咳嗽是呼吸系统的重要保护机制,正常的咳嗽反射包括刺激感知、神经传导、中枢处理和反射性咳嗽4个环节,在这些环节的协同作用下,机体产生有效咳嗽,清除气道中的异物和分泌物,确保气道通畅[
对于咳嗽能力受损的机械通气患者,目前主要应对措施是在胸部物理治疗的基础上采用吸痰管手动负压吸引技术,但其在操作过程中舒适性欠佳,并且可能导致疼痛、咯血、肺不张、低氧等并发症的发生,因此,需要一种更为有效且舒适的方法作为补充[
本专家建议由中国病理生理学会危重病医学专业委员会、北京整合医学学会重症医学分会和《机械通气患者临床应用机械吸-呼技术专家建议(2024)》工作组发起,由5位ICU医师组成建议制订工作组,负责建议注册、文献收集和评估、撰写建议初稿、设计德尔菲问卷并实施问卷的发放和回收。由23位重症医学医师、护士和呼吸治疗师组成专家委员会,负责评估专家建议的范围及所涵盖问题的科学性和准确性、讨论并商定推荐意见、完成德尔菲问卷。本专家建议已在国际实践指南注册与透明化平台进行双语注册(注册号:PREPARE-2023CN997)。
本专家建议进行英文和中文文献检索,数据库包括PubMed、Embase、Web of Science、Scopus、谷歌学术、中国知网、万方数据库、中国生物医学文献服务系统(Sinomed);并检索Cochrane Library中已注册但尚未发表的研究。英文检索词:mechanical ventilation/mechanically ventilated、mechanical insufflation-exsufflation/cough assist/assisted coughing/cough-augmentation/mechanical assisted cough;中文检索词:机械通气/呼吸机、机械吸-呼技术/助咳机/咳痰机。检索期限为1990年至2024年3月31日。
原始文献和注册研究的纳入标准:①经人工气道(包括气管插管和气管切开套管)接受机械通气的成人患者;②应用MI-E;③任何论著或透明化注册文献,以共识、指南和信件形式发表的二次文献。排除标准:①非成人患者(年龄<18岁);②以摘要等形式发表的文献。采用混合方法研究评价工具(mixed methods appraisal tool,MMAT)对原始文献进行质量评估[
初步检索获得文献461篇,按照标准初步排除380篇,排除重复文献5篇,阅读全文后排除30篇,最终纳入46篇文献,包括原始文献37篇〔随机对照试验10篇[
注:MI-E为机械吸-呼技术
应用MMAT评估26项原始临床研究的质量,其中6项研究的总体质量分数为80%,9项为60%,11项为40%(
《机械通气患者临床应用机械吸-呼技术专家建议(2024)》纳入原始临床研究的MMAT质量评估结果
第一作者 | 发表年份(年) | 研究设计类型 | 样本量(例) | 主要研究终点 | 总体质量分数(%) |
---|---|---|---|---|---|
Gonçalves[ |
2012 | 随机对照试验 | 75 | 拔管后再插管率 | 60 |
蒋玉兰[ |
2017 | 随机对照试验 | 54 | 拔管后再插管率 | 40 |
Ferreira de Camillis[ |
2018 | 随机对照试验 | 180 | 痰液清除量 | 80 |
蔡毅峰[ |
2019 | 随机对照试验 | 60 | 时间(抗菌药物、ICU、机械通气) | 40 |
赵静[ |
2020 | 随机对照试验 | 40 | 肺部感染发生率 | 60 |
Martínez-Alejos[ |
2021 | 随机对照试验 | 49 | 痰液清除量 | 80 |
Wibart[ |
2023 | 随机对照试验 | 122 | 拔管后呼吸衰竭发生率 | 80 |
Kubota[ |
2024 | 随机对照试验 | 48 | 28 d无呼吸机支持天数 | 80 |
Sánchez-García[ |
2024 | 随机对照试验 | 120 | 不良事件发生率 | 80 |
Be'eri[ |
2024 | 随机对照试验 | 120 | 氧合指数 | 80 |
Sancho[ |
2003 | 交叉对照试验 | 6 | 氧合指数 | 40 |
