中华急诊医学杂志  2015, Vol. 25 Issue (3): 334-337
氮末端脑钠肽前体对机械通气撤机的预测价值
李山峰, 吴璟奕, 邹雅茹, 梁惠欣, 童建菁, 叶静, 陆一鸣     
230000 合肥,安徽省立医院急诊内科(李山峰);
200000 上海,上海瑞金医院重症医学科(吴璟奕),急诊内科(邹雅茹、梁惠欣、童建菁、叶静、陆一鸣)
摘要目的 评价氮末端脑钠肽前体(NT-proBNP)水平对机械通气患者撤机结局的预测价值。 方法 回顾性分析2014年1月~2014年12月收治于瑞金医院EICU的机械通气患者42例,统计其病因构成。根据自主呼吸试验(spontaneous breathing trial,SBT)后48 h的撤机结局,将患者分为撤机成功组和撤机失败组。比较两组患者入院时基础NT-proBNP1、SBT前NT-proBNP2、SBT后48 h的NT-proBNP3水平及SBT前72 h液体平衡的差异、并通过绘制受试者工作特征曲线(ROC曲线),分析NT-proBNP2预测撤机失败的截点值。 结果 42例患者中,27例撤机成功,15例失败。两组患者既往心功能不全病史及基础NT-proBNP1水平差异无统计学意义(P=0.121);撤机失败组患者NT-proBNP2及NT-proBNP3水平均大于成功组(P=0.01,0.003);NT-proBNP2预测撤机失败的ROC曲线下面积为 0.862(95%CI:0.753~0.971),其预测撤机失败的截点为715.5 pg/mL,在此截点下敏感度93.3%,特异度74.1%。 结论 患者SBT前的NT-proBNP2水平在预测撤机结局中具有一定参考价值,可作为撤机筛查指标之一。
关键词机械通气     撤机     氮末端脑钠肽前体     自主呼吸试验    
Predictive value of plasma N-terminal-pro-brain natriuretic peptide in weaning patients from mechanical ventilation
Li Shangfeng, Wu Jingyi, Zou Yaru, Liang Huixin, Tong Jianjing, Ye Jing, Lu Yiming     
Emergency Department, Anhui Provincial Hospital, Hefei 230000, China(Li SF); Intensive Care Unit, Ruijin Hospital, Shanghai 200000, China(Wu JY); Emergency Department, Ruijin Hospital, Shanghai 200000, China(Zou YR, Liang HX, Tong JJ, Ye J, Lu YM)
Fund program: National Natural Science Foundation of China(81270433,81000875,81171846,81372099);Key Basic research of Shanghai Science and Technology Committee(13JC1404001)
Corresponding author: Lu Yiming, Email: luyiming@rjh.com.cn
Abstract: Objective To evaluate the predictive value of N-terminal-pro-brain natriuretic peptide(NT-proBNP) in weaning patients from mechanical ventilation(MV). Methods Data of 42 patients supported with MV in intensive care unit (ICU) admitted to the Rui Jin Hospital from January through December in 2014 were retrospectively analyzed,and the causes for MV were recorded. According to the outcomes of weaning from MV after 48 hours, the patients were divided into two groups namely success group and failure group. Comparisons of fluid balance in 72 hours before spontaneous breathing trial (SBT), and comparisons of NT-proBNP1 levels at admission,NT-proBNP2 levels before SBT,NT-proBNP3 levels after 48 hours after SBT between two groups were carried out. And the receiver operating characteristic (ROC) curve for predicting weaning rate was plotted to find the optimal cut-off point of NT-proBNP2. Results In the total of 42 patients, there were 27 cases in success group and 15 cases in failure group. There were not statistically differences of NT-proBNP1 levels between success group and failure group(P=0.121). However, the NT-proBNP2 levels and NT-proBNP3 levels in failure group were significantly higher than those in success group(P=0.01,0.003). The area under curve (AUC) of the ROC curve of NT-proBNP2 levels to predict the failure of weaning was 0.862(95%CI:0.753-0.971). When the optimal cut-off point of NT-proBNP2 was 715.5 pg/mL, the sensitivity and specificity were 93.3% and 74.1%,respectively. Conclusion The NT-proBNP2 levels before SBT have predictive value in weaning rate,and it can be used as one of the screening indicators for weaning.
Key words: Mechanical ventilation     Weaning     N-terminal-pro-brain natriuretic peptide     Spontaneous breathing trial    

机械通气的撤离是ICU医生需要经常面对的问题,对于导致机械通气的病因已经纠正的患者,何时进行撤机是困扰许多临床医生的一大难题。过早撤机可能直接导致撤机失败,有文献报道约15.0%~21.3%满足撤机条件的机械通气患者因拔管失败需要再插管[1, 2]。影响撤机结局的因素众多,其中撤机时心血管系统的负荷变化是影响撤机结局的重要因素[3, 4];NT-proBNP作为心衰标志物近年受到广泛关注,其在诊断心力衰竭、评价心功能储备水平中具有重要价值。本研究通过对撤机成功组和失败组患者的NT-proBNP水平及撤机前的液体平衡情况进行分析,旨在探讨撤机前NT-proBNP水平在撤机中的预测作用。

