การบำบัดด้วยออกซิเจนแบบผสมอากาศอัตราการไหลสูง

การบำบัดด้วยออกซิเจนแบบผสมอากาศอัตราการไหลสูง (อังกฤษ: heated humidified high-flow (HHHF) therapy หรือ high flow nasal cannula(e) (HFNC) หรือ high flow nasal oxygen (HFNO)) เป็นวิธีบำบัดด้วยการช่วยหายใจชนิดหนึ่งที่ให้การไหลของแก๊สทางการแพทย์สูง โดยให้ผู้ป่วยผ่านทางสายช่วยหายใจทางช่องจมูก มีจุดประสงค์เพื่อชะล้างทางเดินหายใจส่วนบน แก๊สที่ใช้จะได้รับความร้อนเพื่อให้มีอุณหภูมิตรงกับของร่างกายมนุษย์ (37 °C) มากที่สุดและมีความชื้นที่กำหนดค่าให้ใกล้เคียงกับความดันไออิ่มตัวของร่างกาย ใช้ในผู้ป่วยที่มีปัญหาการหายใจเฉียบพลันและเรื้อรังและเป็นทางเลือกที่เหมาะสมสำหรับการรักษาผู้ป่วยที่ติดเชื้อโควิด-19 ขั้นรุนแรงหรือขั้นวิกฤต

การบำบัดด้วยการไหลเวียนสูง High-flow therapy
การแทรกแซง
ภาพประกอบของผู้ป่วยที่ใช้อุปกรณ์ HFT
ICD-10-PCS	Z99.81

พารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องคือสัดส่วนของออกซิเจนจากการหายใจเข้า (fraction of inspired oxygen, FiO₂)

การใช้ทางการแพทย์

การบำบัดด้วยการไหลเวียนสูงมีประโยชน์ในผู้ป่วยที่หายใจได้ด้วยตนเองแต่ต้องใช้ความพยายามหายใจเพิ่มขึ้น ซึ่งมีเงื่อนไขต่าง ๆ เช่น การล้มเหลวของระบบทางเดินหายใจทั่วไป, การกำเริบของโรคหอบหืด, การกำเริบของโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง, หลอดลมฝอยอักเสบ, ปอดบวม และภาวะหัวใจล้มเหลว ล้วนเป็นอาการที่เป็นไปได้ซึ่งอาจมีการประเมินให้ใช้การบำบัดด้วยการไหลเวียนสูง

HHHF ถูกนำมาใช้ในผู้ป่วยที่มีการหายใจตามธรรมชาติในระหว่างการดมยาสลบเพื่ออำนวยความสะดวกในการผ่าตัดการอุดกั้นทางเดินหายใจ

การใช้กับทารกแรกเกิด

การบำบัดด้วยการไหลเวียนสูงแสดงประโยชน์ในการดูแลผู้ป่วยหนักทารกแรกเกิดซึ่งเป็นทารกคลอดก่อนกำหนดที่มีกลุ่มอาการหายใจลำบากในทารกแรกเกิด เนื่องจากช่วยป้องกันไม่ให้ทารกจำนวนมากต้องใช้เครื่องช่วยหายใจโดยการใส่ท่อช่วยหายใจ และช่วยให้สามารถจัดระบบการหายใจได้อย่างปลอดภัยในระดับ FiO₂ ที่ต่ำลง ลดความเสี่ยงของโรคที่จอตาในทารกคลอดก่อนกำหนดและการเป็นพิษจากออกซิเจน

เนื่องจากความเครียดจากความพยายามในการหายใจลดลง ร่างกายของทารกแรกเกิดจึงสามารถใช้เวลาในกระบวนการเผาผลาญอาหารมากขึ้น ซึ่งทำให้จำนวนวันในการใช้เครื่องช่วยหายใจลดลง น้ำหนักตัวเพิ่มขึ้นเร็วขึ้น และการนอนโรงพยาบาลโดยรวมลดลง

