临床综述：撤机失败的ABC-一种新的结构化方法

摘要

约20%至30%的患者难以摆脱有创机械通气。撤机困难的病理生理学是复杂的。因此，确定难以撤机的原因并随后制定治疗策略，需要一个对撤机失败的病理生理学有深入了解的专业临床医生。这篇综述提出了一个结构框架（“ABCDE”）来评估和治疗难以撤机的患者。对潜在原因的早期认识可能会加速机械通气的撤机。

介绍和重点

在大多数患者中，一旦急性呼吸衰竭的根本原因得到解决，机械通气就可以停止。然而，20%到30%的患者被认为很难从机械通气中脱离出来。撤机失败被认为是在拔管后48小时内未能通过自主呼吸试验或需要重新插管。拔管后窘迫和再插管的风险是相当大的。因此，临床医生通常选择拔管前采用两步诊断法。首先，对撤机参数进行评估（筛选），然后，开始撤机试验。不同的筛选工具（撤机），如快速浅呼吸指数和最大吸气压力的有效性已在其他地方详细讨论。不同的技术已经被用于撤机，其中包括在间歇强制通气期间逐渐降低强制通气率，逐渐降低压力支持，以及通过T管进行自主呼吸。Esteban和他的同事得出结论，与使用压力支持或间歇强制通气的撤机相比，自主呼吸的试验能够更快地从机械通气中解放出来。然而，其他研究未能证明自主呼吸试验作为撤机技术优于压力支持通气。这些结果的差异很可能与这些研究的不同设计、患者特征和撤机前机械通气的持续时间有关。关于撤机技术的深入讨论超出了本文的范围，并已在早期发表。

撤机失败的病理生理是复杂的，往往是多因素的。因此，确定原因并随后制定治疗策略需要一位对撤机失败的病理生理学有深入了解的专业临床医生。一些关于撤机失败的评论已经发表，但是大多数只关注撤机的一个方面，因此对临床医生的帮助有限。复杂的临床问题可能得益于结构化的方法。“ABC方法”对于培训创伤管理的初级学生很有价值。在这篇文章中，我们提出了一个基于意见的“ABC方法”来解决难以撤机的问题。与创伤医学中的ABC不同（“先治疗先死亡”），我们的“撤机ABC”并不强调特定的评估顺序，而是完全按字母顺序排列，其优点是“迫使”临床医生系统地审查撤机失败的最可能原因。了解阻碍特定患者成功撤机的障碍后，可以设计一种可缩短机械通气持续时间的定制治疗策略。对于一个难以撤机的病人（图1），应评估以下主题：气道和肺功能不全、脑功能不全、心功能不全、膈肌功能不全和内分泌功能不全。图1所示的算法显示了确定这些项目和选项中任何一个的作用的可能策略，以减少对撤机失败的影响。

气道和肺功能障碍

气道阻力增加，呼吸系统顺应性降低，气体交换受损，增加呼吸工作，从而导致撤机失败。表1总结了力学损伤最普遍的原因。

撤机阻力

困难撤机时应考虑上呼吸道阻力。Rumbak和他的同事发现，气管损伤引起的气管阻塞可能会导致4周以上有创机械通气患者的撤机失败。气管损伤包括气管狭窄、气管软化和肉芽组织形成。在插管病人中，气管导管可以增加气道阻力。事实上，从病人身上取出的气管内插管的阻力要比在实验室环境中测试的新插管的阻力大得多，这是由于气管内插管与气道分泌物接触造成的。插管时间与插管阻力无相关性。然而，一般认为拔管后上呼吸道阻力下降是一种误解。事实上，机械通气±5.5天的患者拔管后呼吸功增加，可能是上呼吸道水肿所致。

小气道阻力增加是慢性阻塞性肺疾病(COPD)和哮喘的特征，但在急性呼吸窘迫综合征(ARDS)中已被证实，后者的增加是由于支气管壁水肿所致。Vassilakopoulos和他的同事在一组异质病人中发现，在这些病人中，与成功的实验相比，撤机失败的病人气道阻力明显更高。Jubran和Tobin发现，在自发性呼吸试验失败的COPD患者中，气道阻力在该试验中显著增加(9±2cm H2O至15±2cm H2O;P <0.05)，其中与成功撤机患者相比，气道阻力无明显增加。这些研究表明，气道阻力的增加可能导致撤机失败。

