心脏超声指标预测呼吸机撤机成败的研究进展

朱茜，方宁，张栋

(1.长治医学院，山西 长治 046000；2.长治医学院附属和平医院，山西 长治 046000)

对气管插管接受机械通气的患者来说，呼吸机撤离是一个非常重要和普遍的问题。尽管70%～80%的患者能够比较容易地撤离呼吸机，但仍有部分患者存在撤机困难和失败，导致机械通气时间延长，造成平均住院日延长和医疗费用增加。导致撤机失败的因素较多、机制复杂。最近几年，心脏功能障碍已被认为是脱机失败的常见病因，越来越多的证据表明，左心室舒张功能障碍是决定脱机成败的关键因素[1]。及早识别出心源性撤机试验失败的高风险患者，根据其潜在机制进行针对性治疗，有助于心脏更有效地承受撤机过程中的负荷[2]，从而帮助缩短患者住院日。床旁经胸超声心动图(TTE)是一种用于评估心功能的便捷工具。我们总结了当前各种心脏超声指标对呼吸机撤机成败的预测作用和阈值。

1 病理生理因素

心血管功能障碍是导致机械通气撤机失败的一个比较常见的原因。它的主要机制有两方面：一方面是血流动力学改变，另一方面是心功能障碍。患者的撤机过程，需要从原本的正压机械通气转换到自主呼吸，这时胸腔内压力突然降低变成负压，胸腔内静脉回流阻力降低，导致静脉回流量增多，右心室前负荷、左心室前负荷、左心室后负荷、左心室周围压增加以及呼吸肌做功增加，肾上腺素能张力也会升高，表现为血清儿茶酚胺水平增加，最终可能导致左室充盈压升高、肺动脉楔压(PAOP)升高、撤机相关性肺水肿[3-4]。许多心功能不全以及存在隐匿心功能障碍、左室舒张功能障碍，特别是伴有液体超负荷状态的患者，具有较高的心源性撤机失败的风险[5]。

2 心脏超声指标

2.1 与心脏舒张功能有关的指标

2.1.1 左室舒张早期快速充盈的充盈峰与舒张晚期(心房收缩)充盈的充盈峰比值(E/A)和二尖瓣环舒张早期运动速度(e′)

E/A是左室舒张早期快速充盈的充盈峰与舒张晚期(心房收缩)充盈的充盈峰比值。e′是二尖瓣环舒张早期运动速度。E/e′是左室舒张早期快速充盈的充盈峰与二尖瓣环波速的比值。Hui等[6]报道撤机失败患者E/A显著升高，并且自主呼吸试验(SBT)前E/A>1.2，联合侧壁部E/e′>7.9，对撤机失败的预测价值较高。Meirelles等[1]的一项荟萃分析报道E/A值与撤机失败无关。所以E/A预测心脏撤机成败的作用目前还存在争议，需要更多研究。Moschietto等[7]报道，撤机失败的患者e′没有变化，而撤机成功的患者e′显著增加。Roche-Campo等[8]报道与自主呼吸试验成功的相比，自主呼吸试验失败患者中有93.3%的患者e′减慢，仅有6.7%的患者e′是增加的(P<0.001)，在自主呼吸试验失败的患者中，e′减慢与患者的舒张功能受损相关。而导致这两个实验研究结果的不同可能与自主实验的方式以及撤机后是否动态评估数据有关。所以e′也是一个可以预测心脏撤机成败的指标。

2.1.2 左室舒张早期快速充盈的充盈峰与二尖瓣环波速的比值

Afifia等[5]报道了TTE测定E/e′比值可预测撤机失败，撤机失败组E/e′值更高，舒张功能不全与撤机失败密切相关。Haji等[9]的研究也发现撤机失败与E/e′增高有关。Roche-Campo等[8]报道SBT失败的患者左室充盈压力(由E/e′比值评估)显著增加，并得出结论，撤机困难主要与舒张功能障碍相关。在不同的研究中，E/e′预测撤机失败有不同的阈值。Tongyoo等[10]的研究发现E/e′比值≥14能独立预测保留左室收缩功能患者的撤机失败。Moschietto等[7]报道，撤机失败组的E/e′升高，并发现E/e′>7.9是撤机失败的重要预测因子。Ling等[11]对60 例难撤机患者研究，发现SBT后E/e′(平均值)≥12.5作为临界值有助于预测48 h内呼吸衰竭导致的撤机失败。综上，E/e′预测撤机失败的诊断阈值在7.9～14.0范围内。但是对于二尖瓣返流、二尖瓣狭窄和使用二尖瓣假体瓣膜患者，应谨慎使用E/e′比值[12]。

