为简单和复杂的机械通气患者进行撤机
介绍
大多数入住重症监护室（ICU）的病人都接受某种形式的人工通气治疗，从简单的通过鼻插管的低流量吸氧到病人深度镇静、肌松和有创机械通气（IMV）。自20世纪50年代小儿麻痹症流行以来，通气管理是重症监护的标志，也是重症监护医生和呼吸治疗师的一个特殊专业领域。最近爆发的SARS-Cov-2，与严重的COVID-19有关的急性呼吸窘迫综合症（ARDS）患者激增，突出了适当使用IMV的重要性。在前COVID时代，估计ICU中使用IMV的治疗每年都在增加，而在最近COVID大流行的高峰期，全世界的呼吸机需求进一步增加。尽管通常是必要的并且可以挽救生命，但有创通气会导致特定的并发症，并且开始通气的决定对患者的预后有重大影响，同时避免或延迟插管也可能使患者面临不利后果。患者暴露于 IMV 的持续时间与并发症的风险直接相关，导致成功脱离呼吸机的过程（称为“撤机”）至关重要。据报道，它可能达到 IMV 总持续时间的 50%。在本章中，我们将回顾撤机和患者表型的定义（从简单到复杂）。我们将详细介绍不同类型的自主呼吸测试 (SBT) 的优缺点，并提出 SBT 失败时的具体管理以及避免重新插管的策略。
撤机定义和步骤
什么是撤机，什么时候开始？（什么时候结束？？？）
虽然机械通气及其后果得到了更好的理解，但撤机过程的特征变得越来越重要，但一些基本问题仍有待解决。撤机过程、其步骤和成功没有得到完美的定义，缺乏共识的定义是不确定性和混乱的根源。
2007 年，一个由来自五个主要科学协会的专家组成的工作组发表了以撤机为重点的共识会议的声明。这一有价值的贡献有助于澄清许多观点，因为作者提出了撤机成功和失败的定义，并根据撤机过程提出了分类（表 22.1），提出了避免撤机失败的策略。然而，几个重要的缺陷限制了它的广泛使用，只有少数后续研究使用了共识定义，并经常对其进行修改以使其适用。为了解决这些局限性，Béduneau 及其同事对 2729 名接受 IMV 的患者进行了一项观察性研究，并提出了不同的定义和分类。在这个队列中，作者引入了分离尝试的概念，允许对接受 IMV 的所有患者进行分类（表 22.1）。相比之下，共识会议定义未能对这个队列中近一半的患者进行分类。尽管如此，WIND 定义并不完美：当撤机过程结束时，患者被回顾性分组，并且撤机终止考虑持续时间而不是以患者为中心的结果：终止可能是撤机成功或死亡（这与患者非常不同视角）。尽管如此，一些研究使用了 WIND 定义，并表明其在适用性和组间死亡率分离方面优于共识会议定义。
考虑到这些定义问题，要明确回答“什么时候开始撤机？”这个问题非常具有挑战性。因为，对于给定的患者，不同的临床医生会考虑撤机过程开始于机械通气过程的不同时刻。不同的里程碑事件可被视为撤机过程的开始：（1）镇静减少；(2)镇静撤除；(3) 呼吸机支持减少（降低 FiO2、呼气末正压 [PEEP]），(4) 低氧血症改善；(5) 自主呼吸的证据，无论通气模式如何；(6) 呼吸机切换到辅助模式；(7 ) SBT（图 22.1）。
图 22.1 接受机械通气的患者演变过程中的标志性事件和 ICU 住院期间可能发生的不良事件
在机械通气过程中的任何时间点，都可能发生并发事件或并发症：
• 需要回到上一步（增加镇静、切换到受控模式等）
• 意外或自行拔管（1、2、3、4、5）
• 呼吸机相关性肺炎或新发急性疾病（1、2、3、4、5）
• SBT 失败 (6)
• 再插管 (6, 7)
• 拔管后呼吸窘迫 (6)
• ICU 再入院 (7)
• 气管切开术（1、2、3、4、5）
