不同SBT 策略对机械通气患者肺通气量的影响

2022-07-30李美菊李文卓柳金玲朱明贤

昆明医科大学学报 2022年7期

李美菊，李文卓，柳金玲，杨莉，朱明贤，夏婧

（昆明医科大学第一附属医院急救医学部，云南昆明 650032）

自主呼吸试验（spontaneous breathing trial，SBT）是目前临床医生普遍用于预测机械通气患者脱机拔管可能性的方法[1]。然而，即使是通过SBT 的患者，仍然有15%～30%的患者在拔管后48 h 内发生急性呼吸衰竭而再次插管进行机械通气或者使用无创呼吸机辅助呼吸[2-4]。目前关于SBT 实施技术仍然存在争议[5]。一项Meta 分析[6]显示：用T 管行SBT 的患者拔管前后，患者的呼吸功能更相近，建议使用T 管进行SBT 评估。有研究表明在进行SBT 过程中会导致患者肺通气量损失，患者肺部超声评分（lung ultrasound score，LUS）会增加[7]。Bickenbach 等[8]的研究中利用电阻抗断层扫描技术（electrical impedance tomography，EIT）评估自主呼吸试验开始前（T0）、T 管自主呼吸试验后（T1）及重新给予呼吸机支持肺复张后（T2）肺脏通气情况发现:与自主呼吸试验开始前（T0）及重新给予呼吸机支持肺复张后（T2）相比T 管自主呼吸试验后（T1）动脉氧分压是下降的，并且阻抗比（impedance ratio，IR）与全肺不均匀性指数global inhomogeneity index，GI）是增加的（其值的降低与肺复张相关），表明当进行无压力支持的SBT 时，对于脱机困难患者是有肺失气化存在的。与有压力支持的低水平PSV 和自动导管补偿法（automatic tube compensation，ATC）相比，T 管法完全依靠患者自身呼吸驱动胸腔内压力变化而产生肺部通气。笔者假设：3 种方法的SBT 过程中对肺部通气的影响会因压力支持水平的不同而出现差异。因此本临床试验着眼于评价不同策略SBT 过程中，患者肺部通气情况的差异。

1 资料与方法

1.1 研究对象

研究方案获得昆明医科大学第一附属医院伦理委员会批准，采用前瞻性临床随机对照研究纳入2020 年6 月至2021 年1 月收住昆明医科大学第一附属医院EICU 的符合纳入、排除标准，进行首次SBT 的机械通气患者69 例。

1.1.1 纳入标准（1）年龄≥18 岁；（2）有创性机械通气≥24 h；（3）满足可以做SBT 的条件，定义为：①导致气管插管的原因得以控制或改善；②血流动力学稳定[不使用血管活性药物或小剂量[≤0.5 µg/（kg·min）]血管活性物收缩压≥90 mmHg（1 mmHg=0.133 KPa），心率＜ 140 次/min]；③PEEP≤5 cm H2O，PS≤12 cm H2O，FiO2≤50%下，呼吸功能稳定[OI≥160 mmHg，SpO2≥90%，RSBI ＜ 105 次/（min·L）]；④意识清楚（Glasgow≥13）；⑤咳嗽、咳痰能力良好；⑥体温36 ℃～38 ℃；⑦24 h 内不进行手术；⑧没有再次机械通气需要；（4）同意参加该项试验。

1.1.2 排除标准（1）SBT 时存在连枷胸或反常呼吸；（2）脊髓损伤平面≥ C6 或存在四肢瘫痪；（3）在SBT 前存在慢性心脏疾病或心功能不全（EF＜ 30%）；（4）神经肌肉疾病；（5）缺乏适当的声窗（皮下气肿、气胸、开胸手术或剖腹手术）用于肺评估；（6）既往存在或新发现的单侧膈的瘫痪或反常运动；（7）拒绝参与研究，受法律监护的患者；（8）在SBT 结束前自动拔管的患者；（9）气管切开术；（10）怀孕；（11）慢性阻塞性肺疾病患者。

1.2 试验方法

1.2.1 分组满足纳入标准并且无排除标准的患者，取得本人或家属知情同意并签署知情同意书后，根据随机数生成软件每6 个患者根据1∶1∶1 随机分为3 组，进入T 管组患者：脱离呼吸机，接T 管给予5 L/min 氧气吸入；进入PSV 组患者：在不脱离呼吸机的情况下调整呼吸机参数：FiO2≤40%，给予7 cmH2O 的PS，PEEP为0 cmH2O；进入ATC 组患者：设置 FiO2≤40%，打开呼吸机ATC 功能，呼吸机导管补偿设置为100%，PS 和PEEP 均为0 cmH2O。3 组患者均在气管导管气囊充满的情况下进行30 min SBT。

1.2.2 研究实施及观察指标SBT 开始前（T0）：记录APPACH II、SOFA、心率、呼吸、血压、氧饱和度、动脉血气（美国实验仪器公司，GEM Premier 3000）、呼吸浅快指数、潮气量；利用超声（GE床旁超声机，中国通用电器商务公司）如先前研究所述[7]测量肺部超声评分（lung ultrasound score，LUS）。

