拔管后呼吸支持

周峥蒋进军复旦大学附属中山医院发布于2021-12-06 浏览 4671 收藏

拔除气管导管分为计划性拔管和非计划性拔管。非计划性拔管的发生率约为10%，可分为自我拔管和意外拔管。自我拔管是指医师没有计划拔管时，患者自行拔出气管导管，其在非计划拔管中占比较高，再插管率约为50%；意外拔管是指因为看护疏忽导致患者气管导管脱出，其再插管率高达90%。计划性拔管的再插管率为10%～20%。

围拔管期是重症患者管理的重点之一。在符合所有撤机标准且自主呼吸试验（SBT）成功的患者中，如果出现下列情况就要考虑再插管：①动脉血二氧化碳分压（PaCO₂）增加10 mmHg，pH降低0.1；②吸入氧浓度（FiO₂）＞50%时，PaO₂＜60 mmHg；③出现呼吸做功的体征，例如，呼吸频率较快、辅助呼吸肌参与或矛盾呼吸；④出现上气道阻塞或气道分泌物过多等无法进行气道保护的情况。再插管通常与气道衰竭（误吸、无效咳嗽、上气道阻塞）、撤机失败（原发性呼吸衰竭、充血性心力衰竭、脓毒症发作、急性冠状动脉综合征、神经源性损伤）、出血、吻合口瘘等手术并发症有关。拔管失败被定义为在一次计划拔管后2～7 d内需要再次插管。拔管失败可导致患者死亡率增加（25%～50%）、机械通气时间延长、呼吸机相关性肺炎发生率增加、入住重症监护病房（ICU）时间和住院时间延长。因此，识别拔管后出现急性呼吸衰竭（ARF）的高危患者对于选择合适的呼吸支持策略和改善患者预后至关重要。

常规氧疗（COT）通常用于纠正患者拔管后残余氧合能力障碍（一种被报道为撤机失败常见原因的状态）。虽然COT可以改善患者氧合指数，但其对引起拔管后ARF和再插管的主要病理生理机制（如肺不张、呼吸负荷过高或呼吸肌力下降）影响很小。无创通气（NIV）和经鼻高流量氧疗（HFNC）已经成为患者拔管后序贯呼吸支持的新选择。

拔管后呼吸支持技术

患者拔管后，由于正压通气的撤离，部分肺泡会发生陷闭和肺不张，静脉回流增加，容易诱发和导致呼吸及心力衰竭，其中上气道阻塞发生率约为15%，ARF发生率约为30%，心力衰竭发生率约为20%，误吸或痰液引流不畅发生率约为15%。由于NIV和HFNC可以不同程度地治疗ARF和心力衰竭，故两者可通过支持氧合和自主呼吸来保护拔管，降低再插管率。

无创通气

NIV是一种不需要人工气道的机械通气支持形式，通过不同的连接方式（如面罩、头盔、尖头）提供支持。NIV通常指无创双水平正压通气，采用压力支持通气和呼气末正压通气，辅助患者通气。与人工气道机械通气相比，NIV有许多优点，包括可提高患者舒适度、减少镇静需求、降低医院感染发生率及减少插管操作相关并发症（如气道损伤、喉水肿、声门水肿）的发生。

NIV对呼吸系统和循环系统有多种生理影响。呼气末正压通气可防止呼气末气道闭合和肺泡塌陷的发生，从而促进肺泡复张，增加肺吸气容量，减少通气灌注不匹配，改善患者低氧血症。施加高于呼气末正压（如在压力支持通气模式中）的压力可以支持吸气相，增加潮气量和肺泡通气，改善气体交换。NIV同样可减少呼吸做功。吸气时的压力支持减少了横隔做功，降低了能量消耗指数（如膈肌压力和压力-时间乘积、横隔电活动）。呼气末正压通气通过降低吸气阈负荷（在存在内源性呼气末正压的患者中）进一步减少呼吸做功，通过增加呼吸系统顺应性减少弹性负荷。患者呼吸方式的改变和呼吸困难的减少是气体交换改善和吸气做功减少的重要临床表现。

