超聲評估右心功能對機(jī)械通氣患者撤機(jī)結(jié)果的預(yù)測價值

竇志敏，陳啟明，林慶玲，李斌，劉健

蘭州大學(xué)第一醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，甘肅蘭州 730000； *通訊作者 李斌 lynd001@126.com

機(jī)械通氣患者能否成功撤機(jī)是臨床醫(yī)師面臨的一大挑戰(zhàn)。撤機(jī)過程約占40%的機(jī)械通氣時間，而撤機(jī)失敗往往會引起多種并發(fā)癥，延長患者的住院時間、提高臨床病死率[1-2]。多種因素可能導(dǎo)致患者撤機(jī)失敗[3]，其中撤機(jī)時患者由正壓通氣轉(zhuǎn)為自主呼吸所致心臟前后負(fù)荷增加，會加重心臟負(fù)擔(dān)，影響撤機(jī)結(jié)果[4]。重癥超聲具有快速、實時、可重復(fù)等特點，通過動態(tài)監(jiān)測可以為重癥患者的診治提供及時、準(zhǔn)確的指導(dǎo)[5-6]。已有大量研究報道了左心功能在撤機(jī)中的作用[7-9]，但單獨評估右心功能對撤機(jī)結(jié)果影響的研究較少，因此，本研究通過在患者自主呼吸試驗（spontaneous breathing trial，SBT）前利用重癥超聲評估患者的右心功能，從而探討其對機(jī)械通氣患者撤機(jī)結(jié)果的預(yù)測價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 納入2017年6—12月蘭州大學(xué)第一醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科收治的機(jī)械通氣患者，通過撤機(jī)篩查后采用T管模式進(jìn)行SBT。本試驗通過我院倫理委員會評審，所有患者家屬簽署知情同意書。

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）經(jīng)口氣管插管接呼吸機(jī)輔助通氣>24 h；（2）通過撤機(jī)篩查標(biāo)準(zhǔn)[10]：①導(dǎo)致機(jī)械通氣的原發(fā)疾病好轉(zhuǎn)或祛除，無新發(fā)疾??；②氧合指標(biāo)：動脈血氧分壓/吸入氧濃度（PaO2/FiO2）≥200 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）；呼氣末正壓通氣（PEEP）≤5 cmH2O；PaO2≥60 mmHg且FiO2≤40%～50%；③血流動力學(xué)指標(biāo)：不需要血管活性藥物或僅需要小劑量血管活性藥物[多巴胺或多巴酚丁胺<5～10 μg/（kg·min）]；④有自主呼吸能力、有咳嗽反射。（3）左心功能正常[左心室射血分?jǐn)?shù)>50%，二尖瓣血流峰速度和舒張晚期血流峰速度比值（E/A）1～1.5][11]。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡<18歲；（2）存在慢性肺源性心臟病或心肌梗死累及右心；（3）存在心房顫動等心律失常；（4）經(jīng)胸?zé)o法獲取清晰圖像；（5）妊娠、腫瘤終末期；（6）存在嚴(yán)重心、肝、腎等器官功能衰竭；（7）正在進(jìn)行其他可能影響本試驗結(jié)果的臨床試驗者。

1.2 方法 記錄患者的基本臨床特征，包括年齡、性別、急性生理學(xué)與慢性健康狀況評分系統(tǒng)Ⅱ（APACHEⅡ）評分、心率、呼吸頻率、平均動脈壓（MAP）、中心靜脈壓（central venous pressure，CVP）、PaO2/FiO2、乳酸等指標(biāo)。

患者通過撤機(jī)篩查后，采用T管模式進(jìn)行SBT，分別在SBT開始后10 min或SBT失敗前測量患者的右心室功能指標(biāo)，包括三尖瓣環(huán)根部側(cè)壁收縮期位移（tricuspid annular plane systolic excusion，TAPSE）、三尖瓣 E/A比值、右心室舒張末期面積/左心室舒張末期面積比（RVarea/LVarea）以及呼氣末下腔靜脈內(nèi)徑（inferior vena cava diameter，dIVC）?；颊呤欠耖_始 SBT、撤機(jī)拔管或再次機(jī)械通氣均由主管醫(yī)師決定?；颊甙喂芎笞灾骱粑鼤r間超過48 h為撤機(jī)成功，在SBT期間再次機(jī)械通氣、拔管后48 h內(nèi)再插管或使用無創(chuàng)呼吸機(jī)者為撤機(jī)失敗。

