呼吸衰竭合并心衰患者脱机相关性肺水肿的研究进展

白 珀 张睢扬

随着社会老龄化的进展，因呼吸衰竭而使用机械通气同时合并心衰的患者在临床上越来越多见。罹患有充血性心衰或/和缺血性心脏病的机械通气患者会较其他患者拥有更长的ICU住院时间，并会延长机械通气的使用时间。机械通气通常对于心功能正常患者血流动力学产生负性作用[1]，因为每次吸气时胸腔正压会减少静脉回心血量。但正压通气可改善患者心源性肺水肿，而且已经作为常规治疗方式应用于临床治疗[2-3]。当进行长期机械通气后心功能虽然有明显改善，但脱机阶段的自主呼吸实验(spontaneous breathing test, SBT)改变了肺部机械力学，降低了压力支持和PEEP，导致耗氧增加和回心血量增加等，使心功能障碍危险因素重新暴露，从而使脱机相关的心源性肺水肿容易发生。现就脱机相关性肺水肿发生、发展的机制和可能的预防作用作一综述，以期探讨是否能够增加呼吸衰竭合并心衰患者的脱机成功率。

一、脱机相关性肺水肿的发生机制

脱机相关性肺水肿(weaning associated pulmonary edema)的发生机制非常复杂，包括吸气时胸内压的下降、呼吸功的增加、以及呼吸机模式由控制通气到自主呼吸通气的突然转变，这种转变会造成机体处于应激状态，并导致以下3种情况的出现：①胸内压的下降：由于压力支持(PS)的下调或消失导致吸气时胸内压的下降，会增加外周静脉回流压力梯度和血容量(前负荷)的增加；而随之而来的左心后负荷增加从而降低了左心射血的压力梯度[4]；②呼吸功的增加：同步增加心脏做工及心肌耗氧量导致呼吸功增加[4]；③肾上腺素释放节律的改变：因外周小血管的收缩，造成大量血液由小静脉回流到胸腔大静脉，增加了回心血量，同吸气压下降时出现的不利因素相叠加；兴奋β2受体增加心率，造成心肌耗氧量的增加，同时增加了一些高危患者心肌缺血的潜在风险。

在一些既往罹患右心功能不全的患者会因低氧血症及内源性PEEP(PEEPi)的出现，发生脱机相关的右心后负荷增加[4]。此外，外周静脉回流增加的同时导致了右心负荷在脱机时显著增大，从而缩短了左心室舒张期的灌注[4]。综上所述，在脱机过程中出现的左室前负荷的增加和(或)左心室顺应性降低(心肌缺血、两心室相互依赖性)以及后负荷的增加会造成左室灌注压力增高，而在未罹患左心疾病患者的肺动脉楔压(pulmonary artery occlusion pressure, PAOP)增加则是有限的[5]。有报道指出，罹患有左心疾病的患者脱机失败时PAOP显著增加[6-7]，提示心源性肺水肿可造成脱机失败。

此外，肺部原发疾病(如COPD)更是增加了脱机相关性肺水肿的几率。气道阻力的增加放大了两种增加左心室灌注的机制：①SBT试验中吸气时胸内压下降的幅度被过度放大，而这种情况显著增加了左室后负荷；②呼吸功显著增加造成耗氧量增加，进一步加重既往心肌缺血患者再发的风险。此外，心室相互依赖现象在残气量增加的COPD患者中更为显著，因此左心灌注压增高也更为明显。从经验上讲，失败的脱机期间出现的血压及心率增快就预示着这种失败可能是心源性的[6-7]。

二、脱机相关性肺水肿的临床诊断方法

在脱机试验开始后出现的早发呼吸窘迫就暗示着脱机相关性肺水肿，对以下的情况下要警惕脱机相关性肺水肿发生的可能：①对SBT试验的不耐受并且排除了其他引起脱机失败的原因；②既往罹患有左心疾病，对SBT试验的不耐受时出现这种肺水肿的可能则要大大加强。

