机械通气患者脱机相关性心力衰竭研究进展

龚志晶，王伯丽，徐海博，阎锡新

(河北医科大学第二医院，石家庄050000)



·综述·

机械通气患者脱机相关性心力衰竭研究进展

龚志晶，王伯丽，徐海博，阎锡新

(河北医科大学第二医院，石家庄050000)

接受机械通气治疗的呼吸衰竭合并心功能不全患者，经过长期机械通气后，肺部呼吸力学发生改变，撤机时易导致回心血量增加、呼吸功明显增加、心率增快，进而心肌耗氧增加、心功能不全加重等，使心功能障碍危险因素重新暴露，可能发生脱机相关性心力衰竭或心源性肺水肿。脱机相关性心力衰竭的主要临床表现包括呼吸窘迫、血压升高、心率增快等，其诊断包括有创监测(肺动脉导管、脉搏指示连续心排血量技术)、无创监测(超声心动图、肺部超声、胸阻抗法、高分辨率CT)、实验室检查(B型脑利钠肽、血液浓缩生物标志物)，临床可采用利尿剂、硝酸酯类药物、改善心肌缺血药物、正性肌力药物、重组人脑利钠肽及无创序贯治疗等。

脱机相关性心力衰竭；自主呼吸试验；心源性肺水肿

目前呼吸机已被广泛用于临床，并取得很好的疗效。一旦机械通气患者原发疾病得到控制应尽早撤机，延迟撤机可能发生相关并发症及呼吸机依赖，甚至增加病死率。但研究显示，即便符合撤机标准并顺利通过自主呼吸试验(SBT)的患者，仍存在10%～20%的失败率，潜在的心力衰竭可能是撤机失败最常见的原因之一[1，2]。因此对呼吸衰竭合并心功能不全患者进行拔管与撤机是临床医师面临的难题。现将近年来脱机相关性心力衰竭的发生机制、临床表现、诊断及防治研究进展综述如下。

1　发生机制

长期机械通气后，心功能虽然会有明显改善，但机械通气的撤离改变了肺部呼吸力学，降低了压力支持和PEEP，引起回心血量增加、呼吸功明显增加、心率增快，进而心肌耗氧增加、心功能不全加重，使心功能障碍危险因素重新暴露，可能发生脱机相关性心力衰竭及心源性肺水肿，延长住院时间，甚至增加病死率[3，4]。

脱机相关性心力衰竭可能的病理生理机制包括：①对心脏负荷的影响：呼吸机压力支持的下调或消失导致吸气时胸内压下降，外周静脉回流压力梯度增加，心脏前负荷增加；左心射血压力梯度降低,左室后负荷增加。部分开放的肺泡塌陷，表面血管受压，肺血管阻力增加，右心后负荷增加。②对心脏氧供的影响：撤机后呼吸功增加，削弱了心脏氧供。此外，儿茶酚胺类物质的释放导致心率增快，冠状动脉收缩，心肌血流量减少，加剧氧供需失衡。③对交感神经系统(SNS)的影响：交感神经兴奋，大量释放的儿茶酚胺类物质导致末梢血管收缩，血压升高，左室后负荷增加。同时，肾上腺素对外周小血管收缩的作用远远大于肺血管，造成大量血液回流到胸腔大静脉，增加肺血容量。④对体液机制的影响：肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)被激活，同时肾脏灌注减低，进一步激活RAAS系统，血液循环及心肌组织中血管紧张素Ⅱ活性增高，血浆醛固酮水平上升，水钠潴留，循环血容量进一步增加。以上因素相叠加，增加心脏负担，导致脱机后心肌缺血，造成心脏舒缩功能障碍。Moschietto等[5]认为，心室舒张功能障碍与脱机失败密切相关。罹患左心疾病者脱机失败时肺动脉楔压(PAOP)显著增加，提示心源性肺水肿是脱机失败的主要原因之一[6，7]。可见，脱机过程中胸腔压力的转换，特别是罹患左心疾病的呼吸衰竭患者，很可能出现急性心功能不全及心源性肺水肿。

2　临床表现

撤机失败是指SBT失败或撤机后48 h内需要再插管或恢复机械通气，或撤机后48 h内患者死亡。撤机失败的临床表现包括：躁动和焦虑，情绪低落，大汗，面色苍白，吸气努力增加，三凹征，痛苦面容，呼吸困难；心率>140次/min，出现心律失常，收缩压>180 cmH2O或增加>20%，或收缩压下降<90 cmH2O，血气分析示pH下降，PaO2下降，PCO2升高，浅快呼吸指数>105[3]。对于SBT期间出现呼吸窘迫、血压升高、心率增快，排除其他原因(肺部感染未得到控制、呼吸肌无力等)引起的脱机失败，同时罹患有心脏疾病和(或)呼吸系统疾病的患者，应高度怀疑脱机相关性心力衰竭。

