撤机失败相关心血管因素

张诗敏，刘凯复旦大学附属中山医院重症医学科发布于2023-07-20 浏览 2015 收藏

作者：张诗敏，刘凯

单位： 复旦大学附属中山医院重症医学科

撤机失败与ICU住院时间、总住院时间和死亡率独立相关。心血管相关因素在困难撤机和延长撤机这两种撤机类型的失败原因中占有相当大的比例。撤机失败相关的心血管因素通常与已知的或潜在的心肺疾病相关，在冠状动脉疾病、缺血性心肌病中尤为多见。大约有1/3的患者在自主呼吸试验（spontaneous breathing trial，SBT）期间心脏出现“充血性心力衰竭“改变，根本原因在于心输出量的增加不能满足耗氧量需求的增加，二者无法平衡可能会导致心肌缺血，也可引起左右心室功能障碍。

表1 撤机失败的常见原因

1. 撤机对血流动力学的影响

从正压通气转变为生理呼吸过程中：①胸腔正压下降引起循环血量增加、跨壁压增加，心脏前后负荷均增加；②呼吸做功增加；③儿茶酚胺类激素分泌增多。这三个主要的机制对心血管系统产生影响导致肺动脉楔压增高、心室充盈压增加，最终可能导致肺水肿甚至心力衰竭（心衰）。撤机相关性肺水肿（weaning induced pulmonary oedema，WIPO）是撤机失败的主要原因之一，尤其是在有基础心脏病、慢阻肺或肥胖的高危患者中。

2. 撤机失败的心血管因素

（1）左心室收缩/舒张功能不全：左心室收缩功能不全与心肌顺应性降低有关，定义为左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）＜50%，可能原因包括冠状动脉疾病、心肌肥厚、心肌纤维化、浸润性疾病、年龄、酸中毒和缺氧。但是左心室舒张功能不全和心室充盈压增高与撤机失败的相关性更高，左心室舒张功能不全占心衰的50%以上，并且与出院患者的死亡率相关。值得注意的是，在重症患者中，舒张功能障碍容易被掩盖。

（2）右心室收缩/舒张功能不全：通过放置肺动脉漂浮导管可以有效监测右心功能指标，在撤机失败的人群中可见右室射血分数（right ventricular ejection fraction，RVEF）降低，伴随肺动脉压（pulmonary artery pressure，PAP）的升高，表示右心室后负荷增加。

图1 撤机对血流动力学的影响

注：PaCO2为动脉血二氧化碳分压；PaO2为动脉血氧分压；WOB为呼吸功

3. 心源性因素的诊断与鉴别

（1）肺动脉漂浮导管：能够监测肺动脉阻塞压（pulmonary artery occlusion pressures，PAOP），在SBT期间，PAOP显著上升，通常也会伴随着静脉血氧饱和度（oxygen saturation in venous blood，SvO2）的显著下降，提示对于机体耗氧量的增加无法提供相匹配的氧运输，说明存在心血管功能障碍。如今肺动脉导管的应用相较既往大大减少，因为除监测指标外没有充分的证据能够表明右心置管的其他好处。

（2）重症超声：能够同时获得心脏超声和肺部超声，同时对心脏和肺进行直观判断。心超指标，如E波、e’波、E/A、E/e’等对于心脏的舒张功能评价具有很高的参考价值，其中E/e’被认为能够更可靠地反映左心室充盈压，受年龄和心室肌松弛的影响最小。在左心室舒张功能障碍的患者SBT末期，E/A＞0.95和E/e’＞8.5的组合能够准确预测撤机引起的PAOP升高。舒张功能障碍的表现在LVEF＜35%的患者中于SBT前就可出现，在LVEF＜50%的患者中多在SBT期间出现。

目前关于射血分数保留的左心室舒张功能不全的定义有以下几种说法：① LVEF≥50%且血浆脑利尿钠肽（brain natriuretic peptide，BNP）＞35 pg/ml且E/e’≥13或e’＜9；② LVEF≥50%且e’＜8 cm/s；③ LVEF≥50%且E/e’＞8或e’/a’＜1；④ LVEF≥50%，E/e’＞8且血浆BNP＞200 pg/ml。在此类患者中，e’波伴随E/e’的降低是舒张储备受损的强指征，下腔静脉（inferior vena cava，IVC）最大直径＞17 mm且E/Ea≥14是撤机失败的独立预测因子。

