下腔静脉变异度和中心静脉血氧饱和度变化率对机械通气患者撤机的预测价值

刘宁 王鑫 李莉 郝志芳 白洪忠

机械通气是公认的对多种危重症患者的有效救治手段，特别对于收入重症监护病房((Intensive Care Unit，ICU)且合并出现呼吸衰竭的患者而言，机械通气是极为重要的支持方法[1]。但是机械通气仍然存在较大的缺陷，机械通气的时间过长会明显提升肺部感染的风险，且容易诱发气压伤或气道损伤等多种并发症出现，甚至会提升患者的死亡风险以及ICU的停留时间[2]。所以目前临床工作中认为当患者必须使用机械通气的各项原因被充分改善之后，患者自身可以进行无需外力协助的自主呼吸，就应该适时撤机。当然在撤机前需要通过自主呼吸试验(Spontaneous Breathing Trial，SBT)[3]。流行病学调查结果显示，对于超过70%的患者而言，撤机过程比较简单，但仍然有30%左右的患者存在一定程度的撤机困难，该类患者一般存在着多种严重的症状，如心力衰竭、神经肌肉疾病、闭塞性心脏病等，总之患者的心功能不全会直接影响到撤机的结果[4]。而实际工作中，也同样存在若干患者在撤机后再次进行机械通气的情况，称为拔管不成功，因此在临床工作中，对于患者撤机时机的判定，可对患者的结局以及预后产生直接的影响。目前工作中寻找对机械通气患者撤机进行预测的指标，成为研究的热点。现有的报道中，大多使用静态指标，如改良呼吸机撤机指数、分钟通气量、最大吸气压、浅快呼吸指数等。但该种类指标的人群个体差异较大，在撤机推断的实际工作效果有待提升。下腔静脉变异度(inferior vena cava variability，ΔDIVC)[5]和中心静脉血氧饱和度变化率(central venous oxygen saturation rate，ΔSCVO2)[6]是近些年研究者们所关注的重点指标之一，这两个指标均是建立在SBT基础上的动态变化率测定指标，在很大程度上避免了静态观察指标的缺陷，另外两种指标也直接同患者的心肺功能密切相关，具有精确衡量患者是否应撤机的应用潜能。本研究选择2012年10月～2015年10月河北省胸科医院收治进入ICU的患者的资料进行回顾性分析，探讨ΔDIVC和ΔSCVO2对机械通气患者撤机的预测价值，现报告如下。

资料与方法

一、一般资料

2012年10月～2015年10月河北省胸科医院收治进入ICU的患者共1 495例，依据本研究的纳入与排除标准，选择其中268例的资料进行回顾性分析。本研究经过河北省胸科医院医学伦理委员会批准。

二、纳入标准

①患者进入ICU进行治疗，均采用经口气管插管下的机械通气治疗。②患者在进行至少48 h机械通气治疗后，通过SBT试验，给予拔管处理。③患者及(或)家属签署关于救治操作的知情同意书，且关于本次研究的数据完整。

三、排除标准

①患者入ICU后生存时间不足48 h。②处于妊娠期或哺乳期的女性。③合并具有严重的疾病或器官功能不全等。④具有研究者认为需要排除的其他情况。

四、研究方法

1 数据获取方法

依据本研究的纳入以及排除标准，进入医院电子病历管理系统，查询符合条件的患者的信息，进行记录和对比。需记录的主要数据如下：患者的一般情况(年龄、性别、身高、体重、原发疾病、上机时长)、改良呼吸机撤机指数[7]、ΔDIVC、ΔSCVO2。

ΔSCVO2测量方法如下[5]：在进行SBT前(T1)和SBT30 min(T2)两个时间点，均抽取患者的中心静脉血完成血气分析，计算两个时间点的SCVO2，ΔSCVO2= [SCVO2(T1)- SCVO2(T2)]÷SCVO2(T1)×100%。

ΔDIVC测量方法如下[6]：在进行SBT 30 min，采用便携式彩超机，对患者的下腔静脉进行超声检查。以肋下长轴视图对下腔静脉进行观察。在距离右心房3 cm左右地方，使用M模式成像，对下腔静脉直径测量。在单通气循环过程中，对下降静脉的最大值(DMAX)和最小值(DMIN)进行测量，连续测量3个周期，取算术平均值。ΔDIVC= (DMAX-DMIN)×2÷(DMAX+DMIN)×100%。

