心肺超聲在鑒別ICU機(jī)械通氣患者心源性撤機(jī)失敗中的應(yīng)用價(jià)值

劉奕,趙浩天,劉元琳,王曉娜,薛紅元,李麗,龍玲

機(jī)械通氣是急危重癥患者發(fā)生呼吸衰竭的重要救治工具。然而,長(zhǎng)時(shí)間機(jī)械通氣患者可發(fā)生呼吸機(jī)依賴,導(dǎo)致撤機(jī)困難。約40%的重癥機(jī)械通氣患者可發(fā)生撤機(jī)失敗,增加撤機(jī)失敗的發(fā)生率。撤機(jī)失敗發(fā)生頻繁,可導(dǎo)致再次氣管插管、延長(zhǎng)機(jī)械通氣時(shí)間和住院時(shí)間、增加呼吸道感染風(fēng)險(xiǎn)等不良預(yù)后[1]。撤機(jī)過(guò)程可改變胸腔內(nèi)壓和降低對(duì)右心室后負(fù)荷的阻力,導(dǎo)致回心血量增加,當(dāng)患者存在急性或慢性左心功能不全而無(wú)法耐受過(guò)多的靜脈血液回流時(shí),可造成心源性肺水腫,導(dǎo)致再次呼吸困難而撤機(jī)失敗[2-3]。研究報(bào)道左心室收縮和舒張功能是撤機(jī)失敗的重要影響因素[4]。既往關(guān)于心源性撤機(jī)失敗的研究多集中于左心功能監(jiān)測(cè),屬于肺水腫的間接評(píng)價(jià)指標(biāo)。肺超聲技術(shù)是近年來(lái)熱門的血管外肺水無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)技術(shù),肺內(nèi)增加僅3%～5%的肺水含量即可被肺超聲敏銳發(fā)現(xiàn)[5]。本研究結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),將撤機(jī)后肺超聲B線的變化、左心功能和下腔靜脈(inferior vena cava,IVC)指標(biāo)進(jìn)行研究,并通過(guò)二元Logistic分析的β值權(quán)重積分計(jì)算撤機(jī)心肺超聲評(píng)分,探究其在心源性撤機(jī)失敗中的診斷價(jià)值,旨在針對(duì)撤機(jī)失敗患者可迅速識(shí)別是否為心源性因素,并指導(dǎo)臨床實(shí)施針對(duì)性治療措施,報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2019年7月—2021年5月于河北省人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科(ICU)接受機(jī)械通氣治療>48 h且至少發(fā)生一次撤機(jī)失敗的患者48例,年齡31～91(65.69±15.08)歲。將撤機(jī)失敗中高于N末端B型利鈉肽前體(NT-proBNP)年齡分層閾值的患者納入心源性因素撤機(jī)失敗組(心源性組),低于上述閾值納入非心源性因素撤機(jī)失敗組(非心源性組)[6]。心源性組聽診濕啰音比例高于非心源性組(P<0.05)。2組患者性別、年齡、APACHE Ⅱ評(píng)分、呼吸頻率、心率、血壓、氧飽和度、二氧化碳分壓、氧合指數(shù)、預(yù)后不良比例等指標(biāo)比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性,見表1。本研究已經(jīng)獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(科研倫審2019第130號(hào)) ,患者或家屬知情同意并簽署知情同意書。

表1 心源性組與非心源性組撤機(jī)失敗患者臨床資料比較

1.2 病例選擇標(biāo)準(zhǔn) (1)納入標(biāo)準(zhǔn):①年齡>18歲;②接受機(jī)械通氣>48 h且至少發(fā)生一次撤機(jī)失敗;③撤機(jī)試驗(yàn)期間接受超聲檢查。(2)排除標(biāo)準(zhǔn):①存在神經(jīng)源性或神經(jīng)傳導(dǎo)性相關(guān)膈肌功能障礙疾病;②既往肺組織切除術(shù)、胸廓畸形、氣胸、皮下氣腫或大量胸腔積液等;③超聲切面清晰度差,或測(cè)量資料不完整。

