全部正常窦性心搏RR间期标准差联合氨基末端脑钠肽前体对心功能不全患者呼吸机撤离结局的预测价值

郭敏 李炬带

呼吸机撤离(简称撤机)是重症监护室(ICU)工作中的重要挑战之一，确定撤机时机在临床上非常重要，临床医生要在避免延迟撤机和过早撤机导致撤机失败之间找到一个平衡点，因为二者均会增加患者并发症的发生率和机械通气时间，并导致预后不佳。研究显示，即便符合撤机标准并顺利通过自主呼吸试验(SBT)的患者，仍存在10%～20%的撤机失败率，潜在的心功能不全可能是撤机失败最常见的原因之一[1-2]。慢性心功能不全患者撤机失败率高达42.2%[3]。本研究主要通过前瞻性观察评价SBT期间全部正常窦性心搏RR间期标准差(SDNN)联合SBT前氨基末端脑钠肽前体(NT-proBNP)预测心功能不全患者呼吸机撤离结局的能力。

对象与方法

1.对象：纳入2016年1月1日～2018年12月31日入住我科需行机械通气的心功能不全患者。纳入标准：(1)符合《中国心力衰竭诊断和治疗指南2014》[4]中关于心功能不全的诊断标准，通过心脏超声进一步确认；(2)治疗后符合撤机拔管条件[5]；(3)首次进行SBT。排除标准：(1)非窦性心律、病态窦房结综合征、房室传导阻滞、糖尿病、甲状腺功能亢进、1周内服用抗心律失常药物及其他影响自主神经功能药物患者；(2)肾功能不全患者，由于NT-proBNP的清除部分通过肾脏，血肌酐水平对NT-proBNP结果有影响[6]；(3)在院外带入气管插管或拔管失败患者。本研究经我院伦理委员会审核批准，所有患者或家属均签署知情同意书。

2.方法：入组患者入ICU时检测左心室射血分数(LVEF)和NT-proBNP水平。经治疗后符合撤机拔管条件的患者按照常规撤机方法撤机拔管。SBT前检测NT-proBNP并行动脉血气分析，然后进行30 min SBT[压力支持模式：支持压力(PS)：5 cmH2O，呼气末正压(PEEP)：0 cmH2O，吸入氧浓度(FiO2)：40%]。在SBT期间使用动态心电图仪(康泰医疗公司生产的TLC4000)记录患者心电情况，获取心率变异性(HRV)时域参数SDNN。监测SBT前及SBT后15 min、30 min的心率(HR)、血压(Bp)、血氧饱和度(SpO2)、呼吸频率(f)，SBT停止时行动脉血气分析。观察患者是否耐受SBT，耐受标准需同时满足以下3项[5]：(1)动脉血气指标FiO2≤40%,SpO2≥90%，PaO2≥60 mmHg，pH≥7.32，PaCO2增加≤10 mmHg；(2)血流动力学指标稳定(心率≤140次/分、改变<20%；90 mmHg≤收缩压≤180 mmHg、改变<20%，无需用血管活性药物)；呼吸(f≤35次/分、改变<50%)；(3)无精神状态的改变(如出现嗜睡、昏迷、兴奋、焦虑)，无出汗和呼吸做功增加(辅助呼吸肌做功或出现矛盾呼吸)。耐受SBT的患者撤机拔管；不耐受SBT的患者则视为撤机失败，继续行机械通气，积极查找并去除失败原因，逐步撤机拔管。撤机失败标准：(1)不耐受SBT；(2)撤机拔管后48 h内再插管和恢复机械通气；(3)撤机拔管后48 h内使用无创呼吸机辅助呼吸；(4)撤机拔管后48 h内患者死亡。机械通气时间为患者在ICU住院期间所有使用呼吸机的天数，包括撤机拔管后48 h内再插管机械通气和(或)使用无创呼吸机辅助呼吸的天数。住ICU时间为入ICU至离开ICU的天数。

3.统计学处理：应用Medical软件和SPSS 17.0软件进行统计分析。不符合正态分布的计量资料以M(P25,P75)表示，组间比较采用Mann-WhitneyU检验；计数资料以例数和百分比表示，组间比较采用χ2检验。采用受试者工作特征(ROC)曲线评价SBT期间SDNN、SBT前NT-proBNP及二者联合预测心功能不全患者撤机失败的能力。以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.基本情况：共115例心功能不全患者入选本研究，撤机成功79例(撤机成功组)，撤机失败36例(撤机失败组，其中不耐受SBT 12例，再插管恢复机械通气18例，使用无创呼吸机辅助呼吸6例)，撤机失败率为31.3%(36/115)，SBT通过后撤机拔管失败率为20.9%(24/115)。

2.两组患者临床资料比较：撤机失败组患者急性生理与慢性健康状况Ⅱ(APACHE Ⅱ)评分、机械通气时间、住ICU时间及SBT前NT-proBNP水平均高于撤机成功组，SBT期间SDNN低于撤机成功组(P<0.05)。而两组患者的性别、年龄、病因、入ICU时LVEF及NT-proBNP水平比较差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组患者临床资料比较[M(P25,P75)]

3.SBT期间SDNN、SBT前NT-proBNP及二者联合预测心功能不全患者撤机失败的效能比较：ROC曲线分析结果显示，二者联合预测心功能不全患者撤机失败的ROC曲线下面积(AUC)明显高于单一指标(P<0.05)。见图1和表2。

