老年COPD急性加重期患者自主呼吸試驗通過后拔管失敗原因分析

喬智灝，賈樹寶，董慧青

我國40歲以上人群中 COPD患病率高達8.2%［1］，而COPD急性加重期 (AECOPD)合并呼吸衰竭是老年COPD患者的主要死亡原因之一［2］。嚴重呼吸衰竭患者往往需重癥醫學科 (ICU)行有創正壓機械通氣治療挽救生命，但拔管時間提前或延遲均可能影響患者預后。本研究回顧性分析大同煤礦集團總醫院ICU收治的老年AECOPD行機械通氣拔管失敗患者的臨床資料，分析拔管失敗原因，以提高撤機成功率。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2014年1—12月大同煤礦集團總醫院收治的AECOPD并呼吸衰竭行有創機械通氣且通過自主呼吸試驗 (SBT)后拔管失敗患者12例為研究對象，其中男11例，女1例;年齡68～85歲，中位年齡78.5歲;急性生理與慢性健康狀況評分系統Ⅱ (APACHEⅡ)評分22～34分，平均(27±5)分;機械通氣時間3～14 d，平均 (10±3)d。

1.2 SBT

1.2.1 SBT條件［3］(1)血流動力學穩定，無需血管活性藥物維持;(2)意識清楚，可正常交流，已停用鎮靜劑;(3)肺部感染得到控制;(4)體溫≤38℃;(5)動脈血氧分壓(PaO2) ＞60 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)，吸入氧濃度(FiO2) ＜40%，呼氣末正壓通氣 (PEEP) ＜5 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa);(6)有嗆咳反應。

1.2.2 SBT參數 設置呼吸機壓力支持呼吸模式 (PSV)，壓力支持 (PS)為7 cm H2O，PEEP為2～3 cm H2O，FiO2為30%～35%，使血氧飽和度 (SpO2)維持在90%～95%。

1.2.3 SBT成功標準［3］SBT 持續30 min，符合以下條件即判定SBT成功:(1)FiO2≤50%時，pH≥7.32，動脈血二氧化碳分壓 (PaCO2)上升≤10 mm Hg，PaO2≥60 mm Hg;(2)SpO2≥85%，心率≤140次/min(上升≤20%)，呼吸頻率≤35次/min(上升≤50%)，無意識障礙，無感覺不適，無發汗，無輔助呼吸肌參與呼吸。拔管后給予鼻導管或面罩吸氧。

1.3 拔管失敗 任何原因導致患者在拔管后72 h內再次行機械通氣支持、死亡或放棄治療即判定拔管失敗。患者出現以下任一情況需再次行機械通氣支持［4］:(1)意識障礙;(2)持續呼吸頻率＞40次/min或＜8次/min;(3)痰量較多或誤吸而無法自己咳出;(4)pH≤7.20伴PaCO2進行性增高，吸氧情況下PaO2＜50 mm Hg;(5)呼吸無力，存在呼吸肌疲勞，呼吸運動不協調或存在三凹征;(6)給予充分擴容和加大血管活性藥物劑量后收縮壓＜90 mm Hg并持續30 min以上。拔管失敗原因均經全科討論統一意見后得出。

2 結果

本研究因呼吸系統原因導致拔管失敗7例，其中咳痰無力4例，呼吸肌負荷過高2例，于拔管后24 h內重新插管;大氣道梗阻1例，于拔管后30 min內重新插管。因心血管系統原因導致拔管失敗2例，均為左心功能不全，于拔管后24～72 h內重新插管。因全身營養狀況不良導致拔管失敗2例，于拔管后48～72 h內重新插管。因中樞神經系統原因導致拔管失敗1例，拔管48 h后行顱腦CT確診為腦梗死。

3 討論

SBT是模擬患者生理狀態下行最低通氣水平支持，觀察一段時間內參數變化，若參數在可接受的范圍內，則表明試驗成功，可以拔管［3］。但SBT成功后患者需要再插管的比例仍較高，約20%的患者拔管失敗，在AECOPD患者中的比例則更高，甚至達到35%［5-7］。本研究對本院12例AECOPD機械通氣患者SBT成功后，仍需二次插管的原因分析如下。