2 分组方法

根据患者是否撤机成功分为对照组和观察组，其中对照组为拔管成功，观察组为拔管失败。若患者在拔管后48 h内病情和血流动力学稳定，血气分析结果未出现明显的呼吸性酸中毒，则判定为拔管成功。若患者在拔管后48 h内有出现以下情况之一，则判定为拔管失败，需要再次气管插管接呼吸机辅助通气。动脉血pH值或PaCO2无改善；精神状态恶化(嗜睡、昏迷、躁动、焦虑等)；低氧血症，血氧饱和度<85%(氧浓度分数FiO2≥60%)；呼吸肌疲劳症状和体征不能缓解；低血压(在积极液体复苏和(或)应用升压药的前提下，收缩压仍低于90 mmHg超过30 min)和气道分泌物多(不易清除)并导致呼吸性酸中毒[8]。

五、观察指标

①对比两组的一般情况。②对比两组的各项撤机指标。③分析ΔDIVC和ΔSCVO2对机械通气患者撤机的预测价值。④分析ΔDIVC和ΔSCVO2的相关性。

六、统计学分析

结 果

一、两组的一般情况对比

在全部268例患者中，有73例撤机后再插管，对照组195例，观察组73例。两组的各项一般情况可比性良好(P>0.05)(见表1)。

表1 两组的一般情况对比

二、两组的各项撤机指标对比

观察组的改良呼吸机撤机指数、ΔDIVC、ΔSCVO2均大于对照组(P<0.05)(见表2)。

表2 两组的各项撤机指标对比

三、ΔDIVC和ΔSCVO2对机械通气患者撤机的预测价值

利用改良呼吸机撤机指数、ΔDIVC和ΔSCVO2对机械通气患者撤机是否能够进行预测，最佳截断值分别为21.63(分)、24.65、4.75，约登指数分别为26.06%、37.44%、34.23%(见表3，图1)。

表3 改良呼吸机撤机指数、ΔDIVC和ΔSCVO2对机械通气患者撤机的预测价值

图1 改良呼吸机撤机指数、ΔDIVC和ΔSCVO2对机械通气患者撤机的预测ROC曲线

四、ΔDIVC和ΔSCVO2的相关性

ΔDIVC和ΔSCVO2之间呈正相关(r=0.104，P<0.05)(见图2)。

图2 ΔDIVC和ΔSCVO2的相关性散点图

讨 论

目前我国各个级别医院的ICU之中，机械通气的使用已经成为一种极为常用的危重症患者救治方法。该种方法的使用可以有效的保证患者的通气以及换气效率，在危重症患者的救治过程中，占据极为重要的角色[9]。但是若干研究结果已经证明，在ICU内接受机械通气治疗的患者，一旦其病因以及症状得到良好控制，可以实现不借助外部辅助的自主呼吸后，则应及早撤机拔管[10-11]。需要客观认识的是，机械通气的使用同样存在一定的风险，适时的停止该种方法有利于避免患者出现肺部损伤以及呼吸机相关肺炎，减少机械通气的时间，也很大程度上可以降低患者的痛苦程度以及医疗费用。但需要明确的是，在撤机时机的选择方面，必须严格的遵循操作规程，否则反而会增加患者再插管或者出现呼吸衰竭，甚至死亡的概率。

实际工作的经验显示，选择正确的时机进行撤机对于改善患者的预后意义重大，而决定撤机的时机往往需要考虑很多的因素，比如患者的生理以及心理状态，基础疾病情况等等。目前临床工作中一般以SBT的试验结果作为患者是否撤机的金标准[12]，该试验是指在有创通气的撤离过程中，使用T管或者较低压力水平的自主呼吸模式，利用较短时间内(30～120 min)的观察，判定患者是否具有自主呼吸的恢复能力，协助其撤机的一种技术。该项技术已经在国外使用了十几年，在慢性阻塞性肺疾病急性加重期、心力衰竭、肺炎、急性呼吸窘迫综合征等多种疾病导致的呼吸衰竭患者中应用广泛。利用SBT试验在一定程度上能够对患者的自主呼吸能力进行推测，保证撤机判定的准确性。但该种方法也存在缺陷，部分患者身体情况较差，比如年龄较大，肌力差，并发症多等，在脱机时呼吸模式的转变可能难以适应。而且SBT的操作比较复杂，数据获取相对困难，执行起来耗时较多，因此在近些年对SBT进行改良或者寻找其他指标对撤机进行辅助推测的研究成为热点。

