Heated and Humidified High-Flow Nasal Cannula
High-flow nasal cannula (HFNC) เป็นระบบให้ออกซิเจนที่ให้ก๊าซอุ่นและมีความชื้นผ่าน
nasal cannula ด้วย flow สูงถึงประมาณ 60
L/min และปรับ FiO₂ ได้ 0.21–1.0
ข้อบ่งชี้หลักคือ:
Acute hypoxemic respiratory failure ที่ไม่มีภาวะ
hypercapnic ventilatory failure เด่น
และยังไม่มีข้อบ่งชี้ให้ใส่ท่อช่วยหายใจทันที
HFNC ให้ FiO₂ ที่เชื่อถือได้กว่า conventional oxygen ลด work
of breathing และสบายกว่า mask แต่ให้ positive
pressure เพียงเล็กน้อย จึงไม่สามารถทดแทน NIV เมื่อผู้ป่วยต้องการ ventilatory support หรือ PEEP
ระดับสูง
1. องค์ประกอบของระบบ
HFNC ประกอบด้วย:
- Air–oxygen
blender
- Flow
generator
- Active
heated humidifier
- Heated
inspiratory circuit
- Wide-bore
soft nasal cannula
ระบบปรับได้สองค่าแยกกัน:
1.
Flow: โดยทั่วไป 5–60
L/min
2.
FiO₂: 0.21–1.0
ต่างจาก conventional nasal cannula ซึ่ง FiO₂ ที่ผู้ป่วยได้รับจริงแปรผันตาม
inspiratory flow และการหายใจทางปาก
2. กลไกที่ทำให้เกิดประโยชน์
2.1 ให้ FiO₂
ได้สม่ำเสมอกว่า
ผู้ป่วย respiratory distress อาจสร้าง peak inspiratory flow สูงกว่า 30–60
L/min หากระบบออกซิเจนให้ flow ต่ำกว่าความต้องการ
จะดูด room air เข้ามาผสม ทำให้ FiO₂
จริงต่ำกว่าที่คาด
HFNC สามารถให้ flow ใกล้เคียงหรือสูงกว่า
inspiratory demand จึง:
- ลด room-air entrainment
- ให้ FiO₂ ใกล้ค่าที่ตั้งมากขึ้น
- รักษา oxygenation ได้เสถียรกว่า conventional
oxygen
การอ้าปากหรือหายใจแรงมากยังลดความแม่นยำได้บางส่วน
2.2 Washout nasopharyngeal dead space
High flow ช่วยขับ CO₂
ออกจาก upper-airway dead space ก่อนหายใจเข้าครั้งถัดไป
ทำให้:
- สัดส่วน minute ventilation ที่มีส่วนใน alveolar
gas exchange เพิ่มขึ้น
- ลด rebreathing
- ลด ventilatory demand
- อาจลด respiratory rate และ inspiratory
effort
HFNC อาจช่วย CO₂ clearance บางส่วนจาก dead-space washout แต่:
ไม่ใช่เครื่องช่วย ventilation และไม่ควรใช้แทน NIV ใน acute hypercapnic
respiratory failure จาก hypoventilation
2.3 Mild PEEP/CPAP effect
HFNC สร้าง nasopharyngeal positive
pressure ซึ่งเพิ่มตาม flow และสูงขึ้นเมื่อปิดปาก
โดยประมาณทุก flow ที่เพิ่มขึ้น
10 L/min:
- ปิดปาก: airway pressure เพิ่มประมาณ 0.7
cmH₂O
- อ้าปาก: เพิ่มประมาณ 0.35 cmH₂O
ดังนั้นที่ 50–60 L/min อาจได้
positive pressure เพียงเล็กน้อยถึงปานกลาง และ pressure
ไม่สามารถกำหนดได้แม่นเหมือน CPAP/NIV
ประโยชน์ที่เป็นไปได้:
- Alveolar
recruitment
- เพิ่ม end-expiratory lung volume
- ลด work of breathing
- ช่วย counterbalance auto-PEEP บางส่วน
- เพิ่ม oxygenation ใน alveolar-filling
disease
HFNC ไม่เหมาะหากต้องการ PEEP ที่แน่นอนหรือระดับสูง เช่น moderate–severe ARDS บางราย
2.4 Heated humidification
