颅脑创伤中机械通气撤机和气切的临床实践
PMID: 36859490
DOI:10.1007/s12028-023-01693-6
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研究背景
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众所周知，颅脑创伤（TBI）患者常有呼吸神经通路受损或急性肺损伤，因此需要气管插管及有创机械通气保证气道通畅、氧合充分，尤其是重型颅脑创伤患者，由于神经功能缺损，常需长时间机械通气。但是机械通气后，何时拔管，脱机？临床决策十分困难，急需进一步研究。
难以决策的一个重要原因是缺乏科学证据。多项观察性研究提出了许多拔管相关风险因素(表1），但我们对其了解仍然十分有限。这也是为什么不同不同中心甚至不同医师的做法有很大差异。本文将简要回顾基本的病理生理学概念，总结现有的临床证据，提出未来的研究重点，并提供切实可行的管理建议。
表1 撤机的风险因素
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生理基础
TBI导致呼吸衰竭的机制多种多样。但大体上可以分为呼吸道功能障碍和呼吸驱动通路受损。
昏迷患者由于保护性反射（呕吐、咳嗽等）的丧失，容易吸入、积累口腔和呼吸道分泌物，从而出现气道不畅。另外，TBI常并发胸部创伤，多发伤患者的肺挫伤、气胸或血胸会损害肺功能。
另外，创伤可能会影响从皮质到脑桥、延髓，多个不同水平的控制呼吸的神经核团和链接通路，造成呼吸驱动降低、呼吸节律紊乱等。这种情况大多是由继发性损伤（脑水肿、血管梗塞等）引起，很少是由对脑干核团的直接损伤所致。颈髓损伤可损害支配膈肌和其他通气肌的上运动神经元。当颈髓损伤伴TBI时，通气衰竭可能难以控制。
中枢损伤可能诱发神经源性肺水肿和ARDS，甚至进一步导致难治性低氧血症。严重的全脑损伤可能导致中枢性呼吸暂停，镇静剂和阿片类镇痛药通常是关键促发因素。
呼吸障碍的实际原因将在很大程度上决定呼吸衰竭的病程。
临床证据
脱机
早在2007年，由多个重症医学团体支持的机械通气撤机工作组提出：根据第一次撤机尝试到成功拔管的时间长度，将机械通气撤机分为三组：简单撤机（首次撤机尝试到成功拔管之间的时间少于24 h）、困难撤机(1 ~ 7天)和延迟撤机(超过7天)。随后的大型流行病学研究数据验证了这种分类的临床价值。延迟撤机组患者的发病率和病死率均较高。值得注意的是，许多严重TBI患者属于延迟撤机组。
2021年的一项国际队列研究评估了1,868例危重患者的撤机实践，结果证实困难撤机与较高的ICU死亡率相关。该队列中22%的患者存在机械通气的中枢神经适应证，与队列中的其他患者相比，其直接气管切开术率较高（11% vs. 7%），但由于缺乏详细信息无法进行进一步分析。对于神经危重症患者，目前尚无探究根据呼吸和神经系统特征判断撤机成功的研究。在TBI临床研究中，撤机常常和拔管一起被研究，下一部分讨论拔管问题。
拔管
表2. 对ABI患者拔管失败率的研究
已有数项观察性研究对包括TBI在内的急性脑损伤（acute brain injury, ABI）患者拔管失败的风险进行了探究。这些研究一致表明，TBI患者拔管失败的风险高，并且拔管失败与较差结局相关，包括较高的肺炎发生率、较长的机械通气持续时间、较长的ICU住院时间和较高的ICU死亡率。尽管不同研究对拔管失败的定义有所差异（有48小时内、72小时内或5日内），但报告的ABI患者的拔管失败率大多在15% ~ 25%。
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值得注意的是，大多数研究同时纳入了TBI和非创伤性急性脑损伤患者，还有一些研究还纳入了有机械通气中枢神经适应证但不属于急性脑损伤的患者（如脑肿瘤、脑手术后），而后者不出所料地显示了较低的再次插管率。
在分析这些观察性研究的拔管失败率时，还需要关注直接气管切开术（即未尝试拔管而气切）的发生率。在评估急性脑损伤拔管结局的最大前瞻性队列研究（ENIO研究）中，19.4%的患者在尝试拔管后5日内再次插管，21.1%患者接受了直接气管切开术。也就是说，平均每5例患者中有2例难以脱离机械通气。如果再加上未行拔管尝试或直接气管切开术就死亡的患者，接受机械通气的ABI患者脱机成功率实不乐观。
