心臟超聲指標預測呼吸機撤機成敗的研究進展

朱茜，方寧，張棟

(1.長治醫學院，山西 長治 046000；2.長治醫學院附屬和平醫院，山西 長治 046000)

對氣管插管接受機械通氣的患者來說，呼吸機撤離是一個非常重要和普遍的問題。盡管70%～80%的患者能夠比較容易地撤離呼吸機，但仍有部分患者存在撤機困難和失敗，導致機械通氣時間延長，造成平均住院日延長和醫療費用增加。導致撤機失敗的因素較多、機制復雜。最近幾年，心臟功能障礙已被認為是脫機失敗的常見病因，越來越多的證據表明，左心室舒張功能障礙是決定脫機成敗的關鍵因素[1]。及早識別出心源性撤機試驗失敗的高風險患者，根據其潛在機制進行針對性治療，有助于心臟更有效地承受撤機過程中的負荷[2]，從而幫助縮短患者住院日。床旁經胸超聲心動圖(TTE)是一種用于評估心功能的便捷工具。我們總結了當前各種心臟超聲指標對呼吸機撤機成敗的預測作用和閾值。

1 病理生理因素

心血管功能障礙是導致機械通氣撤機失敗的一個比較常見的原因。它的主要機制有兩方面：一方面是血流動力學改變，另一方面是心功能障礙。患者的撤機過程，需要從原本的正壓機械通氣轉換到自主呼吸，這時胸腔內壓力突然降低變成負壓，胸腔內靜脈回流阻力降低，導致靜脈回流量增多，右心室前負荷、左心室前負荷、左心室后負荷、左心室周圍壓增加以及呼吸肌做功增加，腎上腺素能張力也會升高，表現為血清兒茶酚胺水平增加，最終可能導致左室充盈壓升高、肺動脈楔壓(PAOP)升高、撤機相關性肺水腫[3-4]。許多心功能不全以及存在隱匿心功能障礙、左室舒張功能障礙，特別是伴有液體超負荷狀態的患者，具有較高的心源性撤機失敗的風險[5]。

2 心臟超聲指標

2.1 與心臟舒張功能有關的指標

2.1.1 左室舒張早期快速充盈的充盈峰與舒張晚期(心房收縮)充盈的充盈峰比值(E/A)和二尖瓣環舒張早期運動速度(e′)

E/A是左室舒張早期快速充盈的充盈峰與舒張晚期(心房收縮)充盈的充盈峰比值。e′是二尖瓣環舒張早期運動速度。E/e′是左室舒張早期快速充盈的充盈峰與二尖瓣環波速的比值。Hui等[6]報道撤機失敗患者E/A顯著升高，并且自主呼吸試驗(SBT)前E/A>1.2，聯合側壁部E/e′>7.9，對撤機失敗的預測價值較高。Meirelles等[1]的一項薈萃分析報道E/A值與撤機失敗無關。所以E/A預測心臟撤機成敗的作用目前還存在爭議，需要更多研究。Moschietto等[7]報道，撤機失敗的患者e′沒有變化，而撤機成功的患者e′顯著增加。Roche-Campo等[8]報道與自主呼吸試驗成功的相比，自主呼吸試驗失敗患者中有93.3%的患者e′減慢，僅有6.7%的患者e′是增加的(P<0.001)，在自主呼吸試驗失敗的患者中，e′減慢與患者的舒張功能受損相關。而導致這兩個實驗研究結果的不同可能與自主實驗的方式以及撤機后是否動態評估數據有關。所以e′也是一個可以預測心臟撤機成敗的指標。

2.1.2 左室舒張早期快速充盈的充盈峰與二尖瓣環波速的比值

Afifia等[5]報道了TTE測定E/e′比值可預測撤機失敗，撤機失敗組E/e′值更高，舒張功能不全與撤機失敗密切相關。Haji等[9]的研究也發現撤機失敗與E/e′增高有關。Roche-Campo等[8]報道SBT失敗的患者左室充盈壓力(由E/e′比值評估)顯著增加，并得出結論，撤機困難主要與舒張功能障礙相關。在不同的研究中，E/e′預測撤機失敗有不同的閾值。Tongyoo等[10]的研究發現E/e′比值≥14能獨立預測保留左室收縮功能患者的撤機失敗。Moschietto等[7]報道，撤機失敗組的E/e′升高，并發現E/e′>7.9是撤機失敗的重要預測因子。Ling等[11]對60 例難撤機患者研究，發現SBT后E/e′(平均值)≥12.5作為臨界值有助于預測48 h內呼吸衰竭導致的撤機失敗。綜上，E/e′預測撤機失敗的診斷閾值在7.9～14.0范圍內。但是對于二尖瓣返流、二尖瓣狹窄和使用二尖瓣假體瓣膜患者，應謹慎使用E/e′比值[12]。