3.1 呼吸系統原因 研究表明，我國80% ～90%的AECOPD合并呼吸衰竭是由支氣管-肺部感染引起［8］。經機械通氣和其他治療，AECOPD患者肺部感染得到控制，支氣管黏膜水腫狹窄減輕，分泌物減少，氣道阻力下降，呼吸肌負荷降低。同時正壓通氣承擔了部分甚至全部呼吸負荷來保證機體的有效通氣，使疲勞的呼吸肌得到充分休息，這也是AECOPD患者能夠通過SBT的主要原因。但有研究顯示，AECOPD患者撤離正壓通氣后食管壓為 (20±6)cm H2O，明顯高于健康人的-5 cm H2O，說明與健康人相比AECOPD患者呼吸負荷明顯增高［9］。

本研究6例患者因咳痰無力或呼吸肌負荷過重，于拔管后24 h內再次行插管，分析原因并非由于肺部感染復發所致，更有可能是患者呼吸肌長期處于疲勞狀態，其呼吸功能雖得到一定恢復而能夠通過SBT，但仍然缺乏長期對抗呼吸負荷的能力。國外學者研究發現，呼吸道的分泌物量、年齡、咳嗽能力、血紅蛋白、淺快呼吸指數、APACHEⅡ評分及拔管前液體平衡等與患者拔管后呼吸負荷及咳痰能力有關［10-12］，不全面評估以上指標，很可能導致拔管失敗。

本研究1例患者拔管后30 min內出現大氣道梗阻致呼吸困難，分析原因為大氣道因黏膜水腫狹窄，給予地塞米松靜脈注射和緊急氣管插管處理后緩解。有文獻報道，拔管后15.3%的患者出現氣道黏膜水腫［13］，AECOPD患者氣道黏膜損傷為其特征性病理改變，長時間的氣管插管和氣囊的壓迫極易導致氣道黏膜局部水腫。AECOPD合并呼吸衰竭多為高齡患者，有其獨特的病理生理特點，如易合并心功能不全，血管內皮細胞容易受損且恢復困難等，因此氣道局部易發生毛細血管滲漏而水腫［14］，造成氣道梗阻。拔管前使用纖維支氣管鏡檢查氣道水腫程度有利于提高拔管成功率，但操作較復雜;氣囊漏氣試驗是臨床常用的評估方式，對于篩查拔管后氣道水腫的高危患者有較高的特異性［15］。

3.2 心血管系統原因 正壓通氣撤除所誘發的心功能不全被認為是再插管的一個重要因素［16］。COPD患者長期處于慢性缺氧狀態，心肌供養不足和肺動脈高壓極易導致心功能不全。AECOPD正壓通氣時，患者呼吸力學最根本的變化是胸腔內壓(ITP)由負壓逆轉成正壓，因心肺交互作用［17］，左右心室負荷均有所降低，加之治療上習慣的液體控制，心功能不全癥狀通常不明顯。撤機時，ITP瞬間由正壓逆轉為負壓，造成右心房壓吸氣相迅速降低，而增加全身靜脈回流，大量相對正壓通氣時的額外血容量短時間進入肺循環，胸腔內血容量及血管外肺水含量增加，發生左心功能不全引起肺水腫，導致肺順應性降低和氣道阻力增加 (細支氣管水腫或痙攣)，使呼吸功明顯增加［18］。另一方面，短時間增加的靜脈回心血量，致左心室容量負荷上升而使心臟做功增加，導致心肌耗氧增加，會使潛在心功能不全進一步加重，誘發左心衰竭，出現心源性肺水腫。有研究認為，血漿氨基末端腦鈉肽前體 (NT-proBNP)水平可以預測撤機結局，無論患者有無心力衰竭表現，拔管前NT-proBNP達到394.5 ng/L時，應對患者進行改善心功能的治療，以提高撤機成功率［18］。

3.3 營養不良原因 營養不良和體質量下降是AECOPD患者病情進展的特征之一，有報道稱，營養不良在COPD患者中的發病率為20%～50%，且營養狀態與預后密切相關，被認為是COPD獨立于肺功能的重要預后指標之一［19］。本研究2例再插管患者體質指數 (BMI)均＜20 kg/m2，且臨床有營養不良表現。拔管24 h后逐漸出現呼吸急促及三凹征表現，無痰量增多和哮鳴音，拔管48 h后再次插管。

營養不良的AECOPD患者外周骨骼肌有氧代謝能力降低，肌肉乳酸堆積，易發生疲勞，造成上述代謝改變的可能機制為:(1)肺血管床破壞較嚴重，使左心室充盈不足、心輸出量降低、運動中心輸出量不能隨運動功率相應地增加，對組織氧供減少;(2)患者肺過度充氣較嚴重，運動時更為明顯，使呼吸肌處于長度-力量曲線的低效率部分，通氣效率低下，通氣氧耗增加，造成所謂的“盜血”現象，即血流從外周非重要器官轉移至呼吸肌等重要器官以完成呼吸運動;(3)營養不良可以造成外周骨骼肌結構和生化的改變，即線粒體數目減少，體積縮小，功能下降，糖原利用和乳酸形成加快，游離脂肪酸代謝減慢，這些變化導致骨骼肌對氧的利用能力下降［20］。