• 死亡（1、2、3、4、5、6、7）
没有正确或错误的答案，所有这些关键事件在导致患者脱离机械通气的过程中都很重要。国际观察性 WEAN SAFE 研究将提供有关 IMV 期间患者日常管理的详细数据，尤其是脱机阶段的标记事件。
撤机终止也仍然是一个有争议的问题，关于其定义的讨论在下面的“拔管失败”专门部分进行了探讨。
有简单患者和复杂患者吗？
根据患者的表型，会出现不同的断奶方法和挑战。虽然每个患者都是一个特定的个体，但将“简单”和“复杂”这两个不同的组分类有助于定义广泛的管理和不同的目标。一方面，重症监护医师不应延迟“简单患者”的脱机，因为早期成功脱机的可能性很高；另一方面，理想情况下，他们应该能够尽早确定更“复杂的患者”最终何时准备好脱机。通常，“简单”患者是年轻患者（<65 岁），没有明显的心脏或呼吸既往病史，因快速解决原因（例如中毒性昏迷、手术）接受机械通气。延长此类患者的机械通气时间可能会导致不必要的并发症，例如镇静副作用、呼吸机相关性肺炎或自行拔管。在这些患者中，甚至可以在没有 SBT 的情况下拔管，特别是当他们没有通气超过 24-48 小时时。相反，复杂的患者会带来特殊的挑战，ICU 管理的每一步都会影响撤机的时间和结果。患有急性呼吸窘迫综合征、严重充血性心力衰竭或慢性阻塞性肺病的患者通常属于这一类“复杂”患者。与其他ARDS患者相比，COVID-19相关ARDS患者的IMV持续时间更长，无疑属于“复杂患者组”。然而，没有强有力的证据表明对这一特定患者群体使用不同的脱机方法（另见第 24 章）。最后，患有神经功能衰竭或创伤性脑损伤的患者构成了一个特殊群体，由于咳嗽或分泌物清除问题，其脱机可能具有挑战性，有时需要通过气管切开术保护气道，而本身不需要机械通气。
在急性期
一旦病人被插管，负责的团队应该考虑可用的策略，以保持尽可能短的总通气时间，限制与通气暴露有关的并发症。因此，实践指南建议使用旨在保持尽可能少的镇静的方案，并考虑以早期活动为目标的方案化康复。使用低潮气量的控制模式进行肺部保护性通气，限制驱动压，对于最缺氧的病人采用肌松和俯卧位治疗，已经在世界范围内被广泛采用。然而，这种保持病人被动的方法可能会延迟撤机，并有利于肌肉的废用。最近，专家们提出了 "肺和膈肌 "保护性通气的概念：通过监测呼吸肌，保持不过度的呼吸努力和尽量减少不同步，来平衡VILI和呼吸机引起的膈肌功能紊乱。肺和膈肌保护性通气的概念是诱人的，也是合理的，但还没有证明其好处。目前有几项研究正在进行中
疾病急性期后
当最初的急性病得到控制后，临床医生应尽可能早地（和尽可能安全地）将病人与呼吸机分离。在这一时期，呼吸机通常从辅助控制模式转为部分支持模式，允许病人努力。有几种模式可供选择（压力支持通气[PSV]、比例辅助通气、神经调节的呼吸机辅助等），但PSV是全世界使用最多的模式。没有证据表明一种模式优于其他模式，但一旦进入支持模式，医生应优化通气设置，以提供最小的支持，保持病人的舒适。这需要每天进行多次评估，有证据表明，由护士、呼吸治疗师或甚至计算机驱动的呼吸机解放方案可以加速进入撤机准备期和实现SBT的过程。
在未来，能够整合现成的重要数据的人工智能和机器学习也可能有助于促进撤机过程。
分离的尝试过程
挑战和陷阱
当急性期得到控制，病人的呼吸和血流动力学状态似乎合适时（参照上述撤机准备标准），通常在拔管前进行SBT。SBT是对没有任何呼吸机辅助的呼吸能力的一种测试。如果患者通过 SBT，应考虑拔管，但成功的 SBT 实际上并不总是随后拔管。这并不奇怪，因为在没有帮助的情况下准备好呼吸并不一定意味着准备好拔管，这需要适当的意识、咳嗽强度和没有声门通畅的风险。
