儿童机械通气撤机管理

　　缩短机械通气时间是危重症中一项重要课题，但目前并没有公认的儿童撤机指南可以参照，撤机预测指标在儿童临床应用意义并不大，以自主呼吸试验为核心的程序化撤机是目前儿童可行方法。

 

　　呼吸衰竭是PICU最主要的病种之一，机械通气作为呼吸衰竭主要的支持手段在PICU中广泛开展，文献报道约有30%(20%～64%)PICU患儿进行机械通气治疗，机械通气平均时间约为5～6d[1，2]。机械通气是一项有创呼吸支持手段，其并发症包括呼吸机相关肺损伤、呼吸机相关肺炎、镇静镇痛药物剂量增加及正压通气对心血管功能影响等，因此当患者有能力维持自主呼吸时应尽早撤离呼吸机，文献报道儿童机械通气超过48h其拔管失败率为8%～20%[3]；而过早拔管同样会带来严重不良预后[4]。因此对儿童机械通气撤离必须进行管理。

 

 

　　机械通气由气管插管通气支持开始，在疾病急性期由机械通气提供有效的气体交换，当患者度过疾病高峰期，降低对呼吸机平均气道压的需求时撤机已经开始，而当患者能够完全在自主呼吸下进行有效的气体交换并成功拔管则标志着撤机的结束。有专家就提出开始上机(启用呼吸机)就要考虑撤机的理念。成功撤机的定义为拔管后48h不需要正压通气支持；而根据拔管后需要再次插管进行机械通气的时间，把撤机失败分为早期(<6h)、中期(6～24h)及晚期(24～48h)。因此在撤机前应对患儿进行全面评估，需满足以下基本条件[5，6，7]：(1)导致呼吸衰竭的原发疾病解除或好转，如肺部感染的控制、中枢性呼吸衰竭的神经系统情况改善、神经肌肉病变呼吸肌力量的恢复、休克状态的纠正等；(2)自主呼吸强且呼吸中枢驱动完整；(3)呼吸道通畅，咳嗽反射完备，呼吸道具备清理分泌物的能力；(4)血流动力学稳定；(5)在24h内未使用肌松剂且镇静镇痛药物未加量；(6)内环境电解质稳定；(7)适当的气体交换，呼气末正压(PEEP)≤8cmH2O(1cmH2O＝0.098kPa)[7，8]及吸入氧浓度(FiO2)≤50%。

 

　　影响呼吸机撤离的重要因素包括液体管理、PEEP的水平、肺动脉高压的控制、膈肌的功能状态、镇静镇痛策略、患者的营养状态及激素的使用。Kurachek等[9]统计美国16家主要PICU机械通气患儿资料后发现，拔管失败危险因素包括年龄<24个月、存在全身多发畸形、有慢性呼吸功能不全基础疾病(如先天性支气管肺发育不良)、存在中枢神经系统病变(特别是难治性癫痫、神经肌肉疾病等慢性病变者)及入院后更换过气管插管的患儿。Fontela等[10]报道较高的呼吸机设置(oxygenationindex，OI>5)、长时间机械通气(>15d)、长时间镇静(>10d)及正性肌力药物使用也是儿童撤机困难的危险因素。国内有学者报道，9例存在危重神经肌肉疾病的患者出现机械通气时间延长(>7d)，该病的危险因素是救治中药物(特别是激素、镇静肌松剂)、高血糖及营养支持不当等，导致撤机失败[11]。

 

 

　　2.1渐进式撤机策略

 