การบำบัดด้วยการไหลเวียนสูงได้ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในทารกและเด็ก การใช้สายช่วยหายใจลดความลำบากในการหายใจ เพิ่มความอิ่มตัวของออกซิเจนและความสะดวกสบายของผู้ป่วย กลไกการทำงานคือการใช้ความดันบวกเล็กน้อยกับทางเดินหายใจซึ่งรับกับปริมาตรปอด

ประโยชน์

การบำบัดด้วยการไหลเวียนสูง แพทย์สามารถให้อัตรา FiO₂ ที่สูงให้กับผู้ป่วยได้มากกว่าในการบำบัดด้วยการให้ออกซิเจน โดยไม่ต้องใช้หน้ากากชนิดมีถุงโดยไม่มีการสูดลมหายใจออกกลับ หรือการใส่ท่อช่วยหายใจ การทำความชื้นและให้ความร้อนของแก๊สที่ใช้หายใจจะช่วยขจัดการหลั่งสารคัดหลั่งและลดการเกิดอาการตอบสนองต่อหลอดลมมากเกินไป ผู้ป่วยบางรายใช้ประโยชน์จากเครื่องช่วยหายใจจากอาการหลอดลมหดเกร็งโดยใช้อากาศที่ส่งโดยการบำบัดด้วยการไหลเวียนสูงโดยไม่ต้องใช้ออกซิเจนเพิ่มเติม การบำบัดด้วยการไหลเวียนสูงมีประโยชน์ในการรักษาภาวะหยุดหายใจขณะหลับ ระหว่างการใช้การบำบัดด้วยการไหลเวียนสูงผู้ป่วยสามารถพูดได้ เนื่องจากเป็นการบำบัดแบบไม่รุกรานจึงหลีกเลี่ยงความเสี่ยงของอาการปอดอักเสบที่สัมพันธ์กับการใช้เครื่องช่วยหายใจในสถานการณ์ที่สามารถทดแทนการใช้เครื่องช่วยหายใจได้

การใช้สายช่วยหายใจที่มีการไหลเวียนสูงในภาวะหายใจล้มเหลวเฉียบพลันไม่ส่งผลต่อการเสียชีวิตหรือระยะเวลาการอยู่ในโรงพยาบาลหรือในหน่วยอภิบาลผู้ป่วยหนัก แต่จะช่วยลดความจำเป็นในการใส่ท่อช่วยหายใจ (ประมาณ 15%) และเพิ่มระดับออกซิเจนและช่วยในการหายใจ อย่างไรก็ตามผลที่ได้ยังมีความน่าเชื่อถืออยู่ในระดับต่ำ เนื่องจากการศึกษาต่าง ๆ มีความแม่นยำน้อยกว่าที่ควรจะเป็น คนที่ใส่สายช่วยหายใจที่มีการไหลเวียนสูงรู้สึกสบายขึ้น อาการหายใจไม่ออกลดลง และมีหลักฐานว่าเป็นอันตรายเพียงเล็กน้อย

กลไกการทำงาน

การให้ออกซิเจนทำได้โดยการเพิ่ม FiO₂ ในการไหลของอากาศให้กับผู้ป่วย การป้อนอย่างต่อเนื่องของทางเดินหายใจส่วนบนจะสร้างมวลอากาศที่ช่วยลดการหมุนเวียนการหายใจอากาศในห้องลงจนกลายเป็นสัดส่วนของออกซิเจนจากการหายใจเข้าที่ถูกต้องตามที่กำหนดโดยอุปกรณ์

