膈肌超聲預測全麻術后拔管結局的臨床應用

曾本翠，伍燕萍，陳 斌

全身麻醉蘇醒期，氣管內導管拔除是臨床麻醉中高風險階段[1]。肌松殘余引起呼吸肌無力、肺通氣功能受損、咳嗽及吞咽等保護性反射減退等，影響全麻術后拔管結局。膈肌是第一個恢復肌力的肌肉，抵抗肌松藥能力最強[2]。膈肌作為主要呼吸肌，產生60~80%潮氣量，其功能障礙可導致術后呼吸并發癥發生。據報道，圍拔管期嚴重呼吸并發癥發生率為4~9%，其中0.06~0.19%需再插管[1]。因此，應選擇能準確評估全麻術后患者膈肌功能的方法。研究表明，膈肌超聲可能成為神經肌肉監測領域的一種床邊綜合工具，用于監測接受神經肌肉阻滯劑外科患者的隱匿性肌松殘余化[3]，以指導全麻術后拔管。本文就膈肌超聲預測全麻術后拔管結局的研究進展進行綜述。

1 臨床常用拔管指標及不足

1.1 臨床征象 以患者清醒后脫機，吸入空氣或40%氧氣，脈搏血氧飽和度（Saturation of Pulse Oxygen，SpO2）維持正常；進行指令性動作等指標指導拔管[4]。臨床麻醉中僅單純依據臨床征象，拔管后發生肌松殘余可能性較大，閆紅珊等人[5]研究證實，盡管拔管后40 min，用力肺活量、1 s用力呼氣容積、最大通氣量僅恢復至術前的（66.1±17.9）%、（61.34±17.1）%和（61.84±17.4）%，顯著低于術前基礎值，提示拔管早期呼吸功能受損。

1.2 神經肌肉監測儀 臨床最常通過四個成串刺激（Train of Four Stimulation，TOF）評估拇內收肌對神經刺激反應以判斷是否存在肌松殘余[6]。但研究發現，四個成串刺激比值（Train of Four Stimulation Ratios，TOFR）>0.9時，某些呼吸指標仍低于基礎值，用力肺活量、1 s用力呼氣容積等指標也未恢復至術前的水平，提示呼吸肌肌力尚未完全恢復[5]。

2 超聲測量膈肌的優勢

超聲具有無創、安全、實時、無電離輻射且可床旁等特點，克服電子計算機斷層掃描（Computed Tomography，CT）、磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）等成像技術存在電離輻射、轉運困難大、成本高等缺點。且超聲能定性定量評價膈肌的形態學和功能學。加之經證實，超聲測量左右膈肌觀察者內重復性分別為96%和94%，觀察者間重復性分別為95%和91%[7]，使其成為膈肌成像的替代方法，用于監測膈肌功能、預測拔管結局[8]。

3 膈肌超聲參數

3.1 膈肌厚度及膈肌厚度恢復率

3.1.1 測量計算方法 受檢者取仰臥位，床頭抬高20~40°，將高頻線性探頭置于右側腋前線，探頭垂直于胸壁8~9肋間，顯示膈肌對合區超聲圖像。B超下，圖像由三層結締組織組成，上下高回聲區為胸膜層和腹膜層，中間混合型回聲區由膈肌和筋膜組成。測量平靜呼氣末和最大吸氣末膈肌厚度，膈肌厚度變化率為吸氣末膈肌厚度與呼氣末膈肌厚度之差與呼氣末膈肌厚度的比值。

3.1.2 臨床應用 研究報道，呼氣末膈肌厚度和膈肌厚度恢復率與TOF值呈正相關，TOF值為75%，膈肌厚度增加明顯；TOF值在90~100%，膈肌厚度增加顯著，提示超聲監測膈肌厚度可作為指導全麻術后拔管的臨床指標[9]。在Govanni等人研究中證實膈肌厚度變化率>36%時，可預測拔管成功[10]。