1.3 觀測(cè)指標(biāo)與方法 采用便攜式超聲儀(CX50 Phillips荷蘭,vivid iq GE美國(guó))進(jìn)行檢查。

1.3.1 心臟超聲指標(biāo):于撤機(jī)試驗(yàn)開始時(shí)使用相控陣探頭(1～5 MHz)于心尖四腔心切面測(cè)量左心室舒張末期內(nèi)徑(LVEDD)、右心室舒張末期內(nèi)徑(RVEDD)、左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)、二尖瓣舒張?jiān)缙谘鞣逅俣?E)、二尖瓣環(huán)/左心室側(cè)壁舒張?jiān)缙诮M織運(yùn)動(dòng)速度(e’),并計(jì)算E/e’[7]。

1.3.2 肺超聲B線指標(biāo):使用凸陣探頭(1～5 MHz)經(jīng)胸壁掃查患者肺葉,分別于撤機(jī)0、15 min時(shí)對(duì)胸前區(qū)(胸骨旁線至腋前線)逐個(gè)肋間隙進(jìn)行掃查,并對(duì)肺超聲征象進(jìn)行比較,觀察肺超聲B線數(shù)目的變化,見圖1。

注:A～B:非心源性撤機(jī)失敗患者,SBT 0 min與15 min時(shí)肺超聲均為A線;C～D: 心源性撤機(jī)失敗患者,SBT 0 min時(shí)為A線,SBT 15 min時(shí)出現(xiàn)2條新增B線

1.3.3 下腔靜脈內(nèi)徑(IVCD)超聲指標(biāo):使用相控陣探頭經(jīng)劍突下獲取IVC長(zhǎng)軸切面,于距右心房交匯1～2 cm位置作為IVCD測(cè)量位點(diǎn),切換M模式并觀察患者呼吸狀態(tài),以平靜呼氣末期IVCD測(cè)量值為準(zhǔn)。

1.4 撤機(jī)失敗及心力衰竭的診斷標(biāo)準(zhǔn) 機(jī)械通氣患者撤機(jī)均由ICU醫(yī)師根據(jù)患者生命體征(意識(shí)、呼吸、血壓等)評(píng)估和執(zhí)行,使用T型管接氧流量瓶進(jìn)行60 min撤機(jī)試驗(yàn),當(dāng)發(fā)生下列情況之一定義為撤機(jī)失敗[8]:(1)撤機(jī)后神志模糊、昏迷;(2)心率、血壓變化較大,或需血管活性藥物維持;(3)撤機(jī)48 h內(nèi)再發(fā)呼吸困難,需再次氣管插管、無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)支持或高流量吸氧維持自主呼吸;(4)撤機(jī)48 h內(nèi)死亡。分組依據(jù):結(jié)合既往心源性因素撤機(jī)失敗文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)[6],參照《中國(guó)心力衰竭診斷和治療指南》[9]中NT-proBNP對(duì)心力衰竭的診斷標(biāo)準(zhǔn):>450 ng/L(<50歲),>900 ng/L(50～75歲),>1800 ng/L(>75歲)。

心臟、下腔靜脈和肺超聲指標(biāo)根據(jù)指南標(biāo)準(zhǔn)或既往研究結(jié)果轉(zhuǎn)化為有序二分類變量[9-12],以心源性因素撤機(jī)失敗為因變量(心源性=1,非心源性=0),以LVEF(<50%=1,≥50%=0)、E/e’(>14=1,≤14=0)、RVEDD/LVEDD(>0.6=1,≤0.6=0)、IVCD(≥20 mm=1,<20 mm=0)、肺超聲B線數(shù)目變化(增加≥6條=1,增加<6條=0)作為自變量。

2 結(jié) 果

2.1 2組心肺超聲指標(biāo)比較 心源性組LVEF<50%、E/e’>14、IVCD≥20 mm、肺超聲B線數(shù)目增加≥6條比例均高于非心源性組(P均<0.01),2組間RVEDD/LVEDD>0.6比例差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見表2。

表2 非心源性組與心源性組撤機(jī)失敗患者心臟、肺和下腔靜脈超聲指標(biāo)比較 [例(%)]

