國內慢性阻塞性肺疾病患者有創機械通氣撤機應用膈肌超聲診斷價值的Meta分析

李志勇 石福艷 張培榮

1濰坊醫學院臨床醫學院261053；2濰坊醫學院261053；3濰坊醫學院附屬醫院重癥醫學科261031

COPD 是一種呼吸系統的常見病和多發病，居全球死亡原因的第3位[1]。在中國COPD 的患病率高達8.6%[2]。有調查顯示中國COPD 死亡總人數占全球COPD 死亡總人數的31.1%[3]。對于有適應證的COPD 患者建議及早改用有創機械通氣治療[1，4]，然而COPD 患者脫機失敗率較高，成功脫機對于改善患者的預后至關重要，因此準確的判斷脫機時機是對臨床醫師的挑戰。

目前的脫機指南推薦自主呼吸試驗(spontaneous breat hing trial，SBT)作為預測脫機的工具[1，5]。雖然SBT 不影響COPD 患者機械通氣的持續時間，但SBT 策略的結果不適用于所有需要機械通氣的COPD 患者。近年來，膈肌超聲檢查逐漸成為評估膈肌功能和預測撤機結果的床旁工具，常用于評估預測膈肌功能的超聲指標有膈肌位移 (diaphrag m excursion，DE)和膈肌厚度分數(diaphrag m t hickness fraction，DTF)[6]。

但是，膈肌超聲檢查預測撤機結果仍然存在爭議。例如，一些研究報道DE 和DTF 在預測撤機結果方面具有高度敏感度和特異度[7-8]，而其他研究結果則相反[9-10]。為了獲得國內對COPD 患者可靠的結論，我們對國內相關研究結果進行本Meta分析，總結膈肌超聲指標在國內COPD 患者中預測撤機的臨床診斷價值。

1 資料與方法

我們按照預定的方案進行了系統評價，由于是對以前研究的分析工作，不需要倫理委員會批準。

1.1 文獻檢索 在 Pub Med、EMBASE、Cochrane Librar y、Web of Science、中國生物醫學文獻服務系統、中國知網、萬方、維普等數據庫中查找相關文獻，截至2019年12月31日，使用以下 檢 索 詞：COPD、 機 械 通 氣 (mechanical ventilation)、呼吸機撤機 (ventilator weaning)、超 聲 檢 查 (ultrasonography)、 膈 肌 超 聲(diaphrag m ultrasound)、膈肌位移 (diaphrag m excursion)、膈肌厚度分數 (diaphrag m t hickness fraction)等，進行了全面而系統的文獻檢索，以求查找到可能相關的論文。

1.2 文獻的納入、排除標準

1.2.1 納入標準 (1)研究類型：膈肌超聲對撤機的診斷性試驗性研究；(2)研究對象：年齡≥18歲，明確診斷為COPD 的中國患者或對照參與者；(3)以英文或中文出版；(4)提供了足夠的數據來重建2×2列聯表；(5)重點關注膈肌超聲檢查預測撤機結果的臨床診斷價值。

1.2.2 排除標準 (1)重復發表文獻； (2)綜述、會議摘要、個案報道等文獻；(3)若使用同一研究樣本進行兩次或多次發表報道，則選擇樣本例數多的文獻；(4)無法獲取完整診斷四格表或聯系作者后仍無法提供可用原始數據的文獻。

1.3 文獻篩選和數據提取 根據設定標準對文獻的標題和摘要進行獨立的初步篩選研究，剔除不符文獻，然后對全文進行審查，確定納入研究。提取內容包括：(1)一般信息(作者、年份、地區、患者入住科室等)；(2)患者信息 (年齡、性別、樣本量含量等)；(3)超聲探頭位置；(4)各診斷指標的截斷值、敏感度、特異度、準確度、曲線下面積(area under cur ve，AUC)及與四格表相關數據；(5)偏倚風險評價要素信息。

