机械通气时成簇无效努力对病人预后的影响
江苏省苏北人民医院 重症医学科 陈齐红 翻译
Metabolic Syndrome in Liver Transplant Recipients: Prevalence and Association With Major Vascular Events
Marie Laryea, Kymberly D. Watt, Michele Molinari, Mark J. Walsh,Vivian C. McAlister,Paul J. Marotta, Bjorn Nashan, and Kevork M. Peltekian
Intensive Care Med. 2016 Oct 24. [Epub ahead of print]
摘要
目的：研究机械通气时无效努力（IEs)，特别是成簇IEs对重症患者预后的影响。
方法：该研究采取前瞻性、观察性的方法，使用原型检测仪24h记录110例病人入院第一天辅助通气（压力支持或成比例辅助模式）的IEs。同时收集第三天（n=37)及第六天(n=13)的数据资料。成簇IEs（IEs事件）定义为3分钟超过30次IEs。为减少记录时间的选择偏移，只分析第一天（16h以上）病人数据。
结果：研究分析了2931h辅助通气和4456537次呼吸。总IEs指数（IEs占总呼吸比例）和10%以上比例与患者预后无相关性。38%病人发生IEs。多因素分析显示，第一天组（n=79)发生IEs与机械通气≥8天风险 [6.4, (1.1–38.30)]及住院病死率 [20 (2.3–175)]相关。所有病人数据分析表明IEs延长呼吸机使用时间 [3.4 (1.1–10.7)]，增加病死率 [4.9 (1.3–18)]。
结论：机械通气重症病人经常出现成簇IEs，它延长机械通气时间，增加病死率。因此，有必要进一步探讨改善人机同步的方法。
关键词：人机相互作用， 辅助模式，病死率
前言
机械通气时无效努力（IEs)指病人的吸气努力不能触发呼吸机，它是一种常见的人机不同步。IEs的发生与病人类型，呼吸机设置，镇静程度以及觉醒/睡眠状态有关。重症病人IEs指数（IEs占总呼吸次数的百分比）为1-3%。近来Blanch等研究显示同一个病人在不同时期IEs发生率不同，表明IEs发生也与观察的时期有关。
有研究显示，重症病人的人机不同步，包括IEs，与病人的不良预后相关。ICU病人人机不同步或IEs指数超过10%延长机械通气时间，增加病死率。然而，机械通气时IEs易成簇出现。
本研究的目的是研究IEs，特别是成簇的IEs对重症病人预后的影响。研究假设为成簇IEs较散发IEs或总IEs指数与病人预后关系更密切。我们采用原型检测仪持续记录病人IEs发生情况，并使用数学模型分析成簇IEs发生情况。本研究的部分成果在欧洲重症医学国际会议上以摘要的形式发表。
方法
数据收集
本研究从2010年1月至2011年7月在内科及外科ICU进行。该研究通过了医院伦理委员会，由于本研究为非干预性研究，故无需知情同意。
本研究采取原型检测仪（PVI监测仪；YRT，Winnipeg，加拿大）检测IEs,详见电子附件材料。PVI监测仪持续监测机械通气病人（无干预）的气道压、流速，并记录实时呼吸系统阻力和顺应性，通过运动方程估算出病人总吸气肌肉压力。
对控制机械通气至少12h后的病人进行筛选。符合以下两个条件的病人入组：首次使用辅助通气模式（压力支持或成比例辅助通气）1h以上；并且预计在下一个24h内继续使用辅助机械通气。排除标准：1.无PVI监测仪；2.检测不到病人吸气努力（见电子附件材料），这种情况常见于使用持续气道正压通气模式或压力支持水平很低（<5cmH2O）。
PVI持续记录24h，或者直至病人早期拔管，或机械通气条件改变，包括改为控制通气模式，持续气道正压通气，较低的支持水平。病人在第三天和第六天如果仍然使用辅助通气，继续使用PVI监测仪记录这两天的数据。
数据分析
在分析数据前对PVI监测的数据进行处理，以提高数据质量（如剔除那些管路脱落，吸痰或咳嗽的数据）。IEs指数按照文献报道的计算方法。本研究使用了IEs事件的概念（见电子附件）。IEs事件定义为3分钟IEs超过30次。假设呼吸频率为20次/分，发生IEs事件时IEs达到总呼吸次数的50%。测定IEs事件时，在每个移动屏幕中设置6个呼吸波形检测IEs信号（30s中IEs数量）。3分钟IEs超过30次为一次IEs事件。记录IEs事件最大值及最大值下降80%发生时间。IEs事件，数量，持续时间，以及发生时间见（Fig.1；Fig.S1)。所有数据均采用R方程语言及软件环境中进行。
预后评估包括ICU及住院病死率，ICU住院时间，以及机械通气时间。收集总有创机械通气时间及首次记录时间。由于研究设计及重症病人不稳定，每个病人记录的期间不同。为了克服由于短时间或长时间记录造成的选择偏移，除了分析所有病人的数据外，还对数据进行额外分析。
统计学分析
连续变量用均值和标准差表示。非正态分布数据用均数和四分位间距（IQR)表示。分类变量用百分百表示；并采用Fisher’s检验。连续变量采用Mann-Whitney u检验。用Spearman‘s秩检验分析连续变量间的相关性。采用多因素logistic回归分析评估IEs对病人存活和机械通气时间的影响。P<0.05被认为有统计学差异。所有数据分析采用SPSS统计软件（Armonk,NY,USA).
