2020, Vol. 29
2 常熟市中医院针灸推拿科 215500;
3 苏州大学附属第一医院急诊医学科 215006
2 Department of Acupuncture and Tuina, Changshu Hospital of Traditional Chinese Medicine, Changshu 215500, China;
3 Department of Emergency Medicine, the First affiliated Hospital of Soochow University, Suzhou 215000, China
20世纪50年代以来, 机械通气逐渐成为急性呼吸衰竭最重要的支持治疗手段。缺乏对脱机的系统认识一直是临床医生面临的难题。临床上撤机失败率在12%~50%[1]。机械通气存在相关并发症[2], 缩短通气时间可以减少机械通气并发症、病死率和住院费用[3]。但大量研究显示, 各项指标均不能有效预测撤机失败[4-5]。驱动压力作为通气参数, 可以预测和影响撤机结果[6-7], 以驱动压为主要组成的机械能量有助于指导保护性肺通气, 改善患者预后[8-9]。本研究从机械能量角度出发, 通过对机械通气撤机患者进行驱动压（DP）和呼吸频率（RR）乘积, 峰压（Ppeak）和呼吸频率乘积的监测, 评价上述指标预测撤机结局的能力。
1 资料与方法本研究为观察性研究, 通过徐州医科大学附属常熟医院伦理委员会批准, 患者均签署过知情同意书。本研究通过医院伦理委员会审查[2017伦审（申报）批第0056号]。
1.1 一般资料 1.1.1 纳入标准① 年龄 > 18岁。②符合SBT标准:疾病处于恢复期, 具有有效咳嗽能力; 神志清楚[可唤醒, 格拉斯哥昏迷评分（GCS）≥13分]; 有足够氧合[动脉血氧分压（PaO2）≥60 mmHg（1 mmHg＝0.133 kPa）、吸入氧体积分数（FiO2）≤0.4, 呼气末正压（PEEP）≤10 cmH2O（1 cmH2O＝0.098 kPa）, 氧合指数（PaO2/FiO2）≥150 mmHg]; 循环稳定[心率≤140次/min, 血压稳定], 不需（或仅需小剂量）血管活性药; 代谢状态稳定（血钾、血钠和血钙等主要电解质水平基本正常）, 无高热, 血红蛋白≥80 g/L, 无明显的呼吸性酸中毒。
1.1.2 排除标准① 严重中枢呼吸抑制、高位截瘫; ②胸廓畸形、肥胖、腹腔高压; ③大量胸腔积液、气胸、连枷胸; ④原发神经肌肉疾病; ⑤严重心、肝、肾等脏器功能衰竭; ⑥妊娠期、肿瘤终末期。
1.1.3 资料收集选择2017年11月至2019年4月在本院重症治疗病房进行有创机械通气至少24 h的患者, 所有患者由临床医师判断均达到进行SBT的标准。根据患者撤机结局分为撤机成功组和撤机失败组。
收集所有患者的临床基本情况, 包括:①基本生理特征资料, 即性别、年龄、理想体质量、急性生理学与慢性健康状况评分Ⅱ（APACHE Ⅱ）、机械通气原因。②呼吸力学指标, Ppeak、平台压（Pplat）、总呼气末正压（PEEPtot）、RR。
1.2 撤机指标① SBT前静推短效镇痛镇静药物, 患者深镇静, 定容模式, 计算理想体质量, 设潮气量=6 mL/kg, PEEP为0 cmH2O, 频率=15次/min, 吸呼比=1:2, 长按吸气性屏气键两个呼吸周期, 记录Pplat、Ppeak, 长按呼吸性屏气键两个呼吸周期, 记录PEEPtot, DP =Pplat-PEEPtot。②患者完全清醒, 自主呼吸恢复, 开始SBT 3 min, 记录最快RR, 计算Ppeak×RR、DP×RR。本研究所用呼吸机为Puritan Bennett 840（P-B公司, 美国加利福尼亚州）。
1.3 SBT实施步骤通过撤机筛查试验, 进入SBT流程。采用T管进行SBT。氧流量3 L/min, 持续1 h。SBT失败的临床评估指标[10]:患者出现超出下列客观标准:⑴呼吸频率/潮气量（L）（浅快呼吸指数） < 105;⑵8次/min < RR < 35次/min; ⑶自主呼吸潮气量 > 4 mL/kg; ⑷心率 < 120次/min或变化 < 20%, 无新发心律失常, 90 mmHg < 收缩压 < 180 mmHg; 血压改变 < 20%;不需（或仅需最小限度的）血管活性药; ⑸氧饱和度 > 90%;FiO2 < 40%, PaO2 ≥50 mmHg; pH≥7.32;PaCO2增加≤10 mmHg。SBT失败的主观临床评估指标:精神状态改变, 如嗜睡、昏迷、兴奋、焦虑, 出汗; 呼吸做功增加, 即使用辅助呼吸肌, 矛盾呼吸。
