圍拔管期是危重病人管理的關鍵時期。拔管失敗定義為在計劃拔管后2-7天內(nèi)需要再次插管,這與機械通氣時間延長、呼吸機相關性肺炎發(fā)生率增加、ICU和住院時間延長以及病死率增加有關。拔管后一般采用傳統(tǒng)氧療。其他無創(chuàng)呼吸支持方法,如無創(chuàng)通氣和經(jīng)鼻高流量氧療,可用于避免再次插管。該綜述描述了拔管后呼吸衰竭的病理生理機制,以及為避免再次拔管而采用的呼吸支持技術和策略。我們總結并討論了支持使用這些策略實現(xiàn)個體化治療的證據(jù)。
圍拔管期是危重病人管理的關鍵時期。10-20%符合所有脫機標準并成功進行自主呼吸試驗的患者會發(fā)生拔管后急性呼吸衰竭(ARF),這些患者可能需要緊急再次插管。再次插管通常與氣道衰竭(誤吸、無效咳嗽或上氣道梗阻)、脫機失敗(原發(fā)性呼吸衰竭、充血性心力衰竭、新發(fā)膿毒癥、急性冠狀動脈綜合征或神經(jīng)功能障礙)或出血或吻合口瘺等外科并發(fā)癥有關。尤其手術并發(fā)癥是術后拔管失敗的主要原因,需要及時識別和糾正。
拔管失敗定義為在計劃拔管后2-7天內(nèi)需要再次插管,這導致病死率增高(25-50%)、機械通氣時間延長、呼吸機相關性肺炎發(fā)生率增加、ICU和住院時間延長以及病死率增加。因此,確定拔管后ARF高?;颊咧陵P重要,以便選擇合適的呼吸支持策略以改善預后。
傳統(tǒng)氧療(COT)通常用于糾正拔管后的殘留的氧合障礙,這是一種導致脫機失敗的常見情況。雖然COT能改善氧合,但對導致拔管后ARF和再次插管諸如肺不張、呼吸負荷過高或呼吸肌力下降等主要病理生理機制影響甚微。無創(chuàng)通氣(NIV)和經(jīng)鼻高流量氧療(HFNT)已作為保護拔管的有效替代方法而應用。
本文闡述內(nèi)容如下:拔管后ARF的病理生理機制、拔管后主要的無創(chuàng)呼吸支持技術 (NIV、HFNT和COT)、拔管后呼吸支持策略(輔助、預防和治療)及其適應癥,以實現(xiàn)針對特定類型患者進行個體化治療,以及不確定方面和未來研究。
拔管及隨后從正壓機械通氣到自主呼吸會引起氣道狀態(tài)或脫機(心肺)狀態(tài)的一些病理生理變化,包括肺通氣、血流動力學和神經(jīng)肌肉功能,其單獨或協(xié)同作用,是拔管失敗的基本機理,尤其對于高危患者(下圖)。
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氣道狀態(tài)改變
上氣道梗阻是導致拔管失敗的常見原因之一(2-16% ICU患者),一些患者需要緊急再次插管。拔管后上氣道梗阻最常見的原因是喉部水腫,這是由插管引起的機械創(chuàng)傷引起的,尤其在以下情況出現(xiàn):困難插管、多次插管嘗試、插管時間延長、使用不適當?shù)钠蟮臍夤懿骞苄吞?、氣囊壓力高、女性、意外拔管后再次插?/span>。
氣管內(nèi)插管取出后,氣道直徑可能會大幅度減小,從而增加氣道阻力,轉而導致呼吸窘迫。推薦定量氣囊漏氣試驗作為存在拔管后喘鳴高風險的患者拔管前的篩查試驗。當氣囊漏氣量(即氣囊充氣時的呼氣量與氣囊不充氣時的呼氣量之差)小于130ml或者氣囊不充氣時呼氣量小于吸氣量的12%,可認為漏氣實驗陽性。在這些病例中,在拔管前至少4h使用激素可能會減輕喉部炎癥和水腫。上氣道梗阻的另一個較少見的原因是喉痙攣,這是由于炎性氣道反射性刺激如咽上和喉咽刺激的敏感性更高。
此外,拔管時過多的氣管支氣管分泌物,加上虛弱或無效咳嗽,可導致氣道功能受損,從而導致拔管失敗。
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脫機狀態(tài)改變
脫機狀態(tài)包括肺通氣、血流動力學和神經(jīng)肌肉功能。中斷機械通氣可能導致肺通氣功能喪失,導致肺順應性下降、通氣灌注失調、分流效應。不同的病理生理變化與肺通氣的喪失有關,如肺不張、肺泡滲出和水腫。在自主呼吸過程中,呼氣末跨肺壓的降低會使肺容積降低至肺泡閉合容積以下,導致肺塌陷和肺不張的形成。肺實質異質性可導致局部驅動壓(吸氣末跨肺壓與呼氣末跨肺壓差)升高、肺損傷加重、肺水腫、呼吸窘迫,因此肺不張在拔管后ARF的病理生理中起著基礎性作用。此外,肺內(nèi)分流在肺膨脹不全區(qū)域引起低氧性肺血管收縮,增加肺血管阻力。拔管后肺泡滲出及水腫是由于毛細血管內(nèi)壓力與肺泡壓力差增大及心輸出量增加所致。