研究结果
总共纳入有111例病人,1例病人数据缺失，最后110例病人纳入分析，共有160次记录，包含2931h辅助机械通气，累计4456，537次呼吸。所有病人都进行了第一次记录（共2028h),第二次记录有37例病人（646h),第三次记录有13例病人（257h）。第一天组有79例病人，共记录1768h，平均记录时间为22h (IQR = 20–24 h).病人的一般情况，合并症，诊断及第一天机械通气参数见Table1。主要预后指标见Table2。
IEs指数分析
平均IEs指数为2.43(IQR 1.1–5.1). IEs指数与预后无显著相关性(Table 3; and Table S3)。13例病人（12%）IEs指数超过10%。IEs指数超过10%与预后也无显著相关性(Table S4)。
第一天组IEs事件分析
79例病人有24例发生IEs事件（30.4%)，共累计发生80次IEs事件。发生IEs事件病人的事件数为2（1-3），平均每次事件的持续事件是21（12-57）分钟。发生IEs事件和未发生IEs事件病人性别，年龄，APACHEII及机械通气模式无统计学差异（Table S5). 入院诊断为脓毒症的病人发生IEs事件更多（p=0.03).
第一天出现IEs事件机械通气时间显著延长（Fig.2a)。Logistic回归分析显示，IEs事件显著增加风险：（1）机械通气时间超过8天；（2）住院病死率（Table 4)。
IEs事件分析
110例病人中有42例病人发生IEs事件（38.2%）。所有事件IEs特征、
平均功率和持续时间与第一天比无显著性差异。上午、中午及下午发生的IEs事件无统计学差异（Fig. S2)。
病人发生IEs事件较不发生IEs事件ICU住院天数及机械通气时间显著延长(Fig.2b)。IEs事件特征、功率及持续事件与ICU住院时间及机械通气时间密切相关（Table 3)。Logistic回归分析显示IEs事件是机械通气超过8天及住院病死率的危险因素（Tables S6, S7)。
97例病人IEs指数低于10%，其中29例（29.9%）发生IEs事件。发生IEs事件病人的机械通气时间及ICU住院天数显著长于未发生IEs事件组（p<0.05;Fig.2c)。
讨论
本研究主要发现：1.IEs指数及IEs数量超过10%与病人预后无相关性；2.成簇促发，也称之为IEs事件是延长病人机械通气时间和高病死率的危险因素。
近20年有三个研究探讨了重症病人人机不同步、特别是IEs的发生率，以及对预后的影响。为了找出IEs阈值与预后的关系，采用IEs值或不同步指数超过10%。两个研究通过ROC曲线方法证实不同步指数超过10%增加机械通气时间，但不影响病死率。然而另外一个研究表明不同步指数超过10%增加病死率，并且有延长机械通气时间的趋势。最后一个研究最重要的发现是同一个病人中IEs随着时间发生变化，提示IEs需要持续监测。
毫无疑问，IEs发生率与病人不良预后密切相关，然而使用10%的分界值存在一些局限性。首先，这些研究中病人的选择无代表性。其次，随着时间变化，该指标不能揭示成簇IEs.更为重要的是：10%的分界值是来自于回顾性研究，因此不能作为呼吸机的警示值。
的确，IEs在正常呼吸期间常成簇发生。可能原因包括，镇静，觉醒/睡眠，支持水平在机械通气过程中变化较大。我们认为这种成簇IEs可能较偶发IEs对病人预后影响更大，因为后者跟预后不良无线性关系。况且如果记录时间较长，部分成簇IEs可能被遗漏。因此本研究中采用IEs事件来描述这些成簇IEs。由于之前缺乏研究，IEs事件慨念尚有待于前瞻性、大样本研究来明确。
本研究中表明，几乎所有病人都会发生IEs，但只有30%发生IEs事件。在观察期间，事件的特征，IEs数量及持续时间变化不大。IEs事件、强度及持续时间与机械通气时间延长相关，并且增加病人住院病死率。
本研究存在一些局限性。首先，该试验中没有研究人机不同步的所有形式，只是研究了人机不同步最常见、最主要的形式：IEs。另外，本研究没有分析机械通气的整个过程及机械通气所有模式。我们研究的通气模式只是辅助通气、压力支持及成比例辅助通气模式。因为自主呼吸时出现的IEs在病理生理和影响方面可能有别于控制通气模式。最后，本研究没有探讨IEs或IEs事件发生的原因，不能说明IEs事件发生到什么程度就可能影响病人预后。人们比较容易接受的观点是：ICU获得性肌无力的重症病人易发生更多的IEs，并且机械通气时间更长。然而，IEs，特别是IEs事件可能通过其它可能机制导致病人不良预后。例如，呼气时出现IEs将长时间对抗膈肌活动，破坏肌肉纤维，引起病人不适。而且没有正确识别IEs将引起脱机过程中做出错误的决定。然而，IEs是否能被纠正，纠正后是否影响预后，这在本研究中并没有涉及。
结论
本研究中引入IEs事件的慨念来描述成簇无效努力。尽管设定的阈值比较武断，但IEs事件、IEs量及持续时间延长机械通气时间，增加住院病死率。由于IEs事件可能实时计算，通过合适的软件，可能设置出IEs事件报警，便于处理无效努力，从而改善人机同步性。
