新生兒機(jī)械通氣撤機(jī)失敗的影響因素及預(yù)測指標(biāo)分析

朱鳳芹 徐艷 劉文強(qiáng) 王軍

機(jī)械通氣(Mechanical ventilation，MV)是危重新生兒維持有效呼吸不可缺少的一部分。盡管近年來在使用非侵入性呼吸支持方面取得了巨大進(jìn)展，但相當(dāng)一部分極早早產(chǎn)兒和危重疾病新生兒仍需要氣管插管和侵入性機(jī)械通氣。由于長期通氣與并發(fā)癥、死亡率增加等有關(guān)[1-4]，因此需要早期撤機(jī)或拔管。通常，撤機(jī)指征的評估主要仍依賴臨床醫(yī)生個人經(jīng)驗，并受血氣分析、氧供需求和通氣設(shè)置的影響[5]，然而這些評估往往是主觀的、不精確的，缺乏客觀的評估方法，并沒有減少撤機(jī)失敗率。既往常規(guī)的撤機(jī)指征不能完全評估新生兒能否成功撤機(jī)，預(yù)測撤機(jī)的指標(biāo)在新生兒科缺少數(shù)據(jù)，使得撤機(jī)準(zhǔn)備評估，向復(fù)雜化邁進(jìn)。因此，本研究旨在從多方面探討新生兒撤機(jī)失敗的影響因素，確定高危因素，尋找預(yù)測指標(biāo)，減少撤機(jī)失敗率。

資料與方法

一、研究對象

選取徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院2015年1月1日至2019年12月31日期間新生兒重癥監(jiān)護(hù)病房neonatal intensive care unit(NICU)接受有創(chuàng)機(jī)械通氣治療時間≥72 h并存活的新生兒350例為研究對象。按照撤機(jī)標(biāo)準(zhǔn)撤機(jī)，根據(jù)撤機(jī)48 h內(nèi)是否再次插管，分為撤機(jī)成功組與撤機(jī)失敗組。撤機(jī)成功組303例，其中男性186例，女性117例；撤機(jī)失敗組47例，其中男性31例，女性16例。排除標(biāo)準(zhǔn)：① 先天性發(fā)育異常如：先天性胸廓及肺發(fā)育畸形、復(fù)雜型先天性心臟病、多發(fā)畸形等；② 神經(jīng)肌肉疾病、遺傳代謝性疾病等；③ 高頻通氣、意外脫管；④ 機(jī)械通氣期間死亡或撤機(jī)前自動出院；⑤ 撤機(jī)前確診心律失常；⑥ 在撤機(jī)時接受任何鎮(zhèn)靜或血管活性藥物；⑦ 因外科手術(shù)需要插管。所有數(shù)據(jù)均來自患兒電子病歷和我院NICU臨床數(shù)據(jù)庫。徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院機(jī)構(gòu)審查委員會批準(zhǔn)。

二、研究方法

1 機(jī)械通氣指征[6]所有新生兒均采用德爾格Babylog 8000呼吸機(jī)進(jìn)行通氣，根據(jù)2015版新生兒機(jī)械通氣常規(guī)，滿足機(jī)械通氣標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行上機(jī)。

2 撤機(jī)指征[6]① 導(dǎo)致機(jī)械通氣的原發(fā)疾病控制并好轉(zhuǎn)；② 自主呼吸恢復(fù)，并能維持一定的有效通氣量；③ 在同步間歇指令通氣(synchronized intermittent mandatory ventilation，SIMV)或壓力支持(pressure support ventilation，PSV)等輔助通氣時，吸入氧濃度(fraction of inspired oxygen, FiO2)≤0.4, 吸氣末峰壓(peak inspiratory pressure, PIP)≤18 cmH2O(1 cmH20=0.098 kPa)，平均氣道壓(MAP)<8 cmH2O，呼氣末正壓(positive end-expiratory pressure, PEEP)≤6 cmH2O等較低通氣條件下，動脈血氣結(jié)果維持正常。