1.4 統計學分析 使用Review Manager 5.3對納入研究進行質量評估。應用Meta-Disc 1.4進行統計分析。用Cochran Q 檢驗和I2統計學判斷異質性，當P ＜0.05或I2＞50%時，則存在異質性。根據異質性的有或無，分別選用隨機效應模型或固定效應模型進行合并，計算合并效應大小。計算合并敏感度、特異度、陽性似然比、陰性似然比、診斷比值比 (diagnostic odds ratio，DOR)；繪制綜合受試者工作特征曲線，AUC判斷其診斷價值。P ＜0.05為差異有統計學意義。用Spear man相關分析法判斷閾值效應。通過對超聲指標的逐一試驗來發現敏感性分析，以找出異質性的來源，并評估其結果的可靠性。通過Stata12 的Begg's檢驗和Egger's檢驗估計可能的發表偏倚。

2 結果

2.1 文獻檢索 根據研究目的將檢索詞組合后在所列數據庫中共檢索原始文獻549篇，根據檢索策略的設置及文章標題和摘要的篩選排除463篇，根據納入和剔除標準排除80 篇，最終有6 篇文章[11-16]納入本Meta分析。過程見圖1。

2.2 納入研究的特征和質量

2.2.1 納入研究的特征 6項膈肌超聲試驗被納入最終的Meta 分析。這些研究發表于2016 至2019年，來自我國不同的省市。其中有3 項研究指標是DE (n =212)，有3 項研究指標是DTF(n=200)，納入研究的特征見表1。

2.2.2 納入研究的質量 以QUADAS-2 評估研究質量[17]評價納入研究質量，該過程由兩名評價者獨立完成，如有分歧，邀請第3名評價者協商解決。見圖2。

2.3 統計分析結果

2.3.1 納入研究數據特點 根據文獻提供資料，按Meta-Disc要求輸入數據，見表2。

圖1 文獻檢索篩選流程圖

表1 納入研究特點

圖2 納入研究的質量評價

2.3.2 DE、DTF 及聯合后對撤機診斷價值 DE之間存在異質性(P ＜0.001，I2＞50%)，使用隨機效應模型進行合并；DTF 之間無顯著異質性(P ＞0.05，I2＜50%)，使用固定效應模型進行合并；DE與DTF 聯合后在敏感度、特異度和陽性預測值方面存在個體差異性 (P ＜0.001，I2＞50%)，應用隨機效應模型進行合并；而在陰性預測值和診斷比值比方面無明顯異質性(P ＞0.05，I2＜50%)，應用固定效應模型進行合并。見表3～5。

2.3.3 探討異質性

2.3.3.1 閾值效應 閾值效應的有無用Spear man相關系數和Moses'model(D=a+bS)來檢驗，P ＜0.05為差異有統計學意義。結果發現本Meta分析不存在閾值效應。見表6。

2.3.3.2 Meta回歸 Meta回歸探討異質性來源主要是與研究相關的變量如：試驗設計類型、文獻質量高低、自主呼吸試驗時間。在逐一刪除試驗后，研究之間的異質性沒有顯著降低。在該Meta分析中，觀察到了顯著的異質性。可能與納入的研究數量較少、樣本含量小和文獻間的標準差異有關。因此，需要進行大規模的標準試驗來確定本研究的結果。

2.4 發表偏倚 通過Stata12 的Begg's檢驗和Eegg's檢驗估計發表偏倚，檢驗相關的P 值分別為0.734和0.715，沒有發表偏倚的證據。

3 討論

膈肌功能障礙是COPD 患者撤機失敗的主要原因[18]。膈肌是機體最主要的呼吸肌，膈肌易受心胸手術、低血壓，缺氧、藥物、敗血癥、營養不良等因素損害而發生膈肌功能障礙。機械通氣本身亦可以引起呼吸機相關的膈肌功能障礙[19]。此外，膈肌功能障礙導致許多肺部并發癥，包括肺不張和肺炎等，均是撤機失敗的危險因素[20]。因此，撤機前明確膈肌功能狀態，可以有效避免撤機失敗。

膈肌功能評估的金標準為膈肌壓力檢測或膈肌肌電圖[21-22]，X線、CT掃描或磁共振成像均是評估膈肌功能的工具。然而，這些方法都存在嚴重的缺陷，例如侵入性操作、輻射、成本高、機械通氣患者執行困難等不便而限制了臨床廣泛應用。快速淺呼吸指數和分鐘通氣量是評估所有呼吸肌功能的撤機參數，而不是特異評估膈肌的指標。

