心外科術(shù)后長(zhǎng)期機(jī)械通氣失敗的原因分析

賀黌裕， 劉雯珺， 居旻杰， 劉以梅， 顧準(zhǔn)詠， 羅 哲

復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，上海 200032

長(zhǎng)期機(jī)械通氣(prolonged mechanical ventilation, PMV)是指自主呼吸試驗(yàn)(spontaneous breathing trial, SBT)失敗3次以上或者至少需要7 d才能通過SBT試驗(yàn)。PMV可造成各種并發(fā)癥，如呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎、膈肌萎縮等，從而使死亡率明顯增高[1]。提高PMV的脫機(jī)率可降低死亡率，提高患者生活質(zhì)量，同時(shí)能減少醫(yī)療費(fèi)用[2]。導(dǎo)致PMV的原因是多方面的，包括呼吸功能、心臟功能、膈肌功能、神經(jīng)功能及內(nèi)分泌功能異常[3]。心外科術(shù)后患者PMV率為2.6%～22.7%[4]。本研究以心外科術(shù)后、機(jī)械通氣超過7 d仍不能脫機(jī)的氣管切開患者為研究對(duì)象，尋找脫機(jī)失敗的原因，并探討相應(yīng)的干預(yù)方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2015年1月至2017年7月復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科收入心臟外科術(shù)后PMV患者40例。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡≥18歲，機(jī)械通氣時(shí)間超過7 d仍未脫離呼吸機(jī)，已行氣管切開的患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：年齡小于18歲，孕婦，非心臟外科術(shù)后，在7 d內(nèi)拔除氣管插管或脫離呼吸機(jī)，昏迷，心外科未手術(shù)，血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定患者。患者、家屬或監(jiān)護(hù)人簽署知情同意書。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)。

1.2 相關(guān)檢查及處理 患者入ICU后，所有患者每日行床旁胸X線片了解肺部情況。根據(jù)患者臨床癥狀，部分患者行肺部CT檢查及氣管鏡檢查。所有患者每日行床旁心超、肺超、膈肌超聲檢查。心超評(píng)估患者左心及右心功能、心腔大小、瓣膜反流情況。根據(jù)急診床旁肺超(the basic lung ultrasound in emergency, BLUE)策略通過肺部超聲(lung ultrasonography score, LUS)評(píng)分評(píng)估肺部滲出程度。用膈肌超聲評(píng)估膈肌功能。

根據(jù)檢查結(jié)果進(jìn)行針對(duì)性處理，包括以下方面：對(duì)于存在心功能不全的患者，以積極利尿強(qiáng)心，降低前后負(fù)荷治療為主[5]；對(duì)于存在肺不張、肺實(shí)變的患者予肺復(fù)張，痰液引流；對(duì)于肺部炎癥患者予抗感染治療；存在20 mm以上胸腔積液予胸腔穿刺引流[6]；對(duì)于存在膈肌功能不全的患者予康復(fù)鍛煉并每日評(píng)估膈肌功能。

1.3 脫機(jī)策略 所有患者每日進(jìn)行脫機(jī)鍛煉，具體的脫機(jī)策略如下：逐步降低機(jī)械通氣的壓力支持，延長(zhǎng)SBT的時(shí)間[7-8]。在此過程中評(píng)估患者是否存在呼吸窘迫或疲勞。當(dāng)患者呼氣末正壓通氣(positive end expiratory pressure, PEEP)≤8 cm H2O, 吸入氧濃度(fraction of inspiration O2，F(xiàn)iO2)小于或等于0.5, 動(dòng)脈血氧分壓(PaO2)/FiO2>150 mmHg, 血氧飽和度(pulse oxygen saturation,SpO2)≥90%時(shí), 同時(shí)患者血流動(dòng)力學(xué)平穩(wěn)，可考慮行SBT試驗(yàn)[1]。

SBT試驗(yàn)采用持續(xù)氣道正壓通氣(continuous positive airway pressure, CPAP)模式，呼吸機(jī)壓力支持(pressure support ventilation, PSV) 7～10 cm H2O，持續(xù)30 min。若無不耐受表現(xiàn)脫機(jī)或持續(xù)脫機(jī)48 h以上，則視為脫機(jī)成功。脫機(jī)失敗表現(xiàn)為脫機(jī)過程中出現(xiàn)呼吸困難、SpO2下降、高碳酸血癥、心率大于140次/min、收縮壓大于180 mmHg等[1]。