除了指标的绝对值外，还可以采用美国心超协会提出的左心室舒张功能分级法来预测撤机失败：① 正常：Ea≥10 cm/s；② 左室舒张功能障碍1度：Ea＜10 cm/s，E/A＜0.8且E/Ea≤8；③ 左室舒张功能障碍2度：Ea＜10 cm/s，E/A 0.8～2.0且E/Ea 8～14；④ 左室舒张功能3度：Ea＜10 cm/s，E/A＞2且E/Ea＞14。研究证实，与撤机成功患者相比，撤机失败患者中左心室舒张功能不全2度和3度的比例更高。

肺超能够通过肺部表现判断通气区域的增减，评价方式有两种：① B线的数量用于判断血管外肺水（extravascular lung water，EVLW），SBT期间1～4区B线数量≥6可诊断为WIPO；② SBT末期胸壁前外侧肺部超声评分（LUS）≥5分合并心室充盈压升高与撤机失败独立相关。值得注意的是，B线并非心源性肺水肿的特异性表现，因此这两种方法评价WIPO的特异性都比较弱。此外，肺超还能排除某些非心源性因素，如膈肌功能障碍。

（3）心电图（electrocardiogram，ECG）：ECG的改变能够帮助诊断是否有心肌缺血的情况存在，但敏感性很低。

（4）生化指标：SBT期间BNP的升高与撤机失败相关，并且能够预测PAOP的升高，对于诊断WIPO具有较高的敏感性和特异性。ΔBNP和ΔNT-proBNP能够诊断由于心衰引起的SBT失败，但ΔBNP的特异性、敏感性和准确性都更高。BNP也与左心室舒张功能障碍有关，在准备进行撤机的患者中需要注意BNP的指标变化。此外，在肾功能损害患者中也可见BNP的升高，因此需要具体情况具体分析。

（5）EVLW：SBT期间EVLW增加超过14%能够诊断WIPO，敏感性为67%，特异性为100%。

（6）被动抬腿试验（passive leg raising，PLR）：下肢被动抬高45°来评估心脏前负荷和容量反应性。SBT前PLR阴性提示非容量依赖性，能够预测心血管功能障碍引起的撤机失败。

（7）血浆蛋白或红细胞压积：在SBT期间增长超过5%认为与WIPO有关。

表2 撤机失败心源性因素的诊断与鉴别

注：PAOP为肺动脉阻塞压；SvO2为静脉血氧饱和度；SBT为自主呼吸试验；BNP为脑利尿钠肽；NT-proBNP为N末端脑利尿钠肽前体。

4. 心源性撤机失败的治疗策略

4.1 药物治疗

（1）液体管理/容量过负荷/利尿剂：研究显示容量过负荷与撤机失败相关，BNP指导液体管理能够有效减轻液体过负荷和缩短撤机时长，并且不增加心血管和肾脏不良事件的发生，在左心室收缩功能障碍的患者中效果更好。近来也有提出PLR指导液体管理，但无论采取何种方式，最终的结果都是使患者达到液体负平衡，帮助减轻撤机过程中心脏的液体负担。然而，利尿剂的过度使用会引起某些副作用，如脱水、低血容量和低血压、肾功能障碍等，尤其是在射血分数保留的心衰患者中更要慎用，因为此类患者对于容量变化高度敏感，并且治疗窗窄，容易因充血性症状和低血容量引起循环性休克。容量和前负荷的评估十分必要，但利尿剂的使用只有在撤机失败由心源性因素引起时才有应用指征。

（2）高血压的控制：SBT期间收缩压超过180 mmHg或超过基线水平的20%认为撤机失败。SBT期间出现血压升高的机制可能与低氧血症、高碳酸血症和交感神经活动有关，疼痛、焦虑等情绪反应也与之相关。当这些可逆因素出现时应及时予以降压治疗。SBT期间的收缩压升高与心指数没有作出相应改变有关，结果引起左心室后负荷升高，因此降压药的选择应该能有效降低后负荷，如血管扩张剂。在儿茶酚胺增加的情况下，通常伴随心动过速，此时β1受体阻滞剂是很好的选择。

（3）儿茶酚胺：多巴酚能够通过提高心率和心输出量来增加膈肌血流和跨膈压，但对于能否改善撤机结果尚无相关报道。不过在撤机期间应用多巴酚并不会影响通气和动脉血气结果。多巴酚丁胺能够改善由心输出量减少而受到损害的组织灌注，但可能会引起心率和心肌耗氧量增加，因此在使用时应慎重。此外，多巴酚丁胺不适用于射血分数保留的心衰患者。磷酸二酯酶-3抑制剂（如米力农）对两大循环都有血管扩张的效应，对右心衰和肺动脉高压有好处，但可能会引起低血压和心律不齐。

