超聲測量膈肌運動診斷慢性阻塞性肺疾病

馬 瑛，葉 熊，胡利華，馬 媛，陳 明

(1.上海健康醫學院附屬周浦醫院超聲診斷科，上海 201318；2.上海健康醫學院臨床醫學院，上海 201318；3.同濟大學附屬上海市東方醫院超聲功能科，上海 200120)

圖1 超聲檢查膈肌運動，取樣線與膈肌垂直，記錄膈肌運動時間及運動幅度 A.平靜呼吸狀態； B.深呼吸狀態

膈肌是最主要的呼吸肌，其功能占所有呼吸肌的65%～70%[1-2]。臨床上鑒別呼吸困難的原因及有創機械通氣撤機前均需評估患者膈肌的功能與狀況[3]，測量跨膈壓、肌電圖、X線透視、動態CT及MR等是主要的評價方法[4]，但均存在局限性。M型超聲能顯示組織器官的運動情況，且操作簡便，無輻射。本研究采用M型超聲觀察并評估慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease， COPD)患者與健康志愿者膈肌的運動情況，探討超聲診斷COPD的效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2015年3月—2016年11月于我院就診的穩定期COPD患者68例(COPD組)，男40例，女28例，年齡35～64歲，平均(52.2±9.7)歲，診斷標準為WHO發布的《COPD全球倡議指南》[5]。選取同期身高、體質量和年齡匹配的近期無呼吸系統疾病的健康志愿者68名為對照組，男38名，女30名，年齡34～65歲，平均(50.3±9.0)歲。所有研究對象均無胸廓畸形、胸腹腔手術史，未使用影響肌肉功能的藥物，且排除胸腹腔積液、惡性腫瘤、代謝性疾病等。本研究獲得本院倫理委員會的審核，所有受檢者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法

1.2.1 超聲檢查 采用Philips Epiq 7C型彩色多普勒超聲診斷儀，xMATRIX矩陣探頭，頻率3.5～5.0 MHz。受檢者取平臥位，自主呼吸，先以二維超聲對膈肌進行整體掃查，評估圖像質量。確定劍突下第一肝門、第二肝門及右肋間葉間裂對應的右側膈肌頂部的位置，固定灰階深度為20 cm，若深呼吸時圖像移動較大，目標丟失，則增加圖像深度，取樣線與膈肌保持垂直。切換至B/M模式，待患者平穩呼吸后指導患者深呼吸，頻率為20 s呼吸5次，吸氣與呼氣時間盡量相等。分別在平靜及深呼吸狀態下各取3個切面掃查，從吸氣相開始采集20 s，取同一圖像上2個吸氣相膈肌運動幅度最大處，記錄膈肌運動幅度和運動時間(圖1)。所有操作由2名高年資超聲科醫師分別獨立完成，取其平均值。

1.2.2 肺功能檢測 采用S-980A Ⅱ型肺功能檢測儀。囑患者平靜呼吸，呼氣末進行最大吸氣后盡力呼氣，記錄第1秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second, FEV1)，再繼續呼氣至最大呼氣狀態，記錄用力肺活量(forced vital capacity, FVC)，重復測量3次，取平均值，計算FEV1/FVC的比值。

1.3 統計學分析 采用SPSS 19.0統計分析軟件。計量資料以±s表示，兩組間膈肌運動幅度及運動時間比較采用兩獨立樣本t檢驗。膈肌的運動幅度與肺功能的相關性采用Pearson相關分析，r<0.4為相關性差，0.4≤r<0.6為相關性中等，r≥0.6為相關性好。繪制ROC曲線評價膈肌運動幅度和運動時間對COPD的診斷效能。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 膈肌運動情況 平靜呼吸時，COPD組雙側膈肌運動幅度均大于對照組(P均<0.05)；深呼吸時，對照組雙側膈肌運動幅度大于COPD組(P均<0.05)；平靜呼吸和深呼吸時，對照組的右側膈肌運動時間大于COPD組(P均<0.05)；見表1、2。

表1 2組平靜呼吸時膈肌運動情況比較(±s)

表1 2組平靜呼吸時膈肌運動情況比較(±s)

組別運動幅度(cm)左側右側運動時間(s)左側右側COPD組1.91±0.721.93±0.781.02±0.331.01±0.42對照組1.59±0.581.45±0.431.13±0.341.17±0.31t值2.8544.444-1.914-2.528P值0.005<0.0010.0580.013

表2 2組深呼吸時膈肌運動情況比較(±s)

表2 2組深呼吸時膈肌運動情況比較(±s)