1.3 超聲檢查 采用 Philips CX50型便攜式彩色多普勒超聲，選用相控陣探頭經(jīng)胸心臟超聲檢查。獲取標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔觀心切面：（1）室間隔居中，完全豎直；（2）完整顯示雙心房、雙心室；（3）全心動周期可見二尖瓣、三尖瓣；（4）心尖無軸向收縮運動。在此切面分別獲取RVarea/LVarea比值，TAPSE和三尖瓣E/A比值（圖1～3）。獲取標(biāo)準(zhǔn)劍突下下腔靜脈長軸觀切面，即：（1）清晰顯示下腔靜脈匯入右心房，肝靜脈匯入下腔靜脈；（2）顯示下腔靜脈全長，靜脈前后壁回聲清晰銳利，測量呼氣末dIVC[12]（圖4）。所有操作由2名經(jīng)過重癥超聲專業(yè)培訓(xùn)的醫(yī)師各自完成1次，并取各指標(biāo)平均值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 21.0軟件，連續(xù)變量以±s表示，兩組間比較采用成組資料t檢驗；計數(shù)資料比較采用χ2檢驗。通過受試者工作特征（ROC）曲線評價各心功能指標(biāo)對撤機(jī)結(jié)果的預(yù)測價值，以曲線下面積（AUC）表示。P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

圖1 心臟彩色超聲心尖四腔觀切面RVarea/LVarea比值測量（同一心動周期）

圖3 心臟彩色超聲心尖四腔觀切面三尖瓣E/A比值

圖4 劍突下下腔靜脈呼氣末下腔靜脈內(nèi)徑（dIVC）

2 結(jié)果

2.1 患者臨床特征 研究期間共納入82例患者，其中撤機(jī)成功組61例，撤機(jī)失敗組21例，撤機(jī)成功率為76.1%。兩組患者撤機(jī)前的APACHEⅡ評分、心率、呼吸頻率、MAP、PaO2/FiO2、乳酸水平比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），而撤機(jī)失敗組患者CVP明顯高于撤機(jī)成功組（P<0.05）（表1）。

2.2 超聲評估心功能指標(biāo) 床旁超聲評估右心功能指標(biāo)，撤機(jī)成功組患者的TAPSE明顯高于撤機(jī)失敗組，三尖瓣E/A比值也高于撤機(jī)失敗組；而撤機(jī)成功組患者RVarea/LVarea和dIVC均低于撤機(jī)失敗組（P均<0.05）（表2）。

2.3 不同指標(biāo)對撤機(jī)結(jié)果的預(yù)測價值 根據(jù)右心功能障礙標(biāo)準(zhǔn)：TAPSE<16 mm為右心室收縮功能障礙，三尖瓣 E/A<1提示右心室舒張功能障礙，RVarea/LVarea>0.6為右心室擴(kuò)大[12-13]，上述指標(biāo)對患者撤機(jī)結(jié)果均有預(yù)測價值，TAPSE和三尖瓣E/A預(yù)測撤機(jī)結(jié)果的 AUC較大，分別為 0.88和0.76（表3）。

表1 兩組患者基本臨床特征比較(±s)

表1 兩組患者基本臨床特征比較(±s)

注：與撤機(jī)成功組比較，*P<0.05。APACHEⅡ為急性生理和慢性健康評分，MAP為平均動脈壓，CVP為中心靜脈壓，PaO2/FiO2為動脈血氧分壓/吸入氧濃度

項目 撤機(jī)成功組(n=61)撤機(jī)失敗組(n=21)年齡(歲) 59±15 60±14男性[例(%)]42(69)13(62)APACHEⅡ評分 10.3±4.3 11.5±4.8心率(次/min)82±1488±15呼吸頻率(次/min) 14±5 16±6 MAP(mmHg)81.6±11.580.3±11.6 CVP(mmHg) 7.2±2.8 10.0±3.2*PaO2/FiO2(mmHg)281.3±74.9272.7±66.3乳酸(mmol/L) 2.0±1.4 1.9±1.5

表2 兩組患者超聲監(jiān)測心功能指標(biāo)比較（±s）

表2 兩組患者超聲監(jiān)測心功能指標(biāo)比較（±s）

注：與撤機(jī)失敗組比較，*P<0.05；TAPSE為三尖瓣環(huán)根部側(cè)壁收縮期位移，E/A為舒張早期血流峰速度/舒張晚期血流峰速度，RVarea/LVarea為右心室舒張末期面積/左心室舒張末期面積比，dIVC為下腔靜脈內(nèi)徑

分組 例數(shù)TAPSE（mm） 三尖瓣E/A RVarea/LVarea dIVC（mm）撤機(jī)成功組 61 24.70±6.96* 1.50±0.49* 0.55±0.11* 14.33±4.94*撤機(jī)失敗組2113.33±6.421.08±0.510.92±0.1319.01±4.95

表3 超聲評估右心室功能指標(biāo)對撤機(jī)結(jié)果的預(yù)測

3 討論

機(jī)械通氣患者的撤機(jī)成敗受多重因素影響。臨床上30%～40%的機(jī)械通氣患者可能發(fā)生撤機(jī)失敗，其主要原因包括呼吸機(jī)疲勞、機(jī)體做功增加、咳痰能力減弱和鎮(zhèn)靜藥物蓄積等[14]。Lemaire等[15]首次發(fā)現(xiàn)，機(jī)械通氣患者SBT失敗時，肺動脈楔壓可平均增高17 mmHg，提示患者撤機(jī)失敗與心功能不全相關(guān)，而以后的研究[7-9,16]也證實了左心功能，包括收縮和舒張功能均會明顯影響患者的撤機(jī)結(jié)果。因此，機(jī)械通氣患者SBT前的心功能狀態(tài)與其撤機(jī)結(jié)果密切相關(guān)。

