成功进行自主呼吸试验后重新连接机械通气1小时可降低重症患者的再次插管发生率：一组多中心随机对照试验
徐州医科大学附属医院耿晓娟 摘译
Reconnection to mechanical ventilation for 1 h after a successful spontaneous breathing trial reduces reintubation in critically ill patients:
a multicenter randomized controlled trial
M. Mar Fernandez , Alejandro González？Castro, Monica Magret, M. Teresa Bouza, Marcos Ibañez, Carolina García, Begoña Balerdi, Arantxa Mas, Vanesa Arauzo, José M. Añón, Francisco Ruiz, José Ferreres, Roser Tomás, Marta Alabert, Ana Isabel Tizón, Susana Altaba, Noemi Llamas and Rafael Fernandez
Intensive Care Med. 2017 Sep 22
摘要
背景：自主呼吸试验（SBT）可导致患者疲劳，有关休息对此的预防作用从未被研究过。本研究旨在评估在成功进行SBT后重新进行机械通气（MV）1小时是否可以减少危重病人的再插管率。
方法：将机械通气超过12小时，满足计划拔管标准的患者在成功SBT后随机分为直接拔管组（对照组）或重新连接呼吸机休息1h组（休息组）。记录两组患者48h内的再插管率。
结果：两组患者从插管到自主呼吸的平均时间无明显差异。48小时内再插管率对照组较休息组更高。多元回归变量表明，与再插管相关的独立变量有休息因素, APACHE II评分 以及自主呼吸试验之前的机械通气时间，而与患者年龄，入院理由，SBT的类型和持续时间没有关系。
结论：成功的SBT后，1小时的休息能够降低重症患者拔管后48 h内再插管率。
1.引言
自主呼吸试验常用来评估患者脱机前的呼吸情况，尽管国际共识小组提出来几个最低条件，但是进行SBT的最佳时间依然很难选择。此外，呼吸衰竭导致5-30％的患者需要重新插管，这与更高的死亡率相关。
在绝大多数脱机试验研究中，患者在成功通过SBT后立即拔管，但在有些研究中，患者在拔管前重新连接呼吸机一段时间。在20世纪90年代，Ely等报道了一项研究，呼吸治疗师进行SBT，然后将患者重新连接呼吸机，并统计患者的脱机能力。他们试验的阳性结果在一些国家得到广泛的接受。在其他研究中，患者在成功的SBT后重新连接到呼吸机一段时间，以研究每分钟通气量情况，作为拔管结果的预测因素。这些研究无意中使患者在拔管前休息一段时间。然而，在成功的SBT之后休息的效果从未被特意研究过。此外，呼吸肌可能会发生高频或低频收缩疲劳（也称为短暂疲劳和持久疲劳）。患者可在10-15分钟内从高频疲劳中恢复; 然而，低频疲劳可以持续超过24小时，这表明膈肌可能需要超过24小时才能从疲劳中恢复。然而，一半的低频疲劳恢复是在第一个小时内完成的。尽管许多脱机患者存在膈肌无力的情况，高频疲劳并不是符合脱机标准的患者脱机失败的常见原因。
鉴于大多数ICU患者具有一定程度的肌无力和膈肌功能减退，对于一些患者而言，SBT引起的通气可能是费力的，我们假设在成功进行SBT后、进行拔管前一段时间的休息是可取的，能够减少拔管后呼吸衰竭和再次插管的概率。因此，我们旨在研究，在机械通气患者中，在标准的基础上，增加1小时休息是否能够降低危重患者的再插管概率。
2.方法
自2013年10月至2015年1月，我们对17个西班牙外科ICU进行了一项平行前瞻性随机对照临床试验。
2.1研究对象
对接受有创性机械通气（MV）至少12小时的患者每天进行筛查和跟踪（同时进行连续SBT），直到他们成功完成SBT。评估SBT可靠性的标准是基于文献（见补充材料）。排除标准：年龄小于18岁，气管切开术后，呼吸道分泌物过多，不能配合，超出拔管标准范围，参与其他试验研究，或拔管后由于高碳酸血症进行无创通气。