停止機械通氣可能導致胸內(nèi)壓力顯著負向波動,這取決于病人的吸氣努力。這意味著左心室跨壁壓和后負荷增加,這由收縮期主動脈壓和胸腔內(nèi)壓的差異產(chǎn)生。停止機械通氣后跨膈壓(腹壓與胸內(nèi)壓的差值)增加,因為自主呼吸時的膈肌偏移量大于機械通氣時的膈肌偏移量,導致腹壓更高,對腹部臟器和血管產(chǎn)生壓縮作用,而胸內(nèi)壓力下降至負值。這種壓力梯度導致靜脈回流和右心室前負荷增加。此外,在拔管時,氣道感受器受到刺激引起交感神經(jīng)活動增加,這可能導致高血壓、心率加快和心律失常。
停止機械通氣需要足夠的神經(jīng)肌肉活動來克服呼吸系統(tǒng)的阻抗,以滿足代謝需求,并保持足夠的氣體交換。機械通氣可導致膈肌無力、損傷和萎縮,這些在危重病人中迅速發(fā)生,從而導致脫機困難。膈肌萎縮與過度的通氣輔助有關,其作用于驅動中樞,抑制患者的吸氣努力,而不充分的通氣支持可能引起呼吸肌去除負荷不足,從而導致負荷誘導的膈肌炎癥和損傷。
其他危險因素與危重癥患者的膈肌功能障礙有關,如原發(fā)性神經(jīng)肌肉無力和危重癥多發(fā)性神經(jīng)病、肌病。一些研究表明,機械通氣過程中膈肌功能障礙的發(fā)生與脫機困難和臨床預后惡化密切相關。
在拔管后的自主呼吸過程中,膈肌功能的改變會導致呼吸肌能力與呼吸負荷之間的失衡,臨床表現(xiàn)為呼吸窘迫,如動用輔助呼吸肌、反常呼吸、淺快呼吸、氣體交換障礙等。
所有這些病理生理變化可導致呼吸功和CO2產(chǎn)量增加、氧合惡化、動用輔助呼吸肌、反常呼吸、快淺呼吸,從而進一步增加呼吸負荷。有效呼吸肌力與所需肌力的不平衡最終導致肌肉衰竭和ARF。此外,缺氧和代謝性酸中毒損害呼吸肌肉功能和心功能,引發(fā)惡性循環(huán),在缺乏足夠的治療措施的情況下,可導致心肺驟停。
不同的技術,如NIV, HFNT或COT,
用于支持氧合或自主通氣,以保護拔管。
我們總結了每種技術主要的生理效應,
重點介紹了拔管后的相關方面內(nèi)容。
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無創(chuàng)通氣
NIV是一種不需要人工氣道(氣管內(nèi)插管或氣管切開)的機械通氣支持形式,通過各種接口提供(如面罩、頭盔、插頭)。NIV通常包括持續(xù)氣道正壓通氣(CPAP)和無創(chuàng)雙水平正壓通氣,常為壓力支持通氣和呼氣末正壓通氣。在這篇綜述中,NIV指的是雙水平正壓通氣,CPAP專門指不同的模式。CPAP在整個呼吸周期提供恒定的氣道正壓,包括吸氣和呼氣過程,對病人的吸氣努力不提供任何支持。NIV是由呼吸機提供正的吸氣壓力(即壓力支持通氣),協(xié)助病人吸氣的一種通氣技術。
沒有諸如無氣道保護、心跳驟停等需立即插管因素的患者,NIV與有創(chuàng)機械通氣相比,具有以下幾方面的優(yōu)勢:改善患者舒適度,減少鎮(zhèn)靜需求,降低院內(nèi)感染的發(fā)生率,以及與插管操作相關的并發(fā)癥(如氣道損傷、喉水腫和聲門水腫)更少。
NIV和CPAP對呼吸和心血管系統(tǒng)有多種生理影響。CPAP和呼氣末正壓可防止呼氣末氣道閉合和肺泡塌陷,從而促進肺泡復張,增加充氣肺容積,減少通氣-灌注失調,改善低氧血癥。應用高于呼氣末正壓的壓力(如在壓力支持通氣模式下)在吸氣階段給予支持、增加潮氣量和肺泡通氣,從而改善氣體交換。NIV也減少呼吸做功。吸氣壓力支持降低了膈肌做功和能量消耗(例如,跨膈壓和壓力-時間乘積、膈肌電活動) 。呼氣末正壓通過降低存在呼氣末正壓的患者吸氣閾值負荷,增加呼吸系統(tǒng)的順應性,進一步減少呼吸做功。呼吸模式的改變和呼吸困難的減輕是改善氣體交換和減少病人吸氣努力的重要臨床效果。與自主呼吸相比,在NIV和CPAP期間進行正壓通氣可降低健康個體的左心室前負荷、后負荷和依從性。這些影響可能在病理條件下是有用的,如由于心源性肺水腫及心力衰竭導致的ARF是胸內(nèi)壓變化的一個結果(從機械通氣時的正壓通氣到拔管后負壓通氣),這種情況在患有心臟疾病(如冠狀動脈疾病或二尖瓣疾病)患者拔管期間并不少見。在這種情況下,CPAP在整個呼吸周期提供了恒定的正壓會增加胸內(nèi)壓,減少右心房靜脈回流,降低左室跨壁壓(相應地降低左室后負荷),從而增強左室功能,減少血管外肺水。一些研究表明,與COT相比,在心源性肺水腫患者中應用CPAP和NIV有許多有利的生理效應,包括改善呼吸力學和氣體交換,減少呼吸做功,降低收縮壓和心率,可以減少插管和改善預后。
