自主呼吸試驗(yàn)前后下腔靜脈變異度對(duì)呼吸衰竭合并心功能不全患者撤機(jī)失敗的預(yù)測價(jià)值

孫媛媛，倪春湘，王懿寧，李家瓊，趙浩

(江蘇省徐州市中心醫(yī)院：1胸外一區(qū)，2放療科，3重癥監(jiān)護(hù)室，4血管外科，徐州 221009)

機(jī)械通氣是公認(rèn)的治療各種原因引起呼吸衰竭的重要的支持手段，但是延長的機(jī)械通氣會(huì)增加肺炎、氣壓傷、氣道損傷等并發(fā)癥的發(fā)生率，并增加患者的死亡率、ICU的住院天數(shù)等[1]。因此，當(dāng)引起機(jī)械通氣的潛在原因充分被改善，以及患者能承受無幫助的自主呼吸時(shí)，應(yīng)立即撤機(jī)[2]。對(duì)于大多數(shù)患者(約70%)撤機(jī)是簡單的過程，但仍有大概30%的患者存在著撤機(jī)困難，這種情況多見于慢性閉塞性和限制性肺疾病、心力衰竭及神經(jīng)肌肉疾病等患者[3]。潛在的心功能不全是撤機(jī)失敗的常見原因[4]，而下腔靜脈變異度(inferior vena cava variability,△DIVC)是循環(huán)功能評(píng)估中的常用指標(biāo)[5]，常用以評(píng)估容量反應(yīng)性，可以在一定程度上反應(yīng)心功能情況。本研究通過監(jiān)測自主呼吸試驗(yàn)(spontaneous breathing trial, SBT)前后的△DIVC，分析其對(duì)呼吸衰竭合并心功能不全患者撤機(jī)失敗的預(yù)估價(jià)值。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2016年11月至2018年2月在徐州市中心醫(yī)院ICU收治的因呼吸衰竭合并心功能不全行有創(chuàng)機(jī)械通氣患者120例，年齡48～90(69.5±18.4)歲，其中男性70例，女性50例。入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)18～80歲；(2)因各種原因引起的呼吸衰竭，根據(jù)2006年機(jī)械通氣應(yīng)用指南，患者符合行有創(chuàng)機(jī)械通氣條件；(3)各種疾病引起的心功能不全達(dá)到2014年中國心力衰竭診斷和治療指南中慢性心力衰竭C階段(臨床心力衰竭階段)、D階段(難治性終末期心力衰竭階段)及急性心力衰竭的診斷標(biāo)準(zhǔn)，且紐約心臟病協(xié)會(huì)(New York Heart Association,NYHA)心功能Ⅱ～Ⅳ級(jí)，包括左心衰竭、右心衰竭和全心衰竭。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)孕婦；(2)年齡<18歲；(3)SBT后氣管切開；(4)嚴(yán)重的二尖瓣狹窄或人工二尖瓣；(5)膈肌麻痹、頸椎損傷或神經(jīng)肌肉病史；(6)氣胸或縱隔氣胸；(7)在研究前48 h內(nèi)使用肌肉麻痹劑；(8)拔管后有計(jì)劃地進(jìn)行預(yù)防性無創(chuàng)通氣。患者30 min SBT成功后拔管，48 h內(nèi)不需要再次氣管插管和無創(chuàng)呼吸機(jī)輔助為撤機(jī)成功組(n=62)；30 min SBT失敗或者SBT成功后拔管，但48 h內(nèi)需要再次插管或者無創(chuàng)呼吸機(jī)輔助為撤機(jī)失敗組(n=58)。所有患者有創(chuàng)機(jī)械通氣的撤機(jī)時(shí)機(jī)均由主治醫(yī)師評(píng)估。30 min SBT成功標(biāo)準(zhǔn)：(1)氧飽和度≥85%～90%,氧分壓≥50～60 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)；(2)pH≥7.32,二氧化碳分壓增加<10 mmHg，心率<120～140次/min，或改變<20次/min；(3)90 mmHg<收縮壓<180～200或收縮壓改變<20%；(4)呼吸頻率<35次/min或改變<50%；(5)神志清醒，無感覺不適，無出汗，無輔助呼吸肌參與。一旦SBT成功，患者應(yīng)在24 h內(nèi)撤機(jī)。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理機(jī)構(gòu)評(píng)審委員會(huì)批準(zhǔn)，且獲得所有患者直系親屬的知情同意。

