Liệu pháp oxy lưu lượng cao qua ống thông mũi (High Flow Nasal Cannula) - Phần 1

Liệu pháp oxy lưu lượng cao qua ống thông mũi (High-flow nasal cannula - HFNC) là một hệ thống cung cấp oxy có khả năng cung cấp tới 100% oxy được làm ấm và ẩm, với lưu lượng lên đến 60 lít/phút. Trong HFNC, tất cả các cài đặt đều được kiểm soát độc lập, cho phép kiểm soát tốt hơn việc cung cấp FiO2 và một số lợi ích khi sử dụng [1] [2].

Các thành phần cơ bản bao gồm một bộ tạo dòng cung cấp lưu lượng dòng khí lên đến 60 lít/phút, một bộ trộn oxy - không khí để đạt được mức tăng FIO2 từ 21% đến 100% bất kể lưu lượng dòng khí và bộ làm ẩm có thể bão hòa làm ẩm hỗn hợp khí ở nhiệt độ 31 đến 37oC. Để giảm thiểu sự ngưng tụ, khí đã được làm ẩm và ấm được cung cấp cho bệnh nhân qua các ống dẫn nhiệt đến ống thông mũi (wide-bore nasal prong).

Hiện nay, có 5 cơ chế sinh lý được cho là nguyên nhân tạo nên hiệu quả của Liệu pháp oxy lưu lượng cao qua ống thông mũi. Bao gồm:

• Thải trừ khí thải ở khoảng chết sinh lý, bao gồm khí CO2;
• Giảm tần số thở;
• Áp lực dương cuối thì thở ra (Positive end-expiratory pressure);
• Tăng thể tích khí lưu thông (tidal volume);
• Tăng thể tích khí cuối thì thở ra (end-expiratory volume).

Khoảng chết sinh lý chiếm khoảng một phần ba thể tích khí lưu thông. Khi thông khí không hiệu quả sẽ dẫn đến tích tụ CO2 và giảm lượng oxy sẵn có (O2) trong khí hít vào. Tốc độ dòng khí cao trong Liệu pháp oxy lưu lượng cao qua ống thông mũi có thể cung cấp thể tích khí vượt hơn nhịp thở sinh lý của bệnh nhân, làm tăng thông khí và cho phép O2 thay thế CO2 ứ đọng. Làm tăng PAO2 và cải thiện oxy cho bệnh nhân.

Liệu pháp oxy lưu lượng cao qua ống thông mũi có thể làm giảm sức cản đường thở ở mũi họng, dẫn đến cải thiện thông khí và oxy hóa máu nhờ vào áp lực dương của đường thở. Sức cản của đường thở tuân theo định luật Hagen-Poiseuille và được tính như sau:

R = 8nl / 3.14 r4

Trong đó l là chiều dài của đường thở, n là độ nhớt động học (dynamic viscosity) của không khí và r là bán kính của đường thở. Về mặt sinh lý, vùng hầu họng là môi trường động cho phép nới rộng và co lại bán kính đường thở. Bằng cách tạo ra áp lực dương đường thở, Liệu pháp oxy lưu lượng cao qua ống thông mũi tạo áp lực đẩy vùng hầu họng từ bên trong ra ngoài. Điều này làm giãn bán kính của đường dẫn khí vùng hầu họng và làm giảm đáng kể sức cản đối với dòng khí của đường thở, làm tăng khả năng thông khí và oxy hóa máu.

Đã có một số nghiên cứu về sinh lý học cho thấy sự cải thiện cơ học hô hấp bằng cách giảm tần số hô hấp và tăng thể tích khí lưu thông. [3]

