撤机的时机判断是一项比较有挑战性的工作,过早撤机造成呼吸系统和心血管系统负荷过重,有再次插管的风险;而过晚的撤机将会引起许多的并发症,如呼吸机相关性膈肌萎缩VIDD(见本公众号第39期)、呼吸机相关性肺炎VAP(见第41期)等。因此,应用恰当的指标指导适时脱机具有重要意义,目前有许多的预测撤机结局的指标比如最大吸气压力、分钟通气量、呼吸频率(RR)、气道闭合压力、氧合指数,快速浅呼吸指数(RSBI)等,本文就浅快呼吸指数作为撤机指标进行探讨。
· 定义 ·
浅快呼吸指数rapid shallow breathing index ( RSBI)概念最早由Tobin及其同事提出, 他们首先注意到当呼吸力量和负荷失衡时经常出现一种小潮气量和高呼吸频率的呼吸现象。1991年,Yang等[1]首次定义浅快呼吸指数,即用呼吸频率(RR)除以潮气量(VT)得到浅快呼吸指数(RSBI)。他们对100例内科危重患者进行了前瞻性研究, 结果显示浅快呼吸指数可以较好地预测撤机结局。即RSBI在应用时,取105次/min/L作为分界点。当RSBI<105次/min/L为阳性,撤机成功率较高;当RSBI≥105次/min/L为阴性,预示着撤机失败率的增加。
· RSBI的测量 ·
目前临床上呼吸治疗师常用的方法有两种,一种是在持续气道正压(CPAP)和压力支持通气(PSV)来测量RSBI;另一种方法是无呼吸机辅助时,使用手持式校准肺活量计测量所有自发呼吸频率(f)和潮气量(VT),即当患者通过T形装置进行60s的自主呼吸时,测量患者呼吸1分钟室内的各项值。每隔一小时使用相同的手持式肺活量计重复测量。Shingala等人比较了PSV上的RSBI和T-piece自主呼吸上的RSBI,发现PSV上的RSBI是更好的拔管预测因子,更容易获得,患者的压力更小。另一项研究检查了拔管前各种通气支持设置下的RSBI值。该研究比较了36名患者PSV、CPAP和T-piece的RSBI。在PSV和CPAP期间,RSBI明显小于T-piece。
· 影响RSBI的因素 ·
一方面浅快呼吸指数是呼吸神经肌肉储备 (呼吸肌做功能力) 和呼吸负荷之间的关系体现,因此所有增加呼吸做功的因素都可影响RSBI的准确性,如败血症、发热、仰卧位、焦虑和限制性肺病会增加呼吸频率,从而影响RSBI。另一方面,不同的测量方式中的参数设置也会影响RSBI的准确,如压力支持力度、人工气道管径大小、氧气浓度等。
· 1 压力支持·
在压力支持通气(PSV)时压力支持的设置会影响RSBI的准确性。在一定程度上,随着支持压力的升高,潮气量也会相应的增加,在分钟通气量相对恒定的情况下,呼吸频率就会降低。
· 2 触发灵敏度·
在自主呼吸时,呼吸频率主要取决于患者自身的吸气努力程度。当设置过大力度的灵敏度,会增加患者呼吸做功,从而影响VT与f。
· 3 氧浓度·
氧浓度的大小直接影响患者自主呼吸的样式(深/浅、快/慢),从而对VT与f都有直接的影响。
· 4 其他·
心理方面,如在测量RSBI时患者恐惧和焦虑是影响其准确性非呼吸因素,此时会呼吸频率会增加,从而测出来RSBI的结果会大于其正常值。
· 特定人群的快速浅呼吸指数 ·
RSBI适用于大多数ICU患者,但在某些患者群体中,RSBI的使用可能不能准确预测成功脱机。
· 1慢性阻塞性肺疾病患者的RSBI ·
一项对撤机期慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者的研究发现,早期测量的RSBI不能准确预测患者群体的SBT实验成功。可能的原因是这类患者无效的吸气努力不会触发呼吸机,导致RSBI<105次/min/L的假阳性结果。因此,一项研究发现,56%的RSBI<80次/min/L的COPD患者实际上未通过撤机试验。
· 2 心脏病患者的RSBI·
Oribabor等人的一项研究证实了RSBI在心脏手术后患者中的价值。该研究表明,将RSBI作为脱机的唯一标准可显著缩短心脏手术患者的平均拔管时间,而且不会增加再插管率。对于心脏病患者,需要注意正压通气的影响。由于正压可以改善充血性心力衰竭患者的心功能,这也可以降低RSBI,此外还要考虑如前文所述PSV和CPAP对RSBI值的影响。
· 3 神经外科患者的RSBI·
神经外科患者是一个特殊的脱机群体,因为插管的主要原因通常是气道保护,而不是肺生理异常。因此,RSBI不是成功脱机的良好预测指标。一个由92名神经外科患者组成的前瞻性研究得出结论,RSBI<105次/min/L与是否成功拔管无关。