1.2 方法

1.2.1 資料收集 當(dāng)患者符合SBT條件時(shí),記錄患者的一般資料：性別、年齡、BMI、合并癥、急性生理學(xué)和慢性健康狀況評(píng)價(jià)Ⅱ(acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ,APACHEⅡ)評(píng)分、機(jī)械通氣時(shí)間、呼吸頻率、潮氣量(tidal volume,VT)、呼吸淺快指數(shù)(rapid shallow breathing index, RSBI)、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、血紅蛋白、白蛋白及血漿肌酐等參數(shù)，其中RBSI=呼吸頻率/潮氣量。對(duì)患者行30 min的SBT，機(jī)械通氣模式為PSV，壓力水平為5 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa),在行SBT前及行SBT 30 min時(shí)分別記錄患者血?dú)夥治銮闆r(pH，氧分壓，二氧化碳分壓，吸入氧濃度)、乳酸、N端腦鈉肽前體(N-terminal pro-brain natriuretic peptide,NT-proBNP)、左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF)及△DIVC。

1.2.2 △DIVC測量 所有患者在SBT開始前和開始后30 min時(shí)使用具有3.0 MHz 心臟探針的VIVIDi超高端心臟專家便攜式彩超機(jī)(GE Medical Systems公司，美國)進(jìn)行下腔靜脈超聲檢查。通過肋下長軸視圖觀察下腔靜脈。為了區(qū)分主動(dòng)脈和下腔靜脈，需系統(tǒng)評(píng)估下腔靜脈和右心房之間的連接。在離右心房2～3 cm處，采用M模式成像測量下腔靜脈直徑。在單個(gè)通氣循環(huán)中測量最大(Dmax)和最小下腔靜脈直徑(Dmin)，計(jì)算△DIVC。△DIVC=(Dmax-Dmin)×2/(Dmax+Dmin)。測量5個(gè)呼吸周期取其平均值。主治醫(yī)師對(duì)下腔靜脈超聲結(jié)果不知情。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 2組患者一般資料比較

2組患者在慢性呼吸疾病、APACHE Ⅱ評(píng)分、第1次插管到拔管的持續(xù)時(shí)間和血紅蛋白水平方面比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05；表1)。

2.2 2組患者在SBT 前后臨床指標(biāo)比較

與撤機(jī)成功組比較，撤機(jī)失敗組患者在SBT前及30 min后二氧化碳分壓和NT-proBNP顯著升高，LVEF顯著降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；在SBT后30 min，撤機(jī)失敗組患者△DIVC較撤機(jī)成功組顯著升高，差異亦有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05；表2)。

2.3 影響患者撤機(jī)失敗的多因素logistic回歸分析

多變量logistic回歸分析顯示，LVEF和SBT后30 min的△DIVC是患者撤機(jī)失敗的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(表3)。

2.4 ROC分析結(jié)果

SBT后30 min的△DIVC預(yù)測心功能不全患者撤機(jī)失敗的ROC曲線下面積為0.905，最佳截?cái)帱c(diǎn)0.27，靈敏度為82.4%，特異度為94.4%。LVEF預(yù)測心功能不全患者撤機(jī)失敗的ROC曲線下面積為0.806，最佳截?cái)帱c(diǎn)為42.0%，靈敏度為54.5%，特異度為86.8%(圖1)。

表1 2組患者一般資料比較

BMI: body mass index; APACHE Ⅱ: acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ; VT: tidal volume; RSBI: rapid shallow breathing index; WBC: white blood cell.

表2 2組患者SBT前后臨床指標(biāo)比較

SBT: spontaneous breathing trial; PaCO2: partial pressure of carbon dioxide; PaO2/FiO2: oxygen partial pressure/fraction of inspired oxygen; NT-proBNP: N-terminal pro-brain natriuretic peptide; LVEF: left ventricular ejection fraction; △DIVC: inferior vena cava variability. 1 mmHg=0.133 kPa.

表3 影響撤機(jī)失敗的多因素logistic回歸分析

PaCO2: partial pressure of carbon dioxide; NT-proBNP: N-terminal pro-brain natriuretic peptide; LVEF: left ventricular ejection fraction; SBT: spontaneous breathing trial; △DIVC: inferior vena cava variability.

圖1 撤機(jī)失敗預(yù)測中LVEF和△DIVC的ROC曲線

3 討 論

體外循環(huán)中下腔靜脈直徑是動(dòng)態(tài)變化的，且隨著胸內(nèi)壓力的變化而變化[6]。吸氣時(shí)，胸內(nèi)壓力降低，從而增加靜脈回流，導(dǎo)致體外循環(huán)衰竭；呼氣時(shí)，胸內(nèi)壓力增加會(huì)減少靜脈回流，導(dǎo)致體外循環(huán)直徑的增加[7]。下腔靜脈直徑隨呼吸的變化反映了容量血管的彈性。在心功能不全的情況下，容量過載會(huì)使下腔靜脈膨脹到其彈性極限，導(dǎo)致其在呼氣期間的擴(kuò)張變差[8]。因此，盡管個(gè)體患者在下腔靜脈的絕對(duì)直徑上有很大的差異，但可以通過觀察呼吸周期中△DIVC的減少來評(píng)估容量過載[9]。本研究探討了呼吸衰竭合并心功能不全患者在SBT 前及開始后30 min時(shí)△DIVC對(duì)撤機(jī)失敗的預(yù)測價(jià)值。結(jié)果表明，SBT后△DIVC可預(yù)測撤機(jī)失敗，最佳截?cái)帱c(diǎn)0.27，靈敏度為82.4%，特異度為94.4%，提示具有較高的預(yù)測價(jià)值。