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經(jīng)鼻高流量吸氧
HFNT的臨床療效已在新生兒和兒科中得到證實,但近年來HFNT已越來越多地用于危重癥成人。該設備提供高流量的濕化氣體,具有固定的FiO2和高達100 L/min的固定氣體流量(通常是50-60 L/min)。
HFNT的幾種生理效應已經(jīng)被闡述,強調了它是一種真正的呼吸支持技術,而不是簡單地提供氧氣治療的替代方法。首先,HFNT能夠提供更高更穩(wěn)定的FiO2。事實上,持續(xù)的高氣體流量可以抵過甚至超過病人的吸氣流量,從而減少吸氣時周圍空氣的輸送進而提高氧合。第二,高流量的氣體會沖刷掉上氣道(解剖)死腔。在一項針對十位健康志愿者的研究中,Moller等人表明氣體流量與上氣道放射性示蹤氣體的清除有直接關系,證實了他們之前在上氣道模型中的發(fā)現(xiàn)。在3例氣管切開術患者中,作者報道了氣道內(nèi)FiO2呈流速依賴性增加和CO2呈流速依賴性減少,這支持了HFNT減少重復呼吸和死腔,從而改善肺泡通氣和氣體交換的假設。第三,HFNT產(chǎn)生氣道正壓。高氣體流量增加呼氣阻力,從而提高呼氣時上氣道壓力(呼氣末正壓效應)。這種效果取決于氣體流量、張口呼吸和鼻導管的大小。研究表明,氣體流量與氣道平均壓值呈線性正相關,在閉口呼吸時給予50 L/min流量,氣道平均壓平均達到3.3cm H2O (SD 1)。較高的氣道壓力增加呼氣末肺容積,促進肺泡復張,防止肺泡塌陷,改善通氣-灌注比和氧合。
HFNT的另一個生理作用是減少病人的吸氣努力。在一項針對急性呼吸衰竭患者的生理學研究中,Mauri等人報告,與標準面罩相比,HFNT降低了食道壓力波動(平均降低19%)和壓力-時間乘積(平均降低28%),壓力-時間乘積是呼吸代謝做功的一個測量值。一些機制可能解釋了患者使用HFNT吸氣做功降低原因,包括與氧合改善相關的低氧性驅動的降低,與上氣道沖刷相關的CO2清除增強,以及肺力學的改善。此外,高氣體流量支撐上呼吸道,減少氣道塌陷傾向。這導致吸氣氣道阻力降低和對抗阻力呼吸做功較低。最后,HFNT通過保護上皮細胞的正常纖毛功能和黏液成分,改善吸入氣體的濕化,促進分泌物的清除。此外,提供加溫加濕氣體降低了與氣體濕化相關的呼吸代謝消耗。
所有這些作用都有助于提高患者的舒適度和緩解HFNT期間的呼吸困難。與其他通過面罩提供氧氣治療和呼吸支持技術相比,HFNT的舒適性更好也與鼻導管有關,不會干擾正常的日?;顒?,即使是對其他設備不耐受的幽閉恐懼癥患者,也能提高治療依從性。
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氧療
氧療是醫(yī)院最常用的治療方法之一。氧療法是用來糾正低氧血癥和防止組織缺氧,防止轉向無氧代謝、乳酸酸中毒,最終導致細胞和組織損傷。COT由簡易設備提供,這些設備分為低流量設備(如鼻導管和簡單口罩,有或沒有儲氣囊)和高流量設備(如文丘里面罩)。低流量鼻導管的最大設置O?流量4 L / min,超過該流量就會因氣道干燥產(chǎn)生不適,而文丘里面罩或儲氧面罩可以設置最大O2流量15 L / min 。文丘里面罩設置FiO?更可靠,而其他設備只能在設置氧流量的基礎上估計FiO?。所有傳統(tǒng)氧療設備真正輸送的FiO?不僅依賴于氧流量,還依賴病人的吸氣流量、呼吸頻率、潮氣量,在最高的值時會導致吸入室內(nèi)空氣、減少輸送FiO? 。
將病人從有創(chuàng)機械通氣中解放出來是ICU每天面臨的挑戰(zhàn)。計劃拔管是一個關鍵時刻,其時機取決于ARF潛在原因的解決和自主呼吸試驗成功與否。即使自主呼吸試驗成功,拔管也可能失敗,并可能導致再次插管。再插管與不良預后風險更高相關,導致機械通氣時間延長、呼吸機相關性肺炎風險增加、ICU和醫(yī)院住院時間延長以及病死率增加。實施適當?shù)陌喂芎笸庵С植呗钥筛纳祁A后。
拔管后可采用三種通氣支持策略:輔助,對于自主呼吸試驗失敗但要減少有創(chuàng)通氣的持續(xù)時間及其相關并發(fā)癥的特定患者應用支持通氣可允許早期拔管;預防,防止拔管后ARF的發(fā)生;治療,拔管后ARF患者避免再次插管(下圖及表1)。
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輔助策略