·4 气管切开患者的RSBI·
对191例气管造口术患者进行前瞻性系列研究中,结果表明RSBI是1小时SBT耐受性的良好预测指标,RSBI阈值为97次/min/L,最大准确率为81.7%。
· 5 儿童的RSBI·
在成年人群中的RSBI研究中,如前文所述给出了明确的分界点。在儿科人群中,RSBI的标准一直受到争论和质疑。
· 6 长期机械通气的RSBI·
在对接受长期MV的患者进行的回顾性研究中,每天测量RSBI,并按照方案进行脱机。初始、平均和最终RSBI;RSBI≤105次/min/L;并对变异性进行了评估。研究发现,单独的RSBI测量不能准确预测成功的脱机,但RSBI趋势可能具有预测价值。
· 浅快呼吸指数的改良 ·
用随机效应模型汇总的特异度为40%, 说明阴性结果 (发生浅快呼吸) 的患者仅是撤机失败患者中少数的部分,为了解决浅快呼吸指数对指导撤机的特异度低的问题,国内外学者主要采用3种方法:一是联合其他的撤机预测指标, 例如Yang联合PI/PImax与浅快呼吸指数后, 特异度提高至93%, 提示结合了多种因素可更准确地预测撤机结果。二是动态观察浅快呼吸指数在自主呼吸试验中的变化, Segal等认为, 可以通过观察2hSBT过程中浅快呼吸指数的变化值提高撤机预测价值, 浅快呼吸指数变化超过20%的患者撤机失败的可能性较大。三是超声测量的膈肌位移(DE)替代RSBI计算公式中的VT,SPADARO S等用超声测量的膈肌位移(DE)替代RSBI计算公式中的VT得到了膈肌浅快呼吸指数(D-RSBI),与RSBI相比,D-RSBI预测脱机结局的准确性更高。膈肌增厚率(DTF)类似于心脏的射血分数,与膈肌力量有很强的相关性。
· 总结 ·
RBSI作为预测脱机的唯一指标特异性低,因为撤机还与其他多方面的因素有关,比如呼吸中枢兴奋性、自主咳痰能力、精神因素引起的紧张、基础疾病病情变化、拔管后气道痉挛、会厌或声带水肿等, 浅快呼吸指数所反映的呼吸肌力量与呼吸负荷失衡只是其中的一个因素。随着人们对最初的前瞻性队列研究的探讨,当患者RSBI为阳性 <105次/min/L时,撤机成功的概率增加很少;当RSBI为阴性≥105次/min/L时,撤机失败的概率大幅增加。
· 参考文献 ·
[1]K., YANG M.. A Prospective Study of Indexes Predicting the Outcome of Trials of Weaning from Mechanical Ventilation[J]. Survey of Anethesiology, 1992, 36(1):18-18.
[2]冯辉,陈兵,田晶,刘毅.膈肌相关浅快呼吸指数指导ICU患者撤离呼吸机的临床研究[J].中国急救医学,2019,39(01):34-37.
[3]Krieger BP, Isber J, Breitenbucher A, Throop G, Ershowsky P. Serial measurements of the rapid-shallow-breathing index as a predictor of weaning outcome in elderly medical patients. Chest. 1997;112(4):1029-1034. doi:10.1378/chest.112.4.1029
[4]Trivedi V, Chaudhuri D, Jinah R, et al. The Usefulness of the Rapid Shallow Breathing Index in Predicting Successful Extubation: A Systematic Review and Meta-analysis [published online ahead of print, 2021 Jun 26]. Chest. 2021;S0012 -3692(21) 01257-5. doi:10.1016/j.chest.2021.06.030
[5]Karthika M, Al Enezi FA, Pillai LV, Arabi YM. Rapid shallow breathing index. Ann Thorac Med. 2016; 11(3):167-176. doi:10.4103/1817-1737.176876