ก๊าซถูกอุ่นใกล้อุณหภูมิร่างกายและเพิ่มความชื้น
ทำให้:
- ลด airway dryness
- ลด epithelial injury
- เพิ่มน้ำในเสมหะ
- ช่วย mucus clearance
- ลด discomfort
- ใช้ต่อเนื่องได้นานกว่า dry high-flow oxygen
ประสิทธิภาพด้าน warming/humidification เด่นชัดเมื่อ flow สูง โดยเฉพาะ >40 L/min
2.5 Improved respiratory pattern
HFNC อาจทำให้:
- Respiratory
rate ลดลง
- Tidal
volume เพิ่มขึ้น
- Minute
ventilation และ inspiratory effort ลดลง
- Thoracoabdominal
synchrony ดีขึ้น
- Oxygenation
ดีขึ้น
- ผู้ป่วยพูด รับประทาน และไอขับเสมหะได้ง่ายกว่า mask
3. ข้อบ่งชี้หลัก
Acute nonhypercapnic hypoxemic respiratory failure
เป็นข้อบ่งชี้ที่สำคัญที่สุด เช่น:
- Pneumonia
- Viral
pneumonitis
- Early/mild
ARDS
- Pulmonary
edema ในบางรายที่ไม่ต้องการ high PEEP
- Immunocompromised
patient with hypoxemia
- ผู้ป่วยที่ conventional oxygen ให้ oxygenation
ไม่เพียงพอหรือไม่สบายจาก mask
มักพิจารณาเมื่อมี significant hypoxemia
เช่น P/F ratio <300 แต่ยัง:
- รู้สึกตัวดี
- ป้องกัน airway ได้
- Hemodynamically
stable หรือพอควบคุมได้
- ไม่มี severe respiratory fatigue
- ไม่มี immediate indication for intubation
4. HFNC เทียบกับอุปกรณ์อื่น
HFNC เทียบกับ conventional oxygen
ข้อได้เปรียบของ HFNC:
- FiO₂
เสถียรกว่า
- Humidification
ดีกว่า
- สบายกว่า face mask
- ลด work of breathing บางส่วน
- พูด รับประทาน และขับเสมหะได้ง่าย
- ไม่ต้องปิดใบหน้า
แต่ถ้าผู้ป่วย oxygenation เพียงพอด้วย low-flow nasal cannula อยู่แล้ว
ไม่มีเหตุผลชัดเจนให้ใช้ HFNC
HFNC เทียบกับ NIV
|
ประเด็น |
HFNC |
NIV/CPAP |
|
Comfort |
ดีกว่า |
Mask discomfort มากกว่า |
|
FiO₂ |
สูงและค่อนข้างเสถียร |
สูงและควบคุมได้ |
|
PEEP |
ต่ำและไม่แน่นอน |
กำหนดระดับได้ |
|
Pressure support |
ไม่มี |
มี |
|
Ventilatory support |
ไม่เพียงพอ |
มีประสิทธิภาพกว่า |
|
Hypercapnic failure |
ไม่ใช่ตัวเลือกหลัก |
เหมาะกว่า |
|
Cardiogenic pulmonary edema |
อาจช่วยบางราย |
CPAP/NIV มีหลักฐานและแรงพยุงมากกว่า |
|
Moderate–severe ARDS |
อาจไม่เพียงพอ |
อาจใช้ selected
case แต่ต้องระวัง failure |
|
Communication/feeding |
ง่ายกว่า |
จำกัดกว่า |
HFNC อาจใช้ระหว่างพักจาก NIV แต่ไม่ควรใช้แทน NIV หากปัญหาหลักคือ ventilatory
failure
5. สถานการณ์ที่ไม่ควรเลือก HFNC
HFNC ไม่มีบทบาทเมื่อ:
- Oxygenation
เพียงพอด้วย conventional low-flow oxygen
- มี immediate indication for intubation
- ไม่สามารถป้องกัน airway
- Apnea
หรือ impending respiratory arrest
- Severe
altered mental status
- Severe
hemodynamic instability
- Copious
secretions ที่ขับออกไม่ได้
- Severe
exhaustion
- Hypercapnic
respiratory failure ที่ต้องการ pressure support
- NIV
failure
- ต้องการ PEEP สูงและควบคุมได้