观察性研究表明，SBT并没有在常规中得到持续使用。在上述WIND队列中，12%的患者（无保留/撤回决定）在没有事先进行SBT的情况下拔管，最近一项国际流行病学研究中28%的患者没有进行SBT就直接拔管。然而，两种策略（有无SBT的拔管）都与类似的结果有关。因此，SBT的意义是值得怀疑的，特别是对于拔管失败风险较低的病人。首先，SBT可能会产生焦虑、空气饥饿感和呼吸困难，而这些都是护理人员难以察觉的。第二，观察者之间对SBT结果的分歧可能导致误解和延迟拔管。第三，即使是成功的SBT，也只有58%的病人会被拔管。因此，当测试前的失败概率很低时（如大多数进入撤机过程的病人），进行SBT可能会延迟拔管。SBT在预测成功拔管方面的敏感性和特异性难以估计。拔管失败率约为15%，这使得该测试预测成功拔管的特异性为85%。相比之下，尽管SBT失败，但能够忍受拔管的病人比例（即假阴性测试结果，用于确定敏感性）不容易评估，因为SBT失败的病人通常不会被拔管。然而，在自我拔管的病人中（独立于准备撤机的标准），只有40-60%的人需要重新插管。此外，在一项研究SBT失败患者拔管结果的试验中，42%的患者不需要抢救性无创通气来治疗拔管后的呼吸衰竭，只有37%的患者被重新插管。
对SBT耐受性的判断依赖于客观标准，但也取决于临床医生的技能，错误的决定会给病人带来有害的后果。
采用哪种自主呼吸试验？
描述了多种 SBT 方式，但没有 PEEP 和 0 cmH2O 支持水平的 T 管或 PSV 似乎最能反映无辅助自主呼吸的作用（表 22.2）。这两项测试可能比其他测试更具挑战性和“生理要求”，但是，它们并不比拔管本身更“苛刻”。在上述 WIND 研究中，一半的 SBT 是在带/不带 PEEP (42%) 或 T 管 (40%) 的最小压力支持下进行的，但在最近的一项国际研究中，初始 SBT 最常使用带 PEEP 的 PSV（ 49%) 或 T 管 (25%) 以及不经常使用 CPAP (11%) 或无 PEEP 的 PSV (9%)。SBT 的方式会影响患者的结果吗？最近的荟萃分析包括十项随机临床试验（3165 名患者），表明 T 管和最小压力支持（有/无 PEEP）在预测危重患者成功拔管方面具有相当的性能。最大的随机对照试验（包括在本荟萃分析中）包括1153名患者，比较了30分钟PSV的SBT和更具挑战性的2小时T-管SBT，结果显示前者成功拔管率更高（82%对74%），有利于最短的试验。这些研究结果证实，PSV试验比T管试验更容易通过，并可能加速拔管，而不增加重新插管的风险。然而，在这项研究中，简单撤机（试验前成功概率高）的患者比例特别高，从而限制了普遍性。没有任何测试是完美的，假阴性或假阳性的风险始终存在。如前所述，一项测试的预测价值在很大程度上取决于测试前的概率，因此也取决于被测人群的特征。在一个由第一次或进一步分离尝试失败的人群中，使用更具挑战性的测试，如T-管（或在没有呼吸机支持的情况下），以避免低估潜在的下一次失败。同样，在拔管失败的高风险患者中，使用T-管进行初始SBT可以避免不适当的拔管。然而，在一项多中心试验的事后分析中，这一假设没有得到证实。
自主呼吸试验失败的病理生理学