气道阻力的增加与呼气末固有正压(PEEPi)的发展相关。如果呼气时间短于将肺部排空到整个呼吸系统的弹性平衡体积所需的时间，就会出现PEEPi。因此，PEEPi的发展可能是由于增加的流动阻力，呼气流量限制，高呼吸频率，以及肺弹性回缩力的丧失。确实，在COPD撤机失败的患者中，PEEPi高于成功撤机的患者。PEEPi在产生吸气流之前起到吸气阈值的作用，从而提高呼吸功。另外，由PEEPi引起的肺过度充气使隔膜位于长度-张力曲线上的次佳位置，从而削弱了产生负压的能力。此外，PEEPi与患者-呼吸机不同步有关，特别是与无效触发有关(没有呼吸机支持的吸气运动)。最近，德威特及其同事发现，在患者中有较高的发病率无效触发(>10%的所有呼吸)(根据呼吸机波形图得出)，机械通气的持续时间明显长于无效触发的发生率较低的患者。虽然本研究中无效触发的原因尚不清楚，但它证明了病人-呼吸机异步的临床相关性。气道阻力和PEEPi的测量可以帮助临床医生了解脱机失败的原因。

阻力：诊断方法

纤维支气管镜检查是诊断上气道疾病的金标准。在支气管镜检查期间，患者应与呼吸机断开，以便评估是否存在气管软化。气管软化可用（夜间）无创通气或放置气管内支架治疗。中央气道阻塞的其他原因的处理通常是显而易见的，但本质上是复杂的。

流量-时间和压力-时间循环为气道阻力增加和PEEPi的存在提供了定性评估(图2)。在恒定流量通气时，通过测量峰值压力、平台压力和吸气流量，可以获得更定量的气道总阻力评估:

R，aw=（Ppeak–Pplat）/fl ow

（正常值小于5cmH2O/L/s）。

PEEPi是由PEEPtot减去PEEPappl得到的。不幸的是，这项技术在自发呼吸的病人中很少令人满意。在这些患者中，PEEPi能被充分测量的唯一方法是使用食管球囊。

阻力：治疗策略

Chiumello及其同事证明，在COPD患者因压力支持通气而撤机的情况下，适当设置循环关闭标准对于限制PEEPi和呼吸功非常重要。将循环关闭标准从5%改为40%，可显著降低PEEPi和呼吸功。这些影响在低水平的压力支持下最为显著。应用PEEP可以减少PEEPi的吸气功。应用PEEP应与PEEPi水平相匹配，如通过呼气闭塞技术估计的那样。

哮喘和慢性阻塞性肺病患者应得到最佳治疗，以减少支气管收缩。对没有COPD病史的患者使用支气管扩张剂的效果还没有测试，但是如果气道阻力升高，则可能存在潜在的阻塞性气道疾病。应注意吸入药物的最佳给药方式，因为这将极大地影响其疗效。临床研究表明，在COPD患者中，经计量吸入器吸入4次100μg沙丁胺醇后，支气管扩张作用不再增强。400μg沙丁胺醇的作用至少持续60分钟。给药频率取决于支气管收缩的严重程度及其临床效果。长效β-2激动剂沙美特罗（4剂25μg）的作用至少持续6小时。然而，应该注意的是，沙美特罗的最大舒张作用在30分钟后达到，因此在急性环境下不太合适。随着沙丁胺醇在机械通气患者中获得更多的经验，它仍然是β-2激动剂的首选。

顺应性

呼吸顺应性由胸壁和肺顺应性决定(表1)。ARDS患者在脱机失败时的顺应性明显低于脱机成功时。通过测量吸气和呼气平台压力和潮气量，可以计算出呼吸系统的静态顺应性(图2):

呼吸系统顺应性= TV / (Pplat - PEEPtot)

(正常为60 ~ 100ml /cm H2O)。通过减少肺水肿和胸壁水肿、解决肺不张和胸腔穿刺以及清除腹水来优化顺应性可能有助于撤机。

气体交换

大多数撤机患者在撤机时仍有相当程度的气体交换障碍，在自主呼吸试验期间可能出现低氧血症或高碳酸血症或两者同时发生。由于呼吸肌无力、呼吸力学改变等原因，脱机失败的患者常常不能在动脉高压二氧化碳分压(PaCO2)下增加分钟通气。在这些患者中，重要的是尽可能限制仪器的死腔(例如，由热湿交换器引起)。