3　诊断

3.1有创监测

3.1.1肺动脉导管(PAC)肺动脉导管可评价肺动脉压及右房压力，并可测定心输出量，还可间断或连续监测混合静脉血氧饱和度(SvO2)。Jubran等[8]认为，首次SBT失败的患者，SBT末PAOP≥18 mmHg是诊断心源性肺水肿的重要标准。脱机期间SvO2下降、PAOP增加、静脉血氧饱和度下降对预测脱机相关性心力衰竭有一定指导意义。然而PAC具有创伤大、测量过程繁琐的缺点，限制了其临床应用。

3.1.2脉搏指示连续心排血量(PiCCO)技术PiCCO技术是经肺热稀释技术和脉搏波形轮廓分析技术的综合，其中血管外肺水指数(EVLWI)可以定量评估肺水肿的程度，是目前惟一能够在床边反映肺水肿动态变化的指标[9，10]。国内研究证实，撤机后48 h失败组的EVLWI较成功组升高，提示PiCCO监测有利于早期发现撤机失败导致的肺水肿[11]。Dres等[12]发现，EVLWI增加≥14%对脱机相关性肺水肿的诊断敏感度为67%，特异度为100%。PiCCO置管创伤小，可动态、连续监测，参数易于判断和理解；然而该监测仍为有创监测，且耗材成本高，测量结果需通过热稀释法进行校正，临床应用具有一定局限性。

3.2无创监测

3.2.1超声心动图床旁超声心动图是ICU常规检查手段。目前超声心电图不仅可以全面评价各房室腔的收缩和舒张功能，还可以判断血流动力学状态，对SBT过程中心源性脱机失败具有诊断及预测意义。Lamia等[7]报道，SBT末期E/A>0.95联合E/Ea>8.5预测PAOP≥18 mmHg的敏感性为82%，特异性为91%。超声心动图具有便捷、无创的优点，但其准确度受医师操作及经验的影响，同时呼吸窘迫的发生会导致操作困难，另外部分老年患者特别是合并慢阻肺、肺结核、肺炎等慢性呼吸疾病者，会干扰间质与肺泡水分含量的测算。因此超声心动图并不是诊断和预测脱机相关性肺水肿的最佳方法。

3.2.2肺部超声(LUS)LUS是一种新的超声技术。当病变肺泡充气量降低时，渗出液、漏出液甚至一些血液成分使受累肺部密度增加，超声波便能在某种程度上反映出密度差异的影像，由此产生一些垂直混合的回声线，称为B线。心源性肺水肿中B线通常是双侧的，起源于重力依赖区，然后逐步扩散恢复。Paget等[13]发现，SBT末肺部超声评分较前明显增加，且撤机失败组高于成功组，认为肺部超声有望成为预测撤机失败的指标。肺部超声适合于床旁应用，但皮下气肿、胸膜钙化、全身性水肿、肥胖等干扰其影像，临床医师需长期训练才能准确判读结果。

3.2.3经胸电阻抗技术(TEB)TEB是指在人体头颈部和胸腹部分别放置电极，由电极系统测得胸部电阻抗的一种生物阻抗技术。阻抗技术极为敏感，当临床症状、X线等尚无明显改变时，阻抗技术已能够显示出与肺水肿相应的变化，特别适用于需要实时动态监视肺水变化情况的危重患者。TEB具有无创、价格低廉、操作方便等优势，在脱机相关性心力衰竭的检测中具有广阔的应用前景。

3.2.4高分辨率CT(HRCT)HRCT对于进展缓慢的肺水肿可呈现比较典型的进展过程，如早期肺门部气管血管鞘增厚、进而间质性肺水肿的磨砂玻璃样改变，再到肺髓质对称性腺泡样实变，有助于医师对病情的判断及评估，从而指导下一步治疗。

3.3实验室检查

3.3.1B型脑利钠肽(BNP)BNP及N端前脑钠肽(NT-proBNP)的产生和释放主要源自心肌细胞对心室壁压力及容量负荷的应答，心脏收缩及舒张功能异常均会引起其含量变化。先前研究认为，SBT前BNP及NT-proBNP基线水平对脱机相关性心功能不全具有预测诊断价值，但Chien等[10]发现，撤机成功组与失败组的基线BNP水平并无统计学差异，而SBT过程前后的 BNP及 NTpro-BNP可以预测撤机结果。Dres等[12]证实，BNP水平相对于基线水平增加≥48 ng/L或≥12%对于诊断撤机相关性心功能不全的敏感性为76%，特异性为78%。但BNP的变化较血流动力学变化滞后，同时BNP在两侧心室中变化并不一致，且受性别、年龄、感染、肾功能不全等因素影响，因此在临床应用中需排除上述干扰因素，才能较为准确地预测撤机成败。

