呼吸困难和呼吸肌超声对气管拔管失败的预测价值

2021-05-24 古麻今醉

尽早识别高危再插管患者具有重要意义。

机械通气患者中约10%~15%发生脱机后拔管后失败，决定再插管的时机可能会影响预后，而延迟再插管时机与较高的死亡率有关。因此，尽早识别高危再插管患者具有重要意义。在临床实践中，拔除气管导管后，床边潮气量评估将不易开展，而单纯依靠呼吸频率并不能反映真正的呼吸做功。

呼吸困难是急性呼吸衰竭主要症状，中重度呼吸困难通常预示着无创通气失败，需要气管插管有创通气。呼吸困难的严重程度与胸骨旁肋间内肌和斜方肌等跨膈肌吸气肌的活动相关，而胸骨旁肋间内肌与膈肌超声易探及。2021年4月，欧洲呼吸杂志（European Respiratory Journal）刊发了由加拿大与法国两家ICU联合的前瞻性研究，通过拔管后早期呼吸困难和应用超声检查呼吸肌来预测完成自主呼吸试验（SBT）后的拔管失败。

方法：

患者纳入标准：持续机械通气≥48h，成功行自主呼吸试验并拔管。

排除标准：拒绝重新插管、非计划拔管、应用体外膜氧合、无法对膈肌和肋间肌进行超声检查（病态肥胖症，胸部敷料）、气管造口、既往神经肌肉性疾病或既往膈肌瘫痪。

一旦患者达到预定的脱机标准即开始SBT试验：FiO2≤0.4且SpO2 ≥90%，呼气末正压（PEEP）≤8cmH2O，且不使用或低剂量使用升压药。进行自主呼吸试验时，患者连接呼吸机，无任何压力辅助（PEEP为零，压力支持水平为零），持续30min。SBT成功或失败以及拔管的决定由与此研究无关的主治医生决定。有拔管失败危险因素的患者（慢性呼吸系统疾病、慢性心脏疾病、年龄>65岁）可预防性使用无创通气或高流量鼻导管吸氧。

测量

呼吸困难评估：采用呼吸困难自评量表（Dyspnea-VAS）和呼吸困难观察量表（IC-RDOS）评价呼吸困难的存在和严重程度。若患者自诉持续呼吸困难，连续三次呼吸困难视觉模拟量表（Dyspnea-VAS）变化不超过1 cm也可视患者可交流。通过ICU呼吸窘迫观察量表（IC-RDOS）对可交流和不可交流患者进行异质性评估，该量表以呼吸、植物神经和行为体征为基础，包括五个观察项目（心率、吸气时颈部肌肉的使用情况，吸气时腹部矛盾运动，面部恐惧表情和额外的供氧）。有临床意义的呼吸困难指Dyspnea-VAS≥4和IC-RDOS≥2.4。

呼吸肌超声检查：在患者未行无创通气及高流量氧疗，自主呼吸时行超声检查。超声评估膈肌和胸骨旁肋间肌厚度和增厚：在右侧第二肋间水平用10-15MHz线性阵列转换器测量肋间肌，右肋骨旁第二肋间肌为三层双凹结构，两个线性高回声膜分别从相邻肋骨的前侧和后侧延伸，中间部分即为肌肉回声纹理。在呼气末和吸气末时，使用M模式在冻结的图像上测量胸骨旁肋间肌的厚度。厚度变化决定了胸骨旁肋间肌的增厚分数（TFic）=。用相似方式测量计算膈肌厚度（包括胸膜和腹膜），并离线计算增厚分数（TFdi）。

研究方案

入组患者在拔管后2h内对膈肌和右侧第二肋间肌进行超声检查。在超声测量之前，用VAS量表评估交流患者的呼吸困难，对所有患者收集IC-RDOS项目并计算总分。研究的主要终点为拔管失败，其定义为计划拔管后7d内再次插管或死亡

统计分析

目前没有相关文献评估拔管后呼吸困难的水平与呼吸肌超声检查的相关性，正式的样本量计算有难度，估算15至20例拔管失败患者的样本将适合于在各组之间就其呼吸困难量表和超声呼吸肌指数进行相关的比较，根据15%拔管失败的估计率，共计划招募120例患者。

采用Spearman相关分析评价超声指标（TFic、TFdi、TFic/TFdi）与呼吸困难量表（呼吸困难VAS和IC-RDOS）的关系。在所有病例中，p值<0.05被认为具有统计学意义，并采用双尾检验来检验假设。

研究结果：

共有122例患者符合入组要求。患者气管插管的主要原因是急性缺氧性呼吸衰竭和昏迷，入组时机械通气持续时间的中位为5[3-8]d（表1）。在122例患者中， 21例（17%）发生拔管失败 。拔管与拔管失败持续时间的中位数为1[0-3]d。在这21例患者中，有1例患者在拔管后作出“不再插管”的决定而没有重新插管。呼吸窘迫是18例患者拔管失败的原因；3例患者因其他原因拔管失败（1例为昏迷，1例为癫痫发作，1例为脓毒症）。拔管后未发生喘鸣。其余101例（83%）为拔管成功。在这101例患者中，有2例接受了无创呼吸机治疗，没有再插管。