脫機困難的患者可能出現(xiàn)有創(chuàng)機械通氣延長相關的并發(fā)癥。在這些患者中,脫機階段持續(xù)時間可超過總通氣周期的40-50%,有較高脫機失敗風險的患者往往因COPD急性加重或在自主呼吸試驗期間發(fā)生高碳酸血癥,或兩者兼有。當這些患者在自主呼吸試驗后不能滿足拔管標準時,無創(chuàng)通氣策略的輔助目的即允許早期拔管、有創(chuàng)機械通氣時間更短和脫機進程更快。NIV是COPD或高碳酸血癥患者拔管后唯一用于輔助目的的呼吸支持技術,一些研究支持NIV在這種情況下的有效性。Vitacca等人在一項有關12例受慢加急高碳酸血癥性ARF影響而不能維持自主呼吸的患者使用NIV的生理學原理研究。他們發(fā)現(xiàn),在有創(chuàng)通氣(拔管前)和NIV(拔管后)期間進行的壓力支持通氣,其氣體交換、膈肌做功和呼吸力學方面產(chǎn)生了相同的效果。此外,在NIV期間,呼吸困難評分明顯較低。Nava等人對50例COPD和高碳酸血癥ARF患者進行了第一次關于在脫機期間使用NIV的臨床研究,這些患者有創(chuàng)通氣48h,并且第一次自主呼吸試驗失敗。報告說,與有創(chuàng)通氣傳統(tǒng)脫機相比,早期持續(xù)的NIV,在拔管后作為連接自主呼吸的橋梁,可以縮短機械通氣的持續(xù)時間、ICU住院時間、呼吸機相關性肺炎和60天病死率。在33例慢加急性呼吸衰竭患者,Girault等人發(fā)現(xiàn),與標準的脫機方法相比,輔助性NIV在脫機成功率、存活率和ICU住院時間方面相似。雖然總體機械通氣時間增加,但NIV減少有創(chuàng)機械通氣時間。在隨后的一個更大的隨機對照試驗中也發(fā)現(xiàn)了類似的結果。在一項小型隨機對照試驗中,進一步證實了輔助使用NIV對持續(xù)脫機失敗患者的臨床益處(如縮短有創(chuàng)機械通氣時間3天)。由于NIV組在有創(chuàng)通氣時間、醫(yī)院獲得性感染、氣管切開、ICU住院時間、病死率和其他嚴重并發(fā)癥方面顯著減少,該試驗在第一次計劃的中期分析之后停止(納入33名患者)。Burns等人進行了幾項系統(tǒng)回顧和meta分析,最后一項包括16項隨機對照試驗,總共994例患者,因各種原因(COPD、非COPD、術后、醫(yī)療)導致ARF而行有創(chuàng)通氣,早期拔管后立即應用NIV或有創(chuàng)脫機進行脫機。大多數(shù)試驗納入的AECOPD患者,8項試驗只包括AECOPD患者,7項試驗為混合人群(但主要是AECOPD患者),一項試驗包括低氧血癥患者。他們發(fā)現(xiàn),與有創(chuàng)脫機相比,利用NIV脫機只有COPD患者死亡率顯著降低、獲益更大 ( COPD的RR 0.36,95% CI 0.24-0.56 vs . 混合人群RR 0.81,95% CI 0.47-1.40)。此外,接受NIV的患者ICU住院時間、總住院時間、有創(chuàng)機械通氣的持續(xù)時間和總通氣時間都明顯縮短,而且脫機失敗、呼吸機相關性肺炎、氣管切開和再插管率也明顯降低。然而,對這些結果的解釋應該考慮到這些研究的局限性,這些研究主要是由于對不同類別的患者的通用性較差以及每個研究中包含的患者數(shù)量較少。一項試點試驗(Burns的meta分析中包含的一項低氧血癥試驗)評估了NIV作為低氧性ARF患者一種輔助脫機策略的效果。有創(chuàng)通氣48h后,將20例低氧血癥患者隨機分為標準脫機組和應用NIV早期拔管組。兩組在氣體交換和脫機成功的可能性方面沒有差異,但是在NIV組中有創(chuàng)通氣的天數(shù)顯著減少。雖然這些結果表明,有經(jīng)驗的中心在低氧血癥患者中應用NIV輔助治療的可行性,但由于患者數(shù)量較少,因此無法得出任何有意義的結論。
在現(xiàn)有證據(jù)的基礎上,歐洲呼吸學會(ERS)和美國胸科學會(ATS)指南建議使用NIV來輔助高碳酸血癥性ARF患者的機械通氣脫機(條件性推薦,證據(jù)等級中級),而沒有為低氧血癥患者提供建議。沒有研究評估HFNT輔助機械通氣脫機的效果。雙水平氣道正壓與正常氣道正壓的比較研究析因分析表明,在接受心胸外科手術的患者中,HFNT或NIV治療失敗的可能性有相似的影響( HFNT 28%vs NIV 41%,p=0.33),但納入的患者太少,無法得出有意義的結論。
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預防策略