3 撤機(jī)失敗判定[5, 7]撤離呼吸機(jī)后48小時內(nèi)需要再次插管接有創(chuàng)機(jī)械通氣。

4 再次插管指征 當(dāng)出現(xiàn)下列一項或一項以上時需考慮再次插管：① 呼吸功能障礙(低氧血癥、高碳酸血癥、明顯呼吸費力、呼吸衰竭、大量肺不張); ② 動脈血氣分析顯示pH<7.25，且PCO2>60 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)；③ 當(dāng)FiO2達(dá)到60%，氧飽和度仍小于88%；④ 每小時呼吸暫停大于2 次，或任何一次呼吸暫停不能通過刺激緩解，需正壓通氣才能改善；⑤血流動力學(xué)不穩(wěn)定(如主要臟器大出血、心跳驟停等)。

三、觀察指標(biāo)

兩組撤機(jī)前觀察指標(biāo)：性別、出生胎齡及體重、Apgar評分1分鐘及5分鐘、產(chǎn)前激素使用、肺表面活性劑、咖啡因應(yīng)用、地塞米松使用、地塞米松距離撤機(jī)的使用時間、利尿劑、吸痰耐受能力、機(jī)械通氣時間、撤機(jī)時體重、撤機(jī)時有無呼吸窘迫、撤機(jī)當(dāng)日液體入量、撤機(jī)時自主呼吸頻率及心率、有無多臟器損害、有無動脈導(dǎo)管未閉(patent ductus arteriosus，PDA)、有無呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎(ventilator associated pneumonia，VAP)、撤機(jī)前機(jī)械通氣模式(SIMV or PSV)、撤機(jī)前呼吸機(jī)參數(shù)(FiO2、PIP、MAP、PEEP)及血氣分析結(jié)果(PH、PO2、PCO2、HCO3)。

兩組撤機(jī)后觀察指標(biāo)：① 無創(chuàng)通氣模式:鼻間歇正壓通氣(nasal intermittent positive pressure ventilation，NIPPV)、持續(xù)氣道正壓通氣(continuous positive airway pressure，CPAP)、其他(高流量鼻導(dǎo)管吸氧、低流量鼻導(dǎo)管吸氧或頭罩吸氧)；② 是否霧化。

其中吸痰耐受能力[8]：① 能耐受：吸痰后血氧飽和度(SPO2)在10 s內(nèi)能迅速上升至85%以上；② 不能耐受：吸痰后SPO2在10 s或更長時間不能上升至85%。

四、統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié) 果

一、兩組撤機(jī)前一般情況及臨床變量因素比較

出生胎齡<28、28～32、32～34、35～36、≥37周撤機(jī)失敗率發(fā)生率分別為50.0%(4/8)、20.0%(22/110)、12.6%(11/87)、7.8%(6/77)、5.9%(4/68)；出生體重<1 500、1 500～2 500、≥2 500 g撤機(jī)失敗發(fā)生率為23.1%(21/91)、12.3%(19/155)、6.7%(7/104)；撤機(jī)失敗組出生胎齡及體重、Apgar評分1分鐘及5分鐘、撤機(jī)時體重均明顯低于撤機(jī)成功組，機(jī)械通氣時間、撤機(jī)當(dāng)日液體入量、撤機(jī)時自主呼吸頻率及心率均明顯高于撤機(jī)成功組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。兩組性別、產(chǎn)前激素使用、肺表面活性劑、咖啡因應(yīng)用、地塞米松使用、地塞米松距離撤機(jī)使用時間、利尿劑、PDA、VAP差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。撤機(jī)失敗組吸痰耐受能力差、撤機(jī)時呼吸窘迫、多臟器損害均明顯高于撤機(jī)成功組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(見表1)。

二、兩組撤機(jī)前通氣設(shè)置及血氣分析結(jié)果因素比較

兩組撤機(jī)前機(jī)械通氣模式及參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。撤機(jī)失敗組血氣分析中PH值低于撤機(jī)成功組，PCO2水平明顯高于撤機(jī)成功組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(見表2)。

表1 兩組患兒撤機(jī)前一般情況及臨床變量因素比較

表2 兩組患兒撤機(jī)前通氣設(shè)置及血氣分析結(jié)果因素比較

三、兩組撤機(jī)后因素比較

撤機(jī)成功組與失敗組撤機(jī)后無創(chuàng)通氣模式選擇不同，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=6.430，P=0.040)，且撤機(jī)失敗組CPAP模式占比明顯低于撤機(jī)成功組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；撤機(jī)成功組與失敗組NIPPV模式及其他模式差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。撤機(jī)后霧化差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(見表3)。

