3%), and 34 cases had multiple organ dysfunction syndrome (MODS, 82.9%). Compared with HFNC group, the proportion of complications in NIPPV group was higher [87.5% (21/24) vs. 41.2% (7/17), P < 0.05], and the value of LYM% was lower [5.3% (3.4%-7.8%) vs. 10.0% (3.9%-19.7%), P < 0.05], the need of blood purification was also significantly lower [0% (0/24) vs. 29.4% (5/17), P < 0.05]. The S/F ratio of NIPPV group gradually increased after 2 hours treatment and RR gradually decreased with over time, S/F ratio decreased and RR increased in HFNC group compared with baseline, but there was no significant difference in S/F ratio between the two groups at each time point. RR in NIPPV group was significantly higher than that in HFNC group after 2 hours treatment [time/min: 30 (27-33) vs. 24 (21-27), P < 0.05]. There was no significant difference in rate need intubation and hospital mortality between NIPPV group and HFNC group [66.7% (16/24) vs. 70.6% (12/17), 58.3% (14/24) vs. 52.9% (9/17), both P > 0.05]. Analysis of the factors affecting the S/Fratio in the course of oxygen therapy showed that the oxygen therapy mode and the course of illness at admission were the factors affecting the S/F ratio of patients [β values were -15.827, 1.202, 95% confidence interval (95%CI) were -29.102 to -2.552 and 0.247-2.156, P values were 0.019 and 0.014, respectively].

Conclusion

Compared with HFNC, NIPPV doesn't significantly reduce the intubation rate and mortality of patients with COVID-19 accompanied with ARDS, but it significantly increases the S/F ratio of those patients.

Key words:

Noninvasive positive pressure ventilation; High-flow nasal cannula oxygen therapy; Coronavirus disease 2019; Acute respiratory distress syndrome

Contributor Information

Zhao Zhiling

Department of Intensive Care Unit, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China

Cao Hong

Department of Geriatrics, Tongji Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430030, Hubei, China

Cheng Qin

Department of Respiratory and Critical Care Medicine, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China

Li Nan

Department of Research Center of Clinical Epidemiology, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China

Zhang Shuisheng

Department of General Surgery, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China

Ge Qinggang

Department of Intensive Care Unit, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China

Shen Ning

Department of Respiratory and Critical Care Medicine, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China

Yang Lincheng

Department of Cardiology, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China

Shi Weili

Department of Institute of Sports Medicine, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China

Bai Jie

Department of Thoracic Surgery, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China

Meng Qingyang

Department of Institute of Sports Medicine, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China

Wu Chao

Department of Neurosurgery, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China

Wang Ben

Department of Orthopedics, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China

Li Qiuyu

Department of Respiratory and Critical Care Medicine, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China

Yao Gaiqi

Department of Intensive Care Unit, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China

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