機械通氣患者早期呼氣末膈肌厚度與預(yù)后的相關(guān)性研究

江意春，劉振密，鐘樟桂，袁豐華，劉曉君，張華東，劉雪燕

重癥醫(yī)學(xué)科（ICU）患者中機械通氣（mechanical ventilation，MV）的比例超過40%，其中25%存在撤機困難，導(dǎo)致撤機延遲，并發(fā)癥增加［1］。膈肌是主要的吸氣肌，占吸氣動力的60%～80%［2］，其功能障礙是導(dǎo)致MV時間延長的一個重要因素。因此，如何監(jiān)測、防治膈肌功能障礙已成為目前研究的熱點。GROSU等［3］發(fā)現(xiàn)膈肌厚度在MV第1周內(nèi)以每天6%速度在下降。同樣，SCHEPENS等［4］也證實膈肌萎縮發(fā)生在MV的早期，可見膈肌功能障礙在MV的早期就已出現(xiàn)，然后早期膈肌萎縮與患者MV的時間及預(yù)后的相關(guān)性如何目前尚不清楚。床邊彩超檢查不僅具有無創(chuàng)、簡便、可重復(fù)性好等特點，還能反復(fù)觀察進行前后對比，尤其適用于重癥MV患者，近年來成為ICU檢測膈肌功能的有效方法，但目前主要集中于對撤機前膈肌功能評估的研究。本研究應(yīng)用床邊彩超觀察MV患者其呼氣末膈肌厚度（diaphragmatic thickness at the end of expiration，DTee）的變化趨勢，探討其與預(yù)后的關(guān)系，從而為早期監(jiān)測和保護膈肌的重要性提供臨床依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2016年1月—2017年9月深圳市人民醫(yī)院ICU收治的MV患者60例。納入標準：MV時間≥5 d；排除標準：（1）既往有氣管插管或氣管切開行MV的病史；（2）年齡＜18歲；（3）神經(jīng)-肌肉相關(guān)疾病；（4）嚴重營養(yǎng)不良。本研究經(jīng)深圳市人民醫(yī)院倫理委員會批準，并獲得患者或家屬同意。

1.2 治療方法 患者均按照常規(guī)進行治療，給予抗感染、抗炎、抑酸、營養(yǎng)支持、臟器功能支持等處理。采用自主呼吸試驗（SBT）評估MV條件，臨床撤機篩查條件為：（1）導(dǎo)致MV的病因好轉(zhuǎn)或被去除；（2）動脈血氧分壓（PaO2）/吸入氧濃度（FiO2）≥150 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）， 呼 氣 末 正 壓（PEEP）≤ 5 cm H2O（1 cm H2O=0.098 kPa），F(xiàn)iO2≤ 40%，pH＞7.25；（3）血流動力學(xué)穩(wěn)定，無心肌血動態(tài)變化，臨床上無明顯低血壓；（4）有自主呼吸能力。若滿足臨床撤機篩查條件，拔除氣管插管。

1.3 觀察指標

本研究意義：

膈肌是呼吸最主要的驅(qū)動力來源，膈肌功能下降會影響呼吸功能，與機械通氣的延長及撤機密切相關(guān)。本研究通過床邊彩超觀察機械通氣患者呼氣末膈肌厚度（DTee）的變化趨勢，證實了DTee隨著機械時間的延長而逐漸下降，從而出現(xiàn)膈肌萎縮，但早期下降速度更為明顯，而膈肌這種早期的萎縮與機械通氣時間及重癥醫(yī)學(xué)科住院時間密切相關(guān)。因此，臨床醫(yī)生需重視早期對膈肌功能監(jiān)測和保護。