 

脑功能障碍

撤机期谵妄与抑郁

难撤机患者的脑功能障碍主要与谵妄有关。只有一篇论文专门研究了谵妄在撤机中的作用，这篇论文表明，认知功能受损与拔管失败的风险增加了四倍以上。其他心理障碍，如焦虑和抑郁，可能会影响成功的撤机。睡眠中断在重症监护病房(ICU)患者中经常发生，但没有数据显示睡眠结构紊乱对撤机的影响。

诊断方法

ICU（CAM-ICU）的混淆评估方法

是一种经过充分验证的用于机械通气患者谵妄的筛查工具，有多种语言版本，但其他筛查工具也经过了验证。在ICU诊断其他认知障碍最好由心理学家或精神病学家进行。在一般病房，减少谵妄的危险因素可降低谵妄的发生率。咪达唑仑被认为是谵妄发生的危险因素。最近的一项多中心试验表明，与咪达唑仑镇静相比，右美托咪定镇静可降低谵妄发生率并缩短机械通气时间。

 

治疗策略

高水平的镇静剂与使用呼吸机的时间增加有关。如果合适的话，每日唤醒，随后的自主呼吸试验与减少使用呼吸机的时间有关。镇静剂在失败的自主呼吸试验或拔管失败中的作用不太清楚。抑郁症与长期撤机机构的患者的撤机失败有关，初步数据表明，药物治疗抑郁症有利于脱离机械通气。在睡眠时间限制噪音和光线，充分治疗疼痛/不适，可以改善睡眠。呼吸机模式对睡眠质量的影响一直是讨论的主题，结果的差异可能与压力支持的水平有关。

心功能不全

从机械通气到自发性呼吸的转变，由于胸内压力的变化，会对心血管系统产生额外的负荷，从而影响心室的前负荷和后负荷，增加呼吸肌的耗氧量。

撤机期间的心功能

在慢性阻塞性肺病但无心脏疾病的患者中，脱机与左心室射血分数的显著降低相关，这种降低可能是由于左心室后负荷的增加。一些研究专门调查了撤机与自主呼吸试验对心脏性能的影响。慢性阻塞性肺疾病(FEV1[1秒用力呼气量]1.0±0.2 L)但无心脏病史的患者，在机械通气和自主呼吸期间，脱机与左心室射血分数降低相关(分别为54%±12%和47%±13%);P < 0.01)。由于作者在这些患者中使用锝放射性核素血管造影时没有发现心肌缺血的证据，因此有人提出，由于呼吸机断开后左心室负荷增加导致左心室射血分数降低。此外，在有慢性阻塞性肺病和心脏病病史的困难脱机患者中，自主呼吸试验导致肺动脉闭塞压升高和左室舒张末压升高，提示心室顺应性降低。撤机时左心室舒张末压升高可引起肺水肿和支气管壁水肿，从而增加呼吸功。

在一组撤机试验失败的异质性患者中，发现混合静脉血氧饱和度(SvO2)逐渐下降。SvO2的减少是由于不能改善心排血量，从而不能改善氧的输送。这些患者中右心室和左心室后负荷均增加。

脑钠肽（BNP）是心肌牵拉时释放的一种激素。在自主呼吸试验失败和拔管失败的患者中，BNP的变化明显高于拔管成功的患者。BNP的这种反应确实支持了某些困难的撤机患者的心力衰竭。

诊断方法

第一步，评估心脏功能障碍的原因

脱机失败是在脱机试验的最后阶段通过心电图来检测缺血。因此，SvO2可作为困难撤机期心功能障碍的筛查工具。值得注意的是，SvO2的降低是对负荷增加的正常反应。在进行适度运动的健康受试者中，SvO2降低到50%以下。因此，SvO2的降低不应被视为心力衰竭的迹象。另一方面，在脱机失败的患者中，如果SvO2没有降低，心脏衰竭是极不可能的，而是由于换气不足、缺乏动力或认知功能障碍造成的。因此，在脱机失败期间出现SvO2下降的患者中，心力衰竭可能起作用，必须考虑使用Swan-Ganz导管或超声心动图测量肺动脉阻塞压力和心输出量。

