ERT对下呼吸道疾病所致呼吸衰竭患儿拔管预测的准确性研究

南京市儿童医院 重症医学科 张琴 摘译

Accuracy of an Extubation Readiness Test in Predicting Successful Extubation in ChildrenWith Acute Respiratory Failure From Lower Respiratory Tract Disease*

Edward Vincent S. Faustino, MD, MHS1; Rainer Gedeit, MD2; Adam J. Schwarz, MD3; Lisa A. Asaro, MS4; David Wypij, PhD4; Martha A.Q. Curley, RN, PhD4,5; for the Randomized Evaluation of Sedation Titration for Respiratory Failure (RESTORE) Study Investigators

Crit Care Med 2017; 45:94–102

目的：确定儿童的拔管时机可以明显降低由于延长机械通气和拔管失败所带来的高死亡率。我们测定了拔管准备测试在预测下气道疾病所致的急性呼吸衰竭中的拔管准确率。

设计：对一项关于儿童镇静的多中心随机对照试验数据的二次分析。

背景：17所PICU参与。

患者：研究对象为2周-17岁因下呼吸道疾病接受有创通气的患儿。

干预：如果患儿有自主呼吸，并且氧合指数小于等于6，进行拔管准备测试，将FIO2设定为50%，PEEP为5cmH2O，并下调支持模式直至仅压力支持。

方法和主要结果：1042名患儿中，444名（43%）通过了首次的拔管准备测试，444其中295名（66%）在ERT后10小时内进行拔管，其中272名成功拔管，预测成功率为92%。在861名ERT后10小时内进行第一次拔管的患儿中，788名通过了ERT测试，736名成功拔管，阳性预测值为93%。进行了拔管准备实验的患儿的平均拔管时间为12：15，而未进行拔管准备测试的患儿的平均拔管时间为14：54（p<0.001）.

结论：在下呼吸道引起急性呼衰的患儿中，如果氧合指数小于等于6，应该考虑每天至少进行一次拔管准备测试，一旦测试通过，将有很大的可能性能够成功拔管。

研究背景

判断插管的患儿能否拔管，做到及时拔管，可以降低由于延长机械通气和拔管失败而导致的发病率死亡率。延长机械通气、拔管失败与生物社会生理学风险密切相关，同时会增加住院费用，延长PICU住院时间。

拔管准备测试(ERTs)可以确认患者能否成功拔管。大部分ERTs均是通过给患儿采用最小的通气支持，观察患儿是否存在不适和气体交换减弱的迹象。例如，Randolph的ERT是对相对清醒、有自主呼吸的患儿采用FIO2为50%、PEEP为5cmH2O正压通气2小时。该ERT阳性预测值为87%。

我们最近完成了一项关于PICU患儿镇静的多中心随机试验（RESTORE），其中包括包括一项改良的Randolph ERT试验。在对RESTORE数据进行二次分析后，我们确定了这种修改后的ERT在预测下呼吸道疾病所致的急性呼吸衰竭患儿成功拔管的准确性。

研究方法

1、方法

RESTORE的最初目的是为了确认是否危重患儿经由护士实施管理并采用目标导向的镇静方案可以缩短患儿的机械通气时间。这项研究从2009年6月进行到2013年12月。在参与试验的31家PICU中，17家PICU被随机安排在干预组，此次进行二次数据分析的临床资料即包含这17家PICU资料。RESTORE的实施经过每个参与单位委员会的许可，并获得家长的同意。

2、研究对象：

RESTORE纳入的研究对象为2周至17岁因急性呼吸道和/或实质性肺部疾病正在接受有创机械通气的儿童，排除那些机械通气时间不太可能因镇静管理而改变的患者，例如为了便于术后护理而给予机械通气的患儿。在所有分析中，我们排除了曾实施气管切开术或新实施气管切开术的儿童。

3、ERT：

RESTORE ERT是研究的核心。所有的患儿每天都进行ERT可行性检查，包括是否存在自主呼吸，氧合指数或血氧饱和度指数是否小于等于6。通过对Randolph ERT做适当的修改可用于对下呼吸道功能进行评估。逐步依次设置患儿吸入氧浓度50%、PEEP5cmH2O、呼吸机模式为CPAP+PS。压力支持的大小依据气管内管尺寸而定，并大于PEEP。患儿通气两小时以上，以满足血氧饱和度大于等于95%、呼出的潮气量大于等于5ml/kg理想体重以及该年龄下可接受的呼吸频率为通过。在存在大量漏气时临床医生可自行评估。床旁护理小组在进行ERT之前通过进行常规护理及清理气管、导管内分泌物等措施，帮助患儿通过ERT。