1.4 觀察指標(biāo) 記錄每例患者的性別、年齡、手術(shù)類型、急性生理功能和慢性健康狀況評(píng)分系統(tǒng)Ⅱ(APACHE Ⅱ)評(píng)分、Euroscore評(píng)分、合并癥、腎功能不全、氨基末端腦鈉肽前體(N-Terminal pro-brain natriuretic peptide, NT-proBNP)、pH值、動(dòng)脈血二氧化碳分壓(partial pressure of carbon dioxide in arterial blood, PaCO2)、動(dòng)脈血氧分壓(partial pressure of oxygen in arterial blood, PaO2)、PaO2/FiO2, 入組前機(jī)械通氣時(shí)間和住院時(shí)間。終點(diǎn)事件為脫機(jī)。

2 結(jié) 果

2.1 患者一般特征 結(jié)果(表1)顯示：入ICU前患者平均機(jī)械通氣時(shí)間為(24.9±18.5)d，平均住院時(shí)間為(27.4±22.3)d。40例患者中，24例(60%)脫機(jī)成功，16例(40%)脫機(jī)失敗。在患者的基本資料中，年齡分布及手術(shù)類型(瓣膜手術(shù)vs大動(dòng)脈手術(shù))在脫機(jī)成功和脫機(jī)失敗組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)意義(P<0.05)。

表1 40例心外科術(shù)后患者一般特征

*以中位數(shù)表示. APACHE Ⅱ: 急性生理功能和慢性健康狀況評(píng)分系統(tǒng)Ⅱ；NT-proBNP: 氨基末端腦鈉肽前體

2.2 床旁超聲等檢查結(jié)果 40例PMV患者中，8例患者存在單純心功能不全，20例存在單純呼吸功能不全，2例患者存在單純膈肌功能不全，5例患者同時(shí)存在心肺功能不全，2例存在心臟和膈肌功能不全，3例存在肺臟和膈肌功能不全。心功能不全除了相應(yīng)的臨床表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)異常外，床旁心超還提示以下超聲表現(xiàn)，包括左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)≤35%、中重度瓣膜反流、三尖瓣環(huán)位移(tricuspid annular plane systolic excursion, TAPSE)≤10 mm或心房巨大。呼吸功能不全除了呼吸系統(tǒng)癥狀外，胸部X線片或CT提示肺部滲出，床旁肺超表現(xiàn)為L(zhǎng)US評(píng)分>17分和(或)胸腔積液≥20 mm。膈肌功能不全表現(xiàn)為脫離呼吸機(jī)后，患者存在呼吸窘迫的癥狀和體征，同時(shí)膈肌超聲提示單側(cè)或雙側(cè)膈肌活動(dòng)度≤10 mm。

2.3 延遲脫機(jī)的原因 對(duì)影響脫機(jī)的原因進(jìn)行單因素分析(表2)，發(fā)現(xiàn)手術(shù)類型、年齡、是否存在心功能不全及是否存在呼吸功能不全是影響脫機(jī)的因素(P<0.05)。多因素分析(表3)提示，心功能不全導(dǎo)致脫機(jī)失敗率較高(P=0.036)，術(shù)前呼吸功能不全使脫機(jī)失敗率較低(P=0.003)，膈肌功能不全不影響脫機(jī)結(jié)局。

表2 影響脫機(jī)結(jié)局的單因素分析

APACHE Ⅱ:急性生理與慢性健康狀況評(píng)分系統(tǒng)Ⅱ；OR：風(fēng)險(xiǎn)比；CI:可信區(qū)間；Euroscore:歐洲心血管手術(shù)危險(xiǎn)因素評(píng)分; NT-proBNP: 氨基末端腦鈉肽前體；PaO2/FiO2：動(dòng)脈血氧分壓與吸入氧濃度比值

表3 影響脫機(jī)結(jié)局的多因素分析

2.4 脫機(jī)成功及失敗的病因分析 24例脫機(jī)成功的患者中，存在呼吸功能不全患者22例(91.7%)，其中單純呼吸功能不全患者16例(66.7 %)，同時(shí)存在心肺功能不全的患者3例(12.5%)，呼吸合并膈肌功能不全的患者3例(12.5%)；另外，有2例患者(8.3%)僅存在膈肌功能不全，無心肺功能異常。16例脫機(jī)失敗的患者中，存在心功能不全患者12例(75%)，(包括心肺功能不全、心膈功能不全、單純心功能不全)；單純呼吸功能不全患者4例(25%)。