2.1.3 其他与心脏舒张功能有关的指标

肺毛细血管楔压(PCWP)，也称肺动脉楔压，指血液流经肺循环对肺小动脉产生的侧压力，由漂浮导管远端直接测得。根据心脏超声公式：PCWP=(1.9+1.24x(E/e′)。Ruiz-Bailén等[13]对接受负荷超声心动图的患者研究显示，撤机失败组患者的PCWP值较高。研究表明[14]，PCWP所示的左室充盈压升高与呼吸机撤机失败有关。房间隔固定曲率的意义在于可以根据在整个心动周期中房间隔曲度右移预测PCWP>15 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，而在收缩中期房间隔从右向左逆转可预测PCWP为10～15 mmHg。房间隔的形状和运动取决于心房之间的压力梯度，左房增大是舒张功能障碍严重程度的指标。Haji等[9]研究发现拔管失败与房间隔向右固定曲率所示的左房压力升高有关。收缩充盈分数(SFF)是肺静脉血流频谱的主要指标之一，SFF<40%提示左房顺应性下降，左房压升高。Ruiz-Bailén等[13]报道撤机失败患者SFF增加，而撤机成功组无变化。Radwan等[15]研究报道SBT失败组E波减速时间(DTE)是减小的。LVEF作为与左室收缩功能相关的指标，也能对撤机结果有一定影响，但目前关于这方面的研究不多，需要更多的研究来证实两者之间的联系。

2.2 与心脏收缩功能有关的心脏超声指标

2.2.1 射血分数(EF)

射血分数是指每搏输出量占心室舒张末期容积量的百分比，正常值为50%～70%。左室收缩功能不全定义为左室射血分数(LVEF)小于45%，严重左室功能障碍定义为LVEF小于或等于30%。研究指出[16]，严重左心室收缩功能不全预测拔管失败的特异性很高，但敏感性较低，是导致拔管失败的独立因素。崔楠[17]对80 例心功能不全患者回顾性分析发现撤机失败组LVEF值明显低于成功组。Kaltsi等[18]报道对难以撤机的机械通气患者使用左西孟丹治疗，通过改善收缩和舒张功能改善LVEF而有助于成功撤机。大多数的超声心动图研究都强调左室舒张功能障碍(而不是左室收缩功能障碍)在撤机失败过程中的重要性。目前研究显示可以用LVEF评估撤机失败和左室收缩功能障碍之间存在关系。

2.2.2 其他与心脏收缩功能有关的指标

应变(S)和应变率(SR)：S和SR是超声斑点追踪成像技术(STI)的两个重要指标。斑点追踪成像技术是通过跟踪心肌声学标记物的位移而从力学来评估心脏收缩及舒张运动的新技术。Ruiz-Bailén等[13]报道在正压通气向SBT转换过程中撤机失败组S和SR减小，而撤机成功组S和SR增加，提示S和SR作为评估心肌收缩功能受损指标可以预测撤机失败。左室收缩末期容积(ESV)：ESV是与心室收缩功能有关的指标。方旭晨等[19]报道了撤机成功组的ESV高于撤机失败组，然而崔楠[17]报道了撤机成功组ESV低于撤机失败组。所以ESV不是理想的预测呼吸机撤机指标。

2.3 其他指标

下腔静脉直径(IVC)：IVC是反映中心静脉压和右室前负荷的指标。Tongyoo等[10]报道下腔静脉最大直径(IVCmax)>17 mm是预测患者撤机失败的独立因子。Radwan等[15]报道SBT失败患者中，重度二尖瓣返流发生率显著增加。Goudelin等[14]报道，二尖瓣返流与撤机失败有关。研究报道[9，15]三尖瓣环收缩期位移(Tapse)、右心室面积变化率(RVFAC)、左房面积增大、三尖瓣返流峰值速度均与预测撤机结果有关，但是关于这方面的研究少，需要更多研究证实。

3 小 结

TTE是一种无创、快速、操作方便、诊断准确、用于评估心功能的便捷工具，尤其是对危重、不宜移动的患者，TTE有其独特的优势。TTE能帮助及早识别出撤机失败的高风险患者，根据其潜在机制进行针对性治疗，有助于心脏更有效地承受撤机过程中的负荷，继而成功撤机，缩短患者住院时间。