呼吸衰竭合并心衰患者脫機(jī)相關(guān)性肺水腫的研究進(jìn)展

白 珀 張睢揚(yáng)

隨著社會(huì)老齡化的進(jìn)展，因呼吸衰竭而使用機(jī)械通氣同時(shí)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(jī)械通氣患者會(huì)較其他患者擁有更長的ICU住院時(shí)間，并會(huì)延長機(jī)械通氣的使用時(shí)間。機(jī)械通氣通常對(duì)于心功能正常患者血流動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生負(fù)性作用[1]，因?yàn)槊看挝鼩鈺r(shí)胸腔正壓會(huì)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(jìn)行長期機(jī)械通氣后心功能雖然有明顯改善，但脫機(jī)階段的自主呼吸實(shí)驗(yàn)(spontaneous breathing test, SBT)改變了肺部機(jī)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(xiǎn)因素重新暴露，從而使脫機(jī)相關(guān)的心源性肺水腫容易發(fā)生。現(xiàn)就脫機(jī)相關(guān)性肺水腫發(fā)生、發(fā)展的機(jī)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(jī)成功率。

一、脫機(jī)相關(guān)性肺水腫的發(fā)生機(jī)制

脫機(jī)相關(guān)性肺水腫(weaning associated pulmonary edema)的發(fā)生機(jī)制非常復(fù)雜，包括吸氣時(shí)胸內(nèi)壓的下降、呼吸功的增加、以及呼吸機(jī)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(huì)造成機(jī)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(shí)胸內(nèi)壓的下降，會(huì)增加外周靜脈回流壓力梯度和血容量(前負(fù)荷)的增加；而隨之而來的左心后負(fù)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(shí)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(shí)增加了一些高危患者心肌缺血的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

在一些既往罹患右心功能不全的患者會(huì)因低氧血癥及內(nèi)源性PEEP(PEEPi)的出現(xiàn)，發(fā)生脫機(jī)相關(guān)的右心后負(fù)荷增加[4]。此外，外周靜脈回流增加的同時(shí)導(dǎo)致了右心負(fù)荷在脫機(jī)時(shí)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(jī)過程中出現(xiàn)的左室前負(fù)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(fù)荷的增加會(huì)造成左室灌注壓力增高，而在未罹患左心疾病患者的肺動(dòng)脈楔壓(pulmonary artery occlusion pressure, PAOP)增加則是有限的[5]。有報(bào)道指出，罹患有左心疾病的患者脫機(jī)失敗時(shí)PAOP顯著增加[6-7]，提示心源性肺水腫可造成脫機(jī)失敗。

此外，肺部原發(fā)疾病(如COPD)更是增加了脫機(jī)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(jī)制：①SBT試驗(yàn)中吸氣時(shí)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(fù)荷；②呼吸功顯著增加造成耗氧量增加，進(jìn)一步加重既往心肌缺血患者再發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。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(yàn)上講，失敗的脫機(jī)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(jī)相關(guān)性肺水腫的臨床診斷方法

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

1. 右心導(dǎo)管: 右心導(dǎo)管插入術(shù)對(duì)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(jià)值， 因?yàn)樗蓽y量PAOP、肺動(dòng)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(duì)脫機(jī)相關(guān)性肺水腫的診斷。在不成功的SBT試驗(yàn)期間出現(xiàn)一個(gè)比正常值明顯高的PAOP提示發(fā)生了脫機(jī)相關(guān)性肺水腫[9]。雖然18 mmHg被認(rèn)為是一個(gè)經(jīng)典的評(píng)價(jià)截點(diǎn)，但PAOP對(duì)肺水腫的研究價(jià)值并不十分明確。眾多的研究已經(jīng)顯示，脫機(jī)失敗的患者PAOP會(huì)增加[6-7]。在利尿治療后60%的脫機(jī)困難患者能夠成功脫機(jī)，并且PAOP值沒有進(jìn)一步的升高。以上提示脫機(jī)引起的PAOP值增加在這些脫機(jī)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(shí)上脫機(jī)過程與日常的運(yùn)動(dòng)非常相似，以至于心輸出量的增加被認(rèn)為是對(duì)呼吸功增加的應(yīng)答，與此相同脫機(jī)過程被認(rèn)為是對(duì)機(jī)械通氣向自主呼吸試驗(yàn)突然轉(zhuǎn)變時(shí)的應(yīng)答[10]。有報(bào)道指出，在脫機(jī)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(yùn)輸能力以應(yīng)對(duì)增加的氧耗。這些患者不僅會(huì)出現(xiàn)PAOP增加，同時(shí)也會(huì)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(shí)，但與PAOP一樣可以用來鑒別心源性脫機(jī)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(gè)工具來監(jiān)測心源性脫機(jī)失敗。

