呼吸衰竭合并心衰患者脫機相關(guān)性肺水腫的研究進展

白 珀 張睢揚

隨著社會老齡化的進展，因呼吸衰竭而使用機械通氣同時合并心衰的患者在臨床上越來越多見。罹患有充血性心衰或/和缺血性心臟病的機械通氣患者會較其他患者擁有更長的ICU住院時間，并會延長機械通氣的使用時間。機械通氣通常對于心功能正?；颊哐鲃恿W(xué)產(chǎn)生負性作用[1]，因為每次吸氣時胸腔正壓會減少靜脈回心血量。但正壓通氣可改善患者心源性肺水腫，而且已經(jīng)作為常規(guī)治療方式應(yīng)用于臨床治療[2-3]。當(dāng)進行長期機械通氣后心功能雖然有明顯改善，但脫機階段的自主呼吸實驗(spontaneous breathing test, SBT)改變了肺部機械力學(xué)，降低了壓力支持和PEEP，導(dǎo)致耗氧增加和回心血量增加等，使心功能障礙危險因素重新暴露，從而使脫機相關(guān)的心源性肺水腫容易發(fā)生?，F(xiàn)就脫機相關(guān)性肺水腫發(fā)生、發(fā)展的機制和可能的預(yù)防作用作一綜述，以期探討是否能夠增加呼吸衰竭合并心衰患者的脫機成功率。

一、脫機相關(guān)性肺水腫的發(fā)生機制

脫機相關(guān)性肺水腫(weaning associated pulmonary edema)的發(fā)生機制非常復(fù)雜，包括吸氣時胸內(nèi)壓的下降、呼吸功的增加、以及呼吸機模式由控制通氣到自主呼吸通氣的突然轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變會造成機體處于應(yīng)激狀態(tài)，并導(dǎo)致以下3種情況的出現(xiàn)：①胸內(nèi)壓的下降：由于壓力支持(PS)的下調(diào)或消失導(dǎo)致吸氣時胸內(nèi)壓的下降，會增加外周靜脈回流壓力梯度和血容量(前負荷)的增加；而隨之而來的左心后負荷增加從而降低了左心射血的壓力梯度[4]；②呼吸功的增加：同步增加心臟做工及心肌耗氧量導(dǎo)致呼吸功增加[4]；③腎上腺素釋放節(jié)律的改變：因外周小血管的收縮，造成大量血液由小靜脈回流到胸腔大靜脈，增加了回心血量，同吸氣壓下降時出現(xiàn)的不利因素相疊加；興奮β2受體增加心率，造成心肌耗氧量的增加，同時增加了一些高危患者心肌缺血的潛在風(fēng)險。

在一些既往罹患右心功能不全的患者會因低氧血癥及內(nèi)源性PEEP(PEEPi)的出現(xiàn)，發(fā)生脫機相關(guān)的右心后負荷增加[4]。此外，外周靜脈回流增加的同時導(dǎo)致了右心負荷在脫機時顯著增大，從而縮短了左心室舒張期的灌注[4]。綜上所述，在脫機過程中出現(xiàn)的左室前負荷的增加和(或)左心室順應(yīng)性降低(心肌缺血、兩心室相互依賴性)以及后負荷的增加會造成左室灌注壓力增高，而在未罹患左心疾病患者的肺動脈楔壓(pulmonary artery occlusion pressure, PAOP)增加則是有限的[5]。有報道指出，罹患有左心疾病的患者脫機失敗時PAOP顯著增加[6-7]，提示心源性肺水腫可造成脫機失敗。

此外，肺部原發(fā)疾病(如COPD)更是增加了脫機相關(guān)性肺水腫的幾率。氣道阻力的增加放大了兩種增加左心室灌注的機制：①SBT試驗中吸氣時胸內(nèi)壓下降的幅度被過度放大，而這種情況顯著增加了左室后負荷；②呼吸功顯著增加造成耗氧量增加，進一步加重既往心肌缺血患者再發(fā)的風(fēng)險。此外，心室相互依賴現(xiàn)象在殘氣量增加的COPD患者中更為顯著，因此左心灌注壓增高也更為明顯。從經(jīng)驗上講，失敗的脫機期間出現(xiàn)的血壓及心率增快就預(yù)示著這種失敗可能是心源性的[6-7]。