　　儿童呼吸机撤离最常用的方法即为逐步降低呼吸机支持的水平，患儿由控制通气模式(最常用为压力控制通气模式或容量控制压力调节，PCV/PRVC)转变为同步间歇指令通气(synchronizedintermittentmandatoryventilation，SIMV)，之后缓慢降低SIMV指令通气次数，并过渡为压力支持通气(pressuresupportventilation，PSV)，当压力支持下降到较低水平时由PICU医生决定是否拔管。这是儿童较为常用的渐进式撤机模式选择[12]。在逐步下调呼吸机支持力度的过程中，常用于撤机的呼吸机模式有：(1)SIMV及PSV模式：这两种模式均为部分通气支持模式，SIMV间歇性为患者提供通气辅助而PSV每次呼吸均提供通气辅助；两项经典的随机对照研究证实SIMV并非最佳撤机方式，Bronchard等[13]发现对于撤机困难的患者，PSV组撤机失败率较SIMV组或T管呼吸组更低(PSV8%vs.SIMV39%vs.T管呼吸33%，P<0.025)；而Esteban等[14]发现应用PSV模式撤机时间短于SIMV模式(PSV4dvs.SIMV5d)。分析SIMV不适用于撤机可能与频繁更换通气指标后需要患者不停与机器协调，使自主呼吸做功增加引起人机对抗有关，而PSV模式调节参数过程中人机同步性更好。应用PSV模式撤机时每次减少压力支持2～4cmH2O，1d减少1～2次能耐受5cmH2O水平时可尝试撤机(PEEP<5cmH2O)。(2)双相气道正压通气(BIPAP)：其保留自主呼吸的压力控制通气，是双水平CPAP系统，允许患者在两个不同的压力水平进行吸气和呼气，不会产生人机对抗，患者舒适度较高。由于BIPAP模式具有控制通气和自主通气的双重特征，在整个通气过程中不用变换通气模式直至撤机，因此是一种较为理想的撤机方案。国内何新飙[15]报道BIPAP在撤机中的效果与自适应性支持通气(ASV)相似。撤机方法为先降低高压(通常<15cmH2O)，并逐渐延长低压时间直至呼吸机支持频率<4次/min，高压与低压之差5～12cmH2O，即转为CPAP撤机。(3)闭环式通气模式：是一类自动化、智能化的通气模式，能够自动检测各项患者指标(如动态肺顺应性、气道阻力、潮气量、呼吸频率、呼气末二氧化碳等)，分析并及时调整呼吸及参数的模式。常用的闭环式通气模式包括ASV、成比例辅助通气(PAV)、指令频率通气(MRV)、自动转化模式(Automode)及德尔格呼吸机(SmartCare/PSV)模式等，最近一项研究比较了应用闭环式通气模式(ASV、SmartCare、Automode等)撤机与应用常规通气模式(PCV过渡为PSV、PRVC过渡为PSV、SIMV过渡为PSV)撤机，发现虽然两组的患者预后并无差异，但闭环式通气模式(特别是SmartCare)较常规模式缩短了机械通气时间及ICU留置时间[16]。国内钟琳和于湘友[17]发现智能通气模式(SmartCare)较SIMV＋PSV模式可缩短患者的撤机时间及总通气时间，同时减少人工操作次数，减轻医务人员的工作量。因此闭环式通气可能为呼吸机撤离的模式提供了一种理想的选择。

 

　　2.2计划性撤机方案：每日评估＋自主呼吸试验(spontaneousbreathingtrials，SBT)

 

　　近年来，成人临床成功应用计划性撤机方案(protocol-basedweaning)缩短机械通气时间，同时改善患者预后，文献报道成人应用计划性撤机方案较传统临床决定撤机的方法可缩短机械通气时间1～2d[18]。2007年由欧洲呼吸学会、美国胸科学会等5个学会的推荐意见，主张成人以SBT作为判断能否成功撤机的重要诊断性试验，并提出了SBT的入选标准、正规方法及成功或失败标准，从而规范了成人应用计划性撤机方案的核心内容。

 

　　儿童根据成人经验在呼吸机撤离方法中加入SBT以期望缩短机械通气时间，应用SBT计划进行呼吸机撤离步骤为：当患儿满足撤机基本条件(见上述)后进行SBT，通过SBT的患儿便考虑拔管。目前儿童SBT标准并未统一，有文献报道开始SBT的时机由监护室主治医师决定[12，19]；也有对机械通气超过24～48h的患者进行每日评估，符合标准者即开始SBT[20]；SBT实施方法也不相同(T管呼吸vs.PSV模式vs.CPAP模式)。因此儿童应用SBT结果报道各异，多数研究均提示与传统撤机方法相比较，SBT并不缩短机械通气时间，也没有降低拔管失败率[7]；Randolph等[21]报道儿童应用SBT撤机拔管失败率高于传统撤机方法(14%vs.2%～9%)，分析原因为SBT中应用了较高的PSV水平去克服气管插管带来的阻力，过高的PSV相当于在SBT时持续进行呼吸支持而使患者较容易通过SBT，增加了拔管失败率。但是计划性撤机方案是以客观指标、临床症状为依据的综合性撤机方法，且在成人临床获得了理想的效果，因此尽快通过临床多中心研究，以循证学的方法明确儿童SBT的时机、实施方法，以及纳入、通过及失败标准，对规范儿童机械通气撤机管理意义重大。

 

　　3呼吸机撤离及拔管预测指标

 

　　3.1SBT

 

　　SBT是计划性撤机方案中应用最为广泛且准确性较高的综合性预测指标之一，其方法运用T形管或低水平压力自主呼吸模式(PSV模式≤10cmH2O或CPAP模式≤5cmH2O)，对患儿进行短时间(15min～2h)的动态观察以评价其自主呼吸能力。Farias等[12]报道儿童SBT通过率在77.0%～79.2%，通过SBT的患儿拔管失败率12.8%～15.1%。但是儿童进行SBT标准仍然存在争议。