与自主呼吸相比，NIV提供的正压通气降低了健康个体的左心室前负荷、后负荷和顺应性。这些效应在病理条件下很有意义，如心源性肺水肿和心力衰竭导致的ARF，这种ARF不算少见，是心脏病患者（如冠状动脉疾病和左房室瓣疾病）拔管引起的胸膜腔内压变化的结果（从机械通气期间正压到拔管后负压）。在这种情况下，NIV在整个呼吸循环中提供的正压增加了患者胸膜腔内压，减少右心房的静脉回流，降低左心室透壁压（以及相应的左心室后负荷），从而导致患者左心室收缩能力增强，肺部血管外水肿减少。部分研究表明，与COT相比，NIV在心源性肺水肿患者中的应用有很多有益的生理效应，包括改善呼吸力学和气体交换、减少呼吸做功，以及降低动脉收缩压和心率，从而减少插管需求，改善患者预后。

经鼻高流量氧疗

近年来，HFNC越来越多地用于重症成年患者中。该技术可以提供FiO₂和气体流量高达100 L/min（通常为50～60 L/min）的高流量加湿气体。HFNC是一种真正的呼吸支持技术，而不是一种简单的吸氧疗法的替代方法。

（1）HFNC可以提供更高更稳定的FiO₂

连续的高气体流量可以满足甚至超过患者的吸气流量，从而减少其吸气时混入的周围空气，改善患者氧合。

（2）高气体流量可冲洗上气道（解剖学意义上的）无效腔

在一项对健康志愿者的研究中，Moller等展示了气体流量与上气道放射性示踪气体清除率的直接关系，证实了他们之前在上气道模型中的发现。在针对3例气管切开患者的研究中，作者报道了气管中流量依赖性的FiO₂升高和吸入CO₂降低，这支持了HFNC减少再次吸入和无效腔，改善肺泡通气和气体交换的假设。

（3）HFNC产生气道正压

高气体流量增加了呼气阻力，从而提高呼气时的上气道压力（呼气末正压效应）。这种效应取决于气体流量、患者嘴巴张开程度和鼻导管的大小。研究表明，气体流量和气道平均压力存在线性正相关。在患者闭嘴的情况下，气体流量达到50 L/min时，气道平均压力可达到3.3 cmH₂O。较高的气道压力提高了患者呼气末肺容量，促进肺泡复张，防止肺泡塌陷，从而改善患者的通气灌注比和氧合。

（4）HFNC减少患者的吸气做功

Mauri等对ARF患者进行了生理学研究，结果发现，与标准面罩相比，HFNC降低了食道压力波动（平均19%）和压力-时间乘积（呼吸代谢功能的测量指标，平均28%）。有数项机制也许能解释接受HFNC患者吸气做功减少的原因，包括通过改善氧合而降低缺氧导致的呼吸驱动增强、CO₂冲刷而降低高碳酸血症。此外，高气体流量可固定上气道，改善气道塌陷的趋势，这导致了吸气阻力的减少和较低阻力的做功。

（5）HFNC改善患者吸入气体的湿度

HFNC改善患者吸入气体的湿度，并可保留正常上皮细胞的纤毛功能和黏液组成，从而促进分泌物的清除。另外，加热和加湿气体的输送也降低了与气体调节相关的代谢成本。

以上效应均有助于在HFNC过程中改善患者舒适度，缓解其呼吸困难。与其他通过面部接触的氧疗和呼吸支持形式相比，HFNC更舒适的原因也与使用鼻导管相关。鼻导管不干扰患者的日常活动，即使是不能忍受其他设备的幽闭恐惧症患者也能有更好的依从性。

常规氧疗

COT是医院最常用的治疗方法之一，可纠正低氧血症和预防组织缺氧，防止转向无氧代谢，产生乳酸性酸中毒并导致组织损伤。COT可由易于使用的设备提供，这些设备分为低流量设备（如鼻导管和简单面罩，有或没有储氧袋）和高流量设备（如可调式通气面罩）。低流量鼻导管的最大氧流量可设置为4 L/min，超过这个值会因气道干燥而引起不适；可调式通气面罩和储氧面罩的最大氧流量可设置为15 L/min。使用可调式通气面罩设置的FiO₂更为可靠，而其他设备只能根据设置的氧流量估计FiO₂。但是，在所有常规氧合设备中，真实的FiO₂不仅取决于设置的氧流量，还取决于患者的吸气量、呼吸频率和潮气量。当三者达到高水平时，会导致患者吸入室内空气而FiO₂降低。