表1 气管拔管成功与失败患者的临床评估和呼吸肌超声评估

气管拔管后呼吸困难评估

拔管后评估在拔管后23min左右进行；在95例dyspnea-VAS评分的中位数为4cm， 评分≥4(即临床上重要的呼吸困难）有49例。IC-RDOS中位数为1.9[1.6-3.5]，122例患者中有68例患者IC-RDOS≥2.4。34例（36%）ICU获得性肌无力，MRC<48分。14例患者的咳嗽强度估计为弱（13%)，72例为中度(65%)，24例为强(22%)。

拔管失败的相关的因素

患者SBT试验前后的临床特征和动脉血气没有差异，除拔管失败患者的呼吸频率较高外，其余临床检查在行超声检查和呼吸困难评估时，组间无差异。 拔管成功患者的MRC评分高于拔管失败患者。拔管成功的患者的TFdi较高，而拔管失败的患者的TFic较高。拔管失败患者的TFic/TFdi较高。TFic与IC-RDOS之间以及TFic与dyspnea-VAS之间存在中等但显著的相关性，但TFdi与IC-RDOS之间以及TFdi与dyspnea-VAS之间没有相关性（图1）。

图1 气管拔管成功与失败患者相关数据比较

通过计算接收器工作特性曲线下的面积来评估IC-RDOS、dyspnea-VAS、MRC评分、TFic、TFdi和TFic / TFdi预测拔管失败的性能。预测拔管失败的最佳阈值是IC-RDOS> 3.3，呼吸困难-VAS> 4.0，MRC评分<50，TFic> 8.6％，TFdi <15.6％和TFic / TFdi> 0.44。21例拔管失败患者中8例，IC-RDOS低于3.3。在这8例患者中，有5例TFIC/TFDI>0.44。因此，结合IC-RDOS和TFIC/TFDI预测21例患者中18例拔管失败。比较拔管失败（重新拔管和抢救性无创通气）和拔管成功的患者的敏感性分析得出了相似的结果（图2）。

图2 各项指标预测气管拔管失败的ROC曲线

结论：

在成功通过自发性呼吸试验并随后气管拔管的患者中，通过自我报告或观察量表评估呼吸困难，通过超声评估呼吸肌肉活动可预测拔管失败。

麻海新知的述评：

本文通过研究行自主呼吸试验成功并拔除气管导管后评估患者的呼吸困难量表，超声检查肋间内肌与膈肌等呼吸肌活动度的表现以预测拔管失败的风险。主要发现如下：1)拔管失败的患者在拔管后自诉呼吸困难的程度更高，且观察性呼吸困难量表评分更高；2)通过超声评估，呼吸困难与TFIC和TFIC/TFDI之间存在中度但显著的相关性；3)TFIC/TFDI对拔管结果有良好预测作用，其比率越高，后续再插管的风险越高。

膈肌收缩使胸腔内产生负压是自主呼吸时的主要动力源，但约有7 9%危重症患者机械通气后出现膈肌功能障碍，其中53%患者在机械通气24 h 内即发病。机械通气导致的膈肌功能障碍以膈肌收缩功能下降为特点，并伴有肌损伤和肌纤维萎缩，称之呼吸机相关性膈肌功能障碍（VIDD) 。目前VIDD的诊断仍较困难，需排除其他可能导致膈肌收缩能力下降的因素。通过超声可视化评估膈肌功能活动已经被临床广泛采用。

呼吸困难是一种常见但被低估的症状，当呼吸负荷（肺水肿、分泌物多、肺不张、过度膨胀）超过呼吸肌的代偿能力时，就会发生脱机失败。这种负荷能力的失衡会刺激呼吸驱动，进而诱发辅助吸气肌肉参与呼吸补偿。已有文献证实，呼吸困难与膈外呼吸肌活动之间存在相关性，该文章进一步用超声证明了这种生理关系。相反，呼吸困难与膈肌活动度（TFDI）之间没有相关性，因此，膈外吸气肌的参与似乎比膈肌活动更能反映呼吸负荷能力失衡。膈外呼吸肌的活动性增加可以补偿膈肌功能障碍，所以TFic和TFdi之间的关系是相反的，TFdi越低，TFic越高。TFic / TFdi结合了对膈肌和膈外肌外吸气肌的评估。当TFic / TFdi比率增加时，表明由于膈肌无力（TFdi较低）而导致胸骨旁肋间肌的参与（TFic较高）。这个比率可能会适当地反映出呼吸负荷/容量的平衡。事实上，在呼吸驱动增加的情况下，膈外呼吸肌比膈肌更早、更活跃的激活。在ICU中，斜角肌的参与预示着脱机失败，而胸骨旁肋间肌的募集预示着慢性阻塞性肺疾病加重患者的预后不良。

同时该文章结果提示，IC-RDOS是一种可评估非沟通型患者呼吸困难的观察量表，可以像D-VAS一样来预测拔管失败。这是很有帮助的，因为刚拔管的患者可能会出现谵妄并且无法自诉呼吸困难。

（吴鹏编译万小健述评）

原始文献：Dres M, Similowski T, Goligher EC, et al. Dyspnea and respiratory muscles ultrasound to predict extubation failure. Eur Respir J. 2021;2100002. doi:10.1183/13993003.00002-2021