1. 右心导管: 右心导管插入术对合并有心肺疾病患者出现的急性呼吸困难有很大的诊断价值， 因为它可测量PAOP、肺动脉压、右房压，以及氧气派生变量(oxygen-derived variables)[8]，因而，导管插入术首先推荐用于对脱机相关性肺水肿的诊断。在不成功的SBT试验期间出现一个比正常值明显高的PAOP提示发生了脱机相关性肺水肿[9]。虽然18 mmHg被认为是一个经典的评价截点，但PAOP对肺水肿的研究价值并不十分明确。众多的研究已经显示，脱机失败的患者PAOP会增加[6-7]。在利尿治疗后60%的脱机困难患者能够成功脱机，并且PAOP值没有进一步的升高。以上提示脱机引起的PAOP值增加在这些脱机困难患者中扮演了重要的角色。

在上述研究中，PAOP的增加并不与心输出量的下降相关[6-7]，事实上脱机过程与日常的运动非常相似，以至于心输出量的增加被认为是对呼吸功增加的应答，与此相同脱机过程被认为是对机械通气向自主呼吸试验突然转变时的应答[10]。有报道指出，在脱机期间，心功能受损的患者可能没有足够的心输出量及氧气运输能力以应对增加的氧耗。这些患者不仅会出现PAOP增加，同时也会出现混合静脉血氧饱和度下降[6-7]。虽然混合静脉血氧饱和度下降不是心源性肺水肿的标识，但与PAOP一样可以用来鉴别心源性脱机失败。只要中央静脉血氧饱和度可以用来反映混合静脉氧饱和度，那么简单的中央静脉导管也可以作为一个工具来监测心源性脱机失败。

综上所述，右心导管插入术除了可鉴别患者脱机所出现的PAOP外，还可以为脱机相关性肺水肿的机制提供重要的信息，对诊断心源性脱机失败有非常大的帮助。但肺动脉置管依旧是有创操作[8]，最近的研究已经开始寻找无创方法用于诊断和鉴别心源性脱机困难。

2. 超声心动图: 超声心动图在评价重症患者心血管功能中已成为常规检查方法。目前超声二尖瓣血流与多普勒组织成像已经可以用于测量左肺灌注压[11]。前者使早期(E)及晚期(A)舒张速度峰的测量成为可能。而后者(二尖瓣环)的测量可检测早期二尖瓣舒张速度峰(Ea)。在一组39例脱机困难的患者中，Lamia等[7]检验了一种假设：将E/A及E/Ea用于检测在SBT期间出现的PAOP增高超过18 mmHg的患者。这项研究发现：在SBT末期E/A大于0.95及E/Ea大于8.5可以预测PAOP大于18 mmHg的敏感性为82%，特异性有91%，但单独应用E/A值及E/Ea值测定则只有68%和73%的敏感性。因此该研究认为超声心动图可以鉴别患者是否存在脱机相关性心肺水肿[7]。此外，超声心动图对于心功能的监测是一个有价值的手段，既可以床旁使用， 又可以在脱机期间对心功能异常提供重要的信息。但是超声心动图是一种对操作者依赖性很强的检查方法，需要长时间的训练以保证重症科医生能够熟练掌握。

