在自主呼吸试验期间通过 fNIRS 测量呼吸困难和大脑皮层激活 (WEANIRS)

该研究不会改变患者管理。 如果负责患者的临床医生决定对患者进行 SBT，则患者将被纳入其中。 SBT 条件将是当前实践中的条件。 用于测量呼吸困难的方法将是我们科室当前实践中使用的方法（D-VAS 和 MV-RDOS）。

1. 所使用的措施和技术类型 呼吸困难的存在将通过对以下至少 2 个问题的积极回答来定义：“您是否感到呼吸急促？”； “你觉得缺空气吗？”； “你呼吸困难吗？”； “你呼吸困难吗？”。 将通过 D-VAS 测量沟通患者的呼吸困难强度。 呼吸困难-VAS 还将定义患有临床显着呼吸困难（“D-VAS”> 3）或非临床显着呼吸困难（D-VAS ≤ 3）的患者。 对所有患者均进行MV-RDOS量表测量呼吸困难，MV-RDOS值≥2.6则强烈怀疑有临床意义的呼吸困难。

   膈外吸气肌（鼻翼和胸骨旁）的表面肌电图将通过自粘表面电极（ECG Electrods，HG91TSG 48x34mm Kendall/Arbo，Covidien，都柏林，爱尔兰）收集。 胸骨旁肌肉的双边记录将通过放置在胸骨附近第二肋间的一对电极进行。 通过在每个鼻孔上放置一个电极来记录鼻翼肌肉。 将使用 Labchart Peak Analysis MLS380/8 模块检索吸气肌活动的电信号，以提取 EMG (RMS-EMG) 的均方根 (RMS)。 吸气 RMS-EMG 信号的该包络将用于计算最大 EMG 振幅 (EMGmax) 及其曲线下面积 (EMGAUC)。 为了最大限度地减少与 ECG 活动相关的伪影，将在 RMS 平均过程之前使用低通滤波器 (50-400 Hz) 对胸骨旁 EMG 信号进行滤波。

   脑电图活动将使用包含 30 个电极的有源电极系统进行测量，该系统根据国际 EEG 10-20 系统定位，参考 FCz（EEG/NIRS 设备，Artinis Medical Systems®，Einsteinweg，荷兰）。 电极的阻抗将保持在 5 kΩ 以下。 信号将以 1000 Hz 的频率进行放大和数字化。

   将使用 27 通道 fNIRS 工具（EEG/NIRS 设备，Artinis Medical Systems®，Einsteinweg，荷兰）评估脑灌注。 该 fNIRS 设备使用两种波长的近红外光（695 和 830 nm）以 10 Hz 的采样率测量氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的相对变化。 发射器和检测器光极相距 3 厘米。 每对发射器和检测器之间的皮质区域称为通道。 从解剖学上讲，这些通道对应于位于皮肤和头皮表面以下 2-3 厘米的皮质区域。 光极放置在前额和头皮上，最低的光极沿着 T4-Fpz-T3 线放置，由 10/20 系统定义。 fNIRS 信号将按照 Schecklmann 等人的描述进行处理。 氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白和总血红蛋白是使用修正的比尔-朗伯定律从光密度得出的。 将应用校正因子来消除运动伪影。 每个通道都会生成平均氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白波形。 感兴趣的区域是运动前皮质区域（辅助运动区域）。

   SBT 失败的定义是以下标准之一出现并持续至少 5 分钟：SpO2 ≤ 90% 或 PaO2 ≤ 50 mmHg，FiO2 ≥ 50%、PaCO2 > 50 mmHg、pH < 7.32、呼吸频率 > 35/分钟，心率 > 140/分钟，收缩压 > 180 mmHg 或 < 90 mmHg。

2. 实验步骤顺序 患者将接受 0 cmH2O 压力支持和 0 cmH2O 呼气末压力的通气脱机测试。 在 SBT 开始前、SBT 期间每 10 分钟和 SBT 结束时，将使用 MV-RDOS 评分对所有患者进行呼吸困难量化，并通过呼吸困难 VAS (D-VAS) 对沟通患者进行量化。 呼吸运动、气道流量、肌电图和心电图将在脱机测试开始前、脱机测试30分钟期间和脱机测试结束后10分钟同时、每10分钟记录一次。
3. 统计分析 将使用连续变量的非参数 Mann-Whitney 检验和分类变量的 Chi2 检验来比较两组临床显着性与非临床显着性呼吸困难的大脑激活指数（HbO2 和 HbR）。 将使用相同的方式比较两个 SBT“成功”组与“失败”组的大脑激活指数。 将使用斯皮尔曼相关系数来检验大脑激活指数与呼吸困难强度之间、大脑激活指数与脑电图之间以及大脑激活指数与表面肌电图之间的相关性。 将通过计算 ROC 曲线下面积来估计脑激活指数和改进的 MV-RDOS 在预测呼吸困难或 SBT 失败方面的表现。 如果 I 类错误的概率“p”≤ 0.05，则观察到的差异将被视为显着。