心功能對撤機(jī)結(jié)果的影響源于撤機(jī)過程中的心肺交互作用?；颊哂烧龎簷C(jī)械通氣轉(zhuǎn)為自主呼吸時，胸腔內(nèi)壓由正到負(fù)發(fā)生明顯改變，從而引起心臟血流動力學(xué)的一系列改變[17]?；颊逽BT時胸腔內(nèi)壓降低，通過壓力傳導(dǎo)引起右心房壓力降低，導(dǎo)致靜脈回心驅(qū)動壓差增加，與之相關(guān)的體循環(huán)靜脈回心血量增多，右心前負(fù)荷增加[18-19]。另一方面，常規(guī)機(jī)械通氣時跨肺壓增加了肺毛細(xì)血管阻力，這是因為跨肺壓與肺血管阻力呈非線性關(guān)系，超過某個特定的壓力臨界值，任何額外增加的跨肺壓均會導(dǎo)致血管阻力的大幅度增加[20]。而當(dāng)患者 SBT時，隨著胸腔內(nèi)壓和跨肺壓的降低，肺循環(huán)阻力降低，右心室后負(fù)荷降低，右心輸出量也會相應(yīng)地增加[21]。因此，撤機(jī)過程中的心肺交互作用最直接考驗的是患者的右心室功能。

撤機(jī)前對機(jī)械通氣患者右心功能的評估同樣重要。既往研究主要關(guān)注患者左心功能不全對其撤機(jī)結(jié)果的影響，但右心功能不全在撤機(jī)進(jìn)程中的作用也不應(yīng)忽視，特別是右心室作為肺循環(huán)的動力器官，在不同的循環(huán)和負(fù)荷情況下維持肺灌注，從而促進(jìn)體循環(huán)靜脈血回流[22]。如前述分析，撤機(jī)會引起右心前負(fù)荷明顯增加，如果患者存在右心功能不全，即無法將增加的前負(fù)荷轉(zhuǎn)變?yōu)樾妮敵隽?，從而影響機(jī)體整體血流動力學(xué)穩(wěn)定，導(dǎo)致撤機(jī)失敗。重癥超聲具有快速、實時、可重復(fù)等特點，通過對重癥患者瞬息萬變危重病情的監(jiān)測和評估，進(jìn)而及時、準(zhǔn)確地指導(dǎo)其治療，被稱為“整合重癥醫(yī)學(xué)的有力武器”[23]。本研究中，通過在SBT前床旁超聲評估患者右心功能發(fā)現(xiàn)，撤機(jī)成功組患者右心的收縮功能（TAPSE）和舒張功能（E/A）均明顯優(yōu)于撤機(jī)失敗組，而分別以TAPSE<16 mm或三尖瓣 E/A<1作為患者心功能不全的指標(biāo)對患者的撤機(jī)結(jié)果有很好的預(yù)測作用（AUC分別為 0.88和0.76）。

需要注意的是，右心作為體循環(huán)的末端，其容積或壓力變化與靜脈回心驅(qū)動壓密切相關(guān)，直接決定了回心血量的多少，而患者的容量狀態(tài)或回心血量又會影響其右心容積或壓力，這種相互作用也體現(xiàn)在機(jī)械通氣患者的撤機(jī)過程中。本研究發(fā)現(xiàn)，撤機(jī)失敗組SBT前的CVP高于撤機(jī)成功組，結(jié)合其E/A值也明顯偏低，提示該組患者可能存在右心舒張功能障礙；而撤機(jī)失敗組RVarea/LVarea和呼氣末dIVC均高于撤機(jī)成功組，表明該組患者除存在舒張功能不全外，還存在較高的容量負(fù)荷，而撤機(jī)過程中額外增加的回心血流必然會進(jìn)一步增加心臟負(fù)荷，如果患者存在右心功能障礙，最終可能導(dǎo)致患者撤機(jī)失敗。因此，通過SBT前對RVarea/LVarea和dIVC的監(jiān)測，可提醒臨床醫(yī)師采取適當(dāng)?shù)囊后w負(fù)平衡，即可以避免由于液體過負(fù)荷導(dǎo)致的撤機(jī)失敗。當(dāng)然，RVarea/LVarea和dIVC分別與患者的撤機(jī)結(jié)果存在一定的相關(guān)性，但其預(yù)測價值的敏感度和特異度明顯低于TAPSE和三尖瓣E/A比值，表明右心功能在撤機(jī)中起到更重要的作用。

總之，SBT前通過重癥超聲評估機(jī)械通氣患者的右心室功能可以預(yù)測其撤機(jī)結(jié)果，并可以指導(dǎo)其液體管理。