1 资料与方法 1.1 一般资料

回顾性调查2014年1月至12月上海瑞金医院ICU行机械通气的患者;入院标准:18岁以上成年人,SBT前通过中华医学会重症医学分会《机械通气临床应用指南(2006)》的撤机筛查试验: 导致机械通气的病因好转或被祛除; 氧合指数PaO2/FiO2 ≥150~300 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa); PEEP≤5~8 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa);FiO2≤0.40;pH≥7.25;对于COPD患者:pH>7.30,FiO2 < 0.35,PaO2>50 mmHg; 血流动力学水平,无心肌缺血动态变化,临床上无明显低血压(不需要血管活性药物治疗或只需要小剂量药物,如多巴胺或多巴酚丁胺 < 5~10 μg/(kg·min);有自主呼吸的能力。排除标准:存在急慢性肾功能不全的患者。

1.2 研究方法

所有入选患者在入院时测定基础NT-proBNP1;经治疗达到撤机条件后在测定SBT前NT-proBNP2,随后进行120 min SBT并序贯撤机拔管;成功拔管的患者及拔管失败的患者测定SBT后48 h的NT-proBNP3;所有患者均测定SBT前72 h的液体容量负荷水平(出入量之差);所有NT-proBNP均采用电化学发光双抗体夹心法测定NT-proBNP(试剂为罗氏NT-proBNP免疫测定试剂盒,仪器为Elecsys2010);撤机成功标准:拔除气管插管后48 h内不需要呼吸机辅助通气;失败标准:SBT失败,拔管后48 h内再插管和(或)恢复机械通气。

1.3 统计学方法

采用SPSS 19.0进行数据分析,计量资料采用 Kolmogorov-Smirnov检验确定其连续变量是否符合正态分布,正态分布数据采用均数±标准差(x±s)表示,两组间比较采用成组t检验;非正态分布数据以中位数(四分位数)[M(P < sub>25,P < sub>75)]表示;组间比较采用非参数检验。计数资料以百分比表示,组间比较采用χ2检验;诊断性试验根据不同NT-proBNP浓度的敏感度和特异度绘制受试者工作特征曲线(ROC曲线),计算曲线下面积(AUC)。以P < 0.05为差异具有统计学意义。

2 结果 2.1 两组患者入院时一般情况比较

纳入研究的42例机械通气患者原发病分布情况:急性重症胰腺炎15例;肺部感染合并慢性基础疾病(糖尿病、心力衰竭、帕金森病)9例;外科手术后(消化道穿孔、小肠梗阻)7例;脓毒性休克3例;脑梗死3例;其他5例。42例患者中,男性29例(69.0%),女性13例(31.0%),年龄(61.25±17.28)岁;APACHE Ⅱ评分(17.9±6.5)分。两组患者年龄、性别、既往心功能不全病史、APACHE Ⅱ评分差异均无统计学意义(P>0.05)。见表 1

表 1 两组患者入院时一般情况比较Table 1 Comparison of general data between two groups of patients on admission
指标 撤机成功组 ( n=27) 撤机失败组 ( n=15) P
年龄( x±s,岁) 60.2±17.1 64.9±17.8 0.416
男性(例) 19 10 0.804
既往慢性心脏功能不全史(例) 6 5 0.433
APACHE评分( x±s,分) 18.1±7.6 16.8±5.2 0.527
2.2 两组患者各阶段NT-proBNP及SBT前72 h液体出平衡比较

两组入院时NT-proBNP1差异无统计学意义(P>0.05);成功组SBT前的NT-proBNP2及SBT后48 h的NT-proBNP3均小于失败组,差异具有统计学意义(P < 0.05);撤机成功组SBT前72 h液体平衡明显少于失败组,差异具有统计学意义(P < 0.05),见表 2

表 2 两组患者各阶段NT-proBNP及SBT前72 h液体出入量情况Table 2 Comparison of NT-proBNP levels and fluid balance in 72 hours before SBT
分组 NT-proBNP 1 [ M( P 25P 75),pg/mL] NT-proBNP 2 [ M( P 25P 75),pg/mL] NT-proBNP 3 [ M( P 25P 75),pg/mL] SBT前72 h出入量 ( x±s,mL)
成功组 640(224,4 799) 491(209,818) 300(121,1 232) 324.9±1 645.2
失败组 1 547(780,6 258) 1 373(901,6 438) 2 000(731,8 824) 1 623.1±1 338.9
P 0.121 0.01 0.003 0.013
2.3 ROC曲线

根据总体撤机患者SBT前NT-proBNP2的值绘制预测撤机结局的ROC曲线,AUC为(0.862±0.056),95%CI:0.753~0.971,其预测撤机失败的截点值为NT-proBNP2=715.5 pg/mL,在此截点下敏感度93.3%,特异度74.1%,见图 1

图 1 NT-proBNP2水平预测撤机失败的ROC曲线 Fig 1 ROC curve of predicting weaning outcome with NT-proBNP2
3 讨论