拔管后的呼吸支持預防目的是為了避免計劃拔管患者出現(xiàn)拔管后ARF。確定有危險的患者對于選擇最合適的呼吸支持技術和預防拔管失敗非常重要。文獻中描述了拔管失敗的各種危險因素。它們可以分為與患者相關或合并癥相關的危險因素、急性病理相關的危險因素以及與功能參數(shù)相關的危險因素,如床旁預測試驗。最常見的危險因素是高齡(>65歲)和潛在的心臟或呼吸系統(tǒng)疾病。患者的類別(即內(nèi)科或外科)也很重要,與外科術后(拔管失敗率<10%)相比,拔管失敗在危重病人中更為常見(高達20%以上)。
危重患者
在拔管后早期應用NIV和HFNT作為COT的替代技術的效果已經(jīng)在未篩選的、非高?;颊?即沒有任何計劃拔管后危險因素的患者)和高?;颊咧羞M行了評估。
在未篩選的非高?;颊咧校瑑身椦芯繘]有顯示預防性NIV和COT在再次插管率和病死率上的差異。根據(jù)這些數(shù)據(jù),ERS-ATS指南建議不要在這種情況下使用NIV來預防拔管后ARF(條件性推薦,證據(jù)等級極低)。
研究強調了HFNT在預防拔管后ARF中的作用。Maggiore等人做了一個非盲雙中心隨機對照試驗,比較了105例拔管前自主呼吸試驗末中度低氧血癥(即PaO? / FiO?≤300)危重患者,拔管后立即使用HFNT和COT(文丘里面罩)的效果。輸送相同的FiO?,經(jīng)HFNT治療患者顯示出比文丘里面罩更好的氧合作用,這種效應可持續(xù)48 h。病人接受HFNT治療還顯示呼吸頻率和PaCO2下降,尤其拔管后3小時后差異顯著。此外,患者的不適更少,接觸面移位更少,HFNT的脫飽和更少。最后,更少的患者發(fā)生拔管后ARF需呼吸機支持,(HFNT 8% vs文丘里面罩35%,p<0.001);(NIV 4% vs文丘里面罩15%,p=0.042),再插管(HFNT 4% vs文丘里面罩21%,p=0.005),提示HFNT在預防拔管失敗中的潛在作用。HFNT減少再次插管的益處主要見于因低氧血癥或無法清除分泌物而再次插管的患者。Hernàndez 等人在527例機械通氣(內(nèi)科和外科)拔管失敗風險較低的患者中進行了多中心隨機對照試驗,以評估應用24小時HFNT和COT在預防拔管的效果。符合Maggiore等人的結果,他們發(fā)現(xiàn)使用HFNT與72 h再插管患者比例減少相關 (5% vs 12%,p = 0.004),與拔管后發(fā)生ARF率減少相關(8% vs 14%,p = 0.03), 與喉水腫需要再插管減少相關 (0%比3%,p = 0.001),而兩組再插管時間相似89。包括上述兩項研究在內(nèi)的七項研究針對632名危重患者的meta分析表明,與COT相比,HFNT顯著降低了再插管率(RR 0.35,95%CI 0.19-0.64;p=0.0007)??傊谖春Y選的ICU患者中,HFNT是一種比COT更有吸引力和更有效的方法來預防拔管后ARF。
一些研究評估了NIV在高危ICU患者中的預防作用。Nava等人進行了第一次多中心隨機對照試驗,以評估與COT和標準醫(yī)療相比,拔管后立即早期應用NIV是否能有效預防高危危重患者拔管后ARF。在Nava等人的研究中,高風險的危重患者定義由以下標準:脫機試驗多次連續(xù)失敗試驗、慢性心臟衰竭、拔管后PaCO2 >45mmHg,合并癥1項以上(不包括慢性心力衰竭)、咳嗽無力(氣道護理評分>8且<12),或拔管時上呼吸道喘鳴但不需要立即再次插管。該試驗包括文獻中報道的最常見的危險因素,包括上述因素(也有不同的術語)。作者報道了NIV組再插管率顯著降低(NIV組48例中有4例[8%],而COT組49例中有12例[24%]再插管,p=0.03),這反過來又與NIV組ICU病死率較低有關。在隨后Ferrer等人對162名患者進行的研究中,發(fā)現(xiàn)在拔管后有ARF風險的患者中,NIV和文丘里面罩提供的COT之間再插管率沒有差異。使用NIV可以觀察到拔管后ARF (NIV 16% vs COT 33%,p=0.03)和ICU病死率(NIV 3% vs COT 14%,p=0.015)降低,盡管兩組的醫(yī)院病死率和90天生存率相似。自主呼吸試驗中存在高碳酸血癥患者,NIV與ICU和醫(yī)院病死率顯著降低以及90天生存率增加有關84。同樣的作者在一項隨機對照試驗中重復了這些結果,該試驗包括106名在自主呼吸試驗期間發(fā)生高碳酸血癥的慢性呼吸系統(tǒng)疾病患者。