SBT 失败发生在呼吸功/负荷不平衡的情况下。由于气道阻力导致的呼吸功增加在慢性阻塞性肺病患者中很常见，这解释了该人群中 SBT 失败率高的原因。气道阻力增加会导致内源性呼气末正压 (PEEPi)，尤其是当患者出现快速呼吸模式时呼气时间会缩短。图 22.2 显示了可能导致撤机诱发肺水肿的主要生理机制，这是 SBT 失败的常见原因。超声心动图可能是诊断撤机诱发的心源性肺水肿的最佳工具。正常的左心室射血分数并不能预防脱机引起的心功能障碍，因为左心室舒张功能起主要作用。撤机引起的心脏水肿的诊断也可以通过测量液体从血管室向肺泡和间质的滤过来完成。这种液体转移引起血浆体积收缩，这可以通过 SBT 开始和结束之间血浆蛋白浓度（或血细胞比容）增加超过 5-6% 来证明。撤机引起的心功能不全（和肺水肿）的治疗主要依赖于液体排出和抗高血压药物（而不是正性肌力药）。胸腔积液引起的肺和/或胸壁顺应性变化也可能与脱机失败有关，但这仍存在争议。
图 22.2 导致撤机诱发肺水肿的机制（WIPO）。鉴于心血管功能和呼吸系统之间的密切相互作用，所有这些机制在患有慢性阻塞性肺病的患者中可能会加剧。主要触发因素是从机械通气（胸内正压）转向自主呼吸（胸内负压）引起的胸内压降低。结果是静脉回流增加，可能导致右心室扩张和右/左心室相互依赖。胸腔内压力的降低也会导致左心室后负荷增加（左心室必须克服胸腔内压力的下降才能将血液排出胸腔）。此外，还可发生心肌缺血并可能使左心室功能恶化。所有这些机制，都容易诱发撤机诱发的心脏功能障碍，导致肺水肿和自主呼吸试验失败。。
在呼吸肌力下降和/或呼吸驱动下降的情况下，呼吸系统的容量可能会降低。 呼吸动力受损是卒中、中枢性通气不足和代谢性碱中毒患者常见撤机失败的明显原因。 呼吸驱动降低的另一个常见原因仅仅是使用镇静剂，在撤机时并不总是（或不充分）中断或清除镇静剂，尤其是在肾功能衰竭的情况下。 在 SBT 失败并伴有呼吸肌无力的患者中经常观察到危重病多发性神经病和肌病。 撤机时膈肌功能障碍的高患病率（三分之二的患者）可能参与撤机失败。 尽管如此，一些患者还是通过了 SBT 并在膈肌功能障碍的情况下成功拔管。 因此，在将膈肌功能障碍归咎于撤机失败的主要原因之前，排除其他失败原因（尤其是撤机引起的心脏水肿）至关重要。
防止拔管失败
拔管后的并发症：流行病学和定义
拔管后呼吸衰竭是计划拔管后最常见的并发症， 影响 25% 的患者。虽然它的定义不是一致的，但它通常以呼吸频率增加和其他提示呼吸窘迫、低氧血症或呼吸性酸中毒的临床体征为特征。
45% 至 80% 的拔管后呼吸衰竭患者随后会再次插管。重新插管的标准各不相同，但与用于定义拔管后呼吸衰竭的标准相似：呼吸频率增加、提示呼吸窘迫的临床体征、低氧血症或呼吸性酸中毒。突出拔管失败的再插管时间也存在争议，从拔管后 48 小时到 7 天不等。重新插管的后果包括延长机械通气时间，但死亡率也会增加 25% 至 50%。考虑到死亡风险增加以及少数患者在拔管后 1 周内重新插管，大多数研究将拔管失败定义为在计划拔管后的前 7 天内需要重新插管。
拔管失败的风险因素
拔管失败的风险并非对所有患者都相似，大多数研究比较了预防拔管失败的策略，并根据拔管前的风险水平对患者进行了分层。
许多与再插管风险增加相关的因素已经确定。有些与患者的特征有关，例如年龄、肥胖和合并症，尤其是潜在的心脏或肺部疾病。其他与急性疾病有关，如插管原因、正累积液体平衡、磁膈刺激、膈肌超声或其替代指标评估的呼吸肌功能障碍、咳嗽微弱和分泌物量、ICU获得性无力、机械通气持续时间延长或拔管当天严重程度评分升高。而其他与 SBT 本身有关，例如一次或多次失败的 SBT、高呼吸浅快指数，或者甚至在拔管后进行评估，例如拔管时上呼吸道喘鸣或呼吸困难。
然而，考虑到所有这些风险因素可能会导致错误地将所有 ICU 患者归类为高风险，并提出不适当的策略来防止拔管失败。一种务实的方法是将具有以下三个特征之一的患者视为高风险患者：年龄超过 65 岁和/或潜在的心脏和/或慢性呼吸系统疾病。根据确定这些易于评估标准的原始观察性队列研究，拔管失败高风险患者的再插管率为 28%，而低风险患者的再插管率为 10%。