2.2 心源性因素撤機(jī)失敗的Logistic回歸模型的建立與撤機(jī)心肺超聲評(píng)分 以心源性因素撤機(jī)失敗為因變量(賦值:是為“1”;否為“0”),以上述結(jié)果中P<0.05項(xiàng)目為自變量,進(jìn)行多因素Logistic回歸分析,結(jié)果顯示, LVEF<50%、E/e’>14、肺超聲B線數(shù)目增加≥6條是心源性因素撤機(jī)失敗的獨(dú)立影響因素,見表3。回歸模型:logit(P)=-2.634+3.050×LVEF<50%+2.897×E/e’>14+1.964×肺超聲B線數(shù)目增加≥6條。根據(jù)β權(quán)重評(píng)分法,肺超聲B線數(shù)目增加≥6條=1.000分,LVEF<50%=1.553分,E/e’>14=1.475分,將該評(píng)分代入各組內(nèi),計(jì)算每位患者的撤機(jī)心肺超聲評(píng)分。

表3 心源性撤機(jī)失敗患者危險(xiǎn)因素的Logistic回歸模型分析

2.3 超聲指標(biāo)及撤機(jī)心肺超聲評(píng)分診斷心源性撤機(jī)失敗的效能比較 繪制超聲指標(biāo)及撤機(jī)心肺超聲評(píng)分診斷心源性撤機(jī)失敗的ROC曲線,并計(jì)算AUC,結(jié)果顯示: LVEF、E/e’、IVCD、肺超聲B線數(shù)目變化的AUC值分別為0.788、0.867、0.763、0.803,撤機(jī)心肺超聲評(píng)分以1.238分為截?cái)嘀?預(yù)測(cè)心源性因素撤機(jī)失敗的 AUC為0.913,高于單獨(dú)LVEF和IVCD預(yù)測(cè)(Z=2.015、2.352,P=0.044、0.019),與E/e和肺超聲B線數(shù)目變化比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=0.928、1.558,P=0.353、0.119),見表4、圖2。

圖2 心肺各超聲指標(biāo)、撤機(jī)心肺超聲評(píng)分對(duì)心源性因素撤機(jī)失敗預(yù)測(cè)的ROC曲線Fig.2 ROC curves of heart and lung ultrasound indicators and weaning heart and lung ultrasound scores for predicting weaning failure due to cardiogenic factors

表4 心源性撤機(jī)失敗的ROC曲線

3 討 論

ICU內(nèi)機(jī)械通氣患者發(fā)生撤機(jī)失敗較常見,可導(dǎo)致呼吸機(jī)依賴、住院時(shí)間延長(zhǎng)、治療成本增加,甚至增加死亡率[9]。機(jī)械通氣撤機(jī)失敗原因有多種[2,13-14],包括心源性、肺源性、膈肌源性、神經(jīng)源性和內(nèi)分泌因素等[3],不同原因的撤機(jī)失敗的治療方向不同,準(zhǔn)確鑒別診斷撤機(jī)失敗原因是指導(dǎo)治療方向的關(guān)鍵。心源性因素是撤機(jī)失敗的常見重要因素。本研究發(fā)現(xiàn),心源性組患者具有較高比例的左心室收縮功能減低(LVEF<50%)、左心室充盈壓增高(E/e’>14)、容量過(guò)負(fù)荷(IVCD>20mm),表明左心功能不全和容量過(guò)負(fù)荷是心源性因素導(dǎo)致撤機(jī)失敗的條件,其中LVEF<50%和E/e’>14是心源性因素撤機(jī)失敗的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。該研究結(jié)果與其病理生理學(xué)機(jī)制相符,心源性撤機(jī)失敗的機(jī)制是在患者合并急性或慢性心功能不全的基礎(chǔ)上,由于撤機(jī)過(guò)程引起胸腔內(nèi)壓的變化,右房壓下降、體循環(huán)回心血量增加,心臟功能無(wú)法耐受液體過(guò)負(fù)荷而導(dǎo)致肺水腫和急性呼吸衰竭,即心源性因素撤機(jī)失敗。既往研究發(fā)現(xiàn)在ICU中,心源性因素占撤機(jī)失敗病例的21%～87%[3-4]。NT-proBNP作為傳統(tǒng)ICU內(nèi)鑒別心源性撤機(jī)失敗的指標(biāo)可有效識(shí)別撤機(jī)后心力衰竭的發(fā)生。Haji等[10]研究發(fā)現(xiàn),撤機(jī)失敗組患者具有較高的E/e’和前胸壁肺超聲評(píng)分,表明左心功能超聲指標(biāo)與撤機(jī)結(jié)局有關(guān),但該研究并未區(qū)分撤機(jī)失敗的原因是心源性或其他因素,本研究在此基礎(chǔ)上對(duì)撤機(jī)失敗患者進(jìn)行了細(xì)化區(qū)分。