ความเสี่ยงสำคัญที่สุดของ HFNC ไม่ใช่ barotrauma แต่คือ delayed
intubation
6. Initial settings
ไม่มี protocol เดียวที่ใช้ได้ทุกกรณี
แต่ practical adult approach คือ:
Flow
- เริ่มประมาณ 20–35 L/min
- ใน severe hypoxemia อาจเริ่ม 40–60
L/min
- เพิ่มครั้งละ 5–10 L/min
- สูงสุดทั่วไปประมาณ 60 L/min
เพิ่ม flow หาก:
- Respiratory
rate ยังสูง
- Breathing
ยัง labored
- Inspiratory
demand ยังสูง
- Oxygenation
ยังไม่ดี
- Thoracoabdominal
asynchrony ยังคงอยู่
Flow >60 L/min มักทนได้ไม่ดีและไม่ใช้เป็นกิจวัตร
FiO₂
- เริ่มตามความรุนแรงของ hypoxemia
- Severe
hypoxemia อาจเริ่ม FiO₂ 1.0 แล้วลดเร็วตาม
SpO₂
- ปรับเพื่อให้ถึง individualized saturation target
- พยายามลด FiO₂ ≤0.60 เมื่อผู้ป่วยคงที่ เพื่อลด prolonged hyperoxia
SpO₂ target โดยทั่วไป
- ผู้ใหญ่ส่วนใหญ่: 92–96%
- เสี่ยง hypercapnic respiratory failure เช่น COPD
บางราย: 88–92% จนทราบ blood
gas และ baseline
- ปรับตามโรคพื้นฐานและบริบท
Practical strategy คือ optimize flow เพื่อให้ตรง inspiratory demand แล้ว titrate
FiO₂
ตามเป้าหมาย ไม่ควรไล่ SpO₂ สูงเกินจำเป็น
7. การเลือกขนาด cannula
Cannula ควร:
- ใส่ได้พอดีและไม่กดเยื่อบุ
- ไม่อุดรูจมูกทั้งหมด
- มีช่องให้ก๊าซระบายออก
- ยึดแน่นพอแต่ไม่ทำให้ pressure injury
การอุดรูจมูกแน่นเกินไปอาจเพิ่ม pressure
โดยไม่สามารถควบคุมได้ และเพิ่ม discomfort/barotrauma risk
8. การประเมิน response
HFNC ควรเริ่มใน monitored setting เช่น:
- ER
- ICU
- Intermediate/high-dependency
unit
- พื้นที่ที่ตรวจผู้ป่วยซ้ำและใส่ท่อได้ทันที
ประเมินก่อนและหลังเริ่ม:
- Mental
status
- Respiratory
rate
- SpO₂
และ FiO₂ requirement
- Work
of breathing
- Accessory
muscle use
- Thoracoabdominal
synchrony
- Hemodynamics
- Ability
to speak
- Secretion
clearance
- ABG/VBG
ตาม clinical indication
เวลาประเมินซ้ำ
- ภายใน 15–30 นาที
- ประเมินอย่างเป็นระบบภายใน 1 ชั่วโมง
- ติดตามต่อเนื่องช่วง 2, 6 และ 12 ชั่วโมง
- ทบทวนอย่างจริงจังหากยังต้องใช้ support สูงที่
6 ชั่วโมง
Response ที่ดีควรเห็น:
- RR ลดลง
- Work
of breathing ลดลง
- Thoracoabdominal
synchrony ดีขึ้น
- SpO₂
ถึงเป้าหมายด้วย FiO₂ ลดลงหรือคงที่
- Mental
status และ hemodynamics คงที่
- ผู้ป่วยสบายขึ้น
9. สัญญาณ HFNC failure
พิจารณา escalation/NIV/intubation เมื่อพบ:
- Respiratory
rate สูงขึ้นหรือไม่ลด
- Work
of breathing เพิ่ม
- Thoracoabdominal
asynchrony โดยเฉพาะพบตั้งแต่ 15 นาทีแรก
- Persistent
hypoxemia แม้ flow/FiO₂ สูง
- ต้องใช้ FiO₂ ใกล้ 1.0
ต่อเนื่อง
- Hypercapnia
หรือ acidosis แย่ลง
- Altered
mental status
- Exhaustion
- Inability
to clear secretions
- Hemodynamic
instability
- Lactate/organ
perfusion แย่ลง
- Apnea
หรือ impending arrest