治疗策略

对于有心脏衰竭证据的难以撤机的患者，必须考虑减少后负荷并最终使用正性肌力药物。值得注意的是，肺力学的改善将减少左心室的后负荷。尚无研究比较这些患者中不同类型的正性肌力药。左西孟旦是一种用于治疗心力衰竭的新型正性肌力药。作用机制之一是增强心脏收缩蛋白的钙敏感性，从而导致压力升高。在初步研究中，

左西孟旦用于12例心力衰竭（左心室射血分数为28％±5％）且难以脱离机械通气（呼吸机依赖时间超过10天）的患者中进行了测试。在左西孟旦治疗的51小时内，12例患者中有7例可以脱离呼吸机。另外5例完全不能撤机，在ICU死亡。尽管有希望，但左西孟旦尚未在安慰剂对照试验中进行过测试，也未与撤机失败患者中较老的正性肌力药物进行比较。有趣的是，最近发现左西孟旦还可以改善改善人膈肌纤维的收缩力。

隔膜/呼吸肌肉功能

启动SBT试验会给吸气肌带来很大的负荷。提高的负荷施加在减弱的呼吸肌泵上。当考虑到吸气肌是导致撤机失败的一个原因时，应该记住，通气泵功能障碍可能是由于呼吸中枢的化学感受器与收缩蛋白之间的病变所致。

动力、虚弱和疲劳

呼吸驱动力受损是撤机失败的罕见原因。事实上，在大多数撤机失败患者中，呼吸驱动力增加。有时，临床上相关的膈神经功能障碍是由膈神经损伤引起的。影响膈神经最常见的疾病是重症多发性神经病。活检研究表明，危重病多发性神经病和危重病肌病常并存，“重症监护病房获得虚弱”一词越来越流行。有令人信服的证据表明，在机械通气患者中呼吸肌的收缩力受损。Laghi和他的同事们发现，在一组非均匀的机械通气患者(±29天)中，磁刺激膈神经后获得的横膈膜压力仅约为健康受试者的35%。Levine和他的同事们发现，在机械通气18至96小时的患者膈肌中出现了深度肌纤维萎缩，并伴有蛋白水解泛素-蛋白酶体途径的激活。因此，关于ICU患者的呼吸肌是否虚弱的讨论很少，但脱机失败试验后肌肉疲劳的发展是争论的主题。Laghi和他的同事在失败的撤机试验前和30分钟后对隔膜力进行了评估。令人惊讶的是，这些病人并没有出现吸气性肌肉疲劳。对这些意外发现的可能解释包括患者早期与呼吸机的重新连接，其他吸气肌的补充，或肌肉在脱机试验后30分钟内从疲劳中恢复。虽然ICU-获得性无力是ICU中最常见的神经系统疾病，但其他神经系统疾病可能与脱机困难有关。

诊断方法

膈肌功能障碍的诊断方法复杂，应该由神经科医师进行深入的神经学检查。在机械通气或自发呼吸患者中，评估呼吸动力最常用的测试是100毫秒(P0.1)的气道阻塞压力。为此，封闭呼吸机吸气侧支，持续监测气道压力下降。在正常受试者中，P0.1约为0.5 - 1.5 cm H2O。它应该需要注意的是，P0.1不仅取决于呼吸驱动力，还取决于吸气肌容量。因此，P0.1降低并不是驱动器受损的一个非常特殊的信号，但是在P0.1正常/高的患者中，驱动力受损的可能性很小。

全身性骨骼肌无力将指导临床医生呼吸肌无力，但不能证明吸气肌无力，反之亦然。可以通过测量最大吸气压力来获得对吸气肌肉功能的整体评估。在65岁以下的健康受试者中，最大吸气压力的下限是男性为−75 cm H2O，女性为−50 cm H2O。数值较负实际上排除了明显的吸气肌无力（良好的阴性预测值）。较低的阴性值不能证明肌肉无力（(阳性预测值差），因为这种方法取决于合作和肺活量。因此，最大吸气压力可用于评估困难撤机的鉴别诊断。由于这项试验没有评估吸气肌的耐力，最大吸气压力值作为撤机预测值更具争议性。

自主呼吸试验后呼吸肌疲劳的诊断在临床常规护理中是不可行的。在撤机试验中，高碳酸血症的发展并不是很具体的，因为高碳酸血症可能是由肌肉疲劳以外的原因引起的，如中枢通气不足和快速浅呼吸。撤机失败患者没有高碳酸血症实际上排除了吸气肌疲劳。

