超聲量化膈肌收縮速度在判斷機械通氣撤機中的價值

王三強，陳 斌，沈 燕

復旦大學附屬中山醫院急診科，上海 200032

機械通氣是重癥監護病房(intensive care unit,ICU)重要的生命支持手段之一，臨床上大約40%的ICU患者需要接受機械通氣治療[1]。撤機過程是機械通氣的重要部分，有研究顯示，大約20%～25%的機械通氣患者會發生撤機困難[2-3]。撤機困難延長了機械通氣時間和ICU住院時間，增加了重癥患者的死亡率和醫療費用。臨床上1%～5%的患者存在反復撤機失敗，產生呼吸機依賴[4]。撤機困難與通氣量不足、呼吸肌疲勞、呼吸做功增加等有關[2,5]。膈肌是呼吸的主要驅動力，膈肌功能下降直接影響呼吸功能，與機械通氣時間延長和撤機失敗有關[6]。機械通氣導致的膈肌收縮能力下降稱為呼吸機相關性膈肌功能障礙。有研究發現，采用超聲對膈肌厚度進行監測，可以預測機械通氣患者的撤機結局[7-8]，但是既往關于膈肌收縮速度預測撤機結局的報道較少。因此，本研究在患者自主呼吸狀態下，采用超聲彩色多普勒診斷儀檢測膈肌收縮速度，探討了其預測機械通氣撤機的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2016年7月至2019年2月復旦大學附屬中山醫院急診醫學科的94例需要有創機械通氣的患者。納入標準：(1)年齡≥18歲；(2)各種原因(如肺部感染、膿毒癥、休克等)所致的急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)、心肺復蘇術后；(3)符合自主呼吸試驗的撤機標準[2]：原發病好轉；(4)PaO2/FiO2≥200 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，PEEP≤5 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)；PaO2≥60 mmHg并且FiO2≤40%～50%；pH≥7.25；(5)不需要血管活性藥物治療，或者只需要小劑量血管活性藥物，如多巴胺；(6)有自主呼吸且有咳嗽反射。排除標準：(1)外傷、外科術后相關及氣管切開；(2)藥物中毒；(3)經鼻氣管插管；(4)既往有膈肌麻痹、氣胸、頸髓損傷等病史。

94例住院患者中，ARDS患者61例，心肺復蘇術后患者33例。脫機72 h內存活，并在72 h內未再次氣管插管或氣管切開患者納入撤機成功組(n=73)；脫機72 h內死亡，或在72 h內行再次氣管插管或氣管切開患者納入撤機失敗組(n=21)。本研究為觀察性研究。

1.2 超聲檢測方法 采用Aplio500超聲彩色多普勒診斷儀(日本東芝)在患者自主呼吸狀態下進行檢測，機械通氣的患者需要暫時斷開呼吸機，給予人工鼻轉接氣管插管吸氧。取患者平臥位，用3.5 MHz探頭進行腹部探查。以雙側腋前線為探查窗口，將肝脾作為測量膈肌的聲窗，超聲波結束方向應該指向膈頂，角度≥70°。用二維超聲挑選探測線，隨后用M模式沿著探測線進行解剖結構運動展示。正常情況下，吸氣時膈肌運動靠近尾部，正常呼氣時靠近頭部。自主呼吸第0 min、5 min、30 min檢測膈肌位移、吸氣時間，然后計算膈肌收縮速度。每側膈肌測量3次，取平均值。每次檢測時間不超過5 min。膈肌位移低于10 mm或者出現矛盾運動，視為膈肌功能障礙[9]。

1.3 統計學處理 采用SPSS 19.0進行統計分析，計量資料用獨立樣本t檢驗或重復測量方差分析(兩兩比較用LSD-t檢驗)；計數資料用卡方(χ2)檢驗；繪制ROC曲線分析膈肌收縮速度指導機械通氣撤機的價值，計算ROC曲線下面積(area under curve,AUC)，檢驗水準(α)為0.05。

2 結 果

2.1 一般資料的比較 結果(表1)表明：撤機失敗組機械通氣時間、ICU留治時間和住院總時間均高于撤機成功組，差異有統計學意義(P<0.05)。兩組年齡、性別和機械通氣原因的比較差異無統計學意義。

2.2 兩組患者膈肌功能情況比較 結果(表2)表明：撤機失敗組膈肌功能障礙19例，占90.48%，撤機成功組膈肌功能障礙41例，占56.16%，組間差異有統計學意義(P<0.05)。