Coutinho[ |
2018 | 交叉对照试验 | 43 | 痰液清除量 | 60 |
Nunes[ |
2019 | 交叉对照试验 | 16 | 呼吸力学和痰液清除量 | 60 |
Shah[ |
2024 | 交叉对照试验 | 29 | 肺复张情况 | 40 |
Garstang[ |
2000 | 队列研究 | 18 | MI-E使用满意度 | 40 |
Bach[ |
2010 | 队列研究 | 157 | 撤机成功率 | 60 |
Bach[ |
2015 | 队列研究 | 98 | 撤机成功率 | 60 |
Sánchez-García[ |
2018 | 队列研究 | 13 | 呼吸循环指标 | 60 |
Kikuchi[ |
2019 | 队列研究 | 34 | 肺功能指标 | 60 |
Kuroiwa[ |
2021 | 队列研究 | 30 | 呼吸机相关性肺炎发生率 | 40 |
Bach[ |
1993 | 病例报告 | 8 | 拔管后呼吸衰竭 | 40 |
Apps[ |
2022 | 病例报告 | 1 | MI-E在俯卧位中的可行性及有效性 | 60 |
Nonoyama[ |
2022 | 病例报告 | 1 | 痰液清除量 | 40 |
Pascoal[ |
2022 | 病例报告 | 1 | 撤机成功率 | 40 |
Kuroiwa[ |
2023 | 病例报告 | 1 | 心血管不良事件 | 40 |
Nishida[ |
2023 | 病例报告 | 1 | 撤机成功率 | 40 |
注:MMAT为混合方法研究评价工具,ICU为重症监护病房,MI-E为机械吸-呼技术
以上述循证医学证据为基础,进行专家建议初稿的撰写并形成问卷。问卷中针对每条推荐意见,采用Likert 5级评分量表(从1分非常不同意到5分非常同意)和自由填写意见的方式表达建议度[
MI-E又称机械咳嗽辅助技术,是气道廓清技术之一。当患者处于吸气相时,MI-E施加正压气流进入气道,促使肺膨胀;当患者处于呼气相时,MI-E立即施加负压以产生较高的呼气流速,吸呼之间形成快速的正负压交替,在外部气道和肺泡间产生较高的呼气压力梯度和呼气峰流速(peak expiratory flow,PEF),使远端气道或肺泡分泌物松动,并向外部气道方向移动,起到廓清气道和清除分泌物的效果[
气道廓清障碍的主要原因包括黏液流变学特性改变、纤毛清除黏液能力减弱以及咳嗽能力下降。MI-E产生的呼气气流经过气道分泌物时,可以在其表面产生剪切力,且剪切力随着PEF的增加而增加;当剪切力超过气道分泌物的表面张力时,附着在气管壁上的分泌物将松动,并随着气流呼出气道。部分MI-E还实现了气道内振荡技术,通过施加一定频率的振荡气流降低痰液黏性,促进痰液排出。因此,MI-E主要通过模拟或增强咳嗽来清除气道分泌物,属于近端气道廓清技术[
传统的MI-E通过模拟肺膨胀机制以达到有效排痰的目的,在治疗过程中需要设置吸气正压及吸气时间等吸气参数,但这种MI-E无法用于以吸气相为主的机械通气模式,如控制/辅助通气模式和同步间歇指令通气模式。因此,在应用过程中需中断机械通气,早期的MI-E研究也多是针对无需间断通气的NMD患者或家庭使用,以预防痰液潴留导致的呼吸系统并发症[
新一代MI-E,也称在线(in-line)MI-E,实现了管路与呼吸机管路的并联工作方式(
MI-E通过增强咳嗽进而促进呼吸道通畅,是一种有效且安全的技术。早在1993年,Bach[
临床研究显示,对于机械通气患者,MI-E吸气相正压的使用以及气道分泌物的清除能够改善患者的呼吸力学参数和氧合状况。Ferreira de Camillis等[
提高机械通气脱机成功率和降低再插管风险是MI-E临床研究的一个重要领域。Bach等[
总体而言,MI-E的临床研究质量较低[
使用MI-E的过程中,气道压力的瞬间升高可能引起一系列不良后果。因此,在临床应用MI-E前,首先应排除禁忌证。现有研究和专家意见提示,对于既往或目前存在大泡性肺气肿、未经引流的气胸或气胸高危人群、纵隔气肿、近期气压伤、气管食管瘘、血流动力学不稳定、颅内压增高、可疑或存在活动性咯血、鼓膜破裂的患者,禁用MI-E[