所以AECOPD合并營養不良患者，經機械通氣治療后呼吸肌疲勞得到緩解，肌肉內代謝性酸中毒有所改善，通氣效率開始恢復，有可能通過SBT。但運動耐力的降低使其無法長期應對小氣道阻力增高和動態充氣過度導致的內源性呼吸末正壓，最終發生呼吸衰竭。

3.4 中樞神經系統原因 本研究1例患者因發生腦梗死出現意識障礙導致再次插管。有研究顯示AECOPD患者發生腦梗死的概率為2% ～5%［21］。

AECOPD并發腦梗死的機制可能與下述原因有關:(1)AECOPD患者多為高齡，通常伴有糖尿病、高血壓及長期吸煙史等腦梗死的高危因素;(2)腦組織對缺氧敏感，長期缺氧損傷腦血管內皮細胞，使其通透性增加并引起腦血管擴張，導致腦血流量下降從而引起腦梗死;(3)缺氧也可導致腦細胞氧化過程發生障礙，細胞內三磷酸腺苷 (ATP)生成減少，鈉鉀交換ATP酶所需能量不足，引起乳酸生成增多，細胞內pH值降低，細胞內Na+及細胞內液增多，促進腦梗死的發生［22］;(4)慢性缺氧引起促紅細胞生成素 (EPO)分泌增加，刺激骨髓造血功能增強，引起紅細胞和血紅蛋白水平增加，長期紅細胞增多導致血液黏稠度增加，引起血管內皮細胞損害，血小板黏附、凝聚、溶解并釋放血小板因子，促進凝血活酶形成，使血液處于高凝狀態，形成凝血和血栓，導致腦梗死的發生［23］;(5)AECOPD患者由于進食少、發熱、利尿等原因引起血容量不足，腦血流量減少，血液進一步濃縮，血液黏稠度也進一步提高［24］;(6)AECOPD患者多為老年患者，其腦血管順應性差，這也是引起血栓形成的危險因素。

中樞神經系統病變患者的撤機較困難，及早發現高危患者并做預防性處理是撤機成功的關鍵。研究提出，對AECOPD機械通氣患者可采用抗凝、抗血小板等方法改善血流變化，以改善腦組織和全身組織的供血供氧，對預防腦梗死十分有益［25］。

總之，撤機時機的掌握仍然是ICU醫生面臨的難題，目前尚缺乏對撤機的系統認識，SBT雖然對撤機有一定指導意義，但應認識到其局限性。分析各種撤機過程中失敗的原因，并進行針對性預先處理，可降低AECOPD患者再插管概率。

［1］中華醫學會呼吸病學分會慢性阻塞性肺疾病學組.慢性阻塞性肺疾病診治指南 (2013年修訂版) ［J］.中華結核和呼吸雜志，2013，36(4):255-264.

［2］陳寶華，鄭玉龍.序貫性與有創性機械通氣治療慢性阻塞性肺病呼吸衰竭對比分析［J］.江蘇醫藥，2003，29(3):202-203.

［3］ Luo ZJ， Zhan QY， Sun B， et al.The operation and clinical application of spontaneous breathing trial［J］.Chinese Journal of Respiratory and Critical Medicine，2006，5(1):60-62. (in Chinese)

羅祖金，詹慶元，孫兵，等.自主呼吸試驗的操作與臨床應用［J］.中國呼吸與危重監護雜志，2006，5(1):60-62.

［4］ Boles JM，Bion J，Connors A，et al.Weaning from mechanical ventilation ［J］.Eur Respir J，2007，29(5):1033-1056.

［5］ Frutos-Vivarb F，Ferguson ND，Estehan A，et al.Risk factors for extubation failurein patients followingasuccessfulspontaneous breathing trial［J］.Chest，2006，130(6):1664-1671.

［6］ Hemandez G，Fernandez R，Luzon E，et al.The early phase of the minute ventilation recovery curve predicts extubation failure better than the minute ventilation recovery time ［J］.Chest，2007，131(5):1315-1322.

［7］ Robriquet L，Georges H，Leory O，et al.Predictors of extubation failure in patients with chronic obstructive pulmonary disease［J］.J Crit Care，2006，21(2):185-190.

