N端腦鈉素前體聯合自主呼吸試驗對機械通氣撤機結局預測價值

吳文杰， 童朝暉， 劉 領， 楊 霽， 趙惠敏， 李秀業， 薛 兵

1.清華大學附屬垂楊柳醫院 呼吸與危重癥科，北京 100022；2.首都醫科大學附屬北京朝陽醫院 呼吸與危重癥科，北京 100027

機械通氣是病情危重患者生命支持的重要手段之一，一旦撤機失敗，會引起病情反復并增加患者死亡風險。因此，撤機時機的把握、撤機方法的選擇與撤機成功與否密切相關，即與機械通氣的療效及并發癥等密切相關。目前，對機械通氣患者的呼吸機撤離較為通行的辦法是當患者臨床指標達到停機指征時，對其進行自主呼吸試驗(spontaneously breathing trial，SBT)，并依據SBT結果指導臨床撤機實踐，SBT的采用大大提高了呼吸機撤離的成功率[1]。然而，有許多患者雖然通過了SBT試驗，卻仍然無法成功撤機。因此，成功預測脫機仍然是臨床上的一大挑戰。近年來，有研究報道，由于心肺之間存在天然的解剖聯系以及正壓機械通氣工作原理等原因，機械通氣患者容易出現心功能不全，而且，心功能不全的存在常常是導致撤機失敗的重要原因之一[2]。N端腦鈉素前體(N-terminal-pro-brain natriuretic peptide，NT-proBNP)可直接反映心血管系統負荷變化，是心血管功能的調節因子，對于診斷心力衰竭的死亡和再住院判斷具有重要價值。近年來，有大量研究報道，將NT-proBNP納入停機考量指征，并取得樂觀的撤機指導成果[3-4]。為觀察NT-proBNP水平與撤機成功率之間可能存在的關系，及其與SBT聯合對于指導臨床撤機的價值，本研究對100例呼吸科重癥監護病房機械通氣患者的相關資料進行了回顧性分析。現報道如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象 回顧性分析自2009年1月至2010年12月于首都醫科大學附屬北京朝陽醫院呼吸科重癥監護病房內行機械通氣的100例患者的臨床資料。其中，男性65例，女性35例；年齡16～91歲，平均年齡(65.69±14.59)歲；病因：慢性阻塞性肺疾病急性加重期50例(50.0%)，肺部感染24例(24.0%)，心功能衰竭13例(13.0%)，急性呼吸窘迫綜合征5例(5.0%)，外科術后5例(5.0%)，其他3例(3.0%)。經治療后滿足中華醫學會重癥醫學分會發布的《機械通氣臨床應用指南(2006)》[5]中的撤機篩查試驗條件。根據撤機是否成功將患者分為撤機成功組(n=68)與撤機失敗組(n=32)。本研究經醫院倫理委員會批準。患者或家屬均簽署知情同意書。

1.2 研究方法 收集并比較所有患者的一般臨床資料，包括年齡、性別、NT-proBNP值、SBT試驗結果、撤機結局、失敗原因等。

1.2.1 SBT試驗的實施及判定 達到脫機條件的患者，給予低水平持續氣道內正壓(5 cmH2O，1 cmH2O=0.098 kPa)和低水平壓力支持通氣(5～7 cmH2O)，觀察30～120 min，密切監測患者血氧飽和度(SPO2)、通氣功能(呼吸頻率、潮氣量)和循環功能(心率、收縮壓)等客觀測量指標，以及患者主觀感受、精神狀況、出汗情況、輔助呼吸肌參與和胸腹矛盾運動等主觀評價指標。在預定的試驗持續時間內，如出現下列任何一項試驗終止標準即表示試驗失敗：SPO2<85%或肺泡氧分壓<50 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)；pH值<7.32或動脈血二氧化碳分壓增加≥10 mmHg；心率>140次/min或變化≥20%；收縮壓<90 mmHg或收縮壓>180 mmHg，或增加≥20%；呼吸頻率>35次/min或變化≥50%；主觀感受明顯不適；精神狀態明顯惡化，如焦慮、躁動、嗜睡或昏迷；出汗明顯；呼吸作功明顯增加，如出現輔助呼吸肌參與或胸腹矛盾運動。在預定的試驗持續時間內，患者并未出現試驗終止標準表示試驗成功。