作为常规胸部物理治疗的补充手段,MI-E在使用前应对患者的咳嗽能力进行评估,以确定是否采用该技术。
咳嗽声音的强度是评估咳嗽能力的一项定性指标,可以判断患者是否有足够的力量清除气道分泌物。咳嗽能力的定量评估指标包括CPF、用力肺活量(forced vital capacity,FVC)、第1秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second,FEV1)/FVC比值、最大吸气压、最大呼气压和咳嗽评分(针对人工气道患者)。咳嗽能力评估的主要方法和参考指标见
咳嗽能力评估方法
指标 | 内容和判断标准 |
---|---|
咳嗽评分[ |
咳嗽评分中0~2分的患者归为咳嗽力度弱,需进行气道廓清;3~5分归为咳嗽力度强。 |
白卡试验[ |
用一张白纸放在距气管插管开口约1~2 cm处,鼓励患者咳嗽,重复3~4次,如果分泌物喷到卡片上即为阳性。阴性患者提示咳嗽能力较差、拔管失败的可能性较大,但预测价值低于CPF。 |
肺功能指标[ |
以FVC、FEV1/FVC等肺功能指标为代表。当FVC小于50%预计肺活量时,提示重症患者咳嗽及气道廓清能力下降。 |
气道压力指标[ |
无人工气道患者,最大呼气压<60 cmH2O,提示患者无效咳嗽;有人工气道患者,最大呼气压<40 cmH2O,存在气道廓清障碍。但最大吸气压和最大呼气压个体差异较大。 |
CPF [ |
当CPF<160 L/min时,MI-E可作为咳嗽增强技术应用于重症患者。 |
超声评估 | |
腹横肌超声[ |
腹横肌厚度与CPF相关性较好,但个体差异较大,暂无正常参考值范围。 |
膈肌超声[ |
平静呼吸下右侧膈肌移动度<1.4 cm,可预测患者撤机成功率较低。咳嗽状态下膈肌移动度与CPF之间存在显著的相关性且可预测CPF;CPF预测值=膈肌移动度(cm)×38.3 +年龄(岁)×4.42 +身高(cm)×0.796 +性别(男性=1,女性=0)×119-112。 |
注:CPF为咳嗽峰流速,FVC为用力肺活量,FEV1为第1秒用力呼气容积,MI-E为机械吸-呼技术;1 cmH2O≈0.098 kPa
目前最简单的定量评估咳嗽功能的指标为CPF,即在咳嗽过程中的最大呼气流速。已有研究证实,CPF对健康志愿者、神经系统疾病和机械通气患者的咳嗽能力及痰液清除能力具有良好的评估效果[
CPF的正常参考值范围在不同患者群体中有明显差异。在大于12岁的人群中,CPF需大于360 L/min[
气道廓清障碍的发生部位也是决定是否应用MI-E的重要因素。气道分泌物从外周气道转移到主气道,进而排出体外,应分别采用外周和近端气道廓清技术[
在MI-E实施和参数调节过程中应监测患者对治疗的反应。
MI-E施加额外的气道正负压力,且流速较高。因此,在使用过程中需严密监测患者的生命体征,如心率、血压、脉搏血氧饱和度等;严密观察患者的意识、面色、咳嗽、咳痰情况,以及有无胸闷、支气管痉挛、呼吸困难和恶心、呕吐等不良反应。
听诊主气道可以间接反映气道情况。对于无人工气道的患者,在MI-E治疗过程中的吸呼气阶段未听到主气道气流的吸入和呼出,提示在吸呼气阶段可能出现了上气道关闭。对于带有人工气道的患者,听诊也应作为常规监测项目,通常可提示MI-E参数设置是否合适。同时,观察患者胸腹运动度也应列为常规监测项目[
有研究者建议通过压力及流速曲线的变化来判断MI-E的治疗效果[
MI-E的参数设置包括吸气/呼气压力、吸气/呼气时间、吸气暂停时间等。理论上讲,在使用MI-E时需要设置足够的吸气/呼气压力才能产生有效的CPF,达到清除分泌物的作用。但是不同的患者类型、不同的病理生理学改变、以及不同的治疗目的,所需要的MI-E参数设置不同[
值得注意的是,MI-E最佳参数设置目前仍存在分歧。多数研究采用固定的吸气和呼气压力,一般设置为+40 cmH2O和-40 cmH2O[
注:MI-E为机械吸-呼技术,CPF为咳嗽峰流速;1 cmH2O≈0.098 kPa