3.2 膈肌移動度及其相關參數

3.2.1 測量計算方法 受檢者取仰臥位，床頭抬高20~40°，將低頻凸陣超聲探頭置于右腋前線與鎖骨中線間的肋下區域，肝臟作為聲學窗，探頭指向頭部。B超下，以膽囊為參照點，膈肌描記成環繞肝臟的一條粗大高回聲曲線。調整探頭方向，獲得膈肌最大凸度圖像以完成定位。保持超聲波束垂直于右側膈肌后1/3（不小于70°），M型超聲記錄膈肌運動并進行數據測量。正常情況下，膈肌在M模式下顯示為隨呼吸自由運動的高回聲線，該線在時間上呈正弦曲線波形。膈肌移動度（Diaphragmatic Excursion，DE）是回聲線吸氣峰到基線的距離；吸氣時間是從吸氣曲線開始到穿過吸氣峰的假想垂直線的基線距離。近年來，研究者們引入預測撤機的兩個新參數，即膈肌偏移－時間指數（Diaphragm Excursion-Time Index，E-T指數）和膈肌峰值吸氣振幅時間（Time to Peak Inspiratory Amplitude of The Diaphragm，TPIAdia）。E-T指數是膈肌移動度與吸氣時間的乘積，它反映了脫機時膈肌做功承擔的吸氣阻力[11]。TPIAdia是從膈肌收縮開始到膈肌吸氣位移最大振幅所需時間。

3.2.2 臨床應用 （1）膈肌移動度：在生理狀況下，膈肌每下降1 cm，通氣量增加250~300 ml，說明膈肌是肺活量的產生器官，研究證實膈肌移動度與肺活量呈顯著相關（r=0.839）[12]。臨床中應用膈肌移動度反映拔管后患者潮氣量恢復情況以指導拔管時機選擇，在Osman和Hashim實驗中，自主呼吸試驗期時，膈肌移動度小于10 mm，預測拔管失敗的敏感性為83.3%，特異性為100%，受試者工作特征曲線下面積（Area Under the Receiver Operator Characteristic Curve,AUC）為0.83[13]。（2）膈肌 E-T指數 : Palkar等人[11]發現，從輔助呼吸到自主呼吸試驗期過渡時，膈肌承受的機械負荷增加。當通氣功能使膈肌位移保持不變或增加，或延長吸氣時間時，可產生較高的膈肌E-T指數以克服自主呼吸試驗期間增加的機械負荷，增加成功拔管的可能性。他們還發現E-T指數>0.92 cm·s（厘米乘以秒）時，預測脫機成功敏感性是90%，AUC為0.66，研究結果提示自主呼吸試驗期間超聲測量膈肌E-T指數將有助于預測拔管結局。（3）TPIAdia：Theerawit等人[14]研究發現TPIAdia與呼吸淺快指數有很強的相關性，提示TPIAdia和膈肌強度存在一定關系。膈肌強度指膈肌產生力量的能力，膈肌耐力是指膈肌在一段時間內承受力量的能力。一般來說，較長的TPIAdia會增加膈肌移動度。研究數據表明膈肌峰值吸氣振幅時間>0.8 s時，預測脫機成功的敏感度為92%，陽性預測值為89%[14]。

3.3 膈肌淺快呼吸指數 呼吸淺快指數（The Rapid Shallow Breathing Index，RSBI）是臨床上常用預測拔管結果的指標之一，為呼吸頻率（Respiratory Rate，RR）與潮氣量的比值，反映包括膈肌與輔助呼吸肌在內所有呼吸肌功能。健康人膈肌在產生潮氣量中發揮重要作用，膈肌功能障礙時，輔助吸氣肌則發揮代償作用，這會“掩蓋”膈肌功能障礙。研究表明，輔助呼吸肌較膈肌更容易疲勞和虛弱，代償作用不能長期維持足夠的通氣[15]，故RSBI可能提供假陽性的拔管標準，導致拔管失敗發生。于是，研究者提出膈肌淺快呼吸指數（Diaphragmatic Rapid Shallow Breathing Index，D-RSBI），通過膈肌移動度代替潮氣量，即D-RSBI=RR/DE。Abbas等人[16]應用D-RSBI指導慢性阻塞性肺疾病患者脫機結局的研究中證實D-RSBI >1.9 min/ml（分鐘每毫升）時，預測脫機的靈敏度為84.6%，特異度為100%，準確度為96%，說明D-RSBI在評估膈肌功能和預測拔管結果方面的優越性。

