超聲心排血量監(jiān)測(cè)聯(lián)合被動(dòng)抬腿試驗(yàn)在老年機(jī)械通氣患者中撤機(jī)成功的預(yù)測(cè)價(jià)值

熊蜀佩 鄭春 張永,3

機(jī)械通氣是維持呼吸衰竭患者呼吸功能的重要手段。當(dāng)引起機(jī)械通氣誘因已去除，確定撤機(jī)的時(shí)機(jī)是需解決的難題。過(guò)早撤機(jī)可能導(dǎo)致再次插管，延長(zhǎng)機(jī)械通氣時(shí)間則增加呼吸機(jī)相關(guān)肺炎風(fēng)險(xiǎn)，增加病死率[1-2]。老年人由于心血管退行性變及生理功能下降，是心臟儲(chǔ)備能力降低的好發(fā)人群，撤機(jī)后心功能變化復(fù)雜，容易發(fā)生撤機(jī)失敗。無(wú)創(chuàng)超聲心排血量監(jiān)測(cè)(ultrasonic cardiac output monitoring ,USCOM)因具有無(wú)創(chuàng)、便捷、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于ICU、麻醉科等科室[3]。既往研究提示USCOM 聯(lián)合被動(dòng)抬腿試驗(yàn)(passive leg raising test,PLR)，測(cè)量血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)與有創(chuàng)監(jiān)測(cè)值相關(guān)性好，可預(yù)測(cè)容量反應(yīng)性，評(píng)估心臟儲(chǔ)備能力[4-5]。本研究主要探討超聲心排血量監(jiān)測(cè)聯(lián)合被動(dòng)抬腿試驗(yàn)在老年機(jī)械通氣患者中撤機(jī)結(jié)局的預(yù)測(cè)價(jià)值。

資料與方法

一、對(duì)象

選取2020年4月-2021年3月內(nèi)江市第一人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科的老年機(jī)械通氣患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)患者年齡≥65歲； (2)有創(chuàng)呼吸機(jī)通氣時(shí)間大于48小時(shí)；(3)患者符合撤機(jī)流程標(biāo)準(zhǔn)[6]，包括① 導(dǎo)致機(jī)械通氣的原發(fā)疾病已經(jīng)好轉(zhuǎn)；② 無(wú)營(yíng)養(yǎng)狀不良；③ 代謝狀態(tài)穩(wěn)定: 體溫<38℃；血糖(6～10 mmol/L); ④ 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，電解質(zhì)基本正常；⑤ 肺功能評(píng)估：氧合指數(shù)PaO2/FiO2≥150，呼氣末正壓(PEEP)≤5～8 cm,具有自主呼吸的能力、氣道通暢性良好,具有自主咳嗽能力;⑥ 血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定：HR <140 次/分，90 mmHg10分。

排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)臨終衰竭狀態(tài)；(2)存在被動(dòng)抬腿試驗(yàn)禁忌，如下肢骨折、胸腔高壓(張力性氣胸)、腹腔高壓、腹主動(dòng)脈瘤、頭部外傷及顱內(nèi)高壓、未緩解的嚴(yán)重心功能不全、急性肺水腫、ARDS；(3)高位截癱/全癱；(4)氣管切開患者；(5)擬進(jìn)行有創(chuàng)-無(wú)創(chuàng)序貫治療患者；(6)USCOM無(wú)法獲得清楚的圖像。

所有患者或家屬均簽知情同意書，本研究通過(guò)內(nèi)江市第一人民醫(yī)院倫理委員會(huì)許可。

二、方法

本研究為前瞻性自身對(duì)照研究。按標(biāo)準(zhǔn)撤機(jī)流程，在自主呼吸試驗(yàn)(spontaneous breathing trial，SBT)前行被動(dòng)抬腿試驗(yàn)(PLR)，并用USCOM監(jiān)測(cè)患者血流動(dòng)力學(xué)變化情況，具體步驟如下：患者取半臥位45°，超聲探頭置于胸骨上窩或置于胸骨左緣2～5肋間，采集主動(dòng)脈/肺動(dòng)脈血流頻譜，以獲取心率(HR)、每搏輸出量(SV)、心排量(CO)、心臟指數(shù)(CI)等血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)。放平床頭, 患者改為仰臥位，同時(shí)調(diào)節(jié)床尾將下肢抬高45°，1min內(nèi)再次使用USCOM記錄上述參數(shù)。測(cè)量時(shí)，調(diào)整超聲探頭角度盡量使探頭方向與血流方向一致以取得最強(qiáng)回聲信號(hào)，多次測(cè)量取平均值。上述操作均由同一人員進(jìn)行操作，研究者對(duì)撤機(jī)后結(jié)局，管床醫(yī)生對(duì)USCOM測(cè)量指標(biāo)彼此不知情。