对于吸气压力,初始设置应从低压力开始,以保证患者耐受治疗。如患者未接受机械通气,建议初始压力设置为15 cmH2O;而对于正在接受机械通气的患者,MI-E的初始吸气压力设置为呼吸机提供的吸气压力+5 cmH2O。观察患者胸腹呼吸运动、潮气量和主气道呼吸音,若未达到满意效果,则以5 cmH2O递增,最大吸气压力设置不应超过40 cmH2O。对于呼气压力,初始设置值为吸气压力+5 cmH2O所得值的负值,例如吸气压力设置为15 cmH2O,则初始呼气压力则设置为-20 cmH2O。观察患者咳嗽的声音、气道内是否有痰液排出和主气道呼吸音,如果这3项指标无明显改善,则需要监测CPF,并在现有呼气压力的基础上增加5 cmH2O(负值),直至指标改善。在时间设置方面,如患者未接受机械通气,建议初始吸气、呼气及暂停时间均设置为1 s;对于正在接受机械通气的患者,初始吸气、呼气时间设置为呼吸机的吸气、呼气时间+0.5 s,暂停时间设置为1 s。评估患者是否有足够的吸气时间完成肺的通气及换气,以及呼气时间是否能够产生有效的CPF,或者PEF以及暂停时间是否影响患者的下一次吸气。如无法满足以上评估指标,则进一步调整吸气、呼气及暂停时间,直至患者满意。
MI-E的早期临床研究主要针对NMD患者[
临床选择应用MI-E较多的场景是辅助机械通气患者脱机拔管,降低复插率[
注:MI-E为机械吸-呼技术,PEF为呼气峰流速,SBT为自主呼吸试验,CPF为咳嗽峰流速
需要指出的是,MI-E属于近端气道廓清技术,与外周气道廓清技术联合应用,理论上能够更好地清除气道分泌物。多项研究对MI-E与传统气道廓清技术(如胸部物理疗法、呼吸肌肉锻炼和呼气胸腔按压等)的协同效应进行了探讨,也着重关注了不同气道廓清技术之间的互补性及综合治疗策略的重要性[
近年来,随着MI-E相关文章的发表[
《机械通气患者临床应用机械吸-呼技术专家建议(2024》)推荐意见汇总
序号 | 推荐意见 | 建议度a | |
---|---|---|---|
评分〔分, |
4~5分占比(%) | ||
推荐意见1 | 对于接受有创机械通气患者,在常规胸部物理治疗的基础上,MI-E尤其是在线MI-E,为气道廓清治疗提供了一种新的补充手段。 | 5.0(4.0,5.0) | 95.7 |
推荐意见2 | MI-E能够促进机械通气患者气道黏液清除,改善呼吸力学和氧合状况。 | 5.0(4.0,5.0) | 91.3 |
推荐意见3 | MI-E在机械通气患者临床获益方面的研究较少,质量较低,应进一步加强该领域的临床研究。 | 5.0(4.0,5.0) | 95.7 |
推荐意见4 | MI-E使用前应严格把握禁忌证。 | 5.0(5.0,5.0) | 95.7 |
推荐意见5 | MI-E使用前应进行咳嗽能力评估。 | 5.0(4.0,5.0) | 91.3 |
推荐意见6 | CPF是咳嗽能力定量评估的简便手段。 | 5.0(4.0,5.0) | 91.3 |
推荐意见7 | 分泌物主要位于主气道,且CPF<160 L/min可能作为启动MI-E治疗的参考标准。 | 4.0(4.0,5.0) | 91.3 |
推荐意见8 | MI-E使用过程中,严密监测患者生命体征是保证安全实施的关键。 | 5.0(5.0,5.0) | 91.3 |
推荐意见9 | MI-E实施过程中,应根据气道听诊、胸腹部运动情况、痰液引流情况以及压力和流速波形监测手段评估患者反应与治疗效果。 | 5.0(4.0,5.0) | 95.7 |
推荐意见10 | 对于机械通气患者,建议MI-E初始参数设置为:吸气压力为呼吸机提供的吸气压力+5 cmH2O;呼气压力为吸气压力加5 cmH2O的负值;吸气、呼气时间设置为呼吸机的吸气、呼气时间+0.5 s,暂停时间设置为1 s。并根据气道听诊、胸腹部运动情况、痰液引流情况和压力及流速波形监测调节参数设置。 | 4.0(4.0,5.0) | 91.3 |
推荐意见11 | ICU机械通气患者的气道廓清应采用综合手段,MI-E是清除主气道分泌物的有效措施。 | 5.0(4.0,5.0) | 95.7 |
推荐意见12 | MI-E应由经过培训的呼吸治疗师、康复师或具有经验的护士在医生指导下进行。 | 5.0(4.0,5.0) | 95.7 |
注:MI-E为机械吸-呼技术,CPF为咳嗽峰流速,ICU为重症监护病房;a建议度以Likert 5级评分量表评分的中位数(四分位数)〔