2.2随机和多盲
在SBT之前对拔管风险评估后进行随机化分配。这是通过每间医院四个电脑的随机数字表实现的，而且参与本研究的患者不知情以及通过编号不透明的信封实现双盲。
为了减少误差，收集端点的调查员被排除在临床试验之外。 因为不可能掩盖患者病情和治疗，数据库由第三方监测，不直接参与研究，根据研究开始前决定的统计分析方案，对数据进行准确的分析。
2.3步骤
对机械通气至少12小时的患者每天进行筛查。当患者达到评估可靠性的标准时，签署知情同意书，患者在SBT之前随机化。为了避免不平衡分布，在SBT之前，根据预测的拔管失败风险，将患者分为高风险或低风险。
SBT [T型管，低水平压力支持或持续气道正压（CPAP）]和持续时间（30,60或120分钟）的方法依然由主治医师和当地规定决定。 成功的SBT由国际准则定义（见补充材料）。
按照我们的试验标准，通过SBT的患者如果分配给对照组则直接拔管，若分配给休息组则重新连接到呼吸机，用先前的通气参数继续机械通气1小时再拔管。
每个参与的医院使用自己的撤机和物理治疗方案，所以在拔管之前的预氧化， 在面罩吸氧之前和/或期间吸痰，使用支气管扩张剂，拔管后的氧气供应从一个中心到另一个中心也是不同的。
根据相关文献定义了拔管后呼吸衰竭（见补充材料）。每个参与医院确定了拔管后呼吸衰竭的治疗方案。拔管后再插管或是NIV通气由参与治疗的医生决定。
随访患者至出院或死亡。
2.4统计分析
我们预计对照组的再次插管率为15%，我们的目标是休息组中再插管率能够降低5%（33%相对减少）。该目标需要每组686名患者（即总共1372名），误差为5%，功率水平（1-β）为80%。
所有分析均遵循意向治疗原则。将分类变量与Cochran-Mantel-Haenszelχ2检验或Fisher精确检验进行比较。正态分布的连续变量表示为具有标准偏差的平均值，并与独立样本的t检验进行比较。非正态分布的连续变量表示为具有25％和75％百分位数的中位数，并与Mann-Whitney U检验进行比较。
为了辨别与再插管相关的独立因素以及控制多变量，我们构建了一个多元回归模型，包括预先指定的变量中的年龄，APACHE II评分，入院原因，SBT的类型和持续时间，SBT前的机械通气时长，重新连接呼吸机休息情况，以及两组间不是平均分布的独立变量（p <0.05）。多变量模型的区分使用AUROC下的面积和Hosmer-Lemeshow测试的优良度进行评估。我们通过在多种假设条件下对关于研究对象主要数据重复分析，评估了我们的研究结果的敏感性（见补充材料）。
主要结果是拔管失败，次要结果是重新插管，ICU和住院时间，ICU和住院死亡率。统计分析由医院统计局（SPSS，版本17.0; SPSS Inc，Chicago，IL，USA）进行统计学分析，P＜0.05有统计学意义。
3.结果
图1显示了本研究的流程图。共有4317名患者需要机械通气，其中2765名患者通气超过12小时（从而排除了立即，不复杂的术后机械通气患者）。最后，608名患者符合条件进行研究，其中470名患者被随机分为：243例为对照组，227例为休息组。试验过程中无患者拒绝或退出。直到研究结束之后，我们才意识到，我们将样本量错误估计为470名患者，而不是“方法”部分所述的1372名。
两组患者的病情特征和病情严重程度相似（表1）。SBT之前平均机械通气时间组间差异无统计学意义（P> 0.05）[对照组（2.7，9.6）天，休息组5.7（2.7,10.6）天（p = 0.85）]。
两组患者中最常见的SBT是使用T管[（211例（87％）对照组，213例（94％），休息组）]。仅43例（9.1％）患者接受了压力支持或CPAP。SBTs的持续时间均匀分布在30,60和120分钟的时间范围内[162（34.5％），184（39.1％）和124（26.4％）]。对照组120分钟时间范围内的SBTs比休息组更多[77 (31.7%) vs. 47 (20.7%); p = 0.009]。
在休息组中，有9例（3.7％）患者（3例（1.5％）高风险患者和6例（11％）低风险患者）无法耐受重新连接呼吸机，不能耐受表现为躁动、焦虑。所有这些患者直接拔管，无拔管失败；他们仍在休息组进行分析。
