气管插管下咳嗽能力评估：呼吸机内置流速计VS手持呼气峰流速仪

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气管插管下咳嗽能力评估

——呼吸机内置流速计VS手持呼气峰流速仪

撤离有创机械通气是ICU患者治疗过程中的一个关键步骤。撤离失败的原因之一是分泌物积聚，呼吸负荷增加，可能部分原因是咳嗽无力。评估ICU患者的咳嗽力量可能有助于预测脱机成功与否。此外，咳嗽力量不足似乎与住院期间死亡率相关，因此评估插管患者的咳嗽力量逐渐成为ICU拔管流程的一部分。

评估插管患者的咳嗽力量，可使用半定量评分（例如0分，无指令咳嗽，到5分，可进行多次强有力的咳嗽），存在一定主观性，需要经过训练的人员进行评估。

▲ 主动咳嗽力量分级

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然而，有一些方法可以客观地测量插管患者的咳嗽峰流速（CPF）。使用连接到气管导管（ETT）的电子呼吸仪进行评估时，通常认为CPF≥60L/min表示有效咳嗽；也可以将类似于哮喘患者使用的电子峰流速仪连接到气管导管上，并用于评估插管或气管切开患者的CPF。使用这些设备时，CPF＜35L/min被证明可预测插管拔除失败。

▲ 咳嗽峰流速。咳嗽峰流速（CPEF）测量个体在咳嗽期间的最大呼气速度，代表通过支气管的气流，与气道阻塞的程度成反比。它是通过将一个电子峰值流量计连接到气管内管的连接器来测量的。

最后，可以使用ICU呼吸机中的内置呼气流速计来测量CPF。

▲ 受试者被指导咳嗽时，呼吸机咳嗽峰流量的截图。

使用电子呼气流速仪测量CPF需要额外的设备（专用昂贵的设备、过滤器和连接器），并需要将患者暂时断开呼吸机连接，这可能会使医疗人员暴露于气溶胶污染。此外，患者产生的咳嗽力量必须与电子呼气流速仪的激活完全同步。相反，通过ICU呼吸机中内置呼气流速计测量CPF不需要额外的设备，也不需要与呼吸机断开连接。CPF值可以在呼吸机屏幕上显示的流量-时间曲线上可视化。

只有2研究比较通过内置呼吸机流速计测量的CPF（呼吸机CPF）与使用连接到气管导管上的电子呼气流速仪测量的CPF（流速仪CPF）之间的差异。峰流速计CPF与呼吸机CPF从未进行过比较，而后者更便宜、在ICU中更容易获得。故有学者研究在ICU患者拔管当天测量的流速仪CPF和呼吸机CPF之间的相关性是否足以使呼吸机CPF成为预测成功脱离呼吸机的工具。 

一项Center Hospitalier Re´gional d’Orle´ans的ICU病房进行的单中心前瞻性观察研究，于2017年11月至2019年1月之间进行随机顺序咳嗽强度评估。纳入对象：有创机械通气时长＞24小时；PEEP＜9cmH2O和压力支持＜15cmH2O；血流动力学稳定，即心率低于140次/分钟，收缩压在90-160mmHg之间，无或轻微使用血管升压药；RASS评分-1到+1之间。排除标准：年龄＜18岁；听诊发现支气管痉挛；FIO2＞0.7；过去7天内进行腹部或胸部手术或胸部创伤并有肋骨骨折；筛查前24小时内诊断为气胸。

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CPF 测量

每天进行咳嗽力量评估（流速仪CPF和呼吸机CPF），直到拔管的那一天。测量的顺序是随机分配的（从呼吸机开始或从峰流速仪开始）。对于呼吸机CPF评估，患者保持连接到呼吸机，PS设置为7cmH2O，PEEP为0cmH2O。然后要求患者深呼吸并尽可能用力地咳嗽，再冻结呼吸机屏幕，并在流速-时间曲线上测量最大呼气流速（L/min）（图）。 

▲呼吸机屏幕上，中央曲线显示吸气和呼气流量。红色箭头表示呼气流量的峰值。

手持呼气峰流速仪CPF的评估，将患者与呼吸机断开连接，并将峰流速仪连接到气管插管的近端尖端，使用热湿交换过滤器。然后，打开峰流速仪，并要求患者深呼吸并尽可能用力地咳嗽。显示的数值代表峰流速仪CPF。两种CPF测量（流速仪CPF和呼吸机CPF）的方式间隔30分钟，以便患者有时间休息。

▲ 电子峰流速计通过细菌/病毒过滤器连接到气管插管的近端尖端。

每种方式（流速仪CPF和呼吸机CPF）在30秒的间隔内进行3次，收集3个值来确定每个受试者的最大值和平均值。保存用于主要分析的CPF值是在拔管当天测量的值，在最后CPF评估后30分钟使用MRCs肌力评估受试者的全身肌肉力量。决定是否继续撤机直到拔管，由值班重症监护医师决策，其对CPF和MRC的值并不知情。拔管后，评估受试者72小时，以评估机械通气撤机的成功与否（ICU中使用的拔管失败标准是根据2007年的撤管建议）。

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共有62名受试者被纳入研究，其中1名受试者无法拨管，在拔管当天对61名受试者进行流速仪CPF和呼吸机CPF的测量。