30 min SBT 结束（T1）无论SBT 成功或失败均再次行肺脏超声，采集动脉血气，记录当时生命体征。SBT 失败者连接呼吸机，使用SBT 前呼吸机模式通气，记录失败原因。

SBT 成功，告知主治医生SBT 结果，如果主治医生在24 h 内拔除气管插管；拔管后30 min（T2）观察肺脏超声，采集动脉血气，记录生命征，以及观察48 h 内再插管情况。

SBT 失败定义[9]为满足以下2 项及以上标准：（1）呼吸频率＞ 35 次/min；（2）辅助吸气肌参与呼吸；（3）在O2＞ 9 L/min 或FiO2＞ 50%条件下SpO2＜90%；（4）呼吸浅快指数＞105 次/（min·L）；（5）心率＞ 140 次/min 或较基础变化＞ 20%；（6）收缩动脉血压＞ 180 mmHg 或＜ 90 mmHg，或较基础变化＞ 20%；（7）谵妄、流汗、嗜睡、高碳酸血症或低氧性脑病；（8）在自主呼吸试验结束时主要的支气管梗阻，并伴有不充分的咳嗽；（9）高碳酸血症PaCO2＞ 50 mmHg 或pH ＜ 7.35，PaCO2增加幅度＞ 10 mmHg；（10）患者躁动、焦虑、意识下降（Glasgow＜13）。

拔管失败的标准：（1）SBT 失败；（2）48 h 内死亡；（3）48 h 内使用NIV；（4）48 h 内再插管。

1.3 统计学处理

采用SPSS25.0 统计学软件包进行统计学分析，基本描述计数资料采用例及构成比表示，计量资料采用均数±标准差或中位数和25%～75%四分位区间（IQR）表示；假设检验计数资料间比较采用χ2检验或Fisher's 精确检验，正态分布计量资料组间比较采用方差分析，不符合正态分布采用Kruskal-Wallis 秩和检验；对组内肺通气的比较采用配对t检验或Wilcoxon rank-sign 检验。P＜ 0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

研究共纳入69 人，其中62 人成功通过SBT，T 管组首次通过SBT 人数20/22 人（90.9%），PSV组20/23 人（87%），ATC 组22/24 人（91.7%），3组患者的首次SBT 通过率相似（P＞ 0.05）；SBT 成功后24 h 内拔管49 人，其中有6 人再插管；成功拔管患者43 人。对拔管成功的43 人进行比较：T 管组13 人，PSV 组14 人，ATC 组16 人（图1）。

图1 患者纳入过程Fig.1 The process of patients inclusion

3 组患者在初始年龄、APACHE II 评分、SOFA评分、肺部超声、血气分析情况比较，差异无统计学意义（P＞ 0.05），见表1。

表1 成功拔管患者一般资料[（±s）/M（P25，P75）]Tab.1 Baseline characteristics of patints with successful extubation [±s/M（P25，P75）]

2.1 成功拔管患者肺部超声

在3 种方法进行SBT 后（T1）时LUS 比较：T管组11（8.5～15），PSV 组17 （10.75～19.25），ATC 组13（10.5～15.75），SBT 结束时3 组患者LUS 评分差异无统计学意义（P=0.083），见图2。

图2 SBT 后（T1）各组患者 LUS 评分Fig.2 Comparison of LUS of patients after different SBT

3 种方法进行SBT 后（T1）、拔除气管导管后（T2）分别进行LUS 组内比较：T 管组T1-LUS 11（8.5～15），T2-LUS 12（9.5～14），从T1 到T2，T 管组患者LUS 差异无统计学意义（P＞ 0.05）；PSV 组 T1-LUS 17（10.75～19.25），T2-LUS 19（12～20），从T1 到T2，PSV 组患者LUS 增加（P＜ 0.05）；ATC 组T1-LUS 13（10.5～15.75），T2-LUS 14（13～17.5），从T1 到T2，ATC 组患者LUS 增加（P＜ 0.05），见图3。

图3 不同组内T1（SBT 后）、T2（拔管30 min 后）LUS 评分比较Fig.3 Comparison of LUS at T1 vs T2 in different group

2.2 成功拔管患者血气结果

患者经过3 种不同SBT 后（T1）时血气比较：T管组PaO2（123.32±37.73） mmHg，PSV 组（92.57±21.08） mmHg，ATC 组（87.44±22.17）mmHg，SBT结束时T 管组患者PaO2均高于PSV 组及ATC 组患者（P＜ 0.05），PSV 组及ATC 组PaO2未见明显统计学差异（P＞ 0.05）；T管组PaCO2（34.69±4.57） mmHg，PSV 组（34.36±4.92） mmHg，ATC组（40.13±5.57） mmHg，SBT 结束时ATC 组患者PaCO2高于T 管组和PSV 组患者（P＜ 0.05），PSV组及T 管组PaCO2未见明显统计学差异（P＞ 0.05）；T管组氧合指数（oxygenaration index，OI）302.46±105.31，PSV 组234.93±55.22，ATC 组225.5±63.58，SBT 结束时T 管组患者OI 均高于PSV 组及ATC 组患者（P＜ 0.05），PSV 组及ATC 组OI 未见明显统计学差异（P＞ 0.05），见表2。