表1 兩組患者一般資料的比較

表2 撤機成功組和撤機失敗組膈肌功能情況比較 n(%)

2.3 兩組患者膈肌收縮速度比較 結果(表3)表明：隨著自主呼吸試驗時間延長，撤機成功組和撤機失敗組的膈肌收縮速度均有所升高(F=3.935；F=4.220，P<0.05)。撤機成功組在自主呼吸第5 min和30 min時膈肌收縮速度均低于撤機失敗組，組間差異有統計學意義(P<0.05)。

表3 兩組患者膈肌收縮速度比較

*P<0.05,**P<0.001與撤機成功組相比

2.4 膈肌收縮速度預測機械通氣撤機成功的價值 結果(表4)表明：自主呼吸第0 min和5 min時，膈肌收縮速度預測撤機成功的AUC分別為0.469和0.501。第30 min時預測價值最高，AUC為0.791，靈敏度和特異度分別達75.32%和69.37%(P<0.05)。

表4 膈肌收縮速度預測機械通氣撤機的價值

3 討 論

機械通氣是ICU常用的一種生命支持手段，隨著機械通氣時間延長，呼吸機相關并發癥的發生率會明顯增加[10-11]。因此在治療原發病的同時，應該早期撤機，以減少相關并發癥。自主呼吸試驗是臨床上撤機前的常規檢查，用于判斷能否成功撤機拔管[12]。有研究[13]發現，對于左室舒張功能異常的患者，自主呼吸試驗判斷撤機時機的價值較低。近年來，隨著超聲技術的發展，超聲可以用來評估撤機過程中心、肺、胸膜、膈肌的狀態及變化情況，這為撤機時機的評估提供了臨床依據。

膈肌是人體最重要的呼吸肌，其功能障礙可增加呼吸機相關并發癥并延長機械通氣時間。既往研究證實，機械通氣會影響膈肌功能，通氣12～18 h可導致膈肌收縮功能障礙[14]。膈肌在自主呼吸中發揮重要作用，膈肌無力是撤機失敗的重要因素。由此可見，監測膈肌功能對預測撤機是否成功有重要意義。在本研究中，撤機失敗組膈肌功能障礙19例，占90.48%，撤機成功組膈肌功能障礙41例，占56.16%，說明膈肌功能障礙的患者存在較高的撤機失敗風險。

既往關于膈肌超聲預測撤機時機的報道已有不少，劉麗霞等[15]發現，撤機成功組平均膈肌位移為(1.57±0.52)cm/s，明顯高于撤機失敗組(0.83±0.53)cm/s，膈肌位移預測呼吸衰竭患者撤機成功的靈敏度和特異度分別達到89.2%和75.0%。竇志敏等[16]用超聲檢測了膈肌活動度，并計算了膈肌淺快呼吸指數(D-RBSI)，發現D-RBSI預測慢性阻塞性肺疾病患者撤機失敗的敏感度和特異度分別為82%和81%。既往關于膈肌收縮速度預測撤機結局的報道少有。本研究采用M型超聲檢測了膈肌收縮速度，與傳統二維超聲相比，M型超聲可以更好地反映膈肌收縮功能[17]。本研究結果顯示，隨著自主呼吸試驗時間延長，患者的膈肌收縮速度有所升高，并且撤機成功組在自主呼吸第5 min和30 min時膈肌收縮速度均低于撤機失敗組。采用ROC曲線法，本研究發現自主呼吸試驗第30 min時，膈肌收縮速度(≤1.57 cm/s)預測機械通氣撤機成功的價值最高，靈敏度和特異度分別達到75.32%和80.37%，AUC為0.791。結果表明膈肌收縮速度的預測價值較高。

本研究的局限性為：(1)本研究僅分析了膈肌運動速度，并未檢測膈肌厚度等指標，二者聯合是否會提高預測價值需要進一步分析；(2)由于樣本量較小，并未對呼吸衰竭和心肺復蘇術后患者進行分層分析；(3)未直接比較膈肌超聲與自主呼吸功能試驗的預測價值。

綜上所述，超聲檢測膈肌功能較為簡便，自主呼吸試驗第30 min時，以膈肌收縮速度小于或等于1.57 cm/s為臨界值時預測撤機成功的價值較高。