2.1.3 其他與心臟舒張功能有關的指標

肺毛細血管楔壓(PCWP)，也稱肺動脈楔壓，指血液流經肺循環對肺小動脈產生的側壓力，由漂浮導管遠端直接測得。根據心臟超聲公式：PCWP=(1.9+1.24x(E/e′)。Ruiz-Bailén等[13]對接受負荷超聲心動圖的患者研究顯示，撤機失敗組患者的PCWP值較高。研究表明[14]，PCWP所示的左室充盈壓升高與呼吸機撤機失敗有關。房間隔固定曲率的意義在于可以根據在整個心動周期中房間隔曲度右移預測PCWP>15 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，而在收縮中期房間隔從右向左逆轉可預測PCWP為10～15 mmHg。房間隔的形狀和運動取決于心房之間的壓力梯度，左房增大是舒張功能障礙嚴重程度的指標。Haji等[9]研究發現拔管失敗與房間隔向右固定曲率所示的左房壓力升高有關。收縮充盈分數(SFF)是肺靜脈血流頻譜的主要指標之一，SFF<40%提示左房順應性下降，左房壓升高。Ruiz-Bailén等[13]報道撤機失敗患者SFF增加，而撤機成功組無變化。Radwan等[15]研究報道SBT失敗組E波減速時間(DTE)是減小的。LVEF作為與左室收縮功能相關的指標，也能對撤機結果有一定影響，但目前關于這方面的研究不多，需要更多的研究來證實兩者之間的聯系。

2.2 與心臟收縮功能有關的心臟超聲指標

2.2.1 射血分數(EF)

射血分數是指每搏輸出量占心室舒張末期容積量的百分比，正常值為50%～70%。左室收縮功能不全定義為左室射血分數(LVEF)小于45%，嚴重左室功能障礙定義為LVEF小于或等于30%。研究指出[16]，嚴重左心室收縮功能不全預測拔管失敗的特異性很高，但敏感性較低，是導致拔管失敗的獨立因素。崔楠[17]對80 例心功能不全患者回顧性分析發現撤機失敗組LVEF值明顯低于成功組。Kaltsi等[18]報道對難以撤機的機械通氣患者使用左西孟丹治療，通過改善收縮和舒張功能改善LVEF而有助于成功撤機。大多數的超聲心動圖研究都強調左室舒張功能障礙(而不是左室收縮功能障礙)在撤機失敗過程中的重要性。目前研究顯示可以用LVEF評估撤機失敗和左室收縮功能障礙之間存在關系。

2.2.2 其他與心臟收縮功能有關的指標

應變(S)和應變率(SR)：S和SR是超聲斑點追蹤成像技術(STI)的兩個重要指標。斑點追蹤成像技術是通過跟蹤心肌聲學標記物的位移而從力學來評估心臟收縮及舒張運動的新技術。Ruiz-Bailén等[13]報道在正壓通氣向SBT轉換過程中撤機失敗組S和SR減小，而撤機成功組S和SR增加，提示S和SR作為評估心肌收縮功能受損指標可以預測撤機失敗。左室收縮末期容積(ESV)：ESV是與心室收縮功能有關的指標。方旭晨等[19]報道了撤機成功組的ESV高于撤機失敗組，然而崔楠[17]報道了撤機成功組ESV低于撤機失敗組。所以ESV不是理想的預測呼吸機撤機指標。

2.3 其他指標

下腔靜脈直徑(IVC)：IVC是反映中心靜脈壓和右室前負荷的指標。Tongyoo等[10]報道下腔靜脈最大直徑(IVCmax)>17 mm是預測患者撤機失敗的獨立因子。Radwan等[15]報道SBT失敗患者中，重度二尖瓣返流發生率顯著增加。Goudelin等[14]報道，二尖瓣返流與撤機失敗有關。研究報道[9，15]三尖瓣環收縮期位移(Tapse)、右心室面積變化率(RVFAC)、左房面積增大、三尖瓣返流峰值速度均與預測撤機結果有關，但是關于這方面的研究少，需要更多研究證實。

3 小 結

TTE是一種無創、快速、操作方便、診斷準確、用于評估心功能的便捷工具，尤其是對危重、不宜移動的患者，TTE有其獨特的優勢。TTE能幫助及早識別出撤機失敗的高風險患者，根據其潛在機制進行針對性治療，有助于心臟更有效地承受撤機過程中的負荷，繼而成功撤機，縮短患者住院時間。