綜合肺指數對成人ICU機械通氣患者撤機失敗的預測價值研究

徐婭靜，戚洪亮，豐陳

機械通氣是ICU呼吸衰竭患者最常用的生命支持手段，而隨著患者病情的穩定和自主呼吸功能的恢復，可開啟呼吸機撤機流程[1]。然而臨床研究發現，20%～30%的機械通氣患者由于呼吸肌未完全恢復，導致撤機困難或撤機延遲，而長時間應用呼吸機又可導致呼吸機相關肺炎、膈肌功能障礙等并發癥，對患者肺功能預后產生不良影響[2-3]。因此，準確判斷撤機時機對提高撤機成功率具有重要臨床意義。目前臨床上判斷撤機時機的方法包括膈肌超聲、呼吸淺快指數等[4-5]，但在臨床實踐中發現單一指標用于撤機時機判斷時常效能不足。2017年由以色列和美國學者基于模糊邏輯和數學模型開發的綜合肺指數（integrated pulmonary index，IPI）被證實在呼吸機撤機評估中有良好的應用價值[6]，其團隊在2021年的一項補充性研究中也證實了對于接受機械通氣超過24 h的患者，撤機后1 h內IPI對于撤機失敗有較好的預測價值，且優于其他臨床指標[7]。但目前國內IPI相關研究較少。本研究探討了IPI對成人ICU機械通氣患者撤機失敗的預測價值，旨在為提高機械通氣患者撤機成功率、縮短患者機械通氣時間、降低相關并發癥發生率及醫療費用提供有價值的參考。

1 對象及方法

1.1 研究對象 選取2021年5月至2022年5月于中國人民解放軍聯勤保障部隊第901醫院ICU住院，因各種原因導致呼吸衰竭并行機械通氣的患者109例。納入標準：（1）首次行機械通氣，連續機械通氣時間＞24 h者；（2）年齡＞18周歲；（3）自主呼吸試驗成功，進入首次撤機流程者。排除標準：（1）妊娠或哺乳期婦女；（2）存在嚴重腹腔高壓者；（3）病歷資料不完整者。根據撤機結果將患者分為撤機成功組（n=80）和撤機失敗組（n=29），撤機失敗定義：撤機后48 h內再次行氣管插管、氣管切開或死亡。本研究經中國人民解放軍聯勤保障部隊第901醫院醫學倫理委員會審核通過，所有患者簽署知情同意書。

1.2 IPI計算方法 所有患者在拔管后1 h內計算IPI，首先記錄患者呼氣末二氧化碳分壓（end-tidal carbon dioxide partial pressure，PetCO2）、呼吸頻率（respiration rate，RR）、血氧飽和度（oxygen saturation，SpO2）、脈率（pulse rate，PR）4項指標。基于模糊邏輯算法，PetCO2和RR被定義為極高、高、正常、低、極低5個等級，SpO2和PR被定義為高、正常和低3個等級，根據患者4項指標結果進行矩陣換算。IPI計算方法參照文獻[8]，所有參與評估人員在評估前進行培訓，最終IPI換算得分為1～10分，得分越低表示患者越需要施加額外干預。

1.3 觀察指標 （1）比較撤機成功組與撤機失敗組的臨床資料，包括性別、年齡、入ICU時急性生理與慢性健康評價系統Ⅱ（acute physiology and chronic health evaluationⅡ，APACHE Ⅱ）評分、體質指數、原發疾病、K+、pH值、氧合指數、血乳酸、PetCO2、RR、SpO2、PR、IPI，其中實驗室檢查結果均為入ICU 24 h內獲得。（2）根據IPI將患者分為IPI＜4分組（n=35）和IPI≥4分組（n=74），比較兩組治療時間（機械通氣時間、ICU住院時間、總住院時間）及氣管切開率。

1.4 統計學方法 采用SPSS 21.0統計學軟件進行數據分析，符合正態分布的計量資料以（±s）表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗；計數資料以相對數表示，組間比較采用χ2檢驗；采用多因素Logistic回歸分析探討成人ICU機械通氣患者撤機失敗的影響因素；采用Graphpad 8.0軟件繪制ROC曲線以評價IPI、入ICU時APACHE Ⅱ評分及兩者聯合對成人ICU機械通氣患者撤機失敗的預測價值。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 撤機成功組與撤機失敗組臨床資料比較 兩組性別、年齡、體質指數、原發疾病、K+、pH值、氧合指數、血乳酸、SpO2比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；撤機成功組入ICU時APACHE Ⅱ評分低于撤機失敗組，RR、PR慢于撤機失敗組，PetCO2、IPI高于撤機失敗組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 撤機成功組與撤機失敗組臨床資料比較Table 1 Comparison of clinical data between weaning success group and weaning failure group

2.2 成人ICU機械通氣患者撤機失敗影響因素的多因素Logistic回歸分析 以入ICU時APACHE Ⅱ評分和IPI作為自變量（實測值），以成人ICU機械通氣患者撤機結果為因變量（賦值：成功=0，失敗=1），進行多因素Logistic回歸分析，結果顯示，入ICU時APACHE Ⅱ評分、IPI為成人ICU機械通氣患者撤機失敗的獨立影響因素（P＜0.05），見表2。