本研究中所重点探讨的ΔDIVC和ΔSCVO2两个指标是近些年所提出的研究热度较高的指标，而且这两种指标均是在SBT的基础上所获取，属于SBT的衍生指标。人体的下腔静脉直径一般处于动态变化的过程中，并且随着胸内压的变化呈共变性。在吸气状态下，胸内压减低，使静脉回流量上升，下腔静脉直径增加，呼气状态下，胸内压增高，静脉回流量下降，下腔静脉的直径减小。因此下腔静脉的直径变化随着呼吸而变化，且可以反应出容量血管的弹性水平。如果患者的循环功能不好，特别是心脏功能不全的时候，容量过载可以导致下腔静脉出现膨胀，甚至导致其出现弹性极限状态，在呼气的状态下，扩张性能很差。虽然作为个体患者在下腔静脉的直径方面具有较大差异，但是如果采用ΔDIVC，则可以较好的消除这种差异的影响，对容量过载进行良好评估[13-14]。

目前的研究结果认为，撤机失败的原因主要可以分为两种，其一在患者从机械通气转换为自主呼吸的过程中，胸内压的突然降低会诱发静脉回流的增高，静脉回心血量上升而心脏的前负荷加重。其二，胸内压的增高也会提升左心室的跨壁压，导致心脏的后负荷也增高，而且呼吸频率的突然上升以及儿茶酚胺的释放会提升心肌耗氧量。在以上情况下，若合并下腔静脉扩张性能不足，则拔管后呼吸衰竭出现的风险较高[15]。有研究结果同样显示ΔDIVC的数值异常，往往意味着患者具有慢性呼吸系统疾病，比如顽固性的呼吸衰竭或者反复的咳嗽症状等[16]。

SCVO2是通过中心静脉采样得到的静脉血氧饱和度，在若干研究结果中已经显示，该指标能够比较准确以及迅速的反应出人体内供氧量以及耗氧量之间的平衡状态，同样被认为是人体组织氧代谢状态的良好生理指标[17]。国外甚至有学者直接将其作为呼吸衰竭患者预后的判定指标之一[18]。该指标的测定理论上可以不收到机械通气操作以及心律的影响，且操作简便，花费低廉，获取十分容易。本研究中采用了ΔSCVO2是希望将SCVO2的变化情况进行动态观察，同样也要消除个体差异对指标准确度的影响。同SCVO2相比，ΔSCVO2可以更为良好的反应出人体的氧供和氧需的平衡，并对是否撤机作为良好的预测。

本研究中采用了回顾性的调查方法，结果显示相当比例的患者在撤机后依然出现了再插管的现象。而两组人群在一般资料的对比中，可比性良好。在改良呼吸机撤机指数、ΔDIVC、ΔSCVO2三个指标的对比中，两组的数据差异均具有统计学意义。在三个指标对于撤机的预测价值分析中，可见均具有一定灵敏度以及特异度，提升对于患者的撤机成功与否的预测均具有一定的价值。此结果与部分研究的结果比较类似。从三个指标的特性对比可见，改良呼吸机撤机指数是建立在评分基础上的评测，评分操作具有一定的主观性，且耗时较长。而ΔDIVC、ΔSCVO2两种指标均是客观性指标，虽然在获取数值时需要进行一定的有创操作，但是对于停留在ICU之内的重症患者而言，该种创伤几乎可以忽略不计，尤其两个指标均采用了动态变化的计算方式，也良好的保证了数据的准确性，避免了个体误差的干扰。需要注意的是，在实际工作中不能仅仅依靠单独的指标对患者是否应撤机进行判定，医师应尽量采集更多的有效信息综合判断，任何单独的指标均难以避免存在一定的误诊或者漏诊风险，因此建议需要进行多个指标联合使用的方法。

由于条件所限，本实验纳入的研究样本量不多且为回顾性研究，希望能够进行大样本量下的前瞻性分析，对两个指标的意义以及使用策略进行深入的分析。

综上所述，ΔDIVC和ΔSCVO2对机械通气患者是否应该撤机具有一定的预测价值，但是在工作中，需要参考更多的指标进行全面分析后得出准确的判断。