患儿疾病分期依据临床医生对呼吸支持条件下所需的镇静水平来评定。通过每日ERT筛查的患儿应在多学科查房之前开始进行ERT测试（一般在04：00和08：00之间）。如果患儿通过了ERT，则应该在6小时内拔管。如果患儿ERT失败，则呼吸机参数调回之前的设定第二天再次测试。如果由于过度镇静导致ERT失败，小组应停止镇静药物使用并在当天再次进行ERT测试。患儿拔管后管理，尤其是无创通气由护理小组指导。

4、结果与统计

我们的第一队列研究对象是第一次ERT后10小时内计划拔管的患儿。第二队列研究对象是第一次计划拔管并在拔管前进行ERT，而且ERT后10小时内给予拔管的患儿。10小时包含了PICU的白班。

研究的主要结果是拔管后停止有创通气达24小时。次要结果是拔管后不使用NIV，即双水平正压通气或CPAP大于或等于5cmH2O。对于两个队列和两种结果，我们计算了ERT预测成功拔管的准确性，即PPV，阴性预测值，灵敏度和特异性。

在两个队列中，我们比较了通过ERT与未通过ERT、24小时内成功拔管与重新插管的患儿特征。同时我们还比较了在第一队列中第一次ERT后10小时内拔管的患儿与未拔管的患儿特征，以及第二队列中ERT后拔管的患儿与没有进行ERT而拔管的患儿特征。

观察的特征包括人口统计变量，基线儿科脑功能类别（PCPC）和儿童总体表现类别（POPC）评分，儿科死亡风险（PRISM）III-12评分，肺部疾病类型，早期神经肌肉阻滞剂的使用，机械通气时间，镇静剂使用，肺部疾病严重程度和状态行为量表。对于成功拔管的，还比较了拔管后NIV的使用。

研究结果

在RESTORE的干预组中的1,225名儿童中，我们排除了24名有过气管切和通过筛选后从未进行ERT的159名儿童（图1）。 剩余的1042名儿童至少进行过一次ERT（中位数，2;四分位数范围[IQR]，1-3;最大，19），总计2,735次ERT。 其中，444名（43％）通过了他们的第一次ERT。与通过第一次ERT的患儿相比，那些第一次ERT失败的患儿年龄更小，更多的患有阻塞性肺部疾病，较少在早期接受神经肌肉阻滞剂，以及在首次ERT之前的机械通气天气较少，并且PRISM III -12评分较低，ERT前一天的镇静使用较少，在ERT测试时有更为严重的肺部疾病。在多变量分析中，PICU入院的患者年龄较小和第一次ERT前一天的较少阿片类药物使用更可能导致首次ERT测试失败。导致首次ERT失败的最常见原因是呼吸频率超出范围（38％）。 在704名进行了不止一次ERT的儿童中333名（47％）通过了他们的第二次ERT，409名儿童中有192名（47％）通过了他们的第三次ERT。

在通过第一次ERT的444名儿童中，295名（66％）在测试后10小时内拔管。 而通过ERT未拔管的最常见原因是医生选择（26％）和分泌物过多（25％）。 未拔管的患儿年龄更小，更多的接受了早期神经肌肉阻滞治疗，并且在ERT当天比拔管的患儿具有更严重的肺部疾病。

        除了295名通过第一次ERT后10小时内拔管的儿童外，还有30名儿童在未通过第一次ERT后10小时内拔管。 这30名儿童中有17名在拔管前通过了第二次ERT。 我们将这325名儿童纳入我们的第一队列。

共计1,093名儿童计划拔管。 其中，861例（79％）在拔管的10小时内进行了ERT，纳入我们的第二队列。 另有138名儿童在ERT后10小时之后进行拔管。在ERT后10小时之后拔管的儿童PCPC和POPC评分更差，更多的患有限制性肺疾病，并且在首次拔管当天具有更严重的肺部疾病。总共有788名（92％）通过了ERT。而 ERT失败患儿的PRISM III-12评分较低，在拔管前机械通气天数较长，并且拔管前一天阿片类药物服用较少。 在多变量分析中，拔管前机械通气时间较长和PRISM III-12评分较低与ERT失败的相关。ERT失败的最常见原因是呼吸频率超出范围（49％）