1.2.2 撤機結局判定 撤機成功：拔除氣管插管后無通氣支持達48 h。撤機失敗：包括SBT試驗失敗及在拔管后重新插管和(或)再次恢復通氣支持。

1.2.3 NT-proBNP的檢測 在患者達到撤機條件時取靜脈血標本，采用Roche NT-proBNP試劑盒，用電化學發光法在Roche Elecsys 2010全自動分析儀上進行測定，同時建立參考值范圍。

2 結果

2.1 不同撤機結局患者一般資料及NT-proBNP水平比較 兩組患者的年齡、性別比例比較，差異無統計學意義(P>0.05)。撤機成功組NT-proBNP水平明顯低于撤機失敗組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 不同撤機結局患者一般資料及NT-proBNP水平比較

2.2 ROC曲線 撤機成功組患者的NT-proBNP為86～22 956 ng/L，撤機失敗組為409～4 506 ng/L。總體撤機患者NT-proBNP的AUC為(0.858±0.039)，95%可信區間為0.780～0.935。以靈敏度和特異度之和的最大值1.684確定NT-proBNP預測機械通氣患者撤機失敗的截斷值(cut-off)為873.35 ng/L，在此截斷值下的靈敏度為87.50%，特異度為80.88%。見圖1。

圖1 NT-proBNP預測100例機械通氣患者撤機結局的ROC曲線

2.3 脫機成功率比較 NT-proBNP≤873.35 ng/L患者(n=59)的脫機成功率為91.5%(54/59)，高于NT-proBNP>873.35 ng/L患者(n=41)的34.1%(14/41)，差異有統計學意義(P<0.05)。NT-proBNP≤873.35 ng/L同時通過SBT試驗患者的撤機成功率為100.0%(47/47)，明顯高于單純NT-proBNP≤873.35 ng/L患者的91.5%(54/59)及單純通過SBT試驗患者的80.3%(61/76)，差異有統計學意義(P<0.05)。

2.4 影響撤機成功因素的Logistic回歸分析 進一步行影響撤機成功多因素Logistic回歸分析顯示，單獨NT-proBNP≤873.35 ng/L或SBT試驗成功均不能獨立預測最終撤機是否成功，僅有兩者聯合，即NT-proBNP≤873.35 ng/L且通過SBT試驗是撤機成功的獨立預測因素(P<0.05)。見表2。

表2 撤機成功的Logistic回歸參數估計

3 討論

機械通氣的撤機是一個重要的臨床問題，從呼吸力學角度分析，由于各種病因導致呼吸中樞驅動力下降，以及呼吸相關肌肉群功能的減弱，從而使呼吸系統的泵功能下降，無法滿足相應增加的呼吸負荷，即需要外界的正壓輔助才能讓呼吸泵功能和負荷之間達到新平衡[6-8]。隨著各種病因的去除，患者自身呼吸泵功能逐漸能夠滿足自身的呼吸負荷，則可以去除外界壓力輔助，此時應盡早考慮拔除氣管插管，脫離呼吸機[9]。

為了解患者的血流動力學、氧動力學和呼吸力學是否達到良好狀態，目前，較為通行的辦法是在脫機前行SBT試驗[1]。SBT試驗可為臨床判斷患者能否成功撤機提供信息，能耐受SBT試驗的患者撤機成功率較高，可考慮撤機，且SBT的實施非常安全。多項研究證明，SBT試驗在實施撤機中具有較可靠的指導意義，可以顯著降低相關并發癥的發生率及臨床費用[10-13]。本研究結果發現，通過SBT試驗的患者中，多達80.3%(61/76)最終成功脫機。SBT試驗在2016年已被美國胸科學院和美國胸科醫師學會聯合推出的指南中明確推薦[14]，但SBT試驗實施過程中存在一定的主觀影響因素，導致對試驗結果的判定出現相應差別，可能進一步影響撤機的成功率。因此，一些患者雖然能通過SBT試驗，但仍然未能成功撤機。本研究影響撤機成功的多因素分析發現，SBT試驗雖然有較高的指導意義，但并不是預測撤機成功的獨立因素。