旨在防止拔管失败的策略
拔管后呼吸衰竭是再插管的主要原因。因此，防止拔管失败的策略旨在减少呼吸功和使气体交换正常化。拔管后有几种氧合策略，包括常规氧疗、无创通气和高流量经鼻氧疗。
无创通气通过密封面罩在气道内提供正压通气，避免泄漏。在呼气期间，气道压力保持正压，增加呼气末肺容积和氧合作用。在吸气期间，额外的压力支持可以降低呼吸频率和呼吸功。
高流量经鼻氧疗通过鼻插管输送加热和加湿的空气和氧气混合物。它可以提供高吸入氧气分数，接近 100%，流速达到 60 L/min。在急性低氧性呼吸衰竭患者中，经鼻高流量氧疗增加了呼气末肺容积和氧合作用，同时降低了呼吸频率和呼吸功。
有关旨在防止 ICU 拔管失败的策略的有效性的证据摘要
电子表 1 总结了比较不同预防再插管策略的临床试验结果。尽管拔管失败高风险的定义存在异质性，但不同研究的结果是一致的。
在未经选择的患者中，与标准氧气相比，无创通气和高流量氧疗均与较低的再插管率相关（分别为 14% 对 9% 和 10% 对 13%）。为此，国际临床实践指南不支持在未经选择的患者中使用无创通气来预防拔管失败。
在拔管失败风险较低的患者中，与标准氧疗相比，高流量氧疗与较低的再插管率相关（总体而言，5% 对 14%）（电子表 1）。令人惊讶的是，接受常规氧疗的对照组的再插管率远高于预期的 10%。
在拔管失败风险高的患者中，与传统氧疗（10% 对 22%）和高流量氧疗（14% 对 19%）相比，无创通气的再插管率较低。唯一一项比较高流量经鼻氧疗与常规氧疗的试验未发现再插管率有任何差异（电子表 1）。这些发现导致国际临床实践指南推荐对拔管失败高风险患者使用无创通气以预防拔管失败。
拔管后呼吸衰竭的治疗
在一项包括 221 名拔管后呼吸衰竭患者的随机试验中，与传统氧疗相比，无创通气与较低的再插管率无关（两组均为 48%）。然而，无创通气组的死亡率高于常规氧疗组（25% 对 14%，p = 0.048）。解释这一结果的主要假设是接受无创通气治疗的患者重新插管的时间更长（12 小时对 2 小时 30 分钟，p = 0.02）。在 81 名拔管后呼吸衰竭患者中比较无创通气与常规氧疗的另一项随机试验并未发现此类危害。此外，一项包含 146 名拔管后呼吸衰竭患者的随机试验的事后分析表明，与高流量氧疗相比，无创通气无害，甚至可能对高碳酸血症患者亚组有益。
因此，尽管国际临床实践指南建议不要使用无创通气治疗未经选择的拔管后呼吸衰竭患者，但特定亚组可能会从该技术中受益，从而使拔管后呼吸衰竭的治疗问题悬而未决。
结论
撤机期是一个关键时期，占机械通气总时长的重要部分。应尽早识别“简单”患者并拔管（有时无需 SBT）以避免与延迟脱机相关的不良事件。应在患者插管后立即实施促进“复杂患者”脱机的策略，并在整个机械通气过程中进行优化。
在不同步骤使用的机械通气模式可能会影响撤机，但没有证据表明某种模式优于其他模式。当满足一般脱机准备标准时，SBT 可以帮助预测拔管结果，但最合适的 SBT 类型仍在争论中。最后，无创通气或加湿高流量鼻子导管可以预防特定亚组患者的拔管失败。
尽管对所有接受机械通气的患者来说至关重要，但撤机过程尚未完全了解。未来对撤机过程每个步骤的共识和研究可能会更好地描述撤机阶段并为所有这些剩余问题提供答案。
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