拔管失败

在第一队列中通过第一次ERT并拔管的儿童中，23例（8％）拔管失败。 失败的原因是上气道阻塞（65％），下呼吸道功能障碍导致气体交换受损（22％），分泌物过多（9％）和呼吸急促（4％）。和成功拔管的患儿相比较发现，拔管失败的患儿年龄更小，死亡的风险更低，ERT之初其行为量表评分显得更烦躁（表3）。272名成功拔管的患儿中，37名（14%）拔管后进行了NIV。在30名没通过第一次ERT但拔管的患儿中有1名患儿拔管失败。在通过第二、第三次ERT并且在开始ERT后10小时内拔管的患儿中，247个中的21个（9％）和128个中的5个（4％）拔管失败。在第二队列首次计划拔管之前通过ERT的患儿中，52例（7％）拔管失败，与相较拔管成功的患儿相比较，拔管失败的患儿年龄更小、PRISM III-12得分更低。 在成功拔管的736名儿童中，101名（14％）进行了NIV。 在73例（10％）未通过ERT但拔管的儿童中，7例（10％）拔管失败。

在多变量分析中，两个队列中年龄小，较差的PCPC评分，较低的PRISM III-12评分和拔管后进行NIV都与拔管失败相关。

ERT诊断准确性

在第一队列中，第一次ERT的PPV为92％（表4）。 阴性预测值，灵敏度和特异性分别为3％，90％和4％。 拔管后使用NIV 算入拔管失败时，PPV为80％。 在二次队列中，ERT的PPV为93％（表4）。 拔管后使用NIV算入拔管失败时，PPV为81％。

拔管时间

在第二队列中，ERT最常见（59％）在04:00和07:59之间开始，而另外36％在08:00和15:59之间开始。 近一半（46％）已经进行了ERT的患儿的首次计划拔管发生在12:00和15:59之间，而在08:00和11:59之间有39％的患儿拔管。 相比之下，在没有进行ERT的患儿中，在这些时间段拔管的为34％和19％。 与没有进行ERT的患儿（中位数为14:54小时; IQR，11:42至16:42小时;对于位置偏移p <0.001，对于变异性偏移p <0.001）相比，进行ERT的儿童拔管时间较早且时间相对恒定（中位数为12:15小时; IQR为10:45至14:18小时）。

讨论

在这份大型多中心群体随机试验的数据分析中，研究显示患儿在通过ERT并且在ERT后的10小时内拔管，那么能够维持这样拔管状态24小时的概率为92-93％。 执行ERT与日间早期拔管明显相关。 我们的研究结果表明使用ERT筛查、测试在临床实践中有潜在益处（12）。

在我们的多变量分析中，我们发现年幼的孩子更有可能无法通过ERT和拔管失败，这与其它研究一致（3,5）。 目前尚不清楚这些孩子的拔管失败是否与患儿的自身因素，如体重，肌力或较小的气道有关。 我们还发现，较低的PRISM III-12评分与ERT失败、拔管失败相关，但这些相关性可能仅仅具有统计学显著性而非临床显著性。 在第一次ERT前一天较少使用阿片类药物也与ERT失败相关，这反映了在RESTORE试验（5）中清醒，疼痛和激动之间的复杂关系。

我们的研究同时显示了常规使用ERT筛选和测试的障碍。 例如尽管部分患儿通过了ERT，但最终没有拔管。其中最常见原因是医生偏好和分泌物过多。 未拔管的患儿一般年龄较小。 这与我们在拔管失败的患儿中发现一致，并且可能影响医生选择不拔管这样的决策。一项对儿科重症监护医生的调查报告显示，临床医生对准备拔管的患儿的气管分泌物的评估具有高度主观性（13）。气管分泌物量与成功拔管之间的关系尚不清楚（14）。气管内吸痰或自主咳嗽能否更好地去除肺分泌物也是不清楚的。 客观的分泌物管理也许可以促进未来的临床决策。

