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脱机诱发的心功能不全：我们何去何从？（1）重症行者翻译组 梁艳译背景：脱机诱发心功能不全的概念，早在26年前随着Francois Lemaire 和他的合作者们进行的一项临床研究的发表而被提出。
目的：本综述的目的就是要记住我们的研究结果及当时的历史背景，我们的关键研究就是在当时那样的历史背景下进行的。另一个目的是回顾一些后续的研究，包括旨在分析脱机诱发心功能不全的潜在机制的、通过无创手段发现导致脱机失败的心源性原因的，以及提出具体的办法促使脱机成功的研究。
结论：脱机诱发的心功能不全已被确认为导致脱机失败的原因之一。不同患者之间潜在的机制可能不同，得益于一些相关的临床研究，脱机诱发的心功能不全在诊断上已经取得了重大的进步。目前以及将来超声检查和生物标志物研究在的技术上的进步，必定有助于脱机诱发肺水肿的诊断及其主要发生机制的认识。我们仍然期待在个体化基础上选择合适的治疗方面的进展。关键词 脱机、心功能、肺水肿、B-型钠尿肽、血浓缩、利尿药
背景在接受机械通气的危重病患者中，估计大约有30-40%患者发生脱机失败。导致脱机失败的原因众多，包括呼吸肌无力，因感染、气道分泌物过多、未控制的脓毒症引起的呼吸功增加或镇静药物的蓄积。如今，液体过负荷及左心衰也已经被公认为脱机失败的重要原因，这是在多年前并没有被认识到的。本综述介绍了脱机诱发心功能不全的临床思维的产生，以及一项重要的临床研究的灵感来源。还介绍了其后的临床证据是如何演变的，导致了模式的转变和人们对脱机诱发心功能不全的病理生理学更好的理解，同时还介绍了目前的诊断技术、管理和未来展望。这一切是怎样开始的30年前，我还是法国克雷泰亨利蒙多公立医院ICU的一名住院医师。Maurice Rapin教授，欧洲重症医学的奠基人之一，是该ICU的主任，Francois Lemaire教授担任副主任。一天，我在跟随Francois Lemaire教授查房时，一位护士过来请求我们前去查看一位正在进行自主呼吸试验（SBT）时出现胸痛症状的患者。这位患者65岁，否认冠状动脉病史，因COPD急性加重导致机械通气。在SBT过程中查心电图有明显异常表现，提示急性心肌梗塞，就是如今大家较为熟悉的ST段抬高型心肌梗塞。 这表明在脱机过程中很可能发生了一些有害的心肺交互作用导致了心肌缺血。这件不寻常的事件引起了Francois Lemaire教授的兴趣，他决定进行一项临床研究以进一步观察脱机过程中的心肺交互作用。在那时，可用来评估ICU患者血流动力学状态的手段非常少。在该研究中，我们使用肺动脉导管（PAC）测量心排，肺动脉压力，和心脏充盈压。使用放射核素心血管造影术（99Tc）来测量心腔容量和右、左心室的射血分数。在得到当地伦理委员会批准后，我们纳入了15例严重COPD困难脱机患者，大部分患者同时有左心疾病和高血压病史，所有患者在数日后肺部疾病的急性加重均已得到好转。就在将行SBT前及SBT过程中，进行PAC和心脏99Tc放射性核素显像监测。因胸腔内压会干扰心脏充盈压的变化，我们同时测量食道内压以修正胸腔内压改变的影响。在COPD患者亚组中，我们通过股动脉，经皮穿刺往左心室置入猪尾导管，以确定这些患者的PAOP反映左室舒张末期压力（LVEDP）。因我在另一个有关ICU患者的研究中积累了盲插左心导管的经验，故有幸被邀请参加本次研究。此后，我不仅和Fekri Abroug教授一起收集血流动力学数据，还跟Francois Lemaire及Warren Zapol教授一起分析数据，撰写文章和回复麻醉学审稿员的评论。和这两位重症医学的大腕们一起工作的经历是终生难忘的。