拔管后48小时内呼吸衰竭患者共82例，其中对症组中 58例(17%)，较休息组24例多 [58 (24%) ： 24 (10%) 患者; OR 0.35 (0.21–0.61); p＜0.001] (见表2)。
在82例患者中，47例（57%）患者使用NIV通气 [对照组34 (59%) ：休息组13 (54%) ； p=0.71]，中位数为12小时（25？75分，6-30小时），另外31例（40%）患者直接重新插管 [对照组22 (38%)：休息组 9 (37%)；p=0.97]。4名患者（5％）仅用氧气和物理治疗。16名接受NIV的患者进行再插管 (对照组13 (38%) ：休息组3 (23%) ；p=0.33) (见表2)。
拔管后48 h内重新插管，无论是直接重新插管或进行NIV后插管，对照组比休息组更常见[35（14％）：12（5％）；OR 0.33; 95％CI 0.16-0.65; p <0.001]（图2）。 在两组患者中，重新插管的主要原因是患者咳痰能力差，分泌物无法及时清除，导致急性呼吸衰竭（表2）。
拔管后48 h内的再次插管在高风险患者中更多[43/392（11％）：4/78（5％）， p = 0.001]，对照组[32/202高风险患者（16％）：3/41低危患者（7％）;；p = 0.001]，休息组[11/190高风险患者（6％）：1/37低危患者（3％），p = 0.001]。
两组患者ICU平均住院时间无明显差异 [对照组10 (5–19)天：休息组 11 (6–18)天； p=0.30]。两组患者住院时间无统计学差异[对照组23 (14–38)天： 休息组26 (17–43)天； p=0.93]。
发生后拔管后呼吸衰竭48小时后，8名患者（2％）死于ICU，两组患者死亡率之间无明显差异。只有高风险患者死亡：6例患者在拔管后呼吸衰竭直接再次插管，另外2例在拔管后48 h内重新插管，但经过数小时NIV后再次插管。 由于无关的原因，如手术并发症或心脏骤停，另有14名患者在ICU超过48小时死亡。
多变量回归模型表明，与气管插管相关的独立变量是休息因素[OR 0.34（95％CI 0.17-0.68）; p = 0.002]，入院APACHE II评分[OR 1.04（1.002-1.077）; p = 0.04]，SBT前的MV天数[OR 1.04（1.001-1.073）），p = 0.04]; 而年龄，入院原因，SBT的类型和持续时间则无关（见补充资料）。
4.讨论
我们的主要发现是，在成功的SBT后，重新连接呼吸机休息1小时，能够降低危重症患者在48小时内再插管率。拔管后48小时内呼吸衰竭情况对照组比休息组更为常见，但两组患者ICU住院时间或住院时间没有差异。
我们研究了混合性类型的患者，包括外科或者药物治疗，存在高危或者低危拔管失败风险，两组患者在这些方面无明显差异。
两组患者SBT前后机械通气平均时间均为5天。机械通气能够对膈肌产生有害影响，称为“呼吸机所致的膈肌功能障碍”。事实上，脑死亡捐献者的尸体解剖研究显示膈肌萎缩，这是由于膈肌完全失活的导致，在机械通气最初3天内是最明显的。最近一项通过超声检查膈肌厚度和收缩性变化的研究发现，在机械通气的第一周，近半数患者的膈肌厚度减少了10％以上，这与膈肌收缩活动较低有关。每个患者膈肌收缩活动在机械通气的第一周差异很大。因此，我们的患者很可能有不同程度的膈肌功能障碍，尽管我们没有直接的证据来支持这一理论。
SBT对一些重症患者来说可能有很高的要求。SBT可以在没有任何通气支持（T管）或最小支持（5-7 cmH2O压力支持，有或没有PEEP或约5 cmH2O CPAP）的情况下进行。在我们研究的临床情况下，医生主要选择T管 SBTs 30-60分钟，在实现成功拔管时通常被认为是同样有效的。