表2 成功拔管患者不同策略SBT 后血气结果比较[（±s）]Tab.2 Comparison of blood gas analysis for successful extubation after different SBT [（±s）]

*P ＜ 0.05；与T管组比较，ΔP ＜ 0.05；与PSV组比较，&P ＜ 0.05。

2.2.1 T管组血气比较T1-PaO2（123.31±37.73） mg，T2-PaO2（119.92±41.72）mmHg（P＞0.05），从T1 到T2，T 管组患者血气PaO2未见明显统计学差异；T1-PaCO2（34.69±4.57） mmHg，T2-PaCO2（34.38±3.53）mmHg（P＞ 0.05），从T1到T2，T 管组患者血气PaCO2未见明显统计学差异；T1-OI 302.46±105.31，T2-OI 306.46±129.35（P＞ 0.05），从T1 到T2，T 管组患者血气OI 未见明显统计学差异，见表3。

表3 T 管组血气比较[（±s）]Tab.3 Blood gas analysis for group T-Piece [（±s）]

2.2.2 PSV组血气比较T1-PaO2（92.57±21.08） mmHg，T2-PaO2（123.05±47.38） mmHg，从T1 到T2，PSV 组患者血气PaO2有升高（P＜0.05）；T1-PaCO2（34.36±4.92） mmHg，T2-PaCO2（34.57±5.16） mmHg，从T1 到T2，PSV 组患者血气PaCO2未见统计学差异（P＞ 0.05）；T1-OI 234.93±55.22，T2-OI 298.5±116.85，从T1 到T2，PSV 组患者血气OI 有升高（P＜ 0.05），见表4。

表4 PSV 管组血气比较[（±s）]Tab.4 Blood gas analysis for group PSV [（±s）]

*P ＜ 0.05。

2.2.3 ATC组血气比较T1-PaO2（87.44±22.17） mmHg，T2-PaO2（125.06±41.28） mmHg，从T1 到T2，ATC 组患者血气PaO2升高（P＜0.05）；T1-PaCO2（40.13±5.57） mmHg，T2-PaCO2（39.31±6.87） mmHg，从T1 到T2，ATC 组患者血气PaCO2变化未见明显统计学意义（P＞ 0.05）；T1-OI 225.5±63.58，T2-OI 318.81±109.81，从T1 到T2，ATC 组患者血气OI 升高（P＜ 0.05），见表5。

表5 ATC 组血气比较[（±s）]Tab.5 Blood gas analysis for group ATC [（±s）]

*P ＜ 0.05。

3 讨论

肺超声是一种快速、安全、无辐射的技术，越来越多地应用于ICU[10-11]。使用肺部超声LUS评分能动态、定量评估患者肺通气变化[12]。在对呼吸机相关性肺炎进行抗生素治疗后的肺通气变化的评价研究中，与CT 和应用呼气末正压后的压力-容积曲线法比较，已证实了该方法对肺泡通气评估的有效性[7,13-14]。肺超声评分的变化与肺通气改变有关，急性呼吸窘迫综合征患者的肺超声评分与肺组织密度和通气量呈平行关系[12,15]。

据笔者所知，以往对于不同方法SBT 的研究多聚焦于SBT 的通过率及对于脱机拔管成功率的预测[5]。而笔者利用超声比较3 种SBT 方法对肺部通气量变化的影响。先前的预想是：由于T 管法的SBT 脱离了呼吸机正压支持，在SBT 过程中气管导管造成额外呼吸阻力增加[6]，会使患者在离开了正压支持的SBT 过程中出现肺部通气量的损失。但研究中显示：SBT 后3 组患者肺部LUS评分无差异，说明3 种不同SBT 对患者肺通气影响是一致的。同时笔者发现：T 管组患者拔管前、后LUS 未见明显变化，而PSV 组及ATC 组患者拔管前、后LUS 增加。脱机过程中机械通气患者从正压通气转为自主呼吸后胸腔内变为负压，静脉回流增加，一定程度上导致肺水增加[9]，LUS评分增加。T 管组患者在SBT 过程中就处于无压力支持状态，而PSV 组及ATC 组患者拔管后才处于无压力支持状态，因此可能导致拔管前后LUS 评分有差异。

SBT后T管组OI及 PaO2高于PSV组及ATC组，T管组从T1到T2患者氧分压、氧合指数、二氧化碳分压变化均不明显，而PSV 组及ATC 组患者二氧化碳分压变化不明显，但氧分压及氧合指数在拔管后较拔管前升高。上述改变可能与SBT 过程中由于呼吸支持力度的变化造成SBT 过程中人机配合出现不协调相关。而T 管进行SBT 过程中以及拔管后，患者脱离呼吸机，自主呼吸更利于肺复张，更利于气体交换，通气血流比值更为协调。因此，从肺部通气量和血气分析指标上看，T 管法SBT 对于机械通气患者脱机拔管成功的预测似乎要更准确。而这一结果需要进一步大样本、多中心的随机对照研究来证实。