［8］ Zheng RQ，Liu L，Yang Y，et al.Prospective randomized controlled clinical study of sequential non-invasive following invasive mechanical ventilation in patients with acute respiratory failure induced by COPD［J］.Chinese Journal of Emergency Medicine，2005，14(1):21-25.(in Chinese)

鄭瑞強，劉玲，楊毅，等.有創無創序貫機械通氣治療慢性阻塞性肺病所致急性呼吸衰竭的研究 ［J］.中華急診醫學雜志，2005，14(1):21-25.

［9］ Shang M，Wang C，Dai H，et al.Changes in respiratory and circulatory functions during sequential invasive - noninvasive mechanical ventilation ［J］.Chin Med J(Engl)，2003，116(8):1253-1256.

［10］ Bach JR.Risk factors for extubation success in patients following failure of a spontaneous breathing trial［J］.Chest，2007，131(5):1615.

［11］ Khamiees M，Raju P，DeGirolamo A，et al.Predictor of extuhation outcome in patients who have suceessfully completed a spontaneous breathing trial［J］.Chest，2001，120(4):1262-1270.

［12］ Mokhlesi B，Tulaimat A，Gluckrnan TJ，et al.Predicting extubation failure after successful completion of a spontaneous breathing trial［J］.Respir Care，2007，52(12):1710-1717.

［13］ Kriner EJ，Shafazand S，Colice GL.The endotracheal tube cuffleak test as a predictor for postextubation stridor［J］.Respir Care，2005，50(12):1632-1638.

［14］ Yu CB，Wang XM，Liu KQ，et al.The tube cuff-leak test on elderly patients as a predictor for post-extubation stridor［J］.Chinese Journal of Critical Care Medicine，2014，34(10):894-897.(in Chinese)

俞辰斌，王筱萌，劉克琴，等.氣囊漏氣試驗指導高齡患者氣管拔管的意義 ［J］.中國急救醫學，2014，34(10):894-897.

［15］ De Bast Y，De Backer D，Moraine JJ，et al.The cuff leak test to predict failure of tracheal extubation for laryngeal edema ［J］.Intensive Care Med，2002，28(9):1267-1272.

［16］ Jubran A，Mathru M，Dries D，et al.Continuous recordings of mixed venous oxygen saturation during weaning from mechanical ventilation and the ramifications thereof［J］.Am J Respir Crit Care Med，1998，158(6):1763-1769.

［17］ 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.

［18］ Fang M，Hu B，Li H，et al.Prognostic implication of plasma N-terminal-pro-brain natriuretic peptide in weaning from mechanical ventilation ［J］.Chinese Critical Care Medicine，2010，22(8):482-485.(in Chinese)

方明，胡北，李輝，等.N端腦鈉素前體對機械通氣撤機結局的預測意義［J］.中國危重病急救醫學，2010，22(8):482-485.

［19］ LandboC， PrescottE， LangeP，et al.Prognosticvalueof nutritional status in chronic obstructive pulmonary disease［J］.Am J Respir Crit Care Med，1999，160(6):1856-1861.

［20］ Laszlo G.Exercise tolerance and body mass in chronic obstructive pulmonary disease ［J］.Am J Respir Crit Care Med，2010，182(9):1210.

［21］朱祖福，彭嵐，王慶廣，等.慢性阻塞性肺疾病合并腦梗死36例分析［J］.現代中西醫結合雜志，2013，22(1):60-63.

［22］ Antonelin Incalzi R，Marra C，Giordano A，et al.Congnitive impairment in chronic obstructive pulmonary disease - a neuropsychological and spect study ［J］.J Neurel，2012，250(3):325-332.

［23］韓振軍.COPD的血栓前狀態和抗凝治療［J］.臨床肺科雜志，2009，14(4):523-526.

［24］ Jiang ZP.Risk factors for pulmonary infections in cerebral infarction patients［J］.Chinese Journal of Nosocomiology，2012，22(16):3486-3488.(in Chinese)

蔣中平.腦梗死患者肺部感染的相關危險因素分析 ［J］.中華醫院感染學雜志，2012，22(16):3486-3488.

［25］ Sun JY，Xu B，Zhou YG，et al.The correlation factors analyses of COPD complicated by CI in acute exacerbation time［J］.Chinese Journal of Clinical Medicine，2006，13(1):42-44. (in Chinese)

孫加源，許賓，周亞剛，等，慢性阻塞性肺病急性加重期并發腦梗死相關因素分析［J］.中國臨床醫學，2006，13(1):42-44.