三、觀察指標(biāo)

根據(jù)撤機(jī)結(jié)局將患者分為撤機(jī)成功組和撤機(jī)失敗組。未通過(guò)SBT 試驗(yàn)或48小時(shí)內(nèi)需再次使用機(jī)械通氣(包括無(wú)創(chuàng))，或高流量氧療或死亡，列為失敗組，反之計(jì)入撤機(jī)成功組。并記錄患者一般臨床資料包括年齡、性別、BMI、既往有無(wú)呼吸系統(tǒng)疾病、循環(huán)系統(tǒng)疾病病史、入住ICU原因，首次撤機(jī)前機(jī)械通氣時(shí)間(h)、SBT前血?dú)夥治觯粍?dòng)抬腿試驗(yàn)前后USCOM記錄的SV、CO、CI、HR，并計(jì)算CI變化率即ΔCI=(CIPLR后-CIPLR前)/CIPLR前，同理計(jì)算ΔCO、ΔSV及患者撤機(jī)后臨床轉(zhuǎn)歸。

四、儀器

使用儀器為澳大利亞生產(chǎn)USCOM系統(tǒng)，GEM Premier動(dòng)脈血?dú)夥治鰞x。

五、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用IBM SPSS25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,正態(tài)分布計(jì)量資料用表示，兩組比較用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，配對(duì)設(shè)計(jì)采用配對(duì)t檢驗(yàn)；偏態(tài)分布資料使用中位數(shù)(四分位數(shù))M(P25，P75)表示，兩組比較使用非參數(shù)檢驗(yàn)(秩和檢驗(yàn))；計(jì)數(shù)資料用構(gòu)成比及率表示，采用χ2檢驗(yàn)；診斷試驗(yàn)采用受試者工作特征(ROC)曲線并計(jì)算曲線下面積AUC；P<0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、撤機(jī)結(jié)果及臨床轉(zhuǎn)歸

2020年4月-2021年3月共納入45例老年患者，其中撤機(jī)成功組30例，失敗組15例，撤機(jī)成功組全部好轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)科繼續(xù)治療，撤機(jī)失敗組有4例再次機(jī)械通氣后成功拔管，2例死亡，9例自動(dòng)出院。

二、兩組患者一般臨床資料比較

兩組患者入住ICU原因?yàn)锳ECOPD(n=7)、重癥肺炎(n=8)、哮喘(n=7)、心源性疾病(n=5)、術(shù)后監(jiān)測(cè)(n=14)、其他(腎衰竭、腦血管疾病、中毒等)(n=4)。兩組患者性別、BMI、既往是否有呼吸系統(tǒng)疾病、撤機(jī)前血?dú)夥治鰌H、PaO2、PaCO2、氧合指數(shù)無(wú)差異(P>0.05),兩組患者年齡、既往是否有循環(huán)系統(tǒng)疾病、ICU入住時(shí)間、機(jī)械通氣時(shí)間有差異(P<0.05)(見表1)。

表1 兩組患者一般臨床資料比較

三、兩組患者PLR前后血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)變化

PLR后，撤機(jī)成功組測(cè)得HR、SV、CO、CI較PLR前均有升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，撤機(jī)失敗組僅測(cè)得CO、CI較PLR前有升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(見表2)。撤機(jī)成功組和撤機(jī)失敗組PLR前后心輸出量(CO)變化(見圖1，圖2)。

表2 兩組患者PLR前后血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)變化

圖1 撤機(jī)成功組PLR前后CO變化

圖2 撤機(jī)失敗組PLR前后CO變化

四、兩組ΔSV、ΔCO、ΔCI比較

撤機(jī)失敗組ΔCO、ΔCI均小于撤機(jī)成功組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，兩組ΔSV無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異P=0.087(見表3)。

