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Available online 4 June 2026

Clinical utility of high-flow nasal cannula versus non-invasive mechanical ventilation in patients with acute hypercapnic respiratory failure: A scoping review

Utilidad clínica de la cánula nasal de alto flujo versus la ventilación mecánica no invasiva en adultos con insuficiencia respiratoria aguda hipercápnica: revisión de alcance
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Fabio Varón-Vegaa,b,
Corresponding author
fvaron@neumologica.org

Corresponding author.
, Eduardo Tuta-Quinteroa,b,c, Henry Robayod
a Critical Care and Lung Transplantation Service, Fundación Neumológica Colombiana, Fundación Cardioinfantil-Instituto de Cardiología, Bogotá, Colombia
b Critical Care Service, Fundación Neumológica Colombiana, Fundación Cardioinfantil-Instituto de Cardiología, Bogotá, Colombia
c School of Medicine, Universidad de La Sabana, Chía, Colombia
d Department of Critical care Medicine, Extracorporeal Life Support Unit, Fundación Clínica Shaio, Bogotá, Colombia
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Objective

To map and describe the available evidence comparing the efficacy, tolerance, and clinical outcomes of high-flow nasal cannula (HFNC) versus non-invasive ventilation (NIV) in adults with acute hypercapnic respiratory failure.

Design

Scoping review conducted in accordance with PRISMA-ScR and the Arksey & O’Malley framework, with Levac et al. refinements.

Setting

Hospital settings, including emergency departments, intensive care units, and general wards managing adults with acute hypercapnic respiratory failure.

Participants

Adults with acute hypercapnic respiratory failure treated with HFNC or NIV.

Interventions

HFNC or NIV used as initial ventilatory support or as an alternative when the first modality was not tolerated.

Main variables of interest

Treatment failure (defined as endotracheal intubation or mortality), changes in arterial blood gases, respiratory rate, tolerance, and adverse events.

Results

Of 513 records screened, 8 full-text studies met the inclusion criteria. In 62% (5/8) of the studies, treatment failure was the primary outcome. A total of 779 patients were analyzed, of whom 381 (48.9%) received HFNC. The included studies were heterogeneous in terms of patient selection, clinical setting, ventilatory parameters, and definitions of failure. Across studies, randomized trials more frequently reported lower failure rates with NIV, whereas HFNC was consistently associated with better tolerance. Due to marked heterogeneity and the scoping nature of the review, no pooled estimates or formal comparative analyses were performed.

Conclusion

The available evidence on HFNC versus NIV in acute hypercapnic respiratory failure is heterogeneous and derived from diverse clinical settings. While NIV remains the reference standard and is often associated with lower treatment failure, HFNC appears to be a well-tolerated alternative, particularly in patients with NIV intolerance. Further well-designed studies are needed to better define the role of HFNC in this population.

Keywords:
High-flow nasal cannula
Hypercapnia
Non-invasive ventilation
Ventilatory support
Resumen
Objetivo

Explorar y describir la evidencia disponible que compara la eficacia, la tolerancia y los desenlaces clínicos de la cánula nasal de alto flujo (CNAF) frente a la ventilación no invasiva (VNI) en adultos con insuficiencia respiratoria aguda hipercápnica.

Diseño

Revisión exploratoria realizada de acuerdo con la guía PRISMA-ScR y el marco metodológico de Arksey y O’Malley, con las refinaciones propuestas por Levac.

Ámbito

Entornos hospitalarios que incluyen servicios de urgencias, unidades de cuidados intensivos y salas de hospitalización general que atienden adultos con insuficiencia respiratoria aguda hipercápnica.

Participantes

Adultos con insuficiencia respiratoria aguda hipercápnica tratados con CNAF o VNI.

Intervenciones

CNAF o VNI utilizadas como soporte ventilatorio inicial o como alternativa cuando la modalidad inicial no fue tolerada.

Variables principales de interés

Fracaso del tratamiento (definido como intubación endotraqueal o mortalidad), cambios en los gases arteriales, frecuencia respiratoria, tolerancia y eventos adversos.

Resultados

De 513 registros evaluados, 8 estudios a texto completo cumplieron los criterios de inclusión. En el 62% (5/8) de los estudios, el fracaso del tratamiento fue el desenlace principal. Se analizaron un total de 779 pacientes, de los cuales 381 (48.9%) recibieron CNAF. Los estudios incluidos fueron heterogéneos en cuanto a la selección de pacientes, el ámbito clínico, los parámetros ventilatorios y las definiciones de fracaso. En conjunto, los ensayos aleatorizados informaron con mayor frecuencia menores tasas de fracaso con la VNI, mientras que la CNAF se asoció de manera consistente con una mejor tolerancia. Debido a la marcada heterogeneidad y a la naturaleza de revisión de alcance del estudio, no se realizaron estimaciones agrupadas ni análisis comparativos formales.

Conclusión

La evidencia disponible sobre el uso de CNAF frente a VNI en la insuficiencia respiratoria aguda hipercápnica es heterogénea y proviene de diversos entornos clínicos. Aunque la VNI continúa siendo el estándar de referencia y suele asociarse con menores tasas de fracaso del tratamiento, la CNAF parece ser una alternativa bien tolerada, especialmente en pacientes con intolerancia a la VNI. Se requieren estudios bien diseñados para definir con mayor precisión el papel de la CNAF en esta población.

Palabras clave:
Cánula nasal de alto flujo
Hipercapnia
Ventilación no invasiva
Soporte ventilatorio

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