ABI患者拔管失败风险较高，拔管失败与不良预后相关，因此准确识别需要再次插管的TBI患者至关重要。多项研究对ABI患者拔管结局的预测因素进行了探究，具体见图3。然而，这些因素中大多数在不同研究中并非都具备预测性。需要注意的是，意识水平较低（甚至昏迷）并非始终与拔管失败相关。因此，对于仍处于昏迷或神志不清状态，但已达到拔管通气标准的患者，应继续插管还是尝试拔管（或气切），这一问题值得深入思考。另外，一些因素在一般ICU患者的研究中被认为是预测因素，但从未在ABI患者的研究中被报道为拔管结局的预测因素，也值得思考。例如，氧合指数低、自主呼吸试验时平均气道压高、心衰、BMI指数过高或过低、拔管当天APACHE II指数、自主呼吸试验多次失败等。
通过气囊漏气试验是尝试拔管前必须达到的标准，对于可能有气道保护反射受损、通常需要长时间插管的急性脑损伤患者，这一标准甚至更为重要。在进行拔管尝试之前，应始终考虑可能再次插管时气道困难的程度
流程化的脱机策略（有撤机和拔管说明）可能提高无有创通气的天数，并可能降低拔管失败率，但事实证明临床上难以严格遵循这些方案。
在拔管失败风险高的普通ICU患者中，使用压力支持通气进行的自主呼吸试验与使用T管进行的自主呼吸试验相比，未获得更多的无通气天数，并且两组中均有约15%的患者需要在7日内再次插管。同时，对于拔管失败风险高或拔管后出现早期失败迹象的综合ICU患者，经鼻高流量氧疗联合无创通气可能是有益的。然而，这种挽救性干预对急性脑损伤患者的安全性尚不确定。
表3. ABI患者拔管结局的预测因素
气管切开术
气管切开术常用于ABI患者，且通常事先没有任何拔管尝试（即直接气管切开术）。事实上，与一般危重症患者相比，气管切开术更常用于ABI患者，这一般是因为担心神经功能受损患者保护气道和处理呼吸道分泌物的能力受损。尽管不同病例系列报告的气管切开术率有很大差异，但与一般ICU人群相比，哪怕病例严重程度相当，ABI患者的气管切开术率较高。在对接受机械通气的ABI患者进行的一项前瞻性观察性研究中，直接气管切开术的发生率为21%，但各国之间有很大差异。在CENTER-TBI研究中，气切率是31%。
目前对于TBI患者行气管切开术的适应证，尚无有高质量证据的公认说法。气管切开术的优点包括避免口咽和喉黏膜损伤，降低鼻窦炎风险，改善口咽卫生，更容易进行气管吸引，提高患者舒适度，以及在活动增加的情况下气道更安全。虽然气管切开术通常是安全的（无论是手术室外科气管切开还是床旁经皮扩张气管切开）但气管切开术可能会出现并发症，包括置入后早期出血和脱出，以及瘘形成、套管闭塞和后期的气管狭窄。
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一些研究调查了TBI后行气管切开的预测因素。Goettler等回顾性分析了超过10年的992例ICU创伤（包括除TBI的其他创伤）患者，发现年龄较大、创伤严重程度较高、意识水平较低、实施开颅手术和ICP监测与行气管切开术相关。另一项回顾性研究提示，GCS评分≤8分、ISS评分 ≥25分和机械通气≥7日可预测气管切开。有研究者报道，ICU并发症比入院因素更能预测气管切开术的需要。然而，这些回顾性单中心研究可能因各中心的实践偏好而严重偏倚。一项前瞻性研究纳入了1,358例在参与CENTER-TBI的医院住院的重度TBI患者，发现年龄较大、GCS评分≤8分、胸部创伤、低氧血症和瞳孔无反应与气管切开术相关。然而，各国临床实践的明显差异影响了对这些结果的解读。
进行气管切开术的最佳时机仍不明确。早期气管切开术的支持者指出，早气切可以减少呼吸死腔，从而减少呼吸做功，以及减少对镇静的需求，可能会加快撤机，缩短机械通气的持续时间。反过来，较短的通气时间可以预防通气相关并发症，使患者能够更早转入康复病房，并可能转化为生存和功能结局方面的获益。然而，现有研究并未显示这些预期的临床益处。最近一项Meta分析在无急性脑损伤的患者中比较了早期和晚期气管切开术，结果表明两种策略在总死亡率、ICU住院时间和住院时间、机械通气时间、呼吸机获得性肺炎或其他并发症的发生率方面无差异。
迄今为止，仅有3项随机试验评估了早期气管切开术在TBI中的价值。Bouderka等将62例单纯颅脑损伤且GCS评分≥8分的患者随机分组，一组在插管后5日内或6日内接受气管切开术，另一组在7日后(如果仍插管)接受气管切开术。他们发现，早期气管切开术使机械通气的持续时间平均缩短了约3天，但没有任何其他优势。在另外一项在5个中心进行的试验中，Sugerman等纳入了157例急性创伤(包括TBI)患者，目的是比较插管后第3 ~ 5日(n=127)和第10 ~ 14日(n=28)进行的气管切开。研究者发现，两组在ICU住院时间、肺炎发生率或死亡率方面无差异，但他们指出，医师偏倚大大限制了患者纳入。Dunham等将31例重度TBI患者随机分组，分别接受早期(第3 ~ 5日)或晚期气管切开术(第10 ~ 14日)，发现早期气管切开术组的机械通气持续时间较短，但住院死亡率较高。虽然方法学上的局限性(特别是小样本量和基线不平衡)使我们无法得出明确的结论，但从这些研究中并不能得出支持TBI患者早期气管切开术的证据。