心源性肺水腫是心—肺系統(tǒng)充盈壓力增高的繼發(fā)表現(xiàn)[15],當(dāng)心功能無(wú)法耐受增多的回心血量時(shí)將導(dǎo)致液體滲漏進(jìn)肺間質(zhì)/肺泡。目前在床旁機(jī)械通氣撤機(jī)的肺部影像學(xué)中,肺超聲明顯優(yōu)于其他影像學(xué)工具[10]。本研究發(fā)現(xiàn),觀察撤機(jī)15 min肺超聲B線數(shù)目的變化,心源性組中肺超聲B線數(shù)目增加≥6條比例明顯多于非心源性組(均P<0.05),表明心源性因素導(dǎo)致的撤機(jī)失敗,可經(jīng)肺超聲發(fā)現(xiàn)撤機(jī)后B線數(shù)量隨時(shí)間的進(jìn)展而增加。Ferré等[11]研究發(fā)現(xiàn),撤機(jī)前后對(duì)比,雙肺前胸壁B線數(shù)量變化>6條可預(yù)測(cè)由心功能因素導(dǎo)致撤機(jī)失敗,與本研究結(jié)果相近。本研究同樣選取前胸壁作為肺超聲檢查部位,是基于以下原因:(1)心源性肺水腫發(fā)生時(shí),肺間質(zhì)滲出呈彌漫性分布,前胸壁區(qū)易于觀察到B線替代A線、B線數(shù)量增多等變化;(2)部分撤機(jī)患者因臥床時(shí)間長(zhǎng),背部區(qū)域可存在墜積性肺炎或胸腔積液,無(wú)法判斷血管外肺水含量是否增加;(3)ICU臥床患者不便于翻身,前胸壁掃查切面更易獲取。

本研究采用二元Logistic回歸分析,并根據(jù)β值權(quán)重作為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算各組中撤機(jī)心肺超聲評(píng)分,并繪制ROC曲線發(fā)現(xiàn),以1.2375分為截?cái)嘀?預(yù)測(cè)心源性因素撤機(jī)失敗的敏感度為0.864,特異度為0.808,AUC值>0.9,表明該撤機(jī)心肺超聲評(píng)分在撤機(jī)失敗患者中鑒別診斷心源性撤機(jī)失敗具有較高的價(jià)值。

綜上所述,心肺超聲技術(shù)基于心源性因素撤機(jī)失敗中發(fā)生肺水腫的血流動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)作為理論指導(dǎo),通過(guò)超聲技術(shù)作為觀察點(diǎn),直接或間接反映撤機(jī)后心臟功能可否代償增多的靜脈血液回流、是否產(chǎn)生肺間質(zhì)水腫。本研究的不足之處在于樣本量較少,這是由于撤機(jī)失敗者比例較低,且部分患者由于存在慢性肺間質(zhì)病變、大量胸腔積液等予以嚴(yán)格剔除;此外,本研究尚未排除是否合并內(nèi)分泌因素等少見情況。今后需將大樣本研究綜合分析作為研究方向。

利益沖突：所有作者聲明無(wú)利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明

劉奕:設(shè)計(jì)研究方案,實(shí)施研究過(guò)程,論文撰寫;趙浩天:提出研究思路,分析試驗(yàn)數(shù)據(jù),論文審核;劉元琳、王曉娜:實(shí)施研究過(guò)程,資料搜集整理;薛紅元、李麗:分析數(shù)據(jù),對(duì)文章的知識(shí)性內(nèi)容進(jìn)行審閱與指導(dǎo);龍玲:數(shù)據(jù)篩選,統(tǒng)計(jì)分析