การหมุนเวียนอากาศ

ระบบการไหลเวียนสูงผ่านสายช่วยหายใจทางช่องจมูก จะส่งกระแสแก๊สที่สามารถตอบสนองและใกล้เคียงกับความต้องการของการหายใจทั้งหมดได้ การไหลเวียนนี้ถูกส่งผ่านระบบสายที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางขนาดเล็กและช่องขนาดเล็กที่ยื่นเข้าในจมูกช่วยให้การไหลของแก๊สที่ตามปกติเคลื่อนผ่านทางเดินหายใจส่วนบนอย่างช้า ๆ มีการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วและรักษาปริมาณแก๊สใหม่ให้คงที่ซึ่งจะชะล้างช่องทางเดินหายใจส่วนบนที่ถูกปิดกั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การไหลของแก๊สใหม่อย่างต่อเนื่องนี้จะสร้างสภาวะแวดล้อมที่ช่วยในการหายใจออกโดยการชะล้างอากาศที่หายใจออกออกไปเพื่อรักษามวลของอากาศบริสุทธิ์ให้พร้อมสำหรับการหายใจเข้า

การปรับความชื้น

การไหลเวียนที่สูงขึ้น ทำให้การทำความชื้นและการปรับสภาพของการไหลเวียนมีความสำคัญมากยิ่งขึ้น หากไม่มีความชื้นการให้ออกซิเจนและการหมุนเวียนอากาศของการบำบัดด้วยการไหลเวียนสูงจะทำให้ผู้ป่วยได้รับผลกระทบด้านลบอย่างรวดเร็วจากอากาศแห้งที่มีต่อเนื้อเยื่อปอด

ประวัติ

สายช่วยหายใจทางช่องจมูกที่ใช้ในการส่งแก๊สทางการแพทย์มักจะจำกัดอัตราการไหล 1–6 ลิตรต่อนาที สัดส่วนของออกซิเจนจากการหายใจเข้า (FiO₂) โดยปกติจะอยู่ที่ประมาณ 24–35% เนื่องจากออกซิเจนบริสุทธิ์ที่ส่งมาจากสายช่วยหายใจจะถูกเจือจางโดยการไหลเวียนของอากาศโดยรอบ (มีออกซิเจน 21%) อัตราการไหลของการส่งออกซิเจนโดยใช้สายช่วยหายใจทางจมูกโดยทั่วไปมีข้อจำกัด เนื่องจากออกซิเจนทางการแพทย์นั้นปราศจากน้ำ และเมื่อส่งจากแหล่งที่มีแรงดัน แก๊สจะเย็นตัวลงเมื่อมีการขยายตัวตามความดันที่ลดลงสู่ความดันบรรยากาศ การส่งแก๊สแห้งเย็นจะทำให้เยื่อบุทางเดินหายใจระคายเคืองอาจทำให้เยื่อบุจมูกแห้งและมีเลือดออกและสามารถเพิ่มความต้องการในการเผาผลาญจากการทำให้ร่างกายเย็นลง

แม้จะมีการหายใจอย่างแผ่วเบา อัตราการไหลของการหายใจผ่านช่องจมูกของผู้ใหญ่มักจะเกิน 12 ลิตรต่อนาทีและอาจเกิน 30 ลิตรต่อนาทีสำหรับผู้ที่มีอาการผิดปกติของทางเดินหายใจเล็กน้อย การบำบัดด้วยออกซิเจนแบบดั้งเดิมถูกจำกัดไว้ที่ 6 ลิตรต่อนาทีไม่ได้ใกล้กับความต้องการการหายใจของผู้ใหญ่ปกติ ดังนั้นออกซิเจนจะถูกเจือจางด้วยอากาศในห้องในระหว่างการหายใจเข้า

ก่อนการถือกำเนิดของการบำบัดด้วยการไหลเวียนสูง เมื่อต้องใช้ FiO₂ เพิ่มขึ้นเพื่อช่วยในการหายใจ ต้องใช้หน้ากากพิเศษหรือใส่ท่อช่วยหายใจ เป้าหมายของการบำบัดด้วยการไหลเวียนสูงคือเพื่อให้ปริมาณการไหลของแก๊สสำหรับการหายใจเพียงพอที่จะตอบสนองหรือเกินอัตราการหายใจของผู้ป่วย แก๊สถูกทำให้ร้อนและชื้นเพื่อปรับสภาพเนื่องจากการไหลที่เพิ่มขึ้นจะเป็นอันตรายต่อเนื้อเยื่อหากปล่อยให้แห้งและเย็น