在氧動力學和呼吸力學狀態基本正常的情況下，血流動力學可能是導致撤機失敗的關鍵因素。因此，在原發病得到積極治療的條件下，患者本身的心功能水平是不容忽視的因素。NT-proBNP由心臟分泌，NT-proBNP水平異常可作為心臟功能衰竭與否的重要指標[3，15]。本研究結果發現，撤機成功組與撤機失敗組撤機前NT-proBNP水平即存在顯著的差異，其中，撤機失敗組NT-proBNP水平中位數達到了1 970 ng/L，顯著高于撤機成功組，差異有統計學意義(P<0.05)。因此，筆者推斷，撤機前患者心功能水平的差異是導致撤機結局不同的重要原因之一。然而，在本研究中，診斷為心力衰竭的患者僅占總體病因的13.0%(13/100)，表明撤機前患者心功能的低水平并非完由于其本身有原發基礎心臟病，這一現象國內外其他學者也有類似報道[2，16]。本研究中更多的病因是慢性阻塞性肺疾病急性加重期、肺部感染等，在感染應激、手術、液體負荷過多、某些藥物等刺激下，原本正常的心功能可能出現損傷，這是臨床上的一個普遍現象。此外，在機械通氣過程中，患者胸腔內壓由負壓逆轉成正壓，進而限制右心室負荷、降低左心室后負荷壓力梯度；加之治療上液體的限制等，心力衰竭癥狀往往被掩蓋，此時這種心力衰竭矛盾短暫的相對平衡，使得患者極有可能耐受SBT試驗，導致臨床醫師誤認為患者心功能是良好的。然而，在撤機時，由于胸腔內壓由正壓轉為負壓，全身靜脈回流增加，短時間內大量血容量進入肺循環，構成了形成肺水腫的條件，原本相對穩定的心力衰竭平衡很容易被打破，從而直接影響撤機結局。對于心肺功能正常的患者，這種變化可由于強大的心肺代償能力而迅速適應，但在患者心功能受損時，可加重吸氣胸膜腔壓力負壓，明顯增加右室后負荷[17]。腦鈉肽濃度升高提示患者心功能不全，NT-proBNP濃度異常升高時也提示患者心臟儲備功能下降[18]，心力衰竭或者非心力衰竭患者在撤機時，NT-proBNP異常升高可預測撤機引發的心血管風險[19]。因此，本研究通過對NT-proBNP與撤機結局ROC曲線的繪制發現，NT-proBNP水平在873.35 ng/L時，AUC達(0.858±0.039)，對撤機結局的預測效能最好，其預測的靈敏度為87.5%、特異度為80.88%。本研究結果顯示，NT-proBNP≤873.35 ng/L患者的脫機成功率為91.5%，明顯高于NT-proBNP>873.35 ng/L患者的34.1%。因此，依據本研究結果推算出，血漿NT-proBNP≤873.35 ng/L可以初步預測撤機結局。

在進一步對可能影響撤機結局的多因素Logistic回歸分析中顯示，單獨NT-proBNP≤873.35 ng/L或SBT試驗成功均不能獨立預測最終撤機是否成功，而將兩者聯合起來以后，即NT-proBNP≤873.35 ng/L且通過SBT試驗是撤機成功的獨立預測因素(P<0.05)；而且，聯合NT-proBNP水平與SBT試驗結果來預測撤機成功率優于單獨應用NT-proBNP或SBT預測的撤機成功率。所以，在臨床撤機工作中，將NT-proBNP水平和SBT試驗對于撤機的臨床意義聯合起來考慮，可進一步提高預測撤機的成功率。

本研究的不足之處在于：(1)入組患者數量較少，樣本量有限，可能對患者分布有一定影響。同時，也可能是導致部分數據無統計學差異的原因。(2)應進一步行相關前瞻性研究，將上述結論應用于今后臨床脫機工作中，才能進一步體現出NT-proBNP聯合SBT試驗對于能否撤機成功的預測價值。

綜上所述，呼吸泵功能、氧合功能及心臟泵功能恢復是達到呼吸機成功撤離的先決條件，而SBT試驗及NT-proBNP水平是評價呼吸功能及心功能狀態的有效指標。聯合NT-proBNP水平與SBT試驗結果來預測撤機成功率優于單獨應用NT-proBNP或SBT試驗預測。對各種原因所致呼吸衰竭機械通氣患者，改善心功能對于順利撤機均有十分重要的意義。