表2 納入研究的數據及特點

表3 國內COPD 患者有創機械通氣撤機應用膈肌超聲DE的診斷價值表 [水平 (95%CI)]

表4 國內COPD 患者有創機械通氣撤機應用膈肌超聲DTF的診斷價值表 [水平 (95%CI)]

表5 國內COPD 患者有創機械通氣撤機應用膈肌超聲DE聯合DTF的診斷價值表 [水平 (95%CI)]

表6 各指標閾值效應檢驗表

膈肌超聲成為評估膈肌功能的可視化工具，可為預測COPD 患者撤機提供可靠的臨床信息，備受臨床醫師的關注。然而，相關研究的結果不一致，超聲檢查指標的臨床意義存在爭議，如Haji等[23]證實DE與跨膈壓力相關，并提示DE可以反映膈肌功能障礙；Umbrello等[24]認為DTF 是呼吸功能和膈肌收縮功能的可靠指標。另外，COPD患者膈肌超聲檢查指標不統一，如張聲等[25]以膈肌收縮速度為指標進行研究，竇志敏等[26]以膈肌淺快呼吸指數為指標開展研究。因其不符合該Meta分析納入標準，未被納入該分析。

本研究數據分析中，DE 和DTF 均反映了隔肌吸氣的能力。DE、DTF和DE與DTF聯合的匯總敏感度分別為0.872、0.840和0.856，特異度分別是0.644、0.827和0.728。DE 的敏感度高，特異度相對低，DE 主要與吸入量相關，DE 在沒有機械通氣支持的情況下更有意義[24]。DTF 特異度高，且敏感度和特異度較均衡。吸氣末測量的隔肌厚度與最大吸氣壓力相關[27]，呼吸過程中隔肌厚度的變化與肺容量密切相關[23]，DTF 反映了膈肌的主動收縮功能[28]，因此，DTF 應該測量以評估國內COPD 患者的膈肌功能進而預測撤機時機。

統計分析綜合受試者工作特征曲線和AUC 用于評估整體診斷性能，DE、DTF和DE與DTF聯合的AUC 分別為0.938 8、0.898 4和0.909 5，數據表明在預測拔管結果方面具有令人滿意的診斷準確性。本研究分析了診斷比值比以評估診斷準確性，診斷比值比越大，診斷準確性越高。在這項分析中，DE、DTF和DE與DTF聯合的診斷比值比分別為47.858、23.742和31.184，說明了高診斷準確性。兩者聯合后可均衡差異，克服單一指標的不足，建議聯合應用。

最近發表了類似的系統評價和Meta分析[29]。但是，納入標準、參考標準和主要臨床終點分析與本研究不同。本研究主要集中在研究膈肌超聲預測國內COPD 患者撤機的試驗，這使得它更具特異性和可靠性。此外，我們的論文中包含了最新的試驗，因此結果更加可靠。

在本Meta分析中，我們可以發現存在顯著的異質性。然而，經分析表明，這種Meta分析的結果是穩健可靠的。但由于納入研究數量有限，我們無法探索潛在異質性的來源。如檢查時超聲探頭位置的變化，測量結果會發生偏差；受檢者姿勢的不同也會使測量結果發生偏差。另外，檢查時機的選取也會對指標產生影響，如在STB 時，由于膈肌疲勞，可能會使DTF 變化。此外，檢查結果的準確性與操作者的經驗和技術有關。

本Meta分析存在一些局限性。首先，它僅是對我國COPD 患者的包括以中、英文發表的文章進行分析，可能存在發表偏倚的影響。其次，沒有考慮性別的影響，男性膈肌的偏移量和厚度比女性大。第三，納入研究的數量少，可能沒有充分評估診斷的準確性，也無法找到異質性的來源。

盡管存在上述限制，但本Meta 分析結果表明，膈肌超聲檢查是國內COPD 患者一種可靠的、準確的預測撤機工具。DTF 敏感度和特異度較均衡，可作為單獨參數預測撤機結果；DE 與DTF聯合可以克服單一指標的不足，建議聯合應用。隨著我國膈肌超聲技術的不斷研究和探索，膈肌超聲將會在膈肌功能的評估、機械通氣撤機、人機同步呼吸等方面有更新的認知。期待更多的發現以推動醫學進步。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突