该研究告诉我们什么？最惊人的发现是这些未能成功进行SBT（持续10分钟）的患者都伴有PAOP显著的升高（平均从8到25mmHg）。这表明对自主呼吸的不耐受与急性心源性肺水肿的发展有关。图1展现了一位患者在进行SBT过程中，PAOP惊人的上升（达50mmHg），在进行了仅仅9分钟后因为出现了严重的呼吸窘迫，不得不终止SBT。所有SBT失败的患者均重新接受了机械通气，而且这些患者还接受了静脉注射速尿治疗，使其在几天之内液体负平衡达到5L。经利尿治疗后，反复进行血流动力学的评估。再次SBT结束时的PAOP较利尿治疗前要低（9 vs 25mmHg）。更重要的是，大部份患者都能进行自主呼吸并且最后成功地拔除经口气管插管。
有趣的是，在对SBT失败的患者进行预处理期间，同时进行了PAOP及心腔内血容量的测量，提示在脱机期间PAOP的增加并不是一个单一的模式，以及导致心源性肺水肿的发生可能存在多种不同的机制。如图所示，一些患者表现出PAOP和左室舒张末期容积（LVEDV）同时上升，而另一些患者则表现出PAOP的明显上升，LVEDV却没有明显变化（图2）。PAOP和LVEDV的同时上升可能与左室前负荷的增加、和/或左室后负荷增加、和/或左室收缩力减弱有关。PAOP升高，而没有LVEDV的明显升高则表明左室的顺应性降低。
尽管本文并不能最后明确脱机诱发左室功能不全的主要机制，但它提出了所涉及的有关潜在机制的讨论。胸内压的显著下降、肾上腺素能张力的激活、低氧血症、高碳酸血症以及呼吸功的增加是导致脱机失败的5大重要影响因素，它们与循环系统交互作用，可能最后导致左室舒张末期压力（LVEDP）升高以及心源性肺水肿（图3）。
在我们的研究中，通过监测记录吸气相极度下降的食管压来反映自主呼吸周期中胸腔内压的变化。胸腔内压的下降，常常增加全身静脉回流压力梯度、右室的前负荷、中心血容量和左室前负荷。同时也降低左室射血压力梯度从而增加了左室后负荷。
在我们的研究中，肾上腺素能张力的增加，是以SBT期间血清儿茶酚胺水平的上升来记录的。从机械通气转换到自主呼吸过程中，情绪紧张的出现可能与此有关。这现象可导致静脉血从非张力性容积向张力性容积重新分布，进而增加了全身静脉压力梯度和右室前负荷，所有这些机制都有助于中心血容量和左室前负荷的增加。此外，增加的肾上腺素能张力也会升高动脉收缩压和增加心率，这在我们的患者中已有记录。升高的动脉收缩压增加了左室后负荷，心肌需氧量也增加，通过双乘积（心率×动脉收缩压）得以体现，这是反映心肌需氧量的公认指标。
在我们的研究中，尽管在脱机期间呼吸功的增加没有记录，但它很有可能会发生，因为SBT的失败往往伴随着呼吸窘迫，胸腔内压明显的波动，以及全身氧耗的增加。呼吸努力的增加可导致心脏做功及心肌需氧量的增加。
由于左室前负荷（图4）和/或左室顺应性（图5）的下降和/或左室后负荷的增加，使得脱机期间会发生左室充盈压的升高。在原有冠状动脉疾病、充血性心衰或COPD的患者中，这些现象被放大，原因如下：在原有冠状动脉疾病的患者中，因为心肌需氧量的明显增加，将会发生心肌缺血，正如我们的研究中所见到的双乘积明显升高。值得注意的是，在我们所研究的15例患者中，有3例有左室壁运动异常的核素成像证据，在机械通气期间表现异常，在自主呼吸时恶化。这强烈提示在这些患者中，出现了局部心肌缺血。心肌缺血是引起左室顺应性下降的潜在原因，其结果就是导致左室充盈压的升高。有趣的是，除了上面提到的第一例患者外，在入组该研究的患者中，以及在过去25年以来，我们治疗过的数以千计的患者中，均没有患者在脱机期间再出现心肌梗塞如此戏剧性的效果。我们是如此幸运碰到了这例如此极端的病例，促使我们进行了该项试验性研究。