1.4 撤机结果评价对耐受1 h SBT的患者, 由临床医师判断予以拔除气管导管, 继续观察48 h。以下几种情况认为撤机失败[11-12]:SBT失败; 或者SBT成功拔管后48 h内再次进行有创或无创机械通气; 或者SBT后48 h内死亡。
1.5 统计学方法使用SPSS 17.0软件分析数据。正态分布计量资料以均数±标准差（Mean±SD）表示, 经方差齐性检验后, 采用成组t检验进行两组间比较; 非正态分布的计量资料以中位数（四分位数）[M（QL, QU）]表示, 采用Mann-Whitney U检验进行分析; 计数资料采用χ2检验或Fisher确切概率法。采用受试者工作特征曲线（ROC）评价Ppeak×RR、DP×RR对撤机失败的预测价值。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 两组患者基本资料比较共76例患者纳入研究（图 1）, 年龄为（68.5±13.3）岁, 其中男性56例（73.8%）。撤机成功组50例, 撤机失败组26例, 失败率为34.2%。两组患者性别、年龄、APACHE Ⅱ、机械通气原因等基线资料比较差异均无统计学意义（均P > 0.05）, 说明两组患者资料均衡, 具有可比性, 见表 1。
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| 注：SBT为自主呼吸试验 图 1 撤机流程 Fig 1 Protocolized flow chart for ventilator discontinuation |
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| 指标 | 成功组(n=50) | 失败组(n=26) | 检验值 | P值 |
| 年龄(岁, Mean±SD) | 66.6±13.8 | 72.1±11.9 | -1.729 | 0.088 |
| 男性(例, %) | 37（74） | 19（73.1） | 0.008 | 0.931 |
| APACHEⅡ(Mean±SD) | 6.3±3.8 | 8.6±5.0 | -2.253 | 0.027 |
| 机械通气原因(例, %) | ||||
| 肺炎 | 21（42） | 13（50） | 0.443 | 0.506 |
| COPD | 3（6） | 4（15.4） | — | 0.355 |
| 休克 | 10（20） | 1（3.8） | — | 0.120 |
| 多发伤 | 10（20） | 1（3.8） | — | 0.120 |
| 中毒 | 3（6） | 4（15.4） | — | 0.355 |
| 心衰 | 1（2） | 2（7.7） | — | 0.556 |
| 窒息 | 2（4） | 1（3.8） | — | 1.000 |
| 注:APACHEⅡ为急性生理与慢性健康评分; COPD为慢性阻塞性肺疾病 | ||||
撤机成功组患者机械通气时间、入住ICU时间较撤机失败组更短, 差异均有统计学意义（P < 0.05）, 见表 2。
| 指标 | 成功组(n=50) | 失败组(n=26) | 检验值 | P值 |
| 机械通气时间 | 7.3（3, 10） | 13.8（7, 17.5） | -3.399 | 0.001 |
| ICU时间 | 12（6, 15） | 22（12, 24） | -3.582 | < 0.01 |
撤机成功组患者Ppeak×RR、DP×RR较撤机失败组更低, 差异均有统计学意义（P < 0.05）, 见表 3。
| 指标 | 成功组(n=26) | 失败组(n=26) | t值 | P值 |
| Ppeak×RR | 291.8±76.5 | 519.8±108.8 | -10.621 | < 0.01 |
| DP×RR | 131.6±34.2 | 227.0±47.5 | -10.061 | < 0.01 |
Ppeak×RR, DP×RR的AUC分别为0.960、0.941;当Ppeak×RR的截断值为362 cmH2O·次/min时, 预测撤机成功的敏感度为96.2%, 特异度为88.0%, PPV为97.8 %, NPV为80.6 %。当DP×RR的截断值为170 cmH2O·次/min时, 预测撤机成功的敏感度为88.5%, 特异度为92.0%, PPV为94.0 %, NPV为88.5%, 见表 4和图 2。
| 指标 | 截断值(cmH2O·次/min) | 灵敏度（%） | 特异度（%） | 曲线下面积 | 阳性预测值（%） | 阴性预测值（%） |
| Ppeak×RR | < 362 | 96.2 | 88.0 | 0.960 | 97.8 | 80.6 |
| DP×RR | < 170 | 88.5 | 92.0 | 0.941 | 94.0 | 88.5 |