4 肌松殘余的危害及膈肌超聲指導全麻術后拔管的優勢及應用

4.1 肌松殘余的危害及超聲膈肌優勢 目前，判斷肌松殘余的金標準是電流刺激尺神經以監測拇內收肌肌力，在TOFR<0.9時認為有肌松殘余[17]。殘余神經肌肉阻滯作用會引起多種術后呼吸并發癥，如低氧血癥、反流誤吸、肺炎、肺不張等。低氧血癥主要與呼吸肌無力，咽喉部肌肉功能障礙有關，造成肺泡有效通氣量不足；咳嗽、吞咽等保護性反射減弱，增加反流誤吸、肺炎、肺不張等呼吸并發癥的發生風險；且肌松殘余患者延長麻醉恢復室（Postanesthesia Care Unit，PACU）的停留時間，降低了PACU的運行效率[18]。通過肌松監測儀判斷肌力恢復情況，確實在一定程度上減少了肌松殘余的發生。但刺激尺神經是有創操作，會引起患者不適影響TOFR值的準確性[19-20]，且因神經檢測儀價格昂貴，在臨床工作中未能普及[17]。在舒適化醫療環境下，強調地不僅是減輕患者因疾病帶來的不適，也要盡可能減少醫療操作給患者帶來的不適。超聲因其無創、實時、便攜等優點成為膈肌成像的替代方法，可用于監測膈肌功能、指導拔管時機選擇、減少呼吸并發癥的發生。Cavayas等人前瞻性選擇期心臟手術，發現吸氣時膈肌最大增厚分數為38.1%時可以最大限度地區分術后是否發生肺部并發癥。在多因素分析中，術前吸氣時膈肌最大增厚低于38.1%可獨立預測術后肺部并發癥。在擇期心臟手術隊列中，這一超聲參數在識別術后肺部并發癥風險較高的患者方面優于常用的衰弱和肌減少癥的方法。研究結果表明術前較低的吸氣時膈肌最大增厚分數有助于識別心臟手術后肺部并發癥風險增加的患者[21]。

4.2 膈肌參數預測術后拔管應用 廖燕凌等人[22]選擇非胸腹部全身麻醉手術患者，超聲監測拔管時、拔管后30 min吸氣末膈肌厚度、呼氣末膈肌厚度，計算膈肌厚度變化率。發現與術前比較，拔管時膈肌厚度變化 率差異有統計學意義；與拔管時比較，拔管后30 min膈肌厚度變化率差異有統計學意義。同吳雪梅[9]等人研究結果一樣，均證實應用超聲評估膈肌厚度變化率可指導全麻術后拔管具有臨床可行性。安小鳳等人[23]選擇全麻下股骨粗隆骨折內固定手術，記錄麻醉前、TOF恢復至50%、70%、90%(拔管)、拔管后10 min及30 min平靜呼吸時右側膈肌運動幅度。發現與麻醉前比較，TOF恢復至50%、70%時膈肌運動幅度差異有統計學意義，而TOF 90%時，膈肌運動幅度與麻醉前比較差異無統計學意義，得出超聲測量膈肌移動幅度，評估術后呼吸功能恢復及拔管時機是可行的結論。郎珈馨等人[24]根據四個成串刺激肌松監測儀，將全麻術后患者分為肌松殘余組與非殘余組，發現臨床中肌松殘余的發生率較高（54.7%），并通過超聲監測平靜呼吸和用力呼吸時膈肌移動度及厚度等，發現肌松殘余患者深呼吸時膈肌厚度變化率與膈肌移動度較低，且與TOFR顯著相關，相關系數分別為r=0.351、r=0.580。證實麻醉恢復期采用膈肌超聲評估輔助判斷肌松殘余具有一定的可行性，對臨床有參考價值。

此類研究大多數選擇非胸腹部擇期手術患者，因為胸腹部手術切口疼痛可導致患者淺快呼吸，切口位置及敷料可能遮擋測量位置。且胸腹部手術大多在腔鏡下完成，人工氣腹會影響患者膈肌運動。劉彬彬等人[25]的研究證實人工氣腹后膈肌移動度明顯受限，會引起較嚴重的肺不張，且在麻醉復蘇期尚不能恢復到麻醉前水平，這將對判斷肌松殘余造成干擾。

5 小 結

膈肌超聲是一種無創、實時、無輻射、價格低且可在床邊操作的膈肌替代成像方法。應用超聲監測膈肌參數評估全麻術后患者呼吸功能，有助于臨床麻醉醫生掌握合適拔管時機，降低呼吸嚴重并發癥的發生率。但是，臨床麻醉工作中在考慮到術后膈肌功能恢復的同時，也應關注上呼吸道肌群及肺功能等，綜合考慮患者呼吸功能的恢復情況，再進行氣管內導管拔除。盡可能減少因拔管時機不當所致的低氧血癥、反流誤吸等，減少二次插管的發生。綜上所述，膈肌超聲可作為判斷肌松恢復的臨床指標，在預測拔管結局等方面具有優越性，但尚無確切具體截斷值；各個膈肌參數在判斷肌松殘余的敏感性與特異性尚未有具體報道；以及在全麻氣腹下膈肌超聲對判斷肌松殘余的可行性，仍需要進一步臨床研究。因而臨床工作中仍需加強肌松監測、合理選擇肌松藥及拮抗劑、提高對肌松殘余的意識，從而減少肌松殘余發生，準確把控拔管時機，保障患者安全，改善患者預后。