（4）钙增敏剂（左西孟旦）：左西孟旦能够增强心肌收缩力、降低心脏充盈压和肺血管阻力，从而减轻右心后负荷，尤其适用于伴有肺动脉高压的患者。此外，左西孟旦还能改善呼吸肌功能。已有研究发现在心功能损害的困难撤机患者中应用左西孟旦能够促进成功撤机，然而相关研究较少。

（5）血管扩张剂：硝酸甘油能够减少静脉回流和左心室后负荷，还能够扩张冠状动脉，且起效快，尤其适用于合并冠状动脉疾病的患者。在由收缩压增高而引起撤机失败的慢阻肺人群中应用硝酸甘油，能够有效提高撤机和拔管的成功率。磷酸二酯酶-5抑制剂（如西地那非）对右心功能障碍并发肺动脉高压有很好的治疗效果，还能够改善肺功能，扩张支气管。

（6）β受体阻滞剂：β受体阻滞剂与钙通道阻滞剂联用时能有效管理肥厚型阻塞性心肌病；与血管紧张素转换酶抑制剂和液体负平衡共同应用，能够有效治疗SBT期间左心室舒张功能不全引起的心源性肺水肿。

4.2 非药物治疗

（1）通气策略/SBT技术：T管法、压力支持通气（pressure support ventilation，PSV）-呼气末正压（positive end-expiratory pressure，PEEP）法和PSV-呼气末压力为零（zero end-expiratory pressure，ZEEP）法对于心血管的影响是不同的。用T管法做SBT更易引起收缩压和PAOP的升高，与PSV法相比对心脏功能的要求更高，挑战更大，因此失败率也更高。在本身合并心肺疾病的患者中慎用T管法进行撤机试验，应用PSV法逐渐撤机对此类患者来讲呼吸功更低、心脏负担更小，因为即使撤机过程中只有很低的正压水平也能够有效降低呼吸功和改善心衰患者的心输出量。

（2）拔管后序贯无创通气（non-invasive ventilation，NIV）作为撤机序贯：NIV能有效降低高危（高龄、慢阻肺、充血性心衰或SBT期间出现高碳酸血症）患者的再插管率、短期和长期死亡率。尽管经鼻高流量氧疗（high-flow nasal cannula，HFNC）用于拔管后高危患者的效果并不劣于NIV，但目前没有证据能够证实其对WIPO是否有有利影响。

（3）心脏干预措施：对于由心脏原因所致长期撤机困难患者，应及时解决心脏本身的问题，如冠脉成形术、瓣膜球囊扩张技术和冠脉搭桥术等。

5. 总结

在撤机过程中，由于正压减少甚至消失，会对血流动力学造成一定的影响，对于基础心功能不全患者，这种影响可能是致命的。与心室收缩功能障碍相比，SBT期间心室舒张功能障碍发生得更加频繁，可能与液体过负荷造成的心室充盈压相关。在液体管理方面，对撤机失败的患者应用利尿剂并不会总能得到理想的结果，药品和剂量都需要慎重考虑。SBT选用PSV-PEEP法成功率更高，对心源性SBT失败的患者进行NIV促进性拔管治疗也可取得不错的效果。

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作者简介

张诗敏

复旦大学附属中山医院重症医学科呼吸治疗师
上海呼吸治疗师联盟成员
毕业于四川大学华西临床医学院
获得实用新型专利6项，正申请专利2项

刘凯

复旦大学附属中山医院重症医学科主管呼吸治疗师
中国康复医学会重症康复专委会重症生命支持学组委员
中国医药教育协会重症康复专业委员会委员
中国医药教育协会超声委员会重症超声学组委员
呼吸治疗师国家职业技能标准开发专家委员会委员
上海市中西医结合学会呼吸技术诊疗专委会青年委员
中华医学会重症医学分会ECMO/纤支镜/超声师资班培训讲师
中国重症超声研究组（CCUSG）培训讲师
以第一/共一作者发表SCI 10篇、中文核心1篇、院内课题2项
参编专家共识3部、行业规范和标准3部、专业著作11部
已获实用专利11项、外观专利1项，正在申请专利8项

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