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| 图 2 Ppeak× RR、DP× RR的ROC曲线 Fig 2 Receiver operating characteristic curve for Ppeak× RR and DP× RR |
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临床上确定撤机开始时间十分困难, 20%~30%的机械通气患者存在撤机困难或撤机延迟现象[13]。撤机失败的病理生理机制复杂且与多种因素相关, 呼吸负荷与呼吸肌做功能力的失衡是撤机困难的主要原因之一, 而气道阻力增加、肺及胸廓顺应性降低、内源性PEEP增加以及附加功明显增加是导致呼吸负荷增加的常见原因。有研究提示, DP和急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的病死率密切相关[6, 14]。近年来, 多项研究提示, Power相比DP更能预测肺损伤, 对预后有判断价值[15-17]。本研究通过对ICU机械通气患者在拔管前进行呼吸力学监测, 利用P×RR指标对撤机进行指导, 分别评估Ppeak×RR、DP×RR的预测价值, 进一步优化撤机决策。本研究结果显示, 与撤机失败组相比, 撤机成功组患者Ppeak×RR、DP×RR值更低; 撤机成功组患者机械通气时间、住院时间较撤机成功组更短, 说明Ppeak×RR、DP×RR可能影响撤机结局及患者预后。本研究中Ppeak×RR、DP×RR均可指导机械通气患者撤机, 其中Ppeak×RR敏感度相对高, DP×RR特异度相对高。
压力与产生的潮气量的乘积（P×Vt）为呼吸功, energy=做功的能力, Power=energy×RR=P×Vt×RR, 反映患者单位时间内的呼吸能量[8]。当Vt恒定时, P×RR即代表Power。在此涉及的压力为总压力, 分为三部分, 流速阻力、驱动压力和基线压力。既往研究多关注的是机械传递能量对患者的损伤, 故重点在动能产生的形变或结构破坏, 所以指标集中在DP以及由DP产生的动态power。但呼吸力学监测指标同时也反映患者疾病的严重程度, 而不止机械传递损伤。监测的指标是患者为了维持完全的呼吸, 所承担的呼吸负荷在机械通气呼吸力学上的反映。
DP反映潮气量通气过程中跨呼吸系统静态压力的增加程度, 是确定进入参与气体交换肺组织潮气量的方法[6]。当患者无自主呼吸时, DP =Pplat-PEEP =Vt/呼吸系统静态顺应性（Crs）, 受到胸壁顺应性与潜在肺功能影响, 在肺泡水平融入了肺应变相关的两个重要指标, 可替代动态应变[18], 它可以评估机械通气的动态应变及呼吸能量（综合多项呼吸力学参数）[19]。结合呼吸频率, 代表产生肺和胸廓形变所需要的能量, 代表患者所承担的呼吸负荷。本研究结果中, DP×RR的截断值为170 cmH2O·次/min时, 预测撤机成功的敏感度为88.5%, 特异度为92.0%。Ppeak×RR较灵敏度更高, 特异度稍低, Ppeak×RR的截断值为362 cmH2O·次/min时, 预测撤机成功的敏感度为96.2%, 特异度为88.0%。考虑峰压还包括了吸气阻力和内源性PEEP因素, 比DP增加了影响撤机失败的因素, 故敏感度更高。但通过撤机筛查试验, 拟撤机患者, 往往原发病祛除, 高气道阻力已缓解, 部分导致气道阻力升高, 影响压力指标的, 包括管壁痰痂, 插管管径小等原因, 干扰结果的判断, 导致特异度相对低。但从总体数据结果看, Ppeak×RR、DP×RR均有很好的预测价值。因此, 正常中枢驱动下, 压力低或呼吸频率慢都反映呼吸能量的减少[8, 20], 预示撤机的成功。
撤机指标的研究中, 发现单一指标价值小于联合指标[21], 本研究综合撤机影响因素的相关指标, 得到了明确的结果。本研究的局限性:入选患者APACHEⅡ评分偏低, 尚不能代表对极危重患者撤机的可行性; 压力的测定易受腹腔等肺外因素影响, 尤其未确定排除标准的患者, 可能影响其结果的判断; 根据目前撤机流程, 将SBT失败患者列为失败组, 导致呼吸频率对撤机结果的影响较大。
作者贡献声明 本研究由龚菊、张碧波、黄晓文、黄坚设计; 研究过程由龚菊、张碧波、李斌操作完成; 数据分析由龚菊、黄晓文完成; 论文写作由龚菊、黄晓文完成; 黄坚和黄晓文为共同通信作者
利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突
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