治疗策略

I机械通风是把双刃剑

呼吸肌

卸荷可以防止疲劳的发展，但是不运动会导致虚弱。 很少有研究评估吸气式肌肉训练对肌肉力量的影响，尤其是对临床结果如通气辅助持续时间的影响。 在一项观察性研究中，对10名难以戒断的患者（研究开始前的机械通气时间为34±31天）进行了带压力阈值训练设备的吸气肌肉训练。训练包括三到六组，每周五到七次。在44±43天内，吸气压力可从包扩在内的7±3cm H2O增加到成功撤机时的18±7cm H2O。应该指出的是，这是一项小规模的非受控研究，训练强度是根据相当主观的标准设定的。然而，从生理学的角度来看，作为一般性训练计划的一部分，对有吸气肌无力和长时间撤机的患者进行吸气肌训练似乎是合理的。当考虑一个训练计划时，临床医生应该记住膈肌的运作主要是在它的次最大力量水平。因此，从生理学的角度来看，当临床医生认为吸气肌训练有助于撤机时，耐力训练策略是最合适的。

II.抗氧化剂调节呼吸肌功能

健康受试者

在一项大型，随机，无盲试验中，ICU手术患者从入院至出院，均接受抗氧化剂α-生育酚和抗坏血酸或仅接受标准护理。补充抗氧化剂是与呼吸机依赖日从4.6天减少到3.7天相关(P <0.05)。在推荐抗氧化治疗之前还需要进一步的试验。

III. 严格控制血糖对临床相关疾病的影响

结果参数

严格控制血糖对危重病人临床相关预后参数（死亡率和机械通气天数）的影响是复杂的，远远超出了本综述的范围。值得注意的是，在最近一项大型前瞻性多中心研究中，强化血糖控制并不影响机械通气的持续时间。尽管这项研究没有调查神经病变和肌病的患病率，但这类发现的临床相关性仍有争议，因为严格的血糖控制不利于撤机和降低本试验的存活率。

IV.生长激素治疗的效果

1999年发表的两项平行研究已经报道了生长激素治疗的效果（每天0.07至0.13 mg / kg体重）。生长激素治疗与死亡率增加相关（芬兰研究中39％比20％，欧洲研究中44％比18％）。另外，生长激素增加了呼吸机的使用时间。然而，已经描述了在更慢性的ICU患者中成功使用生长激素补充剂。需要进一步的研究来解决这个问题，但是如今，撤机患者补充生长激素的安全性尚不清楚。

内分泌代谢功能障碍

内分泌失调在困难撤机中的作用在文献中没有引起多少兴趣。黄和林发现，在93名选择的难撤机患者中，有70名符合肾上腺功能不全的标准。与安慰剂组相比，这些患者补充皮质醇可缩短撤机时间（分别为3.4±2.3天和6.5±4.7天；P<0.05）。然而，这些补充皮质醇的患者改善临床结果的病理生理机制尚不清楚。

由于多种原因，包括中枢驱动力下降和呼吸肌无力，甲状腺机能减退可能会延迟机械通气的撤机。在一项回顾性研究中，3%的患者（4/140）被诊断为新发甲状腺功能减退。补充甲状腺激素后，3例患者可退出机械通气。尽管在困难的撤机患者中补充甲状腺激素的效果是传闻，但在实验室诊断为甲状腺功能减退的撤机失败患者中是合理的。

营养不良通常发生在机械通气的患者中，不仅预后不良，而且肌肉质量下降，因此导致撤机困难。 营养状况应通过确定体重指数，血浆白蛋白浓度和氮平衡来评估。理想情况下，应通过间接量热法确定精力旺盛的需求，以防止食物不足和食物过量。

电解质异常，包括极低的磷酸盐和镁的血浆水平，已被证明会影响骨骼肌功能。尽管这些在困难撤机患者中应该被纠正，但是还没有研究探讨电解质异常在撤机失败中的作用。其他会增加呼吸功能并因此可能导致撤机困难的代谢紊乱包括代谢性酸中毒和发烧。

结论

综上所述，撤机试验失败的原因是多种多样的。当病人没有通过撤机试验时，结构评估可以帮助确定在特定病人中起作用的因素。我们基于意见的“ABC”算法可能会有帮助。值得注意的是，由于我们对撤机失败的理解还远远不够全面，因此该算法存在一些漏洞。