在充血性心衰的患者中，左室舒张末期容积（LVEDV）较正常要大，由于左室舒张功能曲线坐标系的曲线形状，在这类患者中左室舒张末期容积的进一步增加是继发于静脉回流的增加和/或左室后负荷的增加，与左室舒张末期容积正常的患者相比可导致左室充盈压明显大幅上升（图4）。
在COPD患者中，由于气道阻塞，患者需要巨大的负压才能产生足够的潮气量。这样导致脱机期间，明显的胸腔内负压影响全身静脉血回流和左室后负荷。因为低氧血症和/或高碳酸血症的发生发展，全身静脉回流也可能增加。气道阻塞也是呼吸功大幅增加的原因，对于有冠状动脉疾病的患者，呼吸功增加后伴随而来的是其固有的心肌缺血的风险。此外，对于COPD患者来说，因为低氧血症、高碳酸血症和内源性PEEP的加重，脱机期间可能会发生右室后负荷增加。连同一起增加的还有全身静脉回流，这可能导致右室明显的扩张，再通过心室间的交互作机制妨碍左室的舒张期充盈，另一个影响因素是左室充盈压上升。众所周知，同时有COPD和左室疾病的患者，在脱机期间发生急性左心功能不全和心源性肺水肿的可能性更大。
Lemaire教授的文章中主要亮点在于他们是第一次指出心源性肺水肿是困难脱机患者脱机失败的主要原因。另一个亮点是对这现象可能的潜在机制进行了讨论，因为在该研究中，对心腔容量和压力同时都进行了测量。就像先前提到的，该研究已经得到了论理委员会及其审查者严格按照当时的论理规则审查后批准。随着时代的进步，我们不知道这样的研究如今是否还能通过审查。虽然如此，如果当时这项研究未能进行，这将是一大憾事，因为它很重要，不仅是在对概念的理解上，而且对在许多机械通气患者中遇到的重要问题也提供有用的实际解决方案。
抛开它的亮点，必须要考虑到的是我们的研究是在20世纪80年代这样的背景下进行的。第一，像COPD、冠状动脉疾病和充血性心衰在药物治疗、急性和慢性管理处置上与当前临床实际上均有明显的不同。第二，除了当时在心肺领域有研究的专家外，对合并有COPD和左心疾病的情况下潜在有害的心肺交互作用，与现在相比，知之者甚少。第三，使用气管插管和机械通气在20世纪80年代是常规。如今，无创机械通气（NIV）已被优先地用于心源性肺水肿或AECOPD。因此，Lemaire教授的研究中，大部分患者从NIV中获益，这已经在2014年得到了公认。如果是已经插管的患者，他们将在拔管后从NIV中获益。通过上述机制的对立角度来看，NIV可改善COPD急性加重期间患者的心功能，特别是伴有左心疾病的患者。NIV增加胸腔内压，减轻低氧血症、高碳酸血症和呼吸功。第四，在20世纪80年代有创机械通气时通常给予深度镇静及肌松剂处理。而现行策略是主张浅镇静，带来的是机械通气时间的减少。这种方法是否也降低了脱机诱导肺水肿的发生仍然未知。
最后，由于纳入的患者人数较少以及当时所用的评估心血管的技术不适用于详尽分析潜在的机制，还有若干问题在我们的研究中并不能回答。然而，该文章却引发了诸多临床研究，试图去分析这些潜在的机制，并创造出更新的无创技术去监测心源性的脱机失败以及确定使脱机能够成功的特效治疗。
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编辑：蓝雨