組別運動幅度(cm)左側右側運動時間(s)左側右側COPD組6.56±1.275.85±1.442.03±0.431.80±0.47對照組8.06±1.787.13±1.391.96±0.492.27±0.51t值-5.657-5.2330.885-5.588P值<0.001<0.0010.378<0.001

2.2 膈肌運動幅度與肺功能的相關性 平靜呼吸時，對照組及COPD組的膈肌運動幅度與FEV1、FEV1/FVC無相關性(P均>0.05)；深呼吸時，對照組與COPD組的膈肌運動幅度與FEV1、FEV1/FVC均呈正相關(P均<0.05)，對照組左側膈肌與COPD組右側膈肌的運動幅度與FEV1相關系數較高(r=0.613、0.639，P均<0.05)。見表3。

表3 深呼吸時膈肌運動幅度與肺功能的相關性

2.3 膈肌運動情況診斷COPD的效能 平靜呼吸時，膈肌運動幅度診斷COPD的ROC曲線下面積(area under curve， AUC)為0.823，最佳診斷界值為1.96 cm，敏感度為52.82%，特異度為98.53%；深呼吸時，AUC、最佳診斷值、敏感度及特異度分別為0.858、5.99 cm、52.94%、100%。平靜呼吸時，膈肌運動時間診斷COPD的AUC為0.620，最佳診斷點為0.73 s，敏感度91.18%，特異度30.88%；深呼吸時，AUC、最佳診斷點、敏感度及特異度分別為0.678、2.04 s、42.65%、86.76%。見圖2。

3 討論

COPD患者為阻塞性呼吸困難，伴呼吸道氣流受限、膈肌疲勞及氣道阻力增加[6-7]，因此COPD患者在平靜呼吸時為獲取更多的空氣以保證肺泡通氣量，需要用力呼吸[8]。本研究結果顯示，平靜呼吸時，COPD組兩側膈肌的運動幅度均大于對照組；深呼吸時，COPD組兩側膈肌的運動幅度均小于對照組，原因為COPD患者長期慢性、進展性、持續性氣流受限，肺閉合容積增大、動態肺順應性降低[9]，致肺泡擴大、回縮障礙及肺組織彈性降低[10]。本研究結果提示無論平靜呼吸還是深呼吸，M型超聲均可通過對膈肌運動幅度的客觀量化判斷膈肌疲勞，以篩查COPD患者。平靜呼吸或深呼吸時，對照組右側膈肌運動時間均大于COPD組(P均<0.05)，而左側差異無統計學意義(P均>0.05)，原因考慮為右側膈肌下的肝臟為實質臟器，而左側膈肌下為空腔臟器胃，對膈肌運動的抵抗力較小。

圖2 膈肌運動幅度及運動時間診斷COPD的ROC曲線

研究[11]表明COPD患者膈肌的運動幅度與膈肌功能密切相關，而膈肌作為最重要的呼吸肌之一，其功能與肺功能有關[12]。FEV1值是最大呼氣第1秒呼出的氣體量，是診斷COPD的常用指標，并可對COPD嚴重程度進行分級。FEV1/FVC主要評估肺通氣功能，當FEV1/FVC≤70%時提示呼吸道氣流受限，可初步判定為阻塞性呼吸困難而非限制性呼吸困難[13]。本研究結果顯示，深呼吸時COPD組和對照組的膈肌運動幅度與FEV1、FEV1/FVC均呈正相關，且對照組左側膈肌及COPD組右側膈肌的運動幅度與肺功能相關性好(r>0.60)，提示可采用M型超聲觀察膈肌的運動幅度間接評估肺功能。

本研究顯示平靜呼吸及深呼吸時，膈肌運動幅度對COPD的診斷效能較好，AUC為0.823、0.858，優于運動時間(AUC分別為0.620和0.678)，提示M型超聲檢測膈肌運動幅度是一個潛在的診斷COPD的指標，可進一步采用大樣本、多中心的研究，探索其可用于臨床的最佳診斷值。

綜上所述，M型超聲具有無創、便捷、經濟、禁忌證少等優點，可通過判斷膈肌運動情況，方便、快捷地評估膈肌疲勞，輔助診斷COPD。

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《中樞神經系統腫瘤磁共振分類診斷》已出版

《中樞神經系統腫瘤磁共振分類診斷》于2014年4月由人民衛生出版社正式出版發行。本書由安徽醫科大學第一附屬醫院院長，安徽醫科大學第四附屬醫院院長，安徽醫科大學第一臨床學院院長、影像系主任余永強主編，中華醫學會放射學分會主任委員馮曉源、中華醫學會放射學分會磁共振組組長盧光明寫序。

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