二、脫機相關(guān)性肺水腫的臨床診斷方法

在脫機試驗開始后出現(xiàn)的早發(fā)呼吸窘迫就暗示著脫機相關(guān)性肺水腫，對以下的情況下要警惕脫機相關(guān)性肺水腫發(fā)生的可能：①對SBT試驗的不耐受并且排除了其他引起脫機失敗的原因；②既往罹患有左心疾病，對SBT試驗的不耐受時出現(xiàn)這種肺水腫的可能則要大大加強。

1. 右心導(dǎo)管: 右心導(dǎo)管插入術(shù)對合并有心肺疾病患者出現(xiàn)的急性呼吸困難有很大的診斷價值， 因為它可測量PAOP、肺動脈壓、右房壓，以及氧氣派生變量(oxygen-derived variables)[8]，因而，導(dǎo)管插入術(shù)首先推薦用于對脫機相關(guān)性肺水腫的診斷。在不成功的SBT試驗期間出現(xiàn)一個比正常值明顯高的PAOP提示發(fā)生了脫機相關(guān)性肺水腫[9]。雖然18 mmHg被認為是一個經(jīng)典的評價截點，但PAOP對肺水腫的研究價值并不十分明確。眾多的研究已經(jīng)顯示，脫機失敗的患者PAOP會增加[6-7]。在利尿治療后60%的脫機困難患者能夠成功脫機，并且PAOP值沒有進一步的升高。以上提示脫機引起的PAOP值增加在這些脫機困難患者中扮演了重要的角色。

在上述研究中，PAOP的增加并不與心輸出量的下降相關(guān)[6-7]，事實上脫機過程與日常的運動非常相似，以至于心輸出量的增加被認為是對呼吸功增加的應(yīng)答，與此相同脫機過程被認為是對機械通氣向自主呼吸試驗突然轉(zhuǎn)變時的應(yīng)答[10]。有報道指出，在脫機期間，心功能受損的患者可能沒有足夠的心輸出量及氧氣運輸能力以應(yīng)對增加的氧耗。這些患者不僅會出現(xiàn)PAOP增加，同時也會出現(xiàn)混合靜脈血氧飽和度下降[6-7]。雖然混合靜脈血氧飽和度下降不是心源性肺水腫的標(biāo)識，但與PAOP一樣可以用來鑒別心源性脫機失敗。只要中央靜脈血氧飽和度可以用來反映混合靜脈氧飽和度，那么簡單的中央靜脈導(dǎo)管也可以作為一個工具來監(jiān)測心源性脫機失敗。

綜上所述，右心導(dǎo)管插入術(shù)除了可鑒別患者脫機所出現(xiàn)的PAOP外，還可以為脫機相關(guān)性肺水腫的機制提供重要的信息，對診斷心源性脫機失敗有非常大的幫助。但肺動脈置管依舊是有創(chuàng)操作[8]，最近的研究已經(jīng)開始尋找無創(chuàng)方法用于診斷和鑒別心源性脫機困難。

2. 超聲心動圖: 超聲心動圖在評價重癥患者心血管功能中已成為常規(guī)檢查方法。目前超聲二尖瓣血流與多普勒組織成像已經(jīng)可以用于測量左肺灌注壓[11]。前者使早期(E)及晚期(A)舒張速度峰的測量成為可能。而后者(二尖瓣環(huán))的測量可檢測早期二尖瓣舒張速度峰(Ea)。在一組39例脫機困難的患者中，Lamia等[7]檢驗了一種假設(shè)：將E/A及E/Ea用于檢測在SBT期間出現(xiàn)的PAOP增高超過18 mmHg的患者。這項研究發(fā)現(xiàn)：在SBT末期E/A大于0.95及E/Ea大于8.5可以預(yù)測PAOP大于18 mmHg的敏感性為82%，特異性有91%，但單獨應(yīng)用E/A值及E/Ea值測定則只有68%和73%的敏感性。因此該研究認為超聲心動圖可以鑒別患者是否存在脫機相關(guān)性心肺水腫[7]。此外，超聲心動圖對于心功能的監(jiān)測是一個有價值的手段，既可以床旁使用， 又可以在脫機期間對心功能異常提供重要的信息。但是超聲心動圖是一種對操作者依賴性很強的檢查方法，需要長時間的訓(xùn)練以保證重癥科醫(yī)生能夠熟練掌握。