進(jìn)一步分析16例脫機(jī)失敗患者脫機(jī)失敗的病因，結(jié)果(表4)發(fā)現(xiàn)：5例患者存在右心室TAPSE≤10 mm(其中1例合并雙側(cè)膈肌功能不全，另1例合并重癥肺炎)；4例患者的LVEF<35%；2例患者存在巨大左心房(直徑分別為78 mm和102 mm)；1例患者存在中重度的二尖瓣反流合并雙側(cè)膈肌功能不全；4例患者為重癥肺炎，胸部CT和肺超提示彌漫性肺部病變，呼吸功能未改善，脫機(jī)失敗。

表4 脫機(jī)失敗的病因分析

“+”表示異常，“-”表示正常. TAPSE:三尖瓣環(huán)位移；LVEF:左心室射血分?jǐn)?shù)

3 討 論

本研究發(fā)現(xiàn)心功能不全是心外科術(shù)后PMV患者脫機(jī)失敗的主要原因。存在心功能不全的PMV患者脫機(jī)失敗率近80%；單純呼吸功能不全的PMV患者脫機(jī)失敗率為25%；單純膈肌功能不全的PMV患者全部成功脫機(jī)。心外科術(shù)后PMV患者脫機(jī)失敗的主要原因是存在心功能不全，這與既往研究[2]結(jié)果一致。

本研究發(fā)現(xiàn)以下4個(gè)因素可導(dǎo)致存在心源性因素的PMV患者脫機(jī)失敗。(1) LVEF≤35%：在脫機(jī)過程中，由于胸腔內(nèi)壓下降，心臟前負(fù)荷、后負(fù)荷均增加，如果患者存在左心功能不全，脫機(jī)可加重原有癥狀，出現(xiàn)肺水腫。同時(shí)脫機(jī)增加呼吸和心臟做功，腎上腺素能興奮進(jìn)一步加重心臟氧耗。當(dāng)LVEF<35%時(shí)，患者左心室順應(yīng)性明顯變差，無法耐受脫機(jī)所引起的心臟做功增加，因而脫機(jī)失敗率較高[9]。(2)中重度二尖瓣反流[10]：脫機(jī)過程中出現(xiàn)前后負(fù)荷增大，可加重原有瓣膜反流，導(dǎo)致脫機(jī)失敗的比例增加。(3)低TAPSE[11]：TAPSE值反映右心室收縮功能，其數(shù)值低說明右心室功能障礙。脫機(jī)過程中的缺氧可導(dǎo)致肺動(dòng)脈痙攣，右心室后負(fù)荷增加，加重右心衰，右心室明顯擴(kuò)大，室間隔左偏，影響左心室充盈，左心室充盈壓上升，導(dǎo)致脫機(jī)失敗[5]。(4)巨大心房：左心房增大與左心室順應(yīng)性下降正相關(guān)，是脫機(jī)失敗的高危因素[12]。本研究有2例患者存在巨大左心房，1例患者左心房直徑78 mm，另1例患者左心房直徑102 mm。過大的左心房占據(jù)左側(cè)胸腔，壓迫左側(cè)肺臟，同時(shí)限制左側(cè)膈肌活動(dòng)，盡管該2例患者LVEF均在正常范圍，但最終均脫機(jī)失敗。

本研究也提示，存在肺源性因素的PMV患者脫機(jī)成功率高，這是因?yàn)榉尾恳蛩乜梢酝ㄟ^有效的方法被糾正。如SBT前通過利尿、肺復(fù)張、纖維支氣管鏡吸痰、胸腔積液穿刺引流及選用合適的抗生素等降低肺LUS評(píng)分[13-14]，增加脫機(jī)成功的機(jī)會(huì)[15]。

心外科手術(shù)過程中可能損傷膈神經(jīng)，從而出現(xiàn)一側(cè)膈神經(jīng)麻痹[16]，因此可能導(dǎo)致脫機(jī)失敗。本研究7例膈肌異常的PMV患者，除2例因合并心功能不全脫機(jī)失敗外，另外5例患者均成功脫機(jī)。因此，本研究認(rèn)為膈肌功能不全可使機(jī)械通氣時(shí)間延長(zhǎng)，但通過反復(fù)的脫機(jī)鍛煉和康復(fù)訓(xùn)練，使膈肌功能部分恢復(fù)，進(jìn)而可以脫離呼吸機(jī)。

綜上所述，心功能不全是導(dǎo)致心外科術(shù)后PMV患者脫機(jī)失敗的主要原因，而因呼吸功能不全和膈肌功能不全導(dǎo)致的延遲脫機(jī)患者最終脫機(jī)成功率高。