 

　　(1)选用何种模式进行SBT：过去认为SBT时需应用PSV克服气管插管带来的呼吸阻力，因此较多研究采用PSV＋PEEP的模式进行SBT。Randolph等[21]提出对于不同管径的插管需要应用不同PSV水平进行SBT(3.0～3.5mmETT＝PSV10cmH2O；4.0～4.5mmETT＝PSV8cmH2O；≥5.0mmETT＝PSV6cmH2O)，但是最近研究认为儿童带管呼吸做功甚至小于面罩吸氧，Argent等[22]研究发现，阶段对于3kg婴儿予3.0mm插管带管呼吸产生的气道阻力仅为15～20cmH2O/(L·s)，远低于同年龄正常婴儿的吸气阻力[80～90cmH2O/(L·s)]；Jarreau等[23]研究发现3kg体重动物模型(3.0mm插管)呼吸产生的气流是层流而非湍流，只有当产生24L/min大气流时才会出现呼吸阻力(生理情况吸气峰流速为1.5L/min)，因此儿童气管插管带来呼吸阻力几乎可以忽略不计。叠加较高PSV进行SBT可能会增加拔管后的失败率。因此儿童SBT推荐应用T管呼吸或CPAP模式。

 

　　(2)SBT持续时间：儿童撤机研究多选用2h的SBT，目前也没有关于儿童采取不同SBT持续时间对于试验结果的比较，成人一项SBT研究对比了30min及120minSBT试验发现，最终预测拔管失败率两者并无显著差异。由于SBT失败的患者通常在SBT的前20min内出现，因此目前成人更主张进行30min的SBT。

 

　　(3)进行SBT的时机及标准：进行SBT需要符合呼吸机撤离的基本条件(见上述)，但何时开始SBT仍有争议，有文献报道对于机械通气>24～48h的患儿每日评估是否符合进行SBT基本条件，一旦符合标准即进行SBT试验，通过者即可考虑拔管[8]；其优势在于连续评估可以发现患者脱离机械通气最早的时间点，理论上可以尽早地脱离呼吸机；另一种临床应用的方法由PICU主治医生决定开始SBT，与每日评估相比这种方法主观性较强。

 

　　(4)SBT失败标准：2009年美国儿童危重症研究协作组发表的儿童2h-SBT失败标准包括，符合以下任何1项：①临床标准：a.多汗；b.鼻扇；c.呼吸做功增加；d.心动过速(较基础值增加>40次/min)；e.心律失常；f.低血压(根据不同年龄标准)；g.呼吸暂停；②实验室标准：a.呼气末二氧化碳(PetCO2)较基础值上升>10mmHg(1mmHg＝0.133kPa)；b.动脉血pH<7.32；c.动脉血pH值较基础值下降>0.07；d.FiO2>40%情况下PaO2<60mmHg(P/F比值<150mmHg)；e.经皮氧饱和度(SpO2)下降>5%。

 

　　在对儿童机械通气患者进行SBT时需要注意的是，有部分患儿并不适用于每日评估进行SBT，包括上气道梗阻、膈疝或膈肌麻痹、青紫型先天性心脏病、原发性肺动脉高压及长期机械通气患者等。目前SBT已经作为儿童撤机前的一项常规性评估。

 

　　3.2撤机其他预测指标

 

　　随着SBT的广泛应用，目前呼吸机撤离主要研究内容为SBT相关标准及操作方法，而呼吸机预测指标由于其预测拔管价值有限，故有逐步弃用的趋势，但是某些撤机预测指标在分析撤机失败的原因仍有一定的临床指导价值。

 

　　(1)浅快呼吸指数(rapidshallowbreathingindex，RSBI＝f/Vt)：呼吸肌无力、疲劳或高通气需要会导致浅快呼吸，故呼吸频率(f)与潮气量(Vt)的比值可作为预测撤机成功与否的指标。其在成人有一定预测价值，研究发现其撤机预测敏感性高达97%，但特异性较低仅22%～64%，故目前更多地将RSBI作为机械通气早期阶段筛查指标，以检测患者是否具备自主呼吸的能力。儿童应用RSBI受到年龄及体重的影响，需要应用体重校正，国外文献对儿童RSBI预测拔管成功阈值报道不一，Thiagarajan等[24]报道RSBI≤8bpm/(ml·kg)可预测拔管成功，而Baumeister等[25]报道其阈值为RSBI≤8bpm/(ml·kg)；国内苏小燕和何颜霞[26]报道，应用SBT前后，RSBI变化值(△RSBI)可进一步提高RSBI对儿童撤机预测价值(ROC面积△RSBIvs.RSBI：0.814vs.0.512，P<0.05)。

 

