脈搏灌注指數和脈搏灌注變異指數在機械通氣患者撤機中的應用

吳曉霞，岳偉崗，閆柏靈，李斌

蘭州大學第一醫院重癥醫學科，蘭州 730000

機械通氣是重癥醫學科（ICU）危重患者出現呼吸衰竭時最主要的治療措施之一，當呼吸衰竭改善后機械通氣患者能否成功撤機又是ICU 醫護人員面臨的一大挑戰。撤機失敗可能導致患者住院時間延長，呼吸機并發癥增多，增加病死率［1-2］。機械通氣患者由正壓通氣轉為自主呼吸時，胸腔內壓變化會導致患者心臟前后負荷明顯增加，而心臟功能無法代償增加的心臟負荷是導致患者撤機失敗的常見原因之一［3-4］。傳統的淺快呼吸指數、氧合指數等指標只關注了患者的肺功能狀態，并未關注患者心臟功能，因此對撤機結果的預測價值并不理想。脈搏氧飽和度容積信號包含搏動性信號、非波動性信號，搏動性信號反映了一個心動周期內指端血容量的變化，其中脈搏灌注指數（PI）和脈搏灌注變異指數（PVI）與心輸出量密切相關，通過監測PI和PVI可以評估患者的心臟功能［5-6］。本研究通過監測機械通氣患者自主呼吸試驗（SBT）前和SBT結束時PI、PVI，計算SBT前后PI和PVI的變化值（ΔPI、ΔPVI），并分析SBT前PI、PVI及ΔPI、ΔPVI對機械通氣患者撤機結果的預測效能。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2021 年1—12 月蘭州大學第一醫院收治并準備撤機的機械通氣患者116 例。納入標準：①經口氣管插管接呼吸機輔助通氣大于48 h；②通過撤機篩查［7］：吸入氧濃度≤40%，呼氣末氣道正壓≤5 cmH2O，血流動力學穩定不需要血管活性藥物，嗆咳能力好。排除標準：①年齡<18 歲；②存在房顫等心律失常者；③存在外周血管疾病指端指脈氧信號不穩定者。所有納入機械通氣患者在撤機過程不再使用鎮靜藥物，繼續使用鎮痛藥物使CPOT 評分<1 分。患者通過撤機篩查后使用T-管模式進行SBT，SBT的持續時間為30 min。若患者出現下述情況時［淺快指數（呼吸頻率/潮氣量）>105，呼吸頻率≤8或者≥35次/分，自主呼吸潮氣量<4 mL/kg，心率>140 次/分或有心律失常發生，氧飽和度<90%［8］］停止SBT，轉為機械通氣。若患者拔管后自主呼吸時間超過48 h 即認為撤機成功，若患者再次機械通氣、或再次插管、或使用無創呼吸機則認為撤機失敗，根據撤機結果將患者分為撤機成功組（90例）和撤機失敗組（26例）。

1.2 SBT 前和SBT 結束時PI、PVI 監測及ΔPI、ΔPVI計算 使用Masimo 脈搏血氧儀Radical7 監測SBT前和SBT 結束時的PI 和PVI，PVI=（PImax-PImin）/PI最大×100%，其中PImax為呼吸周期中PI 的最大值，PImin為呼吸周期中PI 的最小值，計算SBT 前、SBT 結束時PI和PVI的變化（ΔPI、ΔPVI）。

1.3 統計學方法 采用SPSS21.0 統計軟件。符合正態分布的計量資料以±s表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗或U檢驗；利用ROC 評估SBT 前PI、PVI、ΔPI、ΔPVI 對機械通氣患者撤機結果的預測價值。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組SBT前及SBT結束時PI、PVI和ΔPI、ΔPVI比較 SBT 前及SBT 結束時PI、PVI 和ΔPI、ΔPVI 比較見表1。

表1 兩組SBT前及SBT結束時PI、PVI和ΔPI、ΔPVI比較（%，± s）

表1 兩組SBT前及SBT結束時PI、PVI和ΔPI、ΔPVI比較（%，± s）

注：與撤機失敗組比較，*P<0.05。

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2.2 SBT 前PI、PVI 及ΔPI、ΔPVI 對機械通氣患者撤機結果的預測價值 SBT 前PI 預測撤機結果的AUC為0.616（95%CI：0467～0.764），對撤機結果預測無統計學意義；當SBT 前PVI>14.0%時，其預測機械通氣患者撤機成功的靈敏度為86.1%，特異度為79.2%，AUC 為0.860，95%CI為0.766～0.953；當ΔPVI>10.5%時，其預測機械通氣患者撤機成功的靈敏度為91.7%，特異度為83.3%，AUC 為0.905，95%CI為0.831～0.978；當ΔPI>12.5%時，其預測機械通氣患者撤機成功的靈敏度為88.9%，特異度為80.8%，AUC 為0.936，95%CI為0.877～0.996。詳見圖1。