3. 心臟生物標(biāo)記物: B型利鈉肽(BNP)和N-末端前B型利鈉肽(NT-proBNP)是一種由心室肌合成的肽類物質(zhì)，對心肌纖維拉伸起作用。心肌收縮及舒張功能障礙時它們在體循環(huán)中的分泌會明顯增加。在重癥患者中，這個心臟生物標(biāo)記物正越來越多地作為篩選工具用以排除心臟功能障礙[12-13]。最近兩項研究提出了BNP/NT-proBNP是否可以用于鑒別心臟功能方面原因?qū)е碌拿摍C失敗[14-15]。但是這兩項研究并沒有直接的結(jié)果。Mekontso-Dessap等[14]指出，在首次脫機試驗前，血清BNP水平高的患者在隨后的脫機失敗中，血漿BNP值預(yù)測脫機失敗在受試者操作特征曲線(receiver operating characteristic curve)之下為0.89±0.04、臨界值為275 ng/ml時具有最高的診斷準(zhǔn)確性。在SBT之前高基線的血清BNP可能更多地只反映了全身的嚴(yán)重狀況所導(dǎo)致的脫機不耐受。應(yīng)該強調(diào)的是進行SBT試驗的患者，血清BNP值可以在以下情況中出現(xiàn)升高：高齡、膿毒血癥、腎功能不全以及肺動脈高壓，甚至沒有左心功能不全時亦可升高[12]。文獻報道通過超聲心動圖進行測量的收縮期心功能不全在脫機成功與失敗的兩組患者中沒有什么不同[14]。MeKonton-Dessap等[14]的研究強調(diào)目前沒有明確的證據(jù)表明血清BNP可以作為確認心源性脫機失敗的指征。Grasso等[15]評估了NT-proBNP在檢測COPD患者心源性脫機失敗中的重要性。心源性脫機失敗專業(yè)診斷由一位心內(nèi)科醫(yī)生及一位重癥醫(yī)生在不知道NT-proBNP結(jié)果的前提下進行判斷，他們的診斷依據(jù)是超聲心動圖、心電圖、臨床表現(xiàn)、血流動力學(xué)、氣體交換及基線和SBT結(jié)束時的呼吸變量等指標(biāo)。在SBT期間，NT-proBNP的增高在預(yù)測脫機失敗性肺水腫方面較BNP有更好的準(zhǔn)確性[15]，但由于受試患者人數(shù)受限，需要一個更大規(guī)模的隊列研究才能進一步證實其可靠性。對Mwkoontso-Dessap和Grasso[14-15]等所作報告的數(shù)據(jù)差異，提示應(yīng)謹慎地使用BNP作為對心源性肺水腫進行診斷指標(biāo)。值的注意的是這兩種研究均沒有通過導(dǎo)管置入術(shù)以監(jiān)測PAOP增加的證據(jù)。

4. 脫機誘發(fā)的血液濃縮: 脫機誘發(fā)的肺水腫有一種假說是由靜態(tài)肺水腫(hydrostatic pulmonary edema)引起的，而這主要又由左室灌注壓增加所致。靜態(tài)肺水腫的出現(xiàn)伴隨著過度水腫液從肺毛細血管向組織間隙移動。當(dāng)這些間隙液足夠多時靜態(tài)肺水腫可導(dǎo)致血液濃縮，而這種情況可通過淋巴蛋白、血紅蛋白、紅細胞壓積基礎(chǔ)值的變化對其進行監(jiān)測。最近的一項研究分析指出，脫機期間出現(xiàn)的急性血液濃縮可以對脫機相關(guān)性肺水腫的診斷有所幫助。

脫機相關(guān)性肺水腫的定義是對SBT的不耐受以及在SBT末期PAOP上升超過18 mmHg。Anguel等[6]對46名連續(xù)兩次SBT試驗失敗的患者放入肺動脈導(dǎo)管作了監(jiān)測，24例患者在第3次SBT期間出現(xiàn)了脫機相關(guān)性肺水腫，他們的PAOP平均從13 mmHg(范圍7～16)上升至26 mmHg，(范圍18～50)。脫機期間這些患者的淋巴蛋白都有顯著的升高，淋巴蛋白在SBT期間增高6%對監(jiān)測脫機相關(guān)性肺水腫的敏感性為87%，特異性為95%[6]。13例三次脫機失敗的患者在第4次脫機前均使用了利尿劑和/或血管擴張劑[6]，這些患者沒有再出現(xiàn)脫機相關(guān)性肺水腫，而且淋巴蛋白也沒有變化。這項研究提示在SBT期間測量淋巴蛋白急性變化對監(jiān)測脫機相關(guān)性肺水腫可替代右心導(dǎo)管這類侵入式檢查方式。