NIV組拔管后ARF發(fā)生率低于對照組(15% vs 48%,p<0.0001)。此外,使用NIV患者90天的存活率顯著提高。在一項前后對比的研究中,Thille等人發(fā)現(xiàn),實施預防性NIV治療可以顯著降低存在拔管失敗風險患者的再插管風險(23/150例 [15%] vs 23/83例 [28%],p=0.02)。在對照組中,沒有患者接受預防性NIV,他們接受COT治療。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù),ERS-ATS指南建議,應該使用NIV來預防高?;颊甙喂芎驛RF(如年齡>65歲或有潛在心臟或呼吸疾病的患者);(條件性推薦,證據(jù)等級低)。同樣的建議也被美國胸科醫(yī)師學會的臨床實踐指南推薦用于危重患者機械通氣脫機(強推薦,證據(jù)等級中級)。
只有一項研究比較了HFNT和NIV對存在拔管失敗風險的危重病人的影響。Hernàndez等人對604例高?;颊哌M行了多中心隨機對照試驗,比較拔管后立即應用HFNT或NIV并維持24小時的預防性作用83。HFNT在預防再插管方面并不劣于NIV (NIV 19.1% vs HFNT 22.8%;絕對風險差- 3.7;95% CI – 9.1到∞;在多變量分析中,OR為1.25;95% CI 0 ~ 1.74),盡管NIV組拔管后72h 發(fā)生ARF概率更高(NIV 39.8% vs HFNT 26.9%;絕對風險差12.9;95% CI 6.6到∞),可能是因為更多患者出現(xiàn)不適,難以優(yōu)化應用NIV;這可能由于NIV組中NIV的持續(xù)時間比計劃的要短(實際14小時,而不是研究方案中規(guī)定的24小時)。與NIV相比,HFNT的優(yōu)勢在于它的易用性和操作人員所需的技能和專業(yè)知識較低。這項試驗的結果支持先前的研究發(fā)現(xiàn),即HFNT的耐受性非常好,這反過來可能促進其應用,并能增加患者對治療的依從性。研究也表明HFNT可以作為NIV的有效替代治療方法來預防高?;颊甙l(fā)生ARF,盡管其應用仍有待進一步研究。
術后
由于術后ARF增加了再插管率、發(fā)病率、病死率和住院時間,因此已經(jīng)制定了術前風險評分以確定存在風險的患者(如:高齡或患有肥胖、COPD或心臟病的患者),并應用于預防性圍手術期支持策略。一些研究對行全身麻醉的大手術患者術后應用CPAP和NIV進行了專門的評估。ERS-ATS指南建議術后ARF患者使用NIV(條件性推薦,證據(jù)等級中級),但沒有區(qū)分預防性或治療性使用NIV11。Chiumello等人對NIV和CPAP在各種類型的大手術(腹部、胸部、胸腹血管、心臟和肥胖治療手術)后用于預防和治療目的的使用進行了系統(tǒng)的回顧。他們發(fā)現(xiàn),與COT相比,術后預防性的NIV或CPAP均可改善肺容量和氣體交換,并可能減少肺部并發(fā)癥、再次插管和住院時間。在一項多中心隨機對照試驗中,Squadrone等人評估了209名腹部手術后1h內(nèi)出現(xiàn)低氧血癥的患者使用CPAP和COT的效果。早期使用CPAP作為一種有效的預防策略,可以減少再插管率(1% vs 10%, p=0.005)、肺炎(2% vs 10%;p=0.02) 及膿毒癥(2% vs 9%;p=0.03)。
很少有試驗評估HFNT和COT在預防心臟或胸外科手術患者術后ARF方面的效果。這些研究關于HFNT對于肺不張及氧合的影響報道不一致。一項針對340名接受過心臟手術的患者研究發(fā)現(xiàn),使用HFNT后,由于ARF發(fā)作而引起的呼吸支持增加的比例較低(HFNT 38% vs COT 62%)。另外兩項關于胸外科手術后的研究報道了HFNT減少了再次插管或住院時間。然而,這三項研究并沒有為這些結果提供促進作用。雙水平氣道正壓通氣vs高流量給氧這一研究是該領域第一個大型多中心隨機對照試驗,比較了830例心胸手術患者在自主呼吸試驗期間或拔管后發(fā)生低氧血癥使用HFNT和NIV效果。在這項試驗中,NIV和HFNT根據(jù)三種不同的策略應用:輔助、預防或治療。治療失敗定義為再次插管、轉向其他治療措施、過早中斷治療;兩組患者的治療失敗(治療失敗率:HFNT 21%,NIV 21.9%;絕對風險差0.9%,95% CI – 4.9%至6.6%,p=0.003),兩組再插管率相同(均為14%)。