表3 兩組ΔSV、ΔCO、ΔCI比較[M(P25,P75)]

五、ΔSV、ΔCO、ΔCI預(yù)測(cè)撤機(jī)成功價(jià)值

以ΔSV預(yù)測(cè)患者撤機(jī)成功，AUC=0.658(95%CI0.476～0.839；以ΔCI預(yù)測(cè)患者撤機(jī)成功，AUC=0.821(95%CI0.675～0.967)；以ΔCO預(yù)測(cè)患者撤機(jī)成功，AUC=0.822(95%CI0.676～0.969)；ΔCO以6.93%為截?cái)嘀担\斷敏感度為0.833，特異性為0.8；ΔCI以8.9%為截?cái)嘀?，診斷敏感度為0.767,特異性為0.867(見圖3)。

圖3 ΔSV、ΔCO、ΔCI預(yù)測(cè)撤機(jī)成功率ROC曲線

討 論

機(jī)械通氣是對(duì)呼吸衰竭患者的關(guān)鍵性治療之一，撤機(jī)的時(shí)機(jī)影響患者預(yù)后。傳統(tǒng)預(yù)測(cè)機(jī)械通氣的撤機(jī)結(jié)局主要靠自主呼吸試驗(yàn)(SBT試驗(yàn))，但約10%～20%患者能順利通過(guò)SBT試驗(yàn)，仍出現(xiàn)撤機(jī)失敗情況[2]。導(dǎo)致撤機(jī)失敗原因眾多，包括新發(fā)呼吸衰竭、心力衰竭[7]、氣道分泌物積聚或上呼吸道阻塞[8]。其中心血管因素占重要部分[9]。在撤機(jī)拔管前準(zhǔn)確的評(píng)估患者心功能，選擇敏感度及特異性較高的預(yù)測(cè)指標(biāo)，早期識(shí)別該類患者，才能優(yōu)化撤機(jī)流程。

超聲心輸出量監(jiān)測(cè)是可在床旁實(shí)現(xiàn)的無(wú)創(chuàng)血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)方法。其原理是采用連續(xù)多普勒超聲技術(shù)測(cè)量SV、CO等血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)。被動(dòng)抬腿試驗(yàn)是通過(guò)重力作用，使下肢及腸系膜靜脈血液回流入中央循環(huán)，從而模擬回心血量增多正常生理過(guò)程，在不增加額外液體情況下能夠有效識(shí)別患者對(duì)于容量的反應(yīng)性。

對(duì)于機(jī)械通氣患者，心肺交互作用的概念早已提出[10]。機(jī)械通氣利用外源性的正壓將氧氣送入氣道，增加了胸腔內(nèi)壓力。隨著撤機(jī)拔管，胸腔的正壓轉(zhuǎn)為正常負(fù)壓，對(duì)胸腔內(nèi)大血管產(chǎn)生負(fù)壓抽吸作用，導(dǎo)致回心血量的增多，前負(fù)荷增大。同時(shí)隨著患者自主呼吸運(yùn)動(dòng)增加，心臟負(fù)荷增加。根據(jù)心室收縮功能不同，F(xiàn)rank-Starling 曲線可呈現(xiàn)不同的形狀，被動(dòng)抬腿試驗(yàn)?zāi)M補(bǔ)液可能導(dǎo)致每搏輸出量和心輸出量顯著增加或可忽略不計(jì)，呈有反應(yīng)性或無(wú)反應(yīng)性[11]。若患者既往存在基礎(chǔ)的心血管疾病(如高血壓、冠心病、心肌梗死等)，心臟前負(fù)荷增加時(shí)更有可能出現(xiàn)液體超負(fù)荷導(dǎo)致急性心功能不全、呼吸困難，需要再次插管。