非随机研究也探讨了TBI患者气管切开术时机的问题。CENTER-TBI研究者开展的研究发现，接受早期气管切开(入院后≤7日)的患者的神经系统结局较好，但各中心之间的实践存在显著差异，并且早期和晚期气管切开患者之间的基线不平衡质疑了因果关系。观察性研究报告，早期气管切开术与较短的机械通气时间和ICU住院时间相关，并可能降低院内获得性肺炎的发生率，但对院内死亡率没有有益影响。同样，对现有证据进行的几项Meta分析表明，与晚期气管切开术相比，早期气管切开术与较短的机械通气持续时间、ICU住院时间和住院时间以及较低的肺炎发生率相关，但死亡率相似甚至更高。
SETPOINT-2试验是在脑血管病的患者中进行的，但对TBI患者也有一定的参考价值。随机分配到早期气管切开术组(插管后5日内)的患者无重度残疾的生存率与随机分配到标准治疗组(需要时在插管后10日后进行气管切开术)的患者相似，但标准治疗组的气管切开术率显著较低(95% vs. 67%)。在最近由欧洲重症监护学会提出的急性脑损伤患者气道和通气管理的共识声明指出，关于气管切开术适应证和时机的证据非常差，并建议只有在一次或多次拔管尝试失败后才考虑气管切开术，特别是在意识水平持续降低的患者中。专家组未能就气管切开术的最佳时机提出建议。
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管理意见
在缺乏充分证据指导重度TBI患者脱离机械通气的情况下，管理决策通常参照以下几个方面：ICU一般文献的外推、已知的ABI患者拔管结局的预测因素以及临床判断。
图1是我们总结的流程图。首先是确定神经系统体征是否平稳。在患者的脑水肿和颅内压得到控制，且紧急干预可能性低时，才能考虑撤机。撤机可按照标准操作进行，但必须包括密切的神经和呼吸监测。不能再使用深度镇静。第二步需要评估是否满足一般撤机标准，包括呼吸频率平稳且无呼吸暂停，低PEEP和FiO2时氧合良好，自主呼吸试验时呼吸浅快指数< 105，低压支持下无CO2潴留，胸部x线片无严重肺不张，无持续肺炎。然而，此时必须将重点转移到评估拔管结局的神经预测因素上。警觉性的恢复在脱机前不是必要的，甚至在尝试拔管前也不是必不可少的。然而，较好的警觉水平预示着较高的拔管成功机会。反应度受损越严重，越应仔细评估口腔，尤其是气管支气管分泌物的程度（如通过吸痰频率量化）以及呕吐和咳嗽反射的保留程度。然后是拔管，在尝试拔管前应进行气囊泄漏试验。
根据目前的文献，早期气管切开术并无明显益处，并且我们同意欧洲重症监护医学学会关于急性脑损伤机械通气的共识，因此我们认为通常只应在一次或多次尝试撤机或拔管失败后实施气管切开术。然而，如果神经、气道或呼吸系统疾病使拔管明显不安全，例如面部严重创伤、气道非常困难、神经状态持续不稳定、明确需要长期通气支持，则直接气管切开术是合理的（可能是早期）。
当考虑拔管时，有必要提前评估再插管时气道困难的程度。评估拔管后喉头水肿的风险也很重要。对于气囊漏气试验失败，但被认为已经准备好拔管的患者，合理的治疗是在拔管前至少4小时开始全身皮质类固醇治疗，并确保拔管开始时在床旁做好实施再插管和气切的准备。
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展望和总结
未来应进一步提出并验证新的、标准化的脱机方案，对不同疾病在拔管前有明确具体的呼吸、神经系统及其它需满足的标准。TBI患者拔管后无创通气和经鼻高流量吸氧的价值需要进一步正式研究。此外，需要明确气管切开术适应证和最佳时机，特别是在没有拔管失败情况下。相关研究应该回答以下问题：不需要机械通气的低GCS评分患者是否可以安全地进行拔管？在这些病例中，哪些因素可以预测拔管结局？
对于重度TBI患者脱机，急需进一步研究。TBI患者拔管失败常见，且与较差的功能结局相关。由于临床实践存在普遍的、较明显的差异，因此提出一项有效的方案并进行多中心测试和验证可能是向前迈出的重要一步。
来源于Huashan NICU
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