目前為止，在SBT期間監(jiān)測淋巴蛋白變化是最為簡單的方法，而超聲心動圖可以提供更為長遠的證據(jù)，而且可以給探尋脫機失敗機制提供更多有用的信息。

在脫機過程中，特別是罹患過左心疾病的呼吸衰竭患者，出現(xiàn)急性心功能不全及心源性肺水腫可能性很大。心肌缺血、左心前后負荷的過度增加在錯綜復(fù)雜的機制中扮演了重要的角色。利用右心導(dǎo)管測量PAOP值是一種監(jiān)測心源性脫機失敗的方法，但是侵入性的操作方法的繁瑣測量過程限制了它的進一步使用。而相對簡單的如經(jīng)胸腔超聲心動圖、血BNP及淋巴蛋白濃度變化等非侵入性檢查測方法被認為是診斷脫機相關(guān)性肺水腫更有價值的檢查方式。

參 考 文 獻

1 Michard F, Teboul JL. Using heart-lung interactions to assess fluid responsiveness during mechanical ventilation[J]. Crit Care, 2000, 4(5): 282-289.

2 Evans TW: International Consensus Conferences in Intensive Care Medicine: non-invasive positive pressure ventilation in acute respiratory failure[J]. Intensive Care Med, 2001, 27(1): 166-178.

3 Winck JC, Azevedo LF, Costa-Pereira A, et al. Efficacy and safety of non-invasive ventilation in the treatment of acute cardiogenic pulmonary edema-a systematic review and meta-analysis[J]. Crit Care, 2006, 10(2): R69.

4 Lamia B, Monnet X, Teboul JL. Weaning-induced cardiac dysfunction.In (1 edition) Yearbook of Intensive Care and Emergency Medicine[J]. Springer, Heidelberg, 2005: 239-245.

5 De Backer D, El Haddad P, Preiser JC, et al. Hemodynamic responses to successful weaning from mechanical ventilation after cardiovascular surgery[J]. Intensive Care Med, 2000, 26(9): 1201-1206.

6 Anguel N, Monnet X, Osman D, et al. Increase in plasma protein concentration for diagnosing weaning-induced pulmonary oedema[J]. Intensive Care Med, 2008, 34(7): 1231-1238.

7 Lamia B, Maizel J, Ochagavia A, et al. Echocardiographic diagnosis of pulmonary artery occlusion pressure elevation during weaning from mechanical ventilation[J]. Crit Care Med, 2009, 37(5): 1696-1701.

8 Payen D, Gayat E. Which general intensive care unit patients can benefit from placement of the pulmonary artery catheter? [J] Crit Care, 2006, 10(Suppl 3): S7.

9 Richard C, Teboul JL. Weaning failure from cardiovascular origin[J]. Intensive Care Med, 2005, 31(12): 1605-1607.

10 Pinsky MR. Breathing as exercise: the cardiovascular response to weaning from mechanical ventilation[J]. Intensive Care Med, 2000, 26(9): 1664-1666.

11 Vignon P, AitHssain A, Francois B, et al. Echocardiographic assessment of pulmonary artery occlusion pressure in ventilated patients: a transoesophageal study[J]. Crit Care, 2008, 12(1): R18.

12 McLean AS, Huang SJ, Salter M. Bench-to-bedside review: the value of cardiac biomarkers in the intensive care patient[J]. Crit Care, 2008, 12(3): 215.

13 Coquet I, Darmon M, Doise JM, et al. Performance of N-terminal-pro-B-type natriuretic peptide in critically ill patients: a prospective observational cohort study[J]. Crit Care, 2008, 12(6): R137.

14 Mekontso-Dessap A, de Prost N, Girou E, et al. B-type natriuretic peptide and weaning from mechanical ventilation[J]. Intensive Care Med, 2006, 32(10): 1529-1536.

15 Grasso S, Leone A, De Michele M, et al. Use of N-terminal pro-brain natriuretic peptide to detect acute cardiac dysfunction during weaning failure in difficult-to-wean patients with chronic obstructive pulmonary disease[J]. Crit Care Med, 2007, 35(1): 96-105.