圖1 PI、PVI預測機械通氣患者撤機結果的ROC

3 討論

機械通氣是ICU 呼吸衰竭患者的重要治療手段，但有研究顯示不必要地延長機械通氣時間可能帶來氣壓傷，破壞上呼吸道保護機制，甚至增加患者病死率［9-10］。因此，當患者原發病得到控制、整體病情改善，及時撤機非常重要。目前臨床上最常用的指導撤機的方法為SBT，但SBT 通過的患者中仍有3%～19%因撤機失敗而被迫再插管［11-12］。分鐘通氣量、最大吸氣壓力、呼吸頻率、淺快呼吸指數、0.1 s氣道閉合壓力和順應性—速率—氧合—壓力指數等是目前臨床常規用來評估患者能否撤機的指標，但這些指標都不同程度受到患者臨床狀態的影響。臨床上，除了肺損傷、呼吸機萎縮、氣道自潔能力減弱、鎮靜藥物蓄積等常見導致撤機失敗的原因外，心臟功能不會也常常引起患者的撤機失敗［3，11］。患者在撤機過程中，胸腔內壓由正壓轉變為負壓，撤機過程中心臟前后負荷的增加成為評估患者心臟功能的“運動負荷試驗”［13］。早期的臨床和基礎實驗都充分證明了心功能不全是導致患者失敗的原因［4，14］，而通過評估和預測影響撤機結果的心源性和非心源性因素，盡早采取相應的措施就可能避免撤機失敗。

脈搏氧飽和度容積信號可以無創、有效地監測患者的心輸出量。PI和PVI是兩種典型的脈搏氧飽和度容積信號參數，可以連續動態監測心輸出量及其變化［15-16］。PI 為監測部位搏動性組織（小動脈血流量）吸收的光量（AC）占非搏動性組織（靜脈血、肌肉和其他組織）吸收的光量（DC）的百分比。PVI 是對整個呼吸周期中PI 動態變化的測量，反映了胸腔內壓力和回心血量之間的平衡。SBT 過程中胸內壓力的變化會直接影響心臟的充盈和排空，導致心輸出量、指尖脈搏壓力和容積隨呼吸的變化的周期性變化［17］。BEURTON 等［18］研究顯示，被動抬腿試驗時PI 增加大于9%，可以準確預測患者的容量反應性，同時被動抬腿試驗過程中ΔPI 和ΔCI 之間存在良好的相關性，表明PI 的動態變化也可用于評估患者的容量反應性。本研究顯示，SBT 前PI 無法有效地預測機械通氣患者撤機結果，但是撤機過程中撤機成功組的PI 明顯增加，撤機失敗組無明顯變化；ΔPI 可以有效預測患者的撤機結果。如果心臟功能處于Frank-starling 曲線的上升段，心肺相互作用可能會導致更大的PVI，這表明患者有能力代償撤機后增加的心臟負荷。本研究還顯示，撤機成功組SBT 前PVI 顯著高于撤機失敗組，SBT 前PVI 及ΔPVI對撤機結果具有良好的預測價值。因此，在撤機前通過監測PI、PVI 及其變化值，進而評估患者心功能狀態，盡早采取利尿等處理措施，就可以減輕心臟負荷的增加，而避免撤機失敗，改善患者預后。撤機成功組和撤機失敗組SBT 后PI、PVI 比較雖有統計學差異，但用于預測機械通氣患者撤機結果已無意義，故剔除進行下一步預測實驗。需要注意的是，PI和PVI與監測部位皮膚血管收縮舒張狀態密切相關，容易受到溫度、疼痛刺激、交感興奮、神經阻滯等因素的影響。在不同體表部位（前額、耳朵和手指）測量的PVI 與液體負荷后ΔCI 的相關性有顯著差異［19-21］。同時，PI 和PVI 也無法識別因肺功能受損、呼吸肌疲勞、痰排痰減弱、鎮靜藥物積累而導致的脫機失敗。

總之，SBT 前PI 無法有效地預測機械通氣患者撤機結果，但SBT 前PVI 及ΔPI、ΔPVI 對機械通氣患者撤機結果有良好的預測價值。