แหล่งที่มาของออกซิเจนมักจะผสมกับอากาศอัด โรงพยาบาลมักจะมีออกซิเจนและอากาศอัดแรงดัน 50 psi (350 kPa) สำหรับใช้ในการรักษา สิ่งนี้ช่วยให้สามารถส่งอากาศหรือการผสมผสานของอากาศและออกซิเจนด้วยการใช้เครื่องผสมออกซิเจน จากนั้นแก๊สจะถูกทำให้ร้อนโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 37 °C และทำให้ความชื้นเกือบ 100% RH โดยใช้เครื่องให้ความชื้น แก๊สจะถูกขนส่งไปยังผู้ป่วยผ่านท่อนำความร้อนเพื่อป้องกันการเย็นตัวและการควบแน่นของไอน้ำที่ถูกเติมเข้าไปในแก๊สสำหรับการหายใจ

การบำบัดด้วยการไหลเวียนสูงจำเป็นต้องใช้สายช่วยหายใจทางจมูกและระบบที่ออกแบบมาสำหรับอัตราการไหลสูงและรองรับแรงดันที่สร้างขึ้น ในขณะเดียวกันสายที่ใส่ช่องจมูกจะต้องมีขนาดเล็กพอที่จะไม่อุดกั้นมากกว่า 50% ของขนาดช่องจมูกเนื่องจากจะช่วยให้การไหลมีทางออกหลายจุดเพื่อให้ได้ผลการชะล้างทางเดินหายใจอย่างต่อเนื่อง

การพัฒนาเชิงพาณิชย์

บริษัท Vapotherm ริเริ่มแนวคิดของการบำบัดด้วยออกซิเจนแบบผสมอากาศอัตราการไหลสูงผ่านสายช่วยหายใจทางจมูกในปี พ.ศ. 2542 หลังจากเริ่มต้นได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อใช้สำหรับการแข่งขันม้า