1.3.1 一般資料 入院時收集患者性別、年齡、原發(fā)疾病、急性生理與慢性健康狀況評分系統(tǒng)Ⅱ（APACHE Ⅱ）；并抽取靜脈血2 ml，以2 500 r/min的離心速度離心10 min，留取血清，采用羅氏生化檢測儀自動檢測超敏C反應(yīng)蛋白水平；統(tǒng)計患者MV時間及ICU住院時間。1.3.2 測量DTee 超聲測量右側(cè)DTee的可重復(fù)性較左側(cè)高［5］，因此，本研究只測量右側(cè)DTee。患者取頭高30 °仰臥位，于右側(cè)膈肌與胸壁附著點處（右側(cè)腋中線第8～10肋骨附近），采用SonoScape超聲檢查儀測量DTee，6～13 MHz直線探頭，B型超聲模式，探頭垂直胸壁探測膈肌活動。根據(jù)呼吸機流速曲線于呼吸末凍結(jié)圖像后測量DTee，每次測量3個位點計算平均值，連續(xù)進行3個呼吸周期［6］。按照MCCOOL等［7］提出的標準，正常人群的DTee為2.2～2.8 mm，膈肌增厚分數(shù)（DTF）為28%～96%，若DTee≤2 mm且DTF＜20%則提示膈肌萎縮伴功能障礙，本研究設(shè)定DTee≤2 mm為膈肌萎縮。測量患者MV前、MV后5 d及撤機前的DTee，ΔDTee為患者MV后的DTee與MV前的差值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料以（x ±s）表示，采用方差齊性檢驗，組間比較采用t檢驗；DTee、ΔDTee的趨勢分析采用方差分析趨勢檢驗；相關(guān)性檢驗采用Pearson相關(guān)分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 60例患者中，男32例，女28例；年齡45～78歲，平均年齡（63.0±10.2）歲；原發(fā)疾病：肺部感染22例，腹腔感染10例，慢性阻塞性肺疾病急性發(fā)作（AECOPD）10例，胰腺炎8例，血源性感染6例，心力衰竭4例。

2.2 MV患者DTee、ΔDTee的趨勢分析 MV患者的DTee隨MV時間的延長呈下降趨勢（F=108.95，P＜0.001）；其中，第3、4、5天及撤機前的DTee均低于MV前，第4、5天及撤機前的DTee均低于第1天，撤機前的DTee低于第2天，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05，見圖1、表1）。MV患者的ΔDTee隨MV時間的延長呈增長趨勢（F=263.10，P＜0.001），其中，第2、3、4、5天及撤機前的ΔDTee均高于MV前、第1天，撤機前的ΔDTee高于第3天，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05，見表1）。

圖1 MV患者的DTee變化情況Figure 1 DTee in mechanical ventilated patients before and during mechanical ventilation and immediately before weaning from mechanical ventilation

2.3 膈肌萎縮組和膈肌厚度正常組一般資料、MV時間和ICU住院時間比較 根據(jù)第3天的DTee將患者分為膈肌萎縮組（21例）和膈肌厚度正常組（39例）。兩組性別、年齡、APACHE Ⅱ比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；膈肌萎縮組的超敏C反應(yīng)蛋白水平、MV時間、ICU住院時間均高于膈肌厚度正常組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05，見表2）。

2.4 ΔDTee與MV時間的相關(guān)性 第1～3天的ΔDTee與MV時間呈正相關(guān)（r=0.266，P=0.04）。

3 討論

膈肌是主要的呼吸肌，在自主呼吸時發(fā)揮著關(guān)鍵作用，膈肌無力是脫機失敗、MV時間延長的重要因素。MV是ICU搶救呼吸衰竭患者的重要手段，但MV本身會導(dǎo)致膈肌的細胞結(jié)構(gòu)改變和肌力減弱，與撤機困難相關(guān)，亦被稱為呼吸機誘導(dǎo)的膈肌功能障礙（ventilator induced diaphragm dysfunction，VIDD）［8］。HUANG 等［9］發(fā)現(xiàn)持續(xù)2～6 h心胸手術(shù)的患者膈肌會出現(xiàn)VIDD早期的基因改變。HERMANS等［10］觀察了7例長期接受MV且脫機失敗的患者膈肌力量改變的自然病程，發(fā)現(xiàn)膈肌壓力產(chǎn)生的能力在MV通氣后的5～7 d迅速下降，然后下降速率減緩。LEVINE等［11］研究發(fā)現(xiàn)腦死亡行器官捐獻的MV患者，18～69 h MV后膈肌肌纖維普遍萎縮，快肌和慢肌纖維橫截面積分別降低57%和53%。GROSU等［3］采用超聲觀察了MV對膈肌厚度的影響，發(fā)現(xiàn)膈肌厚度以每天6%的速度下降，且以第1周最為明顯。陸志華等［12］發(fā)現(xiàn)長期MV（大于21 d）患者的DTee明顯低于短期MV（小于7 d）的患者。因此，膈肌功能障礙在MV患者早期就已出現(xiàn)，且隨著病程的延長逐漸加重。