本研究顯示，在老年機(jī)械通氣患者中，撤機(jī)失敗組患者具有年齡更大、既往心臟疾病發(fā)生率高的特點(diǎn)，提示年齡和既往心臟疾病是撤機(jī)失敗的高危因素，撤機(jī)失敗率可高達(dá)33.3%，這與Thille等[12]研究結(jié)果類似。被動(dòng)抬腿試驗(yàn)前后患者血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)變化提示:撤機(jī)失敗組的HR、SV在PLR前后變化不大；撤機(jī)成功組則有明顯的HR、SV、CO增加。撤機(jī)失敗組ΔCO、ΔCI均小于撤機(jī)成功組,但兩組ΔSV無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.087)。兩組患者每搏出量變化率(ΔSV)無(wú)差異的原因，可能在于老年患者基礎(chǔ)SV較低，在抬腿試驗(yàn)時(shí)捕捉到的一次心搏量變化更小，且本研究觀察到部分患者存在房顫等心律失常導(dǎo)致SV降低，SV變化率敏感性較差。而兩組ΔCO、ΔCI有明顯差異，CO/CI增加可能來(lái)源于心率增快的代償作用，Monnet等[13]通過(guò)薈萃分析了21項(xiàng)關(guān)于PLR和補(bǔ)液研究，發(fā)現(xiàn)PLR 誘導(dǎo)的心輸出量(CO)增加 10%±2% 能可靠的預(yù)測(cè)容量反應(yīng)性，敏感性為 85%，特異性為 91%。所以本研究選用CO、CI變化率作為預(yù)測(cè)撤機(jī)結(jié)局指標(biāo)。并得出ΔCO>6.93%、ΔCI>8.9%可作為撤機(jī)成功結(jié)局的有效預(yù)測(cè)因子，與劉英芹等[14]研究的ΔCI>11.4%的診斷截?cái)嘀迪啾绕?。差異?lái)源可能為本研究納入患者均為老年人，高齡及基礎(chǔ)心輸出量低下，對(duì)模擬補(bǔ)液反應(yīng)差，心輸出增加較少。

同時(shí)，本研究不僅有撤機(jī)結(jié)局的預(yù)測(cè)能力，且能指導(dǎo)患者后續(xù)治療。包括根據(jù)USCOM結(jié)果加強(qiáng)心功能、外周循環(huán)的血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)；對(duì)于PLR后CO及CI增幅較少患者減少液體入量及輸液速度；針對(duì)撤機(jī)失敗高風(fēng)險(xiǎn)患者撤機(jī)后進(jìn)行有創(chuàng)-無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)序貫治療[1, 15]或高流量吸氧[16]預(yù)防呼吸衰竭，能夠減少再插管率、呼吸機(jī)相關(guān)肺炎發(fā)生率，改善患者預(yù)后，降低ICU入住時(shí)間。

本研究不足之處在于，第一是研究樣本量較小，統(tǒng)計(jì)效能較低，需要更大樣本的研究進(jìn)一步證實(shí)研究結(jié)果。第二是USCOM自身應(yīng)用的限制，如肥胖、嚴(yán)重肺氣腫、房顫、嚴(yán)重心功能不全等均可能影響USCOM采集的圖像質(zhì)量，使采集數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)有所偏差。第三，本研究在撤機(jī)前行PLR模擬補(bǔ)液，可進(jìn)一步在撤機(jī)自主呼吸試驗(yàn)(SBT試驗(yàn))期間再次測(cè)量其CO等血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，探究心功能在整個(gè)撤機(jī)過(guò)程中動(dòng)態(tài)變化，了解心功能儲(chǔ)備在撤機(jī)中扮演角色。第四，本研究是觀察性研究，通過(guò)USOCM聯(lián)合PLR測(cè)量血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，下一步可進(jìn)一步行干預(yù)措施，了解能否降低撤機(jī)失敗率。

綜上所述，進(jìn)行被動(dòng)抬腿試驗(yàn)前后CO、CI變化率越高，撤機(jī)成功可能性越大，ΔCO>6.93%，ΔCI>8.9%是老年患者撤機(jī)成功的預(yù)測(cè)指標(biāo)。USCOM聯(lián)合被動(dòng)抬腿試驗(yàn)，簡(jiǎn)單易行、無(wú)創(chuàng)，能有效預(yù)測(cè)撤機(jī)成功結(jié)局，早期識(shí)別撤機(jī)困難患者，優(yōu)化撤機(jī)流程。