Ngoài việc cung cấp hỗ trợ áp lực dương cho vùng hầu họng, Liệu pháp oxy lưu lượng cao qua ống thông mũi cũng tạo ra áp lực dương cuối thở ra cho đường thở dưới. Hiệu ứng này hoạt động tương tự như phương thức thông khí hỗ trợ áp lực đường thở dương liên tục (continuous positive airway pressure), có tác dụng tạo lực để giữ cho đường thở phế nang không bị xẹp do tăng áp lực căng bề mặt trong quá trình thở ra. Ngoài ra, liệu pháp này cho phép cải thiện việc huy động các phế nang, tăng diện tích bề mặt hiệu quả trong phổi để khuếch tán khí ở màng phế nang-mao mạch. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là bệnh nhân phải ngậm miệng để đạt được lợi ích tối đa của PEEP từ liệu pháp oxy lưu lượng cao qua ống thông mũi. Ước lượng gần đúng của PEEP được tạo ra khi ngậm chặt miệng là khoảng 1 cm H2O đối với lưu lượng dòng khí là 10 lít. Khi gia tăng PEEP sẽ làm tăng thể tích cuối kỳ thở ra tương ứng [4] [5]. Một trong những thách thức là bệnh nhân khó có thể ngậm miệng khi đang bị suy hô hấp.

Làm ẩm và làm ấm khí hít vào là cực kỳ quan trọng trong việc tạo ra hệ thống oxy hóa hiệu quả. Chủ yếu là tạo sự thoải mái trong thông khí. Kinh điển, liệu pháp oxy lưu lượng thấp qua ống thông mũi sẽ thổi trực tiếp không khí khô và mát vào đường mũi. Dẫn đến làm khô niêm mạc, kích ứng, chảy máu mũi và nứt các rào cản mô, gây khó chịu và dẫn đến việc tuân thủ điều trị kém. Nhiều hệ thống cung cấp oxy lưu lượng cao qua ống thông mũi được thiết kế với hệ thống làm ấm và làm ẩm nội tuyến để cung cấp luồng khí được làm ẩm và có nhiệt độ thích hợp mà không gây kích ứng niêm mạc, tăng sự thoải mái cho bệnh nhân (31oC đến 37oC). Sự thoải mái tăng lên dẫn đến cải thiện sự tuân thủ và do đó kết quả điều trị tốt hơn. [6] [7]

Tài liệu tham khảo

[1] Segovia B,Velasco D,Jaureguizar Oriol A,Díaz Lobato S, Combination Therapy in Patients with Acute Respiratory Failure: High-Flow Nasal Cannula and Non-Invasive Mechanical Ventilation. Archivos de bronconeumologia. 2018 Jul 12 [PubMed PMID: 30017253]

[2] de Jong A,Calvet L,Lemiale V,Demoule A,Mokart D,Darmon M,Jaber S,Azoulay E, The challenge of avoiding intubation in immunocompromised patients with acute respiratory failure. Expert review of respiratory medicine. 2018 Aug 12 [PubMed PMID: 30101630]

[3] Mündel T,Feng S,Tatkov S,Schneider H, Mechanisms of nasal high flow on ventilation during wakefulness and sleep. Journal of applied physiology (Bethesda, Md. : 1985). 2013 Apr; [PubMed PMID: 23412897]

[4] Parke RL,McGuinness SP, Pressures delivered by nasal high flow oxygen during all phases of the respiratory cycle. Respiratory care. 2013 Oct; [PubMed PMID: 23513246]

[5] Parke RL,Bloch A,McGuinness SP, Effect of Very-High-Flow Nasal Therapy on Airway Pressure and End-Expiratory Lung Impedance in Healthy Volunteers. Respiratory care. 2015 Oct; [PubMed PMID: 26329355]

[6] Esquinas AM,Karim HMR,Soo Hoo GW, Insight to the growing utilizations of high flow nasal oxygen therapy over non-invasive ventilation in community teaching hospital: alternative or complementary? Hospital practice (1995). 2018 Aug 9 [PubMed PMID: 30092679]

[7] Di Mussi R,Spadaro S,Stripoli T,Volta CA,Trerotoli P,Pierucci P,Staffieri F,Bruno F,Camporota L,Grasso S, High-flow nasal cannula oxygen therapy decreases postextubation neuroventilatory drive and work of breathing in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Critical care (London, England). 2018 Aug 2 [PubMed PMID: 30071876]

Lược dịch từ Sharma S, Danckers M, Sanghavi D, et al. High Flow Nasal Cannula. [Updated 2020 Jul 2]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2020 Jan-.