Failure to improve oxygenation ภายในประมาณหนึ่งชั่วโมงควรกระตุ้นให้เตรียม
definitive airway ไม่ควรปรับ HFNC ต่อไปเรื่อย
ๆ โดยไม่กำหนด endpoint
Late HFNC failure หลังเริ่มเกิน 6 ชั่วโมงสัมพันธ์กับ mortality สูงกว่า early
recognition จึงต้องมี preplanned escalation criteria
10. ROX index
ใช้ช่วยประเมินโอกาสสำเร็จของ HFNC ใน acute hypoxemic respiratory failure
ROX index = (SpO2 / FiO2) / RR
โดย SpO₂ ใส่เป็นเปอร์เซ็นต์
เช่น SpO₂ 94% ไม่ใช่ 0.94
ตัวอย่าง:
- SpO₂
94%
- FiO₂
0.60
- RR
30/min
ROX = (94/0.60)/30 = 5.2
ค่า >4.88 ที่ 2, 6 และ 12 ชั่วโมงสัมพันธ์กับโอกาสไม่ต้องใส่ท่อมากขึ้นในงานวิจัยดั้งเดิม
อย่างไรก็ตาม:
- Cutoff
แตกต่างตามประชากรและเวลา
- Predictive
performance อยู่ระดับปานกลาง
- ค่าแนวโน้มสำคัญกว่าค่าครั้งเดียว
- ห้ามใช้แทน clinical judgment
- ROX ที่ดูดีไม่ควรลบล้าง altered consciousness, shock หรือ exhaustion
11. Weaning HFNC
เมื่อสาเหตุดีขึ้นและผู้ป่วย:
- RR และ work of breathing ลดลง
- Hemodynamics
stable
- Oxygenation
อยู่ในเป้าหมาย
- FiO₂
requirement ลดลง
แนวทางหนึ่ง:
1.
ลด FiO₂
ไปยังระดับปลอดภัย เช่น ≤0.50–0.60
2.
ลด flow ครั้งละ
5–10 L/min ตาม tolerance
3.
เมื่อ flow ≤20
L/min และ FiO₂ ≤0.50 พิจารณาเปลี่ยนเป็น
conventional nasal cannula
บางหน่วยลด flow ก่อนหรือสลับกันได้
ไม่มีวิธีเดียวที่พิสูจน์ว่าเหนือกว่า
หากลดแล้ว RR/WOB/oxygen requirement เพิ่ม ให้กลับไปค่าก่อนหน้าและประเมินสาเหตุ
12. Aerosolized medication
โดยทั่วไปควรให้ nebulized medication ผ่าน:
- Oral
mouthpiece
- Mask
- หรือระบบเฉพาะตาม protocol
โดยอาจคง HFNC ไว้หากทำได้
การพ่นยาผ่าน circuit ของ HFNC
โดยตรง โดยเฉพาะที่ flow สูง อาจทำให้ lung
deposition ต่ำและไม่แน่นอน จึงไม่ควรถือว่าได้รับ dose เพียงพอโดยอัตโนมัติ
13. HFNC สำหรับ preoxygenation และ intubation
HFNC ใช้ได้ทั้ง:
- Preoxygenation
- Apneic
oxygenation ระหว่าง laryngoscopy
ตัวอย่าง setting ที่ศึกษา:
- FiO₂
1.0
- Flow
ประมาณ 60 L/min ก่อนใส่ท่อ
- คง cannula ไว้ระหว่าง laryngoscopy หากไม่รบกวนหัตถการ
หลักฐานมีความไม่สม่ำเสมอ:
- Network
meta-analysis พบ HFNC ลด hypoxemia
ระหว่าง intubation เทียบกับ face-mask
oxygen
- แต่ NIV ลด hypoxemiaได้มากกว่า
HFNC
- ใน severe hypoxemia บางการศึกษา HFNC ไม่ดีกว่า conventional high-flow mask
- การใช้ NIV ร่วมกับ HFNC อาจเพิ่ม
preoxygenation ใน selected critically ill
patients
หลักปฏิบัติ:
อย่ารอจัด HFNC จนทำให้
preoxygenation หรือ intubation ล่าช้า
หาก HFNC ยังไม่พร้อม
ให้เริ่มทันทีด้วยอุปกรณ์ที่มี เช่น nonrebreather, BVM พร้อม
PEEP หรือ NIV ตามความเหมาะสม
HFNC ไม่ทดแทน bag-mask ventilation เมื่อผู้ป่วยต้องการ active ventilation
14. Postextubation support
HFNC ใช้หลัง extubation ได้
โดยเฉพาะ:
- ต้องการ oxygen มากกว่า low-flow
- Secretion
burden
- Mask
intolerance
- ต้องการ humidification
- Selected
low-to-intermediate risk patients
ผู้ป่วย high risk for extubation
failure อาจได้ประโยชน์จาก prophylactic NIV มากกว่า
หรือใช้ NIV สลับ HFNC ตามโรคและ risk
profile
ต้องเฝ้าระวัง:
- Increasing
RR/WOB
- Hypercapnia
- Weak
cough
- Secretion
retention
- Upper-airway
obstruction
- Declining
mental status
ไม่ควรใช้ HFNC เพื่อถ่วงเวลาการ
reintubation
15. Postoperative respiratory failure
อาจใช้ HFNC เพื่อป้องกันหรือรักษา
postoperative hypoxemia ใน selected patients โดยเฉพาะเมื่อ:
- Conventional
oxygen ไม่พอ
- ผู้ป่วยไม่ทน mask
- ไม่มี ventilatory failure
- ไม่มี immediate indication for NIV/intubation
ในผู้ป่วย postoperative hypoventilation
จาก opioid, neuromuscular weakness หรือ upper-airway
obstruction ต้องแก้สาเหตุและอาจต้อง NIV/intubation เพราะ HFNC ไม่ให้ ventilation เพียงพอ
16. Bronchoscopy และหัตถการ
HFNC อาจช่วยลด desaturation ระหว่าง:
- Flexible
bronchoscopy
- GI
endoscopy โดยเฉพาะ obesity/high-risk hypoxemia
- Procedures
ที่ต้องเปิดบริเวณปาก
ข้อดีคือไม่รบกวนช่องปากเท่า NIV mask
อย่างไรก็ตาม ผู้ป่วย severe hypoxemia ยังมีความเสี่ยง decompensation สูง ต้องมี:
- Continuous
monitoring
- Airway
equipment
- Escalation
plan
- ผู้ที่พร้อมช่วย ventilation/intubation
NIV อาจเหมาะกว่าเมื่อจำเป็นต้องได้ PEEP
หรือ ventilatory support
17. Tracheostomy และ ventilator
weaning
High-flow humidified oxygen ผ่าน tracheostomy
อาจ:
- เพิ่ม comfort
- เพิ่ม secretion clearance
- ลด FiO₂ requirement
- ช่วยบางช่วงของ ventilator liberation
แต่หลักฐาน clinical outcome ยังจำกัด และไม่ควรใช้แทน structured weaning/SBT assessment
18. Contraindications
ข้อห้ามหรือข้อจำกัด ได้แก่:
- Facial/nasal
deformity ที่ใส่ cannula ไม่ได้
- Severe
nasal obstruction
- Recent
facial, nasal หรือ upper-airway surgery บางชนิด
- Facial
trauma
- Immediate
need for intubation
- Inability
to protect airway
- Severe
agitation ที่ทำให้อุปกรณ์อยู่ไม่ได้
- Respiratory
arrest/apnea
- Ventilatory
failure ที่ต้องการ pressure support
Enteral feeding ไม่ใช่ absolute
contraindication แต่ต้องประเมิน aspiration risk, mental
status และ work of breathing
19. Complications
พบไม่บ่อยในผู้ใหญ่ แต่ประกอบด้วย:
- Nasal
dryness หรือ irritation หาก humidification
ไม่เหมาะสม
- Epistaxis
- Pressure
injury บริเวณจมูก/ใบหู
- Abdominal
distension
- Aspiration
- Delayed
intubation
- Rare
barotrauma เช่น pneumothorax
ความเสี่ยง barotrauma ต่ำกว่า
NIV และ invasive mechanical ventilation แต่ไม่ได้เป็นศูนย์ โดยเฉพาะเมื่อ cannula อุด nares