影响呼吸肌功能的另一个重要因素是疲劳。疲劳包括两种：高频疲劳，可在10-15分钟内缓解；低频疲劳，可持续超过24小时。不幸的是，我们研究中缺乏生理数据，不能让我们知道为什么本试验得到如此惊人的结果。我们只能在以前的研究的基础上，推测改善的机制。在健康志愿者的研究中，Laghi等发现膈肌疲劳主要是由于低频疲劳，需要超过24小时才能完全恢复。在同一研究中，膈肌的最佳恢复时间是休息的第一个小时。然而，他们无法表明机械通气患者发生的是低频疲劳；他们推测主要是由于在发生呼吸疲劳，出现临床症状之前，患者重新连接呼吸机以后肋骨和膈肌的运动幅度更大。可能的是，SBT施加的呼吸负荷不足以克服患者的呼吸肌疲劳，但是一些患者拔管后不会严重到发生呼吸衰竭。因此，我们假设休息1小时可以允许那些处于疲劳危险的患者有足够的时间恢复，以避免在拔管后期间发生呼吸窘迫。
对于呼吸机重新连接的耐受情况，绝大多数患者没有出现严重不耐受的现象，即使在辅助控制模式下，也描述为一般的感觉。只有少数低危患者不能重新连接，可能是因为没有心脏或肺部疾病的年轻患者在短暂的机械通气期后完全康复，不太可能需要返回呼吸机缓解，更可能拒绝重新连接。
NIV作为拔管后呼吸衰竭的治疗措施，由于它可能掩盖病情恶化，从而延迟再次插管时机，引起了安全性问题。因此，在这种情况下，一些研究强烈反对进行NIV，而其他报告则表明NIV的益处，主要是在高碳酸血症患者。在我们的研究中，“如现实生活中所反映的那样”，多达60％的患者在拔管失败后接受了NIV治疗，平均时间为12小时。最后，34％的患者需要重新插管，比Esteban等人的研究结果略好，但我们的研究中死亡率并不减少。我们的数据并没有表明NIV在拔管后呼吸衰竭中的应用价值。此外，由于缺乏证据，本研究未进行其他疗法，如高流量吸氧的研究。
对照组的再次插管率为14％，与其他研究报道的结果非常相似。因此，重新连接呼吸机后休息1小时，重新插管率下降5%，和临床实践高度相关。这是特别重要的，因为它是一个对多种设置的简单的测量，因为我们的研究发生在不同的医院，不同的脱机方案，不同的护士/患者比例和不同的物理治疗水平的支持。 此外，在许多研究中心，特别是在北美，护士执行SBT，然后医生决定是否拔管，所以他们不经意间进行了在拔管前不定期休息。重要的是，我们的研究结果表明，当批判性地审查脱机结果的多中心试验时，建议谨慎进行，其中拔管前患者休息的情况应该是关键参数。
在本研究中的两组患者中，呼吸急促和膈肌疲劳的临床症状是拔管后呼吸衰竭的最常见的症状，患者无法咳出分泌物是重新插管的最常见原因。这与先前关于拔管失败预测因素的研究结果一致，其中咳嗽强度和内分泌物的分泌是拔管结局的重要预测因子。在试验筛查中，我们排除了具有大量分泌物或无力咳嗽的患者，但是我们没有关于拔管后痰液粘度或特异性呼吸物理治疗措施的数据。
尽管休息组的再次插管率降低，但两组之间的死亡率无明显差异，主要是死亡与患者本身状态有关，出现在拔管后很长时间，如手术后并发症，而且死亡人数较少会导致统计差异的不同。
5.研究不足
在结束这项研究之后，我们意识到我们最初的样本大小计算是错误的。本研究每组应该纳入686名研究对象，而不是225名。然而，由于效应的大小比假设大得多，我们发现在拔管后呼吸衰竭和再插管中均显著降低。
虽然不同类型和持续时间的SBT之间群体可能存在很多混杂因素，多变量
回归分析将其作为变量相关联重新纳入。
另一方面，我们没有规定脱机，拔管或者拔管后的护理；我们没有常规分析动脉血气和最大吸气压力；我们没有记录关于SBT期间呼吸的数据。然而，我们的实际做法是在不同中心的临床实践中反映出不同的呼吸衰竭后插管的方法，从而提高了我们研究的宽度。此外，像许多关于机械通气的研究一样，我们的研究并不是盲目的。
拔管后休息能否替代高流量吸氧，还是具有叠加效应仍然具有未来研究的开放性。
虽然在失败的SBTs中认识到明显疲劳，但在成功的SBT期间，亚临床疲劳可能未被发现。我们没有直接测量患者在重新连接到呼吸机后，在休息期内恢复的程度，主要是靠医师对患者舒适度的判断。此外，一小部分患者可能已经代偿出减少肌肉休息的异常时间。最后，再次连接呼吸机也可以帮助患者恢复SBT期间发生的肺不张。
6.结论
在进行成功的SBT后，允许患者重新连接呼吸机休息1小时可以减少重新插管，减少重症患者拔管后出现呼吸衰竭。由于这种方法不需要专门的监测或呼吸设备，没有额外的支出，没有实验设备要求，可以在大学和大学的任何ICU中轻松实施。由于缺乏支持这种方法的生理信息数据，需要进一步研究休息的最佳持续时间和类型。