　　(2)CROP指数：即将患儿的肺动态顺应性(Crs)、自主呼吸频率(R)、氧合情况(PaO2/PAO2)和最大吸气压(Pimax)综合评分，计算公式：CROP＝Crs×Pimax×(PaO2/PAO2)/R。Baumeister等[25]研究发现其预测拔管成功阈值为≥0.1ml/(kg·min)，由于CROP指数预测撤机的特异性及阴性预测值均较低，仅为53%和20%，且临床需要测定多个参数操作复杂，故目前已经很少应用于临床。而CROP指数中的最大吸气压近年来逐渐得到重视，Pimax是反映整体呼吸肌功能的有用指标，文献报道当自主呼吸时Pimax>30cmH2O提示呼吸肌做功达到自主呼吸要求，预测撤机成功率较高[22]。

 

　　(3)气道闭合压力(P0.1)：其大小通常反映呼吸中枢驱动能力，还与呼吸中枢至呼吸肌神经传导通路结构的完整性，呼吸肌肌力产生的大小及速度等因素相关，P0.1越高提示呼吸中枢吸气驱动增强，而P0.1下降不仅与中枢兴奋性下降有关，也可能与呼吸肌无力或疲劳有关，儿童预测拔管失败阈值为P0.1>4.45cmH2O[27]。

 

　　(4)容量CO2曲线：Hubble等[28]应用容量CO2曲线图计算生理死腔(VD)，应用VD/Vt比值预测患儿拔管成功率，发现当VD/Vt≤0.5预测拔管成功敏感性75%，特异性92%，而当VD/Vt>0.65提示拔管失败。

 

　　3.3气囊漏气试验

 

　　SBT是对患者心肺功能是否能够耐受自主呼吸运动的评价，而拔管成功另一个重要因素就是拔管后是否出现上气道梗阻。文献报道约有37%儿童拔管失败的原因为上气道梗阻[3]，气囊漏气试验的目的就是预测拔管后是否出现上气道梗阻(而非预测撤机)。儿童标准操作方法为在低正压通气条件下(峰压<25cmH2O)，使患儿保持头正中体位，如果是带套囊的气管插管抽尽套囊内气体，检查是否可以听见漏气音(不用听诊器，而用耳朵听)[6]。漏气试验阳性提示拔管后出现上气道梗阻的可能性较低，预测拔管成功。文献报道儿童机械通气患者中气囊漏气试验阴性结果并不与拔管后喘鸣及再插管发生率呈正相关，其原因可能为机械通气时间长引起插管末端周围分泌物“封闭”声门相关，当拔除气管插管后也不会出现上气道梗阻。因此，美国2009年儿童撤机的专家意见[6]推荐即使气囊漏气试验阴性也不延迟拔管，关于儿童是否应用激素预防拔管后的上气道梗阻目前仍有争议，专家意见中并未推荐常规使用激素预防上气道梗阻，只是强调在应用激素文献报道中儿童成功拔管组均是在拔管前6～24h应用；而失败组是在拔管前6h之内应用激素[29]。

 

　　4儿童呼吸机撤离的展望与小结

 

　　成人开始机械通气撤机研究较为系统，有不少经验值得儿童借鉴。在一项成人撤机研究中将每日唤醒(镇静剂离断)与SBT相整合，Girard等[30]对336例机械通气患者随机分组，比较每日唤醒加每日评估SBT与单纯进行每日评估SBT对预后的影响，发现每日唤醒加SBT组较对照组有更短的机械通气时间及ICU留置时间，且并无更高的再插管率，这也提示在儿童撤机管理中需要重视镇静剂剂量的累积对呼吸机撤离的影响；成人临床应用无创通气(NIV)过渡以达到早期撤机的目的，Burns等[31]对应用NIV过渡撤机的策略进行系统综述发现，NIV组可获得更短的机械通气时间及更低的肺炎发生率，且对于慢性阻塞性肺炎亚组的患者可以降低其病死率。Mayordomo-colunga等[32]报道对于拔管失败存在高危因素的患儿[神经肌肉疾病、严重脊柱侧弯及高PEEP(≥8cmH2O)直接撤机]，早期应用NIV可有效预防再插管；目前儿童应用NIV进行呼吸机撤离经验有限，尚处于摸索阶段。

 

　　目前国外较为主流的儿童呼吸机撤离方案均是以SBT为核心(图1)，并通过临床多中心研究不断完善SBT准备标准、SBT开始时机、SBT实施方法及SBT通过及失败标准等循证医学依据。倾向于对符合SBT入选标准的患儿进行每日评估，达到准备标准时即开始SBT评估撤机的可能性，从而达到尽快撤离呼吸机的目的。国内儿童呼吸机撤离也需要制定相应标准及规范，提高机械通气患儿救治成功率。