本研究共納入60例MV患者，采用床邊彩超觀察其DTee隨MV時間的變化，發(fā)現(xiàn)DTee在MV的早期，特別是前3 d下降速度最為明顯，與SCHEPENS等［4］研究結(jié)果一致，也進一步證實了膈肌功能障礙在MV早期就已出現(xiàn)。導(dǎo)致膈肌功能障礙出現(xiàn)較早的可能原因如下：（1）除了呼吸機使用時間的因素之外，還包括通氣模式、炎性反應(yīng)、糖皮質(zhì)激素、營養(yǎng)不良等也可能有參與作用，而且這些因素均存在于疾病的早期；（2）在MV時，膈肌纖維萎縮速度是肢體萎縮的8倍［13］，膈肌這種特性也加劇了其早期的萎縮。

表1 MV患者不同時間點的DTee和ΔDTee（x±s，mm，n=60）Table 1 DTee and ΔDTee in mechanical ventilated patients before and during mechanical ventilation and immediately before weaning from mechanical ventilation

表2 膈肌厚度正常組和膈肌萎縮組一般資料、MV時間和ICU住院時間比較Table 2 Comparison of baseline characteristics，MV duration and length of stay in ICU between diaphragm atrophy group and normal diaphragm thickness group

由于目前尚未對膈肌早期萎縮和晚期萎縮的時間進行定義，本研究以MV時間3 d為界限（ΔDTee前3 d增加速度明顯，而第4天的ΔDTee與第3天相比無統(tǒng)計意義，提示后期速度減緩），若DTee≤2 mm認為早期膈肌萎縮。進一步分析發(fā)現(xiàn)早期膈肌萎縮患者的MV時間及ICU住院時間均長于早期膈肌厚度正常患者，且預(yù)后較差。同樣，DEMOULE等［14］研究發(fā)現(xiàn)膈肌功能障礙在剛?cè)隝CU的患者中非常普遍，且與膿毒癥和疾病的嚴重性、預(yù)后密切相關(guān)，意味著另一種形式的器官功能障礙。因此，早期監(jiān)測和保護膈肌功能尤為重要。

本研究存在一定的局限性：（1）膈肌的絕對厚度受人體體型影響較大，瘦小體型者的膈肌絕對厚度也相對較小；（2）在膈肌功能障礙發(fā)生早期，其收縮力指標已經(jīng)有下降時，膈肌厚度不一定變薄，因此，膈肌厚度并不是反應(yīng)最佳的敏感指標；（3）本研究納入的患者類型相對較少，而影響膈肌功能的因素較多，可進一步擴大樣本，進行分層分析。

綜上所述，膈肌萎縮在MV早期就已出現(xiàn)，且其嚴重程度與預(yù)后密切相關(guān)。因此，臨床醫(yī)師治療MV時，不能僅關(guān)注于疾病本身的治療，更要對膈肌功能障礙有系統(tǒng)性的認識，加強膈肌功能的評估與調(diào)整，避免膈肌功能早期惡化，導(dǎo)致患者撤機失敗和MV時間延長。

作者貢獻：江意春進行文章的構(gòu)思與設(shè)計，撰寫論文；張華東進行研究的實施與可行性分析；劉振密、劉曉君、張華東進行數(shù)據(jù)收集；鐘樟桂進行數(shù)據(jù)整理；袁豐華進行統(tǒng)計學(xué)處理；劉曉君進行結(jié)果的分析與解釋；劉雪燕進行論文的修訂，對文章整體負責(zé)，監(jiān)督管理；袁豐華負責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校。

本文無利益沖突。