脑钠肽(brain natriuretic peptide,BNP)是来自于利钠肽家族中的一类肽类激素,1988年首先由日本学者Sudoh等在猪脑组织中分离出来而得名。人类的BNP基因位于1号染色体,经转录和翻译后产生初始基因产物,含有134个氨基酸的前BNP前体(pre-proBNP)。该肽的一个26-氨基酸信号肽被去除,形成了一个108-氨基酸激素原——BNP前体(proBNP)。接着,proBNP被蛋白水解酶分解为两部分:无生物学活性的76个氨基酸氨基末端部分NT-proBNP和有生物学活性的32个氨基酸分子BNP。由于清除模式不同,相对于BNP,NT-proBNP半衰期更长,性质更稳定,因此本研究将其作为评价心功能的指标。NT-proBNP主要由左心室分泌,其释放同时受到压力和容量两种因素影响,当左室舒张末期压和左室容积增大时,血浆NT-proBNP水平快速升高。研究表明NT-proBNP在评价心功能不全及其预后,区分心源性和非心源性因素导致的呼吸困难很有价值[5, 6]

撤机引起的心脏负荷改变是导致撤机失败的重要因素。本研究中,撤机失败组患者在SBT前的NT-proBNP2水平显著高于成功组,其中位数高达2 000 pg/mL,表明撤机失败组患者撤机前的心脏负荷水平大于成功组,导致撤机结局存在差异。从对病因构成来看,本组资料中既往明确存在心功能不全的患者占总体病例的26.2%,两组患者心功能不全的发病比例及入院时的NT-proBNP1水平差异无统计学意义。因此,原发的心功能不全并非是造成两组患者撤机结局存在差异的主要原因。

进一步研究发现,撤机失败组患者在SBT前72 h液体出入量水平显著大于成功组,提示撤机失败组患者在撤机前的容量水平大于成功组,这可能是导致患者撤机失败的重要原因。研究证明,液体平衡与撤机结局存在相关性,Upadya等[7]的研究发现相对于正水平衡的患者,撤机前保持负水平衡使患者撤机成功率提高两倍。随后,由Mekontso-Dessap等[8]进行的多中心随机临床对照实验进一步证明依据BNP水平指导液体管理可缩短机械通气时间,提高撤机成功率。他们将机械通气患者随机分为对照组和实验组,对照组采用传统方法对患者进行液体管理;而实验组患者每天监测BNP,根据测得的BNP水平来指导液体管理。当测得BNP>200 pg/mL时,对患者进行限制液体入量和使用利尿剂,直至再次测得的BNP下降到200 pg/mL以下;结果显示实验组较对照组机械通气时间明显缩短。因此,患者容量负荷水平是影响撤机结局的重要因素。

根据近年来提出的心肺交互作用原理[9, 10]:撤机时,患者呼吸力学最基本的变化是胸内压(ITP)从正压转为负压,导致心血管和呼吸系统发生一系列病理生理学改变。胸腔内负压增加一方面导致回心血量增加,心脏前负荷增大,另一方面使主动脉跨壁压增大,左室后负荷增加,心脏需克服增加的负荷维持射血量,使得心脏做功增加。心功能正常的患者可通过强大的代偿能力而迅速适应这种变化,而心功能储备不佳的患者则因失代偿导致心功能进一步恶化,影响撤机结局。因此,撤机可视为一次对心脏的运动负荷试验,心脏能否耐受突然增加的负荷成为影响撤机结局的重要因素。如患者容量负荷增大,此作用更为明显。本研究提示,在原发病好转、血流动力学稳定、自主呼吸能力恢复、呼吸机支持参数达到撤机条件的情况下,过大的容量负荷和低水平的心功能储备可引起撤机时心脏不耐受,导致撤机失败。

因此,SBT前NT-proBNP2值可作为撤机结局的预测指标。为有效评价NT-proBNP对撤机结局的预测价值,本研究根据患者NT-proBNP2值及撤机结局绘制ROC曲线。AUC是ROC曲线分析的主要评价指标,其范围在0.5~1.0之间。当AUC在 0.5~0.7时有较低准确性,AUC在0.7~0.9时有一定准确性,AUC在0.9以上时有较高准确性。本研究中,AUC为0.862,说明NT-proBNP2水平能较准确地预测撤机结局,其最佳截点值为715.5 pg/mL。当NT-proBNP2≥715.5 pg/mL时,其预测撤机失败的敏感度为93.3%,特异度为72.1%。此结果从统计学角度证实了机械通气患者SBT前的NT-proBNP2水平对撤机结局具有一定预测价值,可以作为撤机筛查指标之一。

需要指出的是,引起撤机失败的因素很多;如神经系统,呼吸负荷过重,代谢因素,低氧血症,心理因素等均会对撤机结局产生影响。从本研究证明NT-proBNP水平可以反映心血管方面因素对撤机结局的影响。而对于其他因素引起的撤机失败,NT-proBNP是否同样具有预测价值还需增加样本量及其他临床资料进一步分析。

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