表2 成人ICU機械通氣患者撤機失敗影響因素的多因素Logistic回歸分析Table 2 Multivariate Logistic regression analysis of influencing factors of weaning failure in adult patients with mechanical ventilation in ICU

2.3 入ICU時APACHE Ⅱ評分、IPI對成人ICU機械通氣患者撤機失敗的預測價值 ROC曲線分析結果顯示，入ICU時APACHE Ⅱ評分和IPI預測成人ICU機械通氣患者撤機失敗的AUC分別為0.760〔95%CI（0.652，0.869）〕和0.875〔95%CI（0.802，0.947）〕，最佳截斷值分別為17分、4分，靈敏度分別為0.750、0.756，特異度分別為0.750、0.854，兩者聯合預測成人ICU機械通氣患者撤機失敗的AUC為0.891〔95%CI（0.821，0.961）〕，見圖1。

圖1 入ICU時APACHE Ⅱ評分、IPI及兩者聯合預測成人ICU機械通氣患者撤機失敗的ROC曲線Figure 1 ROC curve of APACHEⅡ score when entering the ICU, IPI and their combination in predicting weaning failure in adult patients with mechanical ventilation in ICU

2.4 IPI＜4分組和IPI≥4分組治療時間及氣管切開率比較 IPI＜4分組和IPI≥4分組總住院時間比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；IPI＜4分組機械通氣時間、ICU住院時間長于IPI≥4分組，氣管切開率高于IPI≥4分組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表3。

表3 IPI＜4分組和IPI≥4分組治療時間及氣管切開率比較Table 3 Comparison of treatment time and tracheotomy rate between IPI ＜4 group and IPI ≥ 4 group

3 討論

自主呼吸試驗是臨床通用的撤機標準化流程試驗，但單一應用該試驗判斷撤機結果效能不足，研究發現約30%的機械通氣患者首次自主呼吸試驗失敗，約11.6%的患者雖通過30 min的自主呼吸試驗，但在試驗延長至120 min時仍可能失敗[9]。IPI涉及的4項指標均為常見的呼吸功能指標，其易于獲得，便于實時收集和動態分析，除在機械通氣撤機失敗評估中應用外，還在小腦幕上開顱術后靜脈嗎啡自控鎮痛效果評估[10]、肺栓塞合并呼吸困難患者預后評估[11]、麻醉后護理單元呼吸功能針對性護理干預效果評估[12]等多個方面有廣泛應用。本研究結果顯示，撤機成功組入ICU時APACHE Ⅱ評分低于撤機失敗組，RR、PR慢于撤機失敗組，IPI高于撤機失敗組，多因素Logistic回歸分析結果顯示，入ICU時APACHE Ⅱ評分、IPI為成人ICU機械通氣患者撤機失敗的獨立影響因素，與既往研究結果[13]一致。撤機時隨著患者轉為自主呼吸，呼吸負荷明顯增加，胸腔內壓力變為負壓，若膈肌失代償就易出現收縮力下降，導致肺泡塌陷，從而出現呼吸負荷與呼吸肌做功能力失衡的情況，而肺泡通氣功能下降及肺順應性下降是導致撤機失敗的重要原因，IPI中涉及的PetCO2、RR、SpO2和PR能夠綜合反映患者的肺通氣功能及肺血流情況，因此可對撤機成功與否做出預測。

目前臨床研究已證實，呼吸力學受損、呼吸肌功能障礙、心功能障礙、合并代謝綜合征和合并認知障礙與撤機失敗時有關[14]，但尚未證實某單一呼吸力學指標預測撤機失敗時同時具有高靈敏度和高特異度，因此可以將相關指標組合應用。本研究ROC曲線結果顯示，IPI在預測成人ICU機械通氣患者撤機失敗方面有一定潛力，當其聯合入ICU時APACHE Ⅱ評分時，AUC有所增加。此外，僅憑多因素Logistic回歸分析結果無法對機械通氣患者撤機失敗風險進行量化，也不能確定IPI預測撤機失敗的最佳閾值，本研究ROC分析結果顯示，IPI預測成人ICU機械通氣患者撤機失敗的最佳截斷值為4分，與RONEN等[8]研究結果相似。KAUR等[7]研究評估了撤機前后IPI的動態變化，結果顯示，撤機失敗組拔管前、拔管后5 min、拔管后1 h的IPI均低于撤機成功組，提示IPI在拔管前后的多個時間點均可反映患者的撤機失敗風險，特別是拔管早期IPI的預測價值具有更重要的臨床意義。最后，本研究結果顯示，IPI＜4分組機械通氣時間、ICU住院時間長于IPI≥4分組，氣管切開率高于IPI≥4分組，提示IPI不僅有助于判斷撤機失敗，還對患者臨床結局有一定影響。

綜上所述，IPI對成人ICU機械通氣患者撤機失敗有一定預測價值，且聯合入ICU時APACHE Ⅱ評分可提高其預測效能。本研究尚存在一定不足，如未縱向評估IPI動態變化且樣本量小，未來需要大樣本量、多中心研究進一步驗證本研究結論。

作者貢獻：徐婭靜進行文章的構思與設計、研究的實施與可行性分析、統計學處理、論文撰寫與修訂；戚洪亮進行資料收集、整理；豐陳負責文章的質量控制及審校，對文章整體負責、監督管理。

本文無利益沖突。