一項析因分析表明,HFNT和NIV作為輔助策略或治療策略使用時,治療失敗的患者比例沒有差異79。然而,當考慮作為預防策略時,治療失敗的發(fā)生率HFNT組(6%)低于NIV組(13%)(p = 0.04)。Futier等人評估了220例腹部手術后出現(xiàn)肺部并發(fā)癥中高?;颊甙喂芎笫褂肏FNT和COT臨床效果,中高?;颊咧傅氖荂atalonia風險評分≥26分(注:Catalonia風險評分用于評估手術患者呼吸風險),該實驗稱之為OPERA試驗。兩組拔管后1 h和治療終止時發(fā)生低氧血癥(PaO?/FiO?≤300)的患者比例無明顯差異。兩組患者術后肺部并發(fā)癥、住院時間和病死率也相似。由于在接受腹部外科手術的病人中可用的數(shù)據(jù)很少,OPERA試驗的結果也很有限,因此,HFNT在這些患者拔管后的潛在作用仍不清楚。
3
治療策略
在拔管后ARF患者中應用通氣支持治療策略,目的是避免危重患者和術后患者再次插管。
危重患者
ERS-ATS指南建議,NIV不應該用于治療拔管后ARF(條件性推薦,證據(jù)等級低級)。這個建議是基于比較NIV和COT對臨床結果的影響的兩個隨機對照試驗的結果。在一項單中心隨機對照試驗中,Keenan等人將81例拔管后呼吸窘迫的高?;颊唠S機分為NIV組或COT組,發(fā)現(xiàn)兩組需要再插管的比例上無差異(72% vs 69%;RR 1.04,95% CI 0.78-1.38)或醫(yī)院病死率(兩組均為31%,RR 0.99,95% CI 0.52-1.91)。Esteban等人做了一個多中心隨機對照試驗來評估NIV和COT對221例拔管后ARF患者全因病死率的影響。兩組再插管率和ICU住院時間無明顯差異。然而,在NIV組中,ICU全因病死率更高(25%vs14%;RR 1.78,95% CI 1.03-3.20,p=0.048),而NIV組從發(fā)生呼吸窘迫到再次插管的時間較長(中位數(shù)12h,IQR, 2h10min-28h),標準治療組為(中位數(shù)2h30min,IQR, 45min- 16h30min,p = 0.02;RR和CI均未提示該結果),提示延遲再插管可能會使預后惡化。值得注意的是,這兩項試驗納入了少數(shù)患有拔管后ARF的COPD患者,因此他們的結果不能適用于這種情況。
據(jù)我們所知,迄今為止沒有關于危重病人使用HFNT治療是可行的數(shù)據(jù)。
術后
與內(nèi)科患者相比,ERS-ATS指南建議術后ARF患者使用NIV用于治療(條件性推薦,證據(jù)等級中級) 。Chiumello等人報道:與COT相比,術后應用NIV和CPAP改善了肺不張和氣體交換,并可能減少再插管率、病死率、ICU住院時間和并發(fā)癥。特別是,研究表明,治療性NIV可以改善胸腹外科手術和接受實體器官移植的患者的預后。Auriant 等人報道,48例肺切除后ARF患者中,與應用COT相比,NIV可以減少再插管的需要(21% vs 50%;p=0.035)和醫(yī)院病死率(13% vs 38%;p=0.045)。Jaber等人進行一項多中心隨機對照試驗,比較了293例腹部手術后發(fā)生ARF的患者應用NIV和COT結果。NIV減少了7天內(nèi)再插管患者的比例(33%vs 46%;p=0.03)和衛(wèi)生保健相關感染(31% vs 49%;p = 0.003)。Antonelli等人發(fā)現(xiàn),在40例實體器官移植術后ARF患者中,與COT相比,NIV改善了氧合,減少了再插管的需要(20% vs 70%;p=0.002),并發(fā)癥發(fā)生率及ICU病死率。
在心胸外科手術后出現(xiàn)ARF的患者中,HFNT和NIV當用于治療目的時,兩者在避免再次插管方面等效。一項關于雙水平氣道正壓通氣vs高流量給氧研究的析因分析顯示:事實上,在兩者作為治療策略時,兩種技術在治療失敗方面沒有差異(HFNT 27% vs NIV 28%,p=0.93)。這可能表明,心胸外科術后HFNT可以用作一線無創(chuàng)呼吸支持技術,因為它不劣于NIV,甚至在某些病人將HFNT作為預防策略使用時可以減少治療失敗的可能性,并提供了一些諸如易于應用等優(yōu)于NIV的優(yōu)勢。
機械通氣脫機是一個復雜的過程,應盡早開始。