綜上所述，右心導(dǎo)管插入術(shù)除了可鑒別患者脫機(jī)所出現(xiàn)的PAOP外，還可以為脫機(jī)相關(guān)性肺水腫的機(jī)制提供重要的信息，對(duì)診斷心源性脫機(jī)失敗有非常大的幫助。但肺動(dòng)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(jī)困難。

2. 超聲心動(dòng)圖: 超聲心動(dòng)圖在評(píng)價(jià)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(jī)困難的患者中，Lamia等[7]檢驗(yàn)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(xiàng)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(dú)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(rèn)為超聲心動(dòng)圖可以鑒別患者是否存在脫機(jī)相關(guān)性心肺水腫[7]。此外，超聲心動(dòng)圖對(duì)于心功能的監(jiān)測是一個(gè)有價(jià)值的手段，既可以床旁使用， 又可以在脫機(jī)期間對(duì)心功能異常提供重要的信息。但是超聲心動(dòng)圖是一種對(duì)操作者依賴性很強(qiáng)的檢查方法，需要長時(shí)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(duì)心肌纖維拉伸起作用。心肌收縮及舒張功能障礙時(shí)它們?cè)隗w循環(huán)中的分泌會(huì)明顯增加。在重癥患者中，這個(gè)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(xiàng)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(jī)失敗[14-15]。但是這兩項(xiàng)研究并沒有直接的結(jié)果。Mekontso-Dessap等[14]指出，在首次脫機(jī)試驗(yàn)前，血清BNP水平高的患者在隨后的脫機(jī)失敗中，血漿BNP值預(yù)測脫機(jī)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(shí)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(jī)不耐受。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是進(jìn)行SBT試驗(yàn)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(dòng)脈高壓，甚至沒有左心功能不全時(shí)亦可升高[12]。文獻(xiàn)報(bào)道通過超聲心動(dòng)圖進(jìn)行測量的收縮期心功能不全在脫機(jī)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(qiáng)調(diào)目前沒有明確的證據(jù)表明血清BNP可以作為確認(rèn)心源性脫機(jī)失敗的指征。Grasso等[15]評(píng)估了NT-proBNP在檢測COPD患者心源性脫機(jī)失敗中的重要性。心源性脫機(jī)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(jìn)行判斷，他們的診斷依據(jù)是超聲心動(dòng)圖、心電圖、臨床表現(xiàn)、血流動(dòng)力學(xué)、氣體交換及基線和SBT結(jié)束時(shí)的呼吸變量等指標(biāo)。在SBT期間，NT-proBNP的增高在預(yù)測脫機(jī)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(gè)更大規(guī)模的隊(duì)列研究才能進(jìn)一步證實(shí)其可靠性。對(duì)Mwkoontso-Dessap和Grasso[14-15]等所作報(bào)告的數(shù)據(jù)差異，提示應(yīng)謹(jǐn)慎地使用BNP作為對(duì)心源性肺水腫進(jìn)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(jī)誘發(fā)的血液濃縮: 脫機(jī)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(xì)血管向組織間隙移動(dòng)。當(dāng)這些間隙液足夠多時(shí)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(xì)胞壓積基礎(chǔ)值的變化對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測。最近的一項(xiàng)研究分析指出，脫機(jī)期間出現(xiàn)的急性血液濃縮可以對(duì)脫機(jī)相關(guān)性肺水腫的診斷有所幫助。

脫機(jī)相關(guān)性肺水腫的定義是對(duì)SBT的不耐受以及在SBT末期PAOP上升超過18 mmHg。Anguel等[6]對(duì)46名連續(xù)兩次SBT試驗(yàn)失敗的患者放入肺動(dòng)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(jī)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(jī)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(duì)監(jiān)測脫機(jī)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(jī)失敗的患者在第4次脫機(jī)前均使用了利尿劑和/或血管擴(kuò)張劑[6]，這些患者沒有再出現(xiàn)脫機(jī)相關(guān)性肺水腫，而且淋巴蛋白也沒有變化。這項(xiàng)研究提示在SBT期間測量淋巴蛋白急性變化對(duì)監(jiān)測脫機(jī)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(dòng)圖可以提供更為長遠(yuǎn)的證據(jù)，而且可以給探尋脫機(jī)失敗機(jī)制提供更多有用的信息。

在脫機(jī)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(fù)荷的過度增加在錯(cuò)綜復(fù)雜的機(jī)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(jī)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(jìn)一步使用。而相對(duì)簡單的如經(jīng)胸腔超聲心動(dòng)圖、血BNP及淋巴蛋白濃度變化等非侵入性檢查測方法被認(rèn)為是診斷脫機(jī)相關(guān)性肺水腫更有價(jià)值的檢查方式。

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