表2 SBT期间SDNN、SBT前NT-proBNP及二者联合预测心功能不全患者撤机失败的效能比较

注：A点为SBT期间SDNN预测的截断值105 ms；B点为SBT前NT-proBNP预测的截断值1 078 pg/ml；C点为SBT期间SDNN SDNN+SBT前NT-proBNP预测的截断值30.8%图1 SBT期间SDNN、SBT前NT-proBNP及二者联合预测心功能不全患者撤机失败的ROC曲线

讨 论

目前呼吸机已被广泛用于临床，并取得较好的疗效，一旦导致机械通气的病因好转或祛除应尽早撤机拔管。但撤机不仅增加左心室前后负荷，还会引起左心室收缩和舒张功能障碍，因此，撤机对心脏而言是一次运动负荷试验[7]，心脏能否耐受突然增加的负荷成为影响撤机结局的重要因素[8]。心功能不全患者更易引发撤机相关性心力衰竭[3]。撤机相关性心力衰竭的发生机制包括以下方面[9]：(1)撤机时患者从机械通气转为自主呼吸，呼吸功增加引起全身氧需求增加，导致心脏做功及心肌氧耗增加，使心肌缺血风险升高，尤其是对于冠心病患者。(2)撤机时患者胸腔内压由正压转为负压，静脉回流压力梯度升高引起回心血量增加，容易诱发心源性肺水肿；自主吸气时，胸腔内压下降引起左心室舒张末期跨壁压增加，导致左心室后负荷增加。(3)撤机过程还可引起交感神经兴奋导致儿茶酚胺释放，外周血管收缩，从而增加左心室后负荷；外周血管收缩还引起回心血量增加，导致心源性肺水肿的风险增加；交感神经张力增加引起冠状动脉收缩及心动过速导致心肌缺血。左心室后负荷增加引起左心室射血分数明显下降，进而导致心力衰竭。心肌缺血引起心肌收缩和舒张功能障碍也会导致心力衰竭。

HRV是指逐次心搏间期之间的差异，其产生于心脏自主神经系统对窦房结自主节律性的调节[10]，是一项定量判断自主神经功能和心肺交换作用的无创指标。其中SDNN反映总体心率变异的大小，即自主神经对心率、心律的总调控，SDNN减小反映迷走神经活力降低和(或)交感神经活力增高[11-12]。心力衰竭患者不仅存在交感神经活性增强，还同时存在迷走神经张力降低，且迷走神经受损更重，交感神经张力则相对占优势[13]。心功能不全患者HRV降低的程度与心功能分级呈负相关，随着心力衰竭程度加重，SDNN下降越明显，且随着LVEF下降，SDNN亦下降[11，14]。因此，SDNN越低，心力衰竭程度越重，越容易引起撤机失败。有研究发现，SBT时HRV降低与撤机拔管失败明显相关[15-16]。本研究结果显示，SBT期间SDNN预测心功能不全患者撤机失败的AUC为0.834，敏感性为97.2%，表明SBT期间SDNN预测心功能不全患者撤机失败有一定的准确性，且敏感性较高。

NT-proBNP主要由左心室分泌，其释放同时受到压力和容量两种因素影响，当左心室舒张末期压力和左心室容积增大时，血浆NT-proBNP水平快速升高。多项研究表明，NT-proBNP可作为反映心脏功能的生化标志物[17-18]，NT-proBNP水平随纽约心脏病学会(NYHA)心功能分级增高而升高，并与LVEF呈负相关[19-20]。因此,SBT前NT-proBNP水平可间接反映患者SBT前的心功能水平。有研究结果显示,机械通气患者SBT前的NT-proBNP水平对撤机结局具有一定预测价值[21]。本研究中，SBT前NT-proBNP预测心功能不全患者撤机失败的AUC为82.0%，与既往研究结果基本一致。

本研究结果显示，SBT期间SDNN预测心功能不全患者撤机失败的敏感性为97.2%，特异性为59.5%，表明SBT期间SDNN预测心功能不全患者撤机失败的敏感性较高，但存在特异性较低的缺点；而SBT前NT-proBNP预测心功能不全患者撤机失败的特异性为83.5%，敏感性为75.0%，表明SBT前NT-proBNP预测心功能不全患者撤机失败的特异性较高，但敏感性偏低。由此可见，SBT期间SDNN是预测心功能不全患者撤机失败的敏感性指标，SBT前NT-proBNP是预测心功能不全患者撤机失败的特异性指标，二者具有一定的互补性。本研究中，SBT期间SDNN联合SBT前NT-proBNP预测心功能不全患者撤机失败的AUC为0.884，均高于单一指标的预测能力，且二者联合后具有更佳的敏感性和特异性，因此，将二者进行联合能更好地预测心功能不全患者的撤机结局。此外，SDNN检测操作简单、可重复性强、无创，且在患者床边即可完成；而NT-proBNP标本取样简单，稳定性好，其检测方法快速、简便，具有一定的临床实用性和可操作性。

本研究存在以下不足：(1)病例数相对较少，需多中心、大样本的临床研究进一步验证；(2)仅应用了HRV中的SDNN参数作为预测指标，而应用HRV中其他参数[如每5 min窦性RR间期均值的标准差(SDANN)、所有邻近窦性RR间期长度差异平方均值的平方根(RMSSD)、50 ms间隔以上临近周期的比例(PNN50)、总频谱(TF)、高频带(HF)、低频带(LF)、极低频带(VLF)]作为预测指标是否具有更好的临床价值有待进一步研究验证。

综上所述，SBT期间SDNN是预测心功能不全患者撤机结局的敏感指标，与SBT前NT-proBNP联合后可进一步提升其预测效能，有助于预测心功能不全患者撤机结局、及早采取干预措施提高此类患者撤机成功率及改善其预后，具有一定的临床应用价值。