峰流速仪CPF与呼吸机CPF的对应关系

▲ 呼吸机测量的咳嗽峰流速与外部峰流量计测量的咳嗽峰流速之间的相关性。给出了皮尔逊相关系数（r）和决定系数（r2）及其95%置信区间。两者平均值之间的Pearson相关系数为0.63（95% CI 0.45-0.76）。两者最大值之间的Pearson相关系数为0.57（95% CI 0.38-0.72）。无论是先测量呼吸机CPF（r2=0.55）还是先测量峰流量计CPF（r2=0.21），确定系数都没有显著差异（P=0.09）。

▲ 用于预测峰值流量计CPF<35L/min的呼吸机CPF测量结果。A：根据峰值流量计CPF (<35L/min或≥35L/min)，呼吸机CPF的值。虚线表示呼吸机CPF为76L/min时的最佳阈值（Youden方法），可预测峰值流量计CPF<35L/min或≥35L/min。虚线表示呼吸机CPF为60L/min时的阈值，呼吸机CPF具有100%的特异性，可预测峰值流量计CPF<35L/min。B：用于预测峰值流量计CPF<35 L/min的呼吸机CPF的AUC（95% CI）。AUC=接收器操作特征曲线下的面积。

CPF和再次插管的风险

7名受试者（11.5%）在ICU住院期间再次插管，其中5名受试者（8.2%）在拔管后72h内再次插管。每位受试者的平均呼吸机CPF值和流速仪CPF值均没有显著差异并且不能预测72小时内的重新插管情况。插管拔管当天，呼吸机CPF值与受试者的MRC评分之间的相关性不显著。流速仪CPF值与MRC评分之间的相关性显著但较弱。

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讨论

通过ICU呼吸机中内置流量计测量受试者的CPF（呼吸机CPF）是可行的，并且与使用手持电子呼气峰流速仪（流速仪CPF）获得的CPF有显著相关性。<76L/min的呼吸机CPF具有良好的预测峰值流量计CPF<35 L/min的能力，该阈值反映了较差的咳嗽强度，与机械通气断机失败的倾向相关。

研究的临床部分显示，呼吸机CPF值低于60 L/min可以预测拔管失败。

▲ Linfu Bai和Jun Duan对比了呼吸机CPF与峰流速仪CPF值。成功完成SBT的受试者通过两种方法进行CPF测量，始终先完成呼吸机测量。两种测量方法确定了56L/min的阈值作为预测拔管成功或失败的最佳阈值。这个值再次接近其他研究中常见的60L/min的阈值。

ICU受试者的觉醒状态和注意力在一天中变化，这可能也导致CPF测量之间存在差异。给予指导方式的变异性、动机的改变、患者的异质性和样本量小可能部分解释了不同研究的结果的不一致性。

拔管当天MRC与CPF的相关性很弱。可能是纳入对象没有足够的肌肉无力[MRC评分为56（42-60）]，使得周围肌力与咳嗽能力的关系不够密切。

总之，呼吸机CPF和流速仪CPF之间有中等相关性，并且呼吸机CPF在预测峰流速仪CPF<35L/min方面具有高特异性。表明通过内置的呼吸机流量计测量CPF是可行的。然而，无法显示出呼吸机CPF或峰流速仪CPF对于区分能否成功拔管的受试者具有更优的效应。

此外，研究中包括92％被认为有拔管失败风险的受试者，因为年龄较大（>65岁）和/或患有慢性心脏或肺疾病。在这些人群中，无效或无力的咳嗽力仅是可能导致机械通气拔管失败的众多因素之一。值得注意的是，54％的受试者采用序贯呼吸支持，接受了预防性无创通气和/或经鼻高流量氧疗，这两种方法都可以避免拔管失败。

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局限性

（1）样本大小只为估计呼吸机CPF和流速仪CPF之间的相关性，因此无法评估两种测量方法在预测撤机成功方面的表现。

（2）评估的是主动咳嗽力量，这可能在标准化方面不足或受注意力变化的影响。主动咳嗽力似乎比例如气管吸引引起的反射咳嗽力量要低。尚需确定使用临床等级量表对主动咳嗽力进行客观测量是否优于主观评估。

（3）没有分析使用的气管插管（ETT）尺寸对CPF的影响。

（4）不同类型呼吸机可能增加呼吸机CPF测量的异质性。

结论

通过使用内置的呼吸机流量计测量CPF是可行的，并且与电子便携峰流量计评估的CPF相关。

参考文献：

1.Fossat G, Desmalles E, Courtes L, Fossat C, Boulain T. Cough Peak Flow Assessment Without Disconnection From the ICU Ventilator in Mechanically Ventilated Patients. Respir Care. 2023 Apr;68(4):470-477.

2. Jiang C, Esquinas A, Mina B. Evaluation of cough peak expiratory flow as a predictor of successful mechanical ventilation discontinua tion: a narrative review of the literature. J Intensive Care 2017;5:33.

3. Bai L, Duan J. Use of cough peak flow measured by a ventilator to predict re-intubation when a spirometer is unavailable. Respir Care 2017;62(5):566-571.

4.Boles JM, Bion J, Connors A, Herridge M, Marsh B, Melot C, Pearl R, Silverman H, Stanchina M, Vieillard-Baron A, Welte T. Weaning from mechanical ventilation. Eur Respir J. 2007 May;29(5):1033-56.

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