3.3.2血液浓缩生物标志物左室充盈压增高导致静水压性肺水肿，水肿液从肺毛细血管转移到血管外的组织间隙，如液体转移过多，即会出现血管内血液浓缩，血浆蛋白及血红蛋白浓度增高。因此通过监测机械通气患者脱机期间血浆蛋白及血红蛋白等指标的变化，可预测其能否成功撤机。Anguel等[6]报道，血浆蛋白预测脱机相关性肺水肿的敏感性为87%，特异性为95%，而血红蛋白的预测敏感性和特异性分别为93%和77%。该检测的优点在于数据可通过每日血常规检查获得，结合床旁超声提供的其他心功能指标，即可以无创方式对心功能不全者能否成功撤机做出准确预测。

4　防治

4.1利尿剂ICU患者由于病情需要常进行容量复苏，长期出入量正平衡状态可增加撤机失败风险[14]。因此，SBP前给予利尿剂或肾脏替代治疗减少容量负荷，可减轻因撤机后回心血量增多所导致的前负荷增加，防止静水压性肺水肿等发生，提高撤机成功率[15]。近期一项304例患者的临床随机对照研究证实，在BNP指导下利尿治疗组机械通气时间显著少于对照组，尤其是左心功能障碍患者[16]。因此在血流动力学稳定的情况下，利尿能有效预防撤机失败，但需警惕过度利尿造成循环不稳定、痰液黏稠及肺不张等情况的出现。

4.2硝酸酯类药物硝酸酯类药物防治撤机相关性心力衰竭的机制包括：扩张全身静脉血管，协同利尿治疗，减少回心血容量，降低心脏前负荷；舒张动脉血管，降低心脏后负荷；增加冠脉血流量，适应心肌氧供需求。Routsi等[17]对12例因撤机过程中PAOP及收缩期动脉压显著升高而导致撤机失败的COPD患者，再次SBT初期给予硝酸甘油维持治疗，控制收缩压于正常水平范围，12例均成功撤机。因此，对于心功能因素导致撤机失败、且伴有收缩压明显升高的患者，合理应用硝酸甘油控制收缩期血压可提高撤机成功率。

4.3改善心肌缺血药物任何原因引起的心肌缺血都有可能造成撤机失败，因此冠脉造影明确有无心肌缺血，并进一步给予介入治疗及药物针对性治疗可能使部分患者受益。在治疗选择上应尽量避免服用增加心肌耗氧量的药物，以免加重心肌缺血，发生氧供需失衡，增加脱机相关性心力衰竭的发生率。

4.4正性肌力药物正性肌力药物可增强心肌收缩力，增加心排血量，减轻肺水肿。然而正性肌力药物在增强心肌收缩力的同时，会增加心肌耗氧量，使原本有心肌缺血风险倾向的患者更易发生缺血、缺氧。左西孟旦是一种新型钙离子增敏剂，在增强心肌收缩力的同时，心率、心肌耗氧量并不发生明显变化。近期研究显示，在因心源性因素所致撤机困难的患者中，左西孟旦在降低PAOP的效果方面优于多巴酚丁胺，撤机后左西孟旦组射血分数较基线值无改变，表明其优势在于系统性及选择性扩张肺血管而不是正性肌力作用[20]。

4.5其他药物新型生物制剂重组人脑利钠肽(rh-BNP)的药理作用广泛，包括：均衡的扩张动脉和静脉，降低外周血管阻力；降低肺毛细管楔压(PCWP)及肺动脉压；中度利尿排钠，降低循环容量负荷；在体内抑制RAAS系统及SNS系统，阻滞心衰演变过程中的恶性循环；抑制由扩血管效应引起的反射性心率增加，避免心律失常的发生，也不产生药物耐受性。因此，rh-BNP用于机械通气患者可能提高撤机相关性心力衰竭患者撤机成功率。目前尚无将其用于临床的报道，有待进一步研究证实。

4.6无创序贯治疗脱机相关性肺水肿的发生正是由于肺部呼吸力学的转换，而无创呼吸机序贯治疗给予患者正压通气则很好的过渡了这一阶段。国内外学者对于撤机后给予患者无创通气序贯治疗，证实其可提高撤机及拔管成功率。英国胸科协会指南推荐持续正压通气作为急性心源性肺水肿的治疗首选，但临床上更为多见的是无创正压通气成功用于COPD患者脱机序贯治疗上。对于合并心功能不全的呼吸衰竭患者撤机后选用何种方式序贯治疗的报道则较少，有待进一步证实。

综上所述，人们对撤机相关性心力衰竭的概念、发生机制的认识以及预测、治疗方法不断进步，ICU医师应高度警惕过度治疗所带来的负面效应，明确判断撤机失败的原因。随着临床诊疗技术的发展，一些非侵入性监测技术如超声诊断技术等逐渐取代有创诊断方法，在提供临床诊疗方便的同时，更需临床医师综合分析各项检测结果，提高诊断敏感度及特异度，进一步提高撤机成功率，降低撤机相关性心力衰竭的发生率。

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阎锡新(E-mail: xi_xin_yan@163.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.22.037

R541.6

A

1002-266X(2016)22-0094-04

2016-01-26)