表3 兩組患兒撤機(jī)后因素比較(例)

四、影響撤機(jī)失敗的高危因素

以撤機(jī)失敗為因變量，以表(1、2、3)中差異有統(tǒng)計學(xué)的因素為自變量，進(jìn)行多因素logistic回歸分析。結(jié)果顯示，機(jī)械通氣時間長、吸痰耐受能力差、多臟器損害、高PCO2、撤機(jī)時自主呼吸頻率及心率快是撤機(jī)失敗的高危因素(P<0.05)(見表4)。

表4 影響患兒撤機(jī)失敗的高危因素

五、撤機(jī)失敗相關(guān)因素的預(yù)測價值

ROC曲線下面積AUC分析示PCO2預(yù)測效果顯著。利用這個變量建立預(yù)測撤機(jī)失敗的模型，該模型ROC曲線下面積AUC為0.819，最佳截斷值為47.5 mmHg(見表5及圖1)。

表5 撤機(jī)失敗相關(guān)因素的預(yù)測價值

圖1 相關(guān)因素預(yù)測撤機(jī)失敗的ROC曲線

討 論

本研究從多方面分析撤機(jī)失敗的影響因素，因為確定新生兒撤機(jī)的理想時間是相當(dāng)困難且是有爭議的主題。本研究在符合撤機(jī)標(biāo)準(zhǔn)下撤機(jī)，撤機(jī)失敗率為13.4%，略低于既往的報道[3-4, 7]，這種差異可能是人口特征及臨床實踐的差異和文獻(xiàn)中對撤機(jī)失敗的不同定義[7]。影響撤機(jī)失敗的因素眾多，機(jī)械通氣時間長、吸痰耐受能力差、多臟器損害、高PCO2、撤機(jī)時自主呼吸頻率及心率快是撤機(jī)失敗的高危因素。PCO2預(yù)測撤機(jī)失敗價值高，曲線下面積為0.819。

機(jī)械通氣時間長是撤機(jī)失敗的高危因素。單因素分析撤機(jī)失敗，在胎齡及體重較低的嬰兒中發(fā)生率高，與既往的研究一致[3-4,9]，這提示撤機(jī)失敗是呼吸發(fā)育不成熟的標(biāo)志，可能需要長時間機(jī)械通氣。另一個可能的原因是長時間的機(jī)械通氣和隨之而來的呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷，進(jìn)一步加重了潛在的肺部疾病。雖然機(jī)械通氣時間是新生兒VAP的危險因素[10]，盡管我們研究中機(jī)械通氣時間較長，但兩組VAP發(fā)生率無統(tǒng)計學(xué)差異，與劉宏偉等[11]的研究不同。這種差異可能與新生兒VAP定義不明確導(dǎo)致新生兒醫(yī)生缺乏知識以及臨床實踐差異有關(guān)[10]。所以，制定機(jī)械通氣撤機(jī)策略及時拔管、大量使用無創(chuàng)通氣，減少撤機(jī)失敗風(fēng)險。

機(jī)械通氣時進(jìn)行氣管插管內(nèi)吸痰是清除呼吸道分泌物、保持氣道通暢、保證足夠氧合的重要措施[12]。在成人，吸痰耐受能力根據(jù)患者吸痰后臨床表現(xiàn)可分度及評分[13]，但對于新生兒，吸痰后一些臨床表現(xiàn)不如成人明顯。盡管氣管內(nèi)吸痰廣泛應(yīng)用，但新生兒對吸痰后的客觀反應(yīng)資料卻很少。我們的回歸分析顯示吸痰耐受能力差是撤機(jī)失敗的高危因素。在撤機(jī)階段吸痰后兩組SPO2變化不同，一方面與吸痰本身導(dǎo)致肺內(nèi)富氧氣體被抽出、氧儲備量減少有關(guān)[8, 12]，另一方面可能是因脫離呼吸機(jī)而中斷PEEP發(fā)生部分肺不張導(dǎo)致低氧血癥，間接反應(yīng)撤機(jī)階段的不適應(yīng)。這一客觀發(fā)現(xiàn)表明，吸痰耐受能力可為新生兒撤機(jī)階段客觀評估提供了新的研究空間。