撤機(jī)失敗主要有兩個(gè)重要原因。一方面，在從機(jī)械通氣到自主呼吸的突然轉(zhuǎn)移中，胸內(nèi)壓力的降低會(huì)增加靜脈回流血容量，增加心臟預(yù)負(fù)荷。同時(shí)，左心室跨壁壓的增加會(huì)增加心臟在這一過程中的后負(fù)荷，且呼吸頻率的增加和兒茶酚胺的排出也可能會(huì)增加心肌耗氧量[10]。因此，下腔靜脈擴(kuò)張會(huì)變得更差，并可能導(dǎo)致拔管后迅速呼吸衰竭。另一方面，△DIVC降低通常發(fā)生于慢性呼吸系統(tǒng)疾病或腹部疾病，常伴有頑固性呼吸衰竭或無效咳嗽。在本研究中，多變量logistic回歸顯示，△DIVC是撤機(jī)失敗的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。這與上述結(jié)論是一致的。研究表明，△DIVC可用于預(yù)測感染性休克患者的容量反應(yīng)性[4]，與那些△DIVC變化較小的患者相比，△DIVC越大，患者對(duì)液體療法的反應(yīng)更靈敏。且采用這種呼吸變異有利于消除基線或趨勢(shì)測量造成的影響，并提供了一種無創(chuàng)手段以快速確定患者床邊的容量狀態(tài)[11]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SBT后30 min的△DIVC可以預(yù)測心功能不全患者的撤機(jī)失敗，當(dāng)△DIVC>0.27時(shí)撤機(jī)失敗的風(fēng)險(xiǎn)較高。這些結(jié)論與步漲等[12]病例研究結(jié)果相符。因此，本研究認(rèn)為SBT后30 min的△DIVC是理想的預(yù)測指標(biāo)。但是，在下此結(jié)論前還應(yīng)注意以下的問題。首先，撤機(jī)失敗組的NT-proBNP水平較高，但經(jīng)進(jìn)一步分析表明，OR值非常接近1，這限制了其預(yù)測值，且由于NT-proBNP易受多種因素影響，因此不能夠準(zhǔn)確預(yù)測撤機(jī)失?。黄浯?，撤機(jī)失敗組的LVEF水平顯著低于撤機(jī)成功組，但是進(jìn)一步ROC分析表明，LVEF預(yù)測心功能不全患者撤機(jī)失敗的靈敏度較低僅為54.5%，提示采用LVEF預(yù)測撤機(jī)失敗易出現(xiàn)漏診病例。

Spadaro等[13]報(bào)道膈肌RSBI能預(yù)測撤機(jī)失敗，靈敏度高達(dá)94.1%，特異度為64.7%，ROC曲線下面積為0.89。RSBI是一個(gè)很好的綜合指標(biāo)，可以反映隔膜的功能和快速淺呼吸的存在，即隔膜上施加的機(jī)械負(fù)荷與其承受負(fù)荷能力之間的整體不平衡跡象。然而，本研究中2組患者RSBI沒有顯著差異，考慮RSBI易受多種因素的影響，如副呼吸肌的能力、膈肌功能受損、撤機(jī)引起的心力衰竭、機(jī)械負(fù)荷過大等，因此，RSBI是否可以作為預(yù)測撤機(jī)失敗的理想指標(biāo)仍有待進(jìn)一步研究。

本研究中還存在一些不足。首先，研究對(duì)象數(shù)量較少，可能導(dǎo)致RBSI對(duì)心功能不全患者撤機(jī)失敗的預(yù)測價(jià)值未被發(fā)現(xiàn)，因此，有必要招募足夠的患者來確定這些內(nèi)容。其次，△DIVC不能反映其他病因，如分泌物過多、上呼吸道阻塞、精神狀態(tài)等，因此拔管結(jié)果應(yīng)繼續(xù)根據(jù)具體病例特征確定?？傊琒BT 30 min后的△DIVC可以預(yù)測呼吸衰竭合并心功能不全患者的撤機(jī)失敗，但臨床醫(yī)師在撤機(jī)過程中需根據(jù)具體病例特征并結(jié)合床邊超聲評(píng)估下的△DIVC來作出正確判斷。