理論上講,在機械通氣開始后不久,并持續(xù)到可能發(fā)生拔管后ARF并必須進行管理的這一段時間。因此,第一步是在肺保護的基礎上對有創(chuàng)機械通氣進行適當?shù)墓芾?。這一先決條件對危重病人和正在接受外科手術的病人都是有效的,在外科手術中,由于無肺保護,術中機械通氣的潛在肺損傷往往被低估。與無肺損傷的患者相比,肺損傷可導致有創(chuàng)通氣時間較長和脫機及拔管后ARF風險較高。
拔管后應根據(jù)患者類別(內(nèi)科或外科)、拔管后ARF風險水平,以及引起ARF的原因選擇合適的呼吸支持策略。table 2列出了拔管后不同通氣支持技術的設置水平建議。
危重病人應每天進行自主呼吸能力評估,以盡早評估拔管的可能性。在這個階段,評估患者是否有拔管失敗的危險因素也很重要。在選定的患者類別中,如COPD患者或在自主呼吸試驗期間發(fā)生高碳酸血癥的患者,即使在自主呼吸試驗失敗后,如果ARF的最初原因已經(jīng)某種程度恢復并且無NIV的禁忌癥,也應考慮早期拔管和輔助NIV(如48 h之后)。在自主呼吸試驗成功后,根據(jù)拔管失敗的風險不同,策略也不同。如果沒有發(fā)現(xiàn)危險因素(低?;颊?,如果有HFNT設備可用,考慮到HFNT優(yōu)于COT, HFNT是更好的預防策略。在高?;颊咧?,與COT相比,NIV可能預防拔管后ARF, 這種保護作用對高碳酸血癥、AECOPD、心衰患者更加顯著,然而,對于低氧性ARF患者,NIV的使用還存在爭議。預防性NIV應在拔管后立即開始,第一個24h至少持續(xù)使用。對于高?;颊撸琀FNT可以作為NIV替代療法,因為在預防拔管后ARF方面HFNT不劣于NIV,并且患者舒適度更好和易用性更強。除了設備的實用性,在這些患者中選擇NIV還是HFNT還取決于使用這些技術的人員技能和專業(yè)知識。如果拔管后發(fā)生ARF,對于內(nèi)科病人,不推薦使用NIV作為治療策略,應首選氣管插管。然而,在COPD患者中,如果環(huán)境安全,則可以考慮NIV試驗。
在術后病房中,拔管后發(fā)生ARF的高?;颊邞紤]預防性呼吸支持策略。根據(jù)手術的類別選擇不同。腹部和腹部血管手術后,早期應用NIV或CPAP是有益的。在心外科手術后,包括胸部血管手術,NIV也是有用的11。在這些患者中,HFNT可以作為NIV的替代療法;它對結果有類似的影響,并且更容易使用。如果拔管后ARF在手術后7天內(nèi)出現(xiàn),且排除了手術并發(fā)癥、患者愿意合作、有自我保護氣道,那么接受過腹部或心胸手術的患者可考慮NIV。在心胸外科手術患者,HFNT可作為NIV的替代療法。
無論在何種情況下,對于內(nèi)科和外科患者,任何拔管后呼吸支持技術的使用都不應延遲氣管插管,并在更合適的時機將其升級為有創(chuàng)機械通氣,因為延遲插管會使患者的預后惡化,并增加病死率。
拔管后使用通氣支持有一些方面存在不確定性。
如何個體化治療以保護拔管尚不清楚,這是在精準醫(yī)療和個性化護理的時代相關問題。在已發(fā)表的研究中納入和排除標準的差異造成了相當大的異質性。因此,我們需要更好地識別存在拔管失敗風險的患者,這意味著更好地消除拔管后ARF的危險因素。了解拔管后ARF病因和癥狀之間聯(lián)系的機制將改善患者個體的治療選擇。數(shù)據(jù)表明,頭盔和面罩等接口的選擇可能影響NIV產(chǎn)生的后果。評估不同NIV接口作用,以及HFNT或體外氣體交換等新興技術必將是未來研究的領域。治療量、時間和強度對于已確定的實踐(NIV, CPAP)和新技術(如HFNT)也是需要研究的領域。不同的拔管后通氣支持策略(輔助、預防、治療)的價值并未完全闡明,尤其對于特定人群如高碳酸血癥患者,以及其他技術如通過經(jīng)靜脈膈神經(jīng)刺激對膈肌進行電起搏以減少膈肌功能失調,對此需要進一步研究。最后,早期物理治療可以在脫機過程中發(fā)揮重要作用。
在這些領域的研究正在進行中,可能有助于改善脫機結果(表3)。
拔管后無創(chuàng)通氣支持對提高機械通氣脫機效果具有重要作用?,F(xiàn)在有一些可用的技術,還有一些正在出現(xiàn)。這些技術被納入不同的策略,以促進拔管,并預防或治療拔管后ARF。指南應在日常臨床實踐中指導實施NIV策略。在一些領域,研究正在進行中,需要更多的證據(jù)支持。舉例來說,這將是重要的精確定義拔管失敗的危險因素,NIV和 HFNT的相對價值,拔管后呼吸支持使用量、時間和持續(xù)時間,以幫助臨床醫(yī)生在合適的地點、合適的時機給予合適的病人使用合適的設備。