มากหรือมี air-leak vulnerability
20. HFNC และ ARDS recognition
HFNC สร้าง PEEP เล็กน้อยและอาจทำให้
oxygenation ดีขึ้น จึงอาจบดบังความรุนแรงของ ARDS หากประเมินจาก P/F ratio โดยไม่บันทึก support
ควรบันทึกเสมอ:
- Flow
- FiO₂
- SpO₂/PaO₂
- RR
- เวลาเทียบกับการเริ่ม HFNC
- Clinical
work of breathing
อย่าใช้ P/F ratio ที่ดีขึ้นบน
high-flow support เพียงอย่างเดียวสรุปว่า lung
injury ไม่รุนแรง
21. Asymmetric/duet HFNC
เป็น cannula ที่สองข้างมีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน
มีเป้าหมายเพิ่ม airway pressure
ปัจจุบัน:
- ข้อมูลยังน้อย
- ส่วนใหญ่เป็น short physiologic studies
- ยังไม่พบประโยชน์ด้าน oxygenation หรือ comfort
อย่างสม่ำเสมอ
- ยังไม่มีหลักฐานว่าลด intubation หรือ reintubation
จึงยังไม่ควรถือว่าเหนือกว่า standard
HFNC
Practical ER protocol
ก่อนเริ่ม
- ยืนยันว่าเป็น hypoxemic มากกว่า ventilatory
failure
- ประเมิน airway, mental status, hemodynamics และ
fatigue
- เตรียม escalation plan
- บันทึก RR, SpO₂, FiO₂ เดิม และ work of breathing
- พิจารณา ABG/VBG หากสงสัย hypercapnia/acidosis
เริ่ม HFNC
- Flow
30–40 L/min; severe distress อาจเริ่ม 50–60 L/min
- FiO₂
ปรับให้ถึง target SpO₂
- ปรับ flow ครั้งละ 5–10 L/min
- ลด FiO₂ ลงเมื่อปลอดภัย
Reassess
- 15–30
นาที: RR, WOB, synchrony, mental status
- 1 ชั่วโมง: oxygenation, FiO₂ requirement, gas เมื่อจำเป็น, ROX trend
- 2–6 ชั่วโมง: แนวโน้มและ definitive disposition
Escalate
- ไม่ดีขึ้นใน 30–60 นาที
- RR/WOB
เพิ่ม
- FiO₂
requirement สูงต่อเนื่อง
- Acidosis/hypercapnia
แย่ลง
- Shock,
confusion หรือ fatigue
→ เตรียม NIV หรือ intubation ตาม
physiology โดยไม่รอให้เกิด arrest
Key clinical pearls
- HFNC เหมาะที่สุดกับ nonhypercapnic acute hypoxemic
respiratory failure
- ประโยชน์เกิดจาก reliable FiO₂, dead-space washout,
humidification และ mild PEEP
- ทุก 10 L/min สร้าง airway pressureเพียงประมาณ 0.7 cmH₂O เมื่อปิดปาก
และครึ่งหนึ่งเมื่ออ้าปาก
- HFNC ไม่ใช่ NIV และไม่มี pressure support
- เริ่ม flow ประมาณ 20–35 L/min แล้วเพิ่มครั้งละ 5–10 L/min; severe cases มักใช้
40–60 L/min
- ประเมิน response ภายใน 15–60 นาที ไม่ควรรอดูหลายชั่วโมงโดยไม่มี escalation criteria
- ROX
>4.88 สนับสนุนโอกาสสำเร็จ แต่ห้ามใช้เดี่ยว ๆ
- Late
HFNC failure และ delayed intubationสัมพันธ์กับ
outcome ที่แย่ลง
- NIV เหมาะกว่าเมื่อจำเป็นต้องได้ ventilation หรือ PEEP
สูง
- HFNC ใช้เพื่อ preoxygenation/apneic oxygenation ได้
แต่ห้ามทำให้ intubation ล่าช้า
- เปลี่ยนเป็น conventional oxygen ได้เมื่อ flow
≤20
L/min และ FiO₂ ≤0.50 โดยประมาณ
- ภาวะแทรกซ้อนร้ายแรงพบไม่บ่อย แต่ต้องระวัง aspiration,
barotrauma และโดยเฉพาะ delayed escalation