อ้างอิง

1. Geng, Shike, Mei, Qing, Zhu, Chunyan, et al. High flow nasal cannula is a good treatment option for COVID-19. Heart Lung. 2020;49(5):444-445. doi:10.1016/j.hrtlng.2020.03.018.
2. Booth, A. W. G.; Vidhani, K.; Lee, P. K.; Thomsett, C.-M. (2017-03-01). "SponTaneous Respiration using IntraVEnous anaesthesia and Hi-flow nasal oxygen (STRIVE Hi) maintains oxygenation and airway patency during management of the obstructed airway: an observational study". British Journal of Anaesthesia. 118 (3): 444–451. doi:10.1093/bja/aew468. ISSN 0007-0912. PMC 5409133. PMID 28203745.
3. Shoemaker, M. T.; Pierce, M. R.; Yoder, B. A.; Digeronimo, R. J. (2007). "High flow nasal cannula versus nasal CPAP for neonatal respiratory disease: A retrospective study". Journal of Perinatology. 27 (2): 85–91. doi:10.1038/sj.jp.7211647. PMID 17262040. S2CID 25835575.
4. Holleman-Duray, D; Kaupie, D; Weiss, M. G. (2007). "Heated humidified high-flow nasal cannula: Use and a neonatal early extubation protocol". Journal of Perinatology. 27 (12): 776–81. doi:10.1038/sj.jp.7211825. PMID 17855805.
5. Spentzas, Thomas; Minarik, Milan; Patters, Andrea B.; Vinson, Brett; Stidham, Greg (2009-10-01). "Children with respiratory distress treated with high-flow nasal cannula". Journal of Intensive Care Medicine. 24 (5): 323–328. doi:10.1177/0885066609340622. ISSN 1525-1489. PMID 19703816. S2CID 25585432.
6. Roca, O.; Riera, J.; Torres, F.; Masclans, J. R. (2010). "High-flow oxygen therapy in acute respiratory failure". Respiratory Care. 55 (4): 408–413. PMID 20406507.
7. Waugh, J. B.; Granger, W. M. (2004). "An evaluation of 2 new devices for nasal high-flow gas therapy". Respiratory Care. 49 (8): 902–906. PMID 15271229.
8. McGinley, B. M.; Patil, S. P.; Kirkness, J. P.; Smith, P. L.; Schwartz, A. R.; Schneider, H. (2007). "A Nasal Cannula Can Be Used to Treat Obstructive Sleep Apnea". American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 176 (2): 194–200. doi:10.1164/rccm.200609-1336OC. PMC 1994212. PMID 17363769.
9. Rochwerg, B.; Granton, D.; Wang, D. X.; Helviz, Y.; Einav, S.; Frat, J. P.; Mekontso-Dessap, A.; Schreiber, A.; Azoulay, E.; Mercat, A.; Demoule, A.; Lemiale, V.; Pesenti, A.; Riviello, E. D.; Mauri, T.; Mancebo, J.; Brochard, L.; Burns, K. (19 March 2019). "High flow nasal cannula compared with conventional oxygen therapy for acute hypoxemic respiratory failure: a systematic review and meta-analysis". Intensive Care Medicine. 45 (5): 563–572. doi:10.1007/s00134-019-05590-5. PMID 30888444. S2CID 83463457.
10. Frizzola, M; Miller, T. L.; Rodriguez, M. E.; Zhu, Y; Rojas, J; Hesek, A; Stump, A; Shaffer, T. H.; Dysart, K (2011). "High-Flow Nasal Cannula: Impact on Oxygenation and Ventilation in an Acute Lung Model". Pediatric Pulmonology. 46 (1): 67–74. doi:10.1002/ppul.21326. PMC 3332105. PMID 21171186..
11. Dysart, K; Miller, T. L.; Wolfson, M. R.; Shaffer, T. H. (2009). "Research in high flow therapy: Mechanisms of action". Respiratory Medicine. 103 (10): 1400–5. doi:10.1016/j.rmed.2009.04.007. PMID 19467849. (Review).
12. Rea, H; McAuley, S; Jayaram, L; Garrett, J; Hockey, H; Storey, L; O'Donnell, G; Haru, L; Payton, M; O'Donnell, K (2010). "The clinical utility of long-term humidification therapy in chronic airway disease". Respiratory Medicine. 104 (4): 525–33. doi:10.1016/j.rmed.2009.12.016. PMID 20144858.
13. Solomita, M; Daroowalla, F; Leblanc, D. S.; Smaldone, G. C. (2009). "Y-piece temperature and humidification during mechanical ventilation". Respiratory Care. 54 (4): 480–6. PMID 19327183.
14. Hasani, A; Chapman, T. H.; McCool, D; Smith, R. E.; Dilworth, J. P.; Agnew, J. E. (2008). "Domiciliary humidification improves lung mucociliary clearance in patients with bronchiectasis". Chronic Respiratory Disease. 5 (2): 81–6. doi:10.1177/1479972307087190. PMID 18539721. S2CID 206736621.
15. Waugh, J. B.; Granger, W. M. (2004). "An evaluation of two new devices for nasal high-flow gas therapy". Respiratory Care. 49 (8): 902–906. PMID 15271229.
16. Waugh, Jonathan. "Trends in Noninvasive Respiratory Support: Continuum of Care" (PDF). Clinical Foundations. สืบค้นเมื่อ 2014-04-24.
    • US patent (expired) 4722334, Blackmer, Richard H. & Hedman, Jonathan W., "Method and apparatus for pulmonary and cardiovascular conditioning of racehorses and competition animals", issued 1988-02-02