未来，对RESTORE ERT的不断调整修改可以进一步提高其预测价值。具体来说，随着高流量，高湿度鼻导管和其他形式的NIV的普及，呼吸急促的患儿依旧可以成功拔管，而这正是RESTORE ERT失败的最常见的原因（1,15）。随着各种测试和监测的应用，如呼吸感应体积描记术和食管测压，能更好地预测拔管后上气道梗阻的发生（16）。

考虑到只有极少数的患儿未通过RESTORE ERT而成功拔管，我们只能对我们报告中给予和未给予NIV的患儿算入拔管失败而得到的PPV有信心。 通过RESTORE ERT可以准确地识别那些可以成功拔管的患儿，但是对于未能通过ERT的患儿并不能做任何解释。 我们报告的PPV与其他儿童ERT研究相似（14,17-19），但那些研究中由于包含了没有呼吸系统疾病的儿童进而提高了他们的PPV值。

虽然RESTORE ERT旨在识别在临床试验环境中可以拔管的儿童，但在临床实践中仍可以获益。当按照方案进行ERT时，患儿在一天中可以较早拔管，这可以改善PICU的工作流程。

我们的研究有几个限制。 首先，通过第一次ERT的三分之一的患儿在测试后10小时内没有拔管，这可能影响诊断准确性的评估。 第二，由于在测试期间使用压力支持水平，使得RESTORE ERT可能过高估计了拔管成功率（2）。 不幸的是，我们无法确定压力支持水平和拔管成功之间的关联，因为在试验期间没有收集这些数据。 第三，在我们的第二队列中我们将使用NIV定义为拔管失败; 然而，我们没有标准化NIV的使用或收集支持提供NIV的水平或理由的数据。 最后，重新插管的决策在RESTORE中没有标准化。

结论

在对来自多中心试验的数据的二次分析中，我们确定了一项改良的ERT在预测成功拔管方面的准确性。而这项改良的ERT针对的人群是由于下呼吸道疾病引起的急性呼吸衰竭的患儿，并满足存在自主呼吸、氧合或OSI小于或等于6的条件。通过这项RESTORE ERT测试可以合理准确地识别能够拔管成功的患儿。 该试验的结果与白天早期拔管有关。

表一.每日拔管准备的筛查与测试

每日筛查: 每天早晨 06:00±2h,对患儿进行以下评估:
1. 有自主呼吸
2. 氧合或氧饱和度指数≤ 6 (平均气道压/PF 比 × 100;如果动脉血气不可用，通过SPO2估计PAO2)

如果患儿符合上述条件进行拔管前准备测试
RESTORE ERT:
1. 暂时禁食
2. 如果 Fio2 不是 0.50, 则 调试 Fio2 到 0.50作耐受性评估;如果耐受, 接着
3.如果PEEP不在5cmH2O则调试PEEP到5cmH2O作耐受评估
4.每次通气改变后评估Spo2
如果Spo2 ≥ 95%, 根据ETT大小改变模式至直接PS并将参数设置为最低

10cm H2O if ETT 3–3.5 mm
8cm H2O if ETT 4–4.5 mm
6cm H2O if ETT ≥ 5 mm
监测 Spo2, 呼气量和呼吸频率
患儿已经可以准备进行拔管（从肺部考虑）如果以下3项维持2小时以上：
1. Spo2 ≥ 95%
2.呼气量 ≥ 5mL/kg (理想体重)
3. 呼吸频率: 年龄< 6 个月, 20–60; 6 个月 至 2 岁, 15–45; 2–5 岁, 15–40; > 5 岁, 10–35

如果患儿没有通过ERT，则返回到他们的预测试时呼吸机的设置，并在第二天早上重新测试。 如果临床小组判断“儿童因为镇静相关而换气不足导致ERT失败，则进行一次修改的每日唤醒评估，并在16:00之前重复ERT”。 如果孩子在16:00时不符合标准，则仍使用预测时的呼吸机参数，并在第二天早上重新测试。

如果儿童通过ERT，则将被置于一个舒适的呼吸机设定，并且通知医疗小组该儿童准备好（从肺的角度）脱离辅助呼吸。 而非肺部原因可能导致延迟拔管。

 表二   根据第一次ERT结果不同患儿的特征

表三   通过首次ERT10小时内计划拔管的儿童根据拔管结果分类的特点

表四       呼吸衰竭镇静剂滴定随机评价的诊断准确性的统计测定       

原文见附件：upfile/File/201702/14/14055498.pdf