多臟器損害是撤機(jī)失敗的高危因素，與劉宏偉等[11]的研究一致。機(jī)械通氣期間伴有多臟器損害可能會給呼吸、循環(huán)及其他多系統(tǒng)等造成影響，內(nèi)環(huán)境失衡，導(dǎo)致撤機(jī)失敗。因此，預(yù)見性評估新生兒疾病的發(fā)展，重要臟器功能及生命體征動態(tài)監(jiān)測，才能有助于穩(wěn)定撤機(jī)。

大多數(shù)臨床醫(yī)生撤機(jī)前考慮監(jiān)測血氣分析[5]。我們發(fā)現(xiàn)高PCO2是撤機(jī)失敗的高危因素，與Chawla等[3]、Manley等[4]的報道一致。機(jī)械通氣伴有高碳酸血癥的嬰兒不太可能產(chǎn)生足夠的自發(fā)潮氣量來成功地撤機(jī)，這表明，如果嬰兒達(dá)到撤機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，但血氣PCO2較高(大于47.5 mmHg)，我們可以考慮推遲撤機(jī)。

撤機(jī)過程代表了一個從機(jī)器輔助呼吸到自主呼吸的轉(zhuǎn)變時期，與自主活動變化有關(guān)[14]。我們研究發(fā)現(xiàn)，撤機(jī)時安靜狀態(tài)下，自主呼吸頻率及心率快是撤機(jī)失敗的高危因素。這顯示撤機(jī)階段嬰兒內(nèi)在行為變化與撤機(jī)失敗存在一種關(guān)聯(lián)。目前，關(guān)于撤機(jī)成功與失敗的高質(zhì)量預(yù)測指標(biāo)資料缺乏，Shalish等[15]的一項薈萃分析顯示自主呼吸試驗(SBT)預(yù)測拔管敏感性高，但特異性有限。雖然呼吸及心率次數(shù)是生理穩(wěn)定性的粗略衡量，但兩者ROC曲線分析顯示特異性較高。Draghici等[14]利用心率與心電圖R波之間的間隔呈逆函數(shù)定義了心率變異性，Sullivan等[16]發(fā)現(xiàn)心率變異性小與呼吸系統(tǒng)疾病惡化有關(guān)，且通常在一些臨床癥狀被識別之前出現(xiàn)，隨后Shalish 等[17]也通過心肺行為自動分析測量來預(yù)測極早早產(chǎn)兒拔管準(zhǔn)備情況。我們的研究撤機(jī)前未常規(guī)進(jìn)行SBT程序化脫機(jī)，失敗組心肺變化反應(yīng)了撤機(jī)前SBT試驗的不耐受性，為未來進(jìn)行SBT指導(dǎo)撤機(jī)提供有力的數(shù)據(jù)參考，心肺等生理變量測量也可為早期預(yù)防撤機(jī)失敗的干預(yù)提供了機(jī)會。

我們的研究是一項回顧性單中心研究，研究對象數(shù)量相對有限。雖然通氣方面有廣泛的指導(dǎo)，但采集血氣分析到撤機(jī)的時間間隔也沒有規(guī)范，采集過程可能因不穩(wěn)定因素(比如哭鬧、疼痛等)而干擾結(jié)果。盡管有這些局限性，我們的研究還是有一些優(yōu)勢。這是從更多可干預(yù)方面評估新生兒撤機(jī)成功與失敗結(jié)果的研究。我們的調(diào)查結(jié)果，應(yīng)被用來進(jìn)一步指導(dǎo)臨床、刺激研究，利用這些人口學(xué)特征及臨床數(shù)據(jù)建立撤機(jī)準(zhǔn)備評估，為未來旨在減少撤機(jī)失敗率的各種干預(yù)措施的研究提供風(fēng)險信息。

綜上所述，撤機(jī)失敗的影響因素眾多，多種因素同時存在，減少機(jī)械通氣時間，臨床癥狀合理掌控，糾正酸堿紊亂，維持自主活動穩(wěn)定，預(yù)測指標(biāo)評估撤機(jī)準(zhǔn)備，可減少撤機(jī)失敗率，但仍需進(jìn)一步大樣本對照試驗及多中心驗證。