不同患者群体的拔管保护通气策略

将患者从人工气道机械通气中成功撤离是ICU的日常挑战。计划拔管是关键，其时机取决于ARF潜在病因的解决和SBT的成功。即使SBT成功，拔管也可能失败，并可能导致再次插管。再插管与一系列不良预后相关，可导致患者机械通气时间延长、呼吸机相关性肺炎发生率增高，入住ICU时间和住院时间延长、死亡率增加。采取合适的拔管保护通气策略可以改善患者预后。目前，拔管后可采取以下3种呼吸支持策略，即替代策略、预防策略和治疗策略。

（1）替代策略

SBT失败的患者拔管后立刻使用，其目的是替代有创通气，缩短插管时间，减少相关并发症。撤机困难患者面临着因长期人工气道机械通气而出现呼吸机相关性肺炎、呼吸机依赖和影响康复锻炼等相关问题。在这些患者中，撤机所占用的时间可超过总机械通气时间的1/2。通常，慢阻肺急性加重入院或在SBT期间发生高碳酸血症的患者撤机时间较长，如果这些患者在SBT后未能达到拔管标准，替代策略允许早期拔管，缩短患者人工气道机械通气时间。在慢阻肺或高碳酸血症患者撤机后，NIV是唯一被用作替代策略的呼吸支持，多项研究支持NIV在此种情况下的疗效。研究表明，有创通气中（拔管前）和NIV期间（拔管后）提供的正压通气在气体交换、膈肌张力和呼吸力学方面的效果相同。此外，患者在NIV期间呼吸困难评分显著降低。与有创通气的常规撤机相比，早期连续NIV作为拔管后无支持自主呼吸的桥梁，能够缩短患者机械通气的持续时间、入住ICU时间和住院时间、呼吸机相关性肺的炎发生率和60天死亡率。尽管总通气时间延长，但NIV缩短了有创通气的时间。研究表明，当低氧型呼吸衰竭患者使用NIV作为替代策略时，与传统吸氧相比，虽然在气体交换和撤机成功率方面没有差异，但使用NIV患者的有创通气时间显著缩短。

在现有证据的基础上，欧洲呼吸学会（ERS）和美国胸科学会（ATS）指南建议，在高碳酸血症合并ARF患者中使用NIV可促进机械通气撤机（条件推荐，证据中等可靠），而对低氧血症患者不推荐。目前对于HFNC作为替代策略的应用经验较少。

（2）预防策略

在特定患者中使用，预防拔管后ARF的发生。以预防为目的的呼吸支持是为了避免计划拔管患者发生拔管后ARF。识别高危患者对于选择最合适的呼吸支持技术和预防拔管失败至关重要。导致拔管失败的危险因素包括与患者或合并症相关的危险因素、与急性病理机制相关的危险因素，以及与功能参数相关的危险因素，其中最常见的危险因素是高龄（＞65岁）和潜在的心脏疾病或呼吸系统疾病、内科重症患者（高达20%以上的拔管失败率，术后＜10%）。建议在高风险内科患者和术后ARF患者中使用NIV，但不建议在非高风险内科患者中使用。在非选择性、非高风险患者中，HFNC优于COT；在高风险内科患者中，HFNC与NIV类似；在心胸手术术后ARF患者中，HFNC不劣于NIV。

（3）治疗策略

在拔管后ARF患者中采用通气支持治疗策略，以避免重症患者和术后患者再次插管。推荐在术后ARF患者中使用HFNC，在心胸外科手术后ARF患者中不劣于NIV。但一般建议，若条件允许，应在拔管后直接序贯使用这两种方法。

NIV和HFNC联合使用

NIV和HFNC的联合使用在临床上日益常见。对于慢阻肺患者，间断NIV可以锻炼呼吸肌；NIV间断期间使用HFNC可发挥其气道湿化优势，促进患者有效咳痰、有助于进食、增加呼吸支持的舒适性及改善患者精神状态。对于睡眠呼吸暂停综合征患者，可以考虑夜间使用NIV，日间使用HFNC。

总之，拔管后呼吸通气支持对改善人工气道机械通气撤机的预后有重要作用。当下已有部分技术用于临床，也有一些新技术正在开发和试验。这些技术被纳入不同策略中，以治疗或预防拔管后发生ARF。然而，对于精确定义拔管失败的危险因素、NIV和HFNC的相对价值，以及拔管后呼吸支持的剂量、时间和持续时间，临床医师如何选择合适的患者，启动拔管后呼吸通气支持的时机、设备和参数设置等问题仍需要进一步研究确认。

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