3. 心脏生物标记物: B型利钠肽(BNP)和N-末端前B型利钠肽(NT-proBNP)是一种由心室肌合成的肽类物质，对心肌纤维拉伸起作用。心肌收缩及舒张功能障碍时它们在体循环中的分泌会明显增加。在重症患者中，这个心脏生物标记物正越来越多地作为筛选工具用以排除心脏功能障碍[12-13]。最近两项研究提出了BNP/NT-proBNP是否可以用于鉴别心脏功能方面原因导致的脱机失败[14-15]。但是这两项研究并没有直接的结果。Mekontso-Dessap等[14]指出，在首次脱机试验前，血清BNP水平高的患者在随后的脱机失败中，血浆BNP值预测脱机失败在受试者操作特征曲线(receiver operating characteristic curve)之下为0.89±0.04、临界值为275 ng/ml时具有最高的诊断准确性。在SBT之前高基线的血清BNP可能更多地只反映了全身的严重状况所导致的脱机不耐受。应该强调的是进行SBT试验的患者，血清BNP值可以在以下情况中出现升高：高龄、脓毒血症、肾功能不全以及肺动脉高压，甚至没有左心功能不全时亦可升高[12]。文献报道通过超声心动图进行测量的收缩期心功能不全在脱机成功与失败的两组患者中没有什么不同[14]。MeKonton-Dessap等[14]的研究强调目前没有明确的证据表明血清BNP可以作为确认心源性脱机失败的指征。Grasso等[15]评估了NT-proBNP在检测COPD患者心源性脱机失败中的重要性。心源性脱机失败专业诊断由一位心内科医生及一位重症医生在不知道NT-proBNP结果的前提下进行判断，他们的诊断依据是超声心动图、心电图、临床表现、血流动力学、气体交换及基线和SBT结束时的呼吸变量等指标。在SBT期间，NT-proBNP的增高在预测脱机失败性肺水肿方面较BNP有更好的准确性[15]，但由于受试患者人数受限，需要一个更大规模的队列研究才能进一步证实其可靠性。对Mwkoontso-Dessap和Grasso[14-15]等所作报告的数据差异，提示应谨慎地使用BNP作为对心源性肺水肿进行诊断指标。值的注意的是这两种研究均没有通过导管置入术以监测PAOP增加的证据。

4. 脱机诱发的血液浓缩: 脱机诱发的肺水肿有一种假说是由静态肺水肿(hydrostatic pulmonary edema)引起的，而这主要又由左室灌注压增加所致。静态肺水肿的出现伴随着过度水肿液从肺毛细血管向组织间隙移动。当这些间隙液足够多时静态肺水肿可导致血液浓缩，而这种情况可通过淋巴蛋白、血红蛋白、红细胞压积基础值的变化对其进行监测。最近的一项研究分析指出，脱机期间出现的急性血液浓缩可以对脱机相关性肺水肿的诊断有所帮助。

脱机相关性肺水肿的定义是对SBT的不耐受以及在SBT末期PAOP上升超过18 mmHg。Anguel等[6]对46名连续两次SBT试验失败的患者放入肺动脉导管作了监测，24例患者在第3次SBT期间出现了脱机相关性肺水肿，他们的PAOP平均从13 mmHg(范围7～16)上升至26 mmHg，(范围18～50)。脱机期间这些患者的淋巴蛋白都有显著的升高，淋巴蛋白在SBT期间增高6%对监测脱机相关性肺水肿的敏感性为87%，特异性为95%[6]。13例三次脱机失败的患者在第4次脱机前均使用了利尿剂和/或血管扩张剂[6]，这些患者没有再出现脱机相关性肺水肿，而且淋巴蛋白也没有变化。这项研究提示在SBT期间测量淋巴蛋白急性变化对监测脱机相关性肺水肿可替代右心导管这类侵入式检查方式。

目前为止，在SBT期间监测淋巴蛋白变化是最为简单的方法，而超声心动图可以提供更为长远的证据，而且可以给探寻脱机失败机制提供更多有用的信息。

在脱机过程中，特别是罹患过左心疾病的呼吸衰竭患者，出现急性心功能不全及心源性肺水肿可能性很大。心肌缺血、左心前后负荷的过度增加在错综复杂的机制中扮演了重要的角色。利用右心导管测量PAOP值是一种监测心源性脱机失败的方法，但是侵入性的操作方法的繁琐测量过程限制了它的进一步使用。而相对简单的如经胸腔超声心动图、血BNP及淋巴蛋白浓度变化等非侵入性检查测方法被认为是诊断脱机相关性肺水肿更有价值的检查方式。

参 考 文 献

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