超声评估呼吸肌活动度在呼吸衰竭患者撤机中的价值

程瑾， 田丹， 陶馨馨， 陈亚玲， 何其舟

在恰当的撤机时机对呼吸衰竭患者进行撤机对其机械通气治疗具有十分重要的价值[1]。现阶段指导临床撤机多依据临床经验，参考指标主要有气道闭合压、多分钟通气量、用力呼吸指数、综合撤机指数、呼吸频率等[2]。呼吸频率、气道闭合压预测撤机较为可靠，但是其临床参考阈值尚不统一[3]。有研究表明[4-5]复合指标如撤机指数和用力呼吸指数等可以综合评估患者肺的各个方面的情况，但复合指标需要获得多方面的指标且计算复杂，临床较难推广[6]。随着研究进展，有研究发现膈肌的超声检查能够监测膈肌整体运动及收缩功能，并能实时通过观察膈肌动态变化评价膈肌功能，从而有效提高撤机成功率[7]。但超声监测膈肌运动用于指导临床撤机的研究相对不足，临床证据有限，因而超声监测膈肌运动在临床中较少应用于指导撤机[8]。因此，本研究通过对比超声监测膈肌运动与其他参考指标指导临床撤机的准确性，旨在进一步探讨超声监测膈肌运动指导临床撤机的优势。

材料与方法

1.研究对象

选取2017年6-12月本院ICU连续收治的118例患者为观察对象，其中男81例，女37例，年龄65～81岁。患者或家属签署知情同意书，本研究符合医院伦理委员会要求并通过审批。 纳入标准：① 经口气管进行插管接呼吸机辅助呼吸；②各种原因所导致呼吸衰竭；③机械通气的时间大于48 h；④在使用呼吸机前无细菌真菌感染及体内菌群失调症状，无药品过敏史及长期抗生素应用史。排除标准：①年龄小于81岁；②经鼻气管进行插管、无创机械通气、气管切开；③T6以上脊髓损伤、胸椎疾病、气胸及纵膈积气等患者。符合条件的患者先实施30 min T管法自主呼吸实验(SBT)[9]，SBT 30 min通过后拔除气管导管，观察48 h，根据患者撤机结果分为成功组和失败组。

2.研究方法

30 minT管法自主呼吸实验：SBT前停用镇静药物，引流气道内分泌物，清除呼吸机管路积水，使用Weinmann呼吸机测0.1 s气道闭合压(P0.1)、最大吸气压(MIP)，计算P0.1/MIP、浅快呼吸指数(RSBI)；之后应用T管法行SBT。30 min SBT通过后拔除气管导管，观察 48 h。记录患者撤机结果并进行分组。撤机失败标准：拔除气管导管后48 h内需要再次插气管导管或无创通气；拔除气管导管后48 h内死亡；撤机成功标准：拔除气管导管48 h内存活且无需再次插气管导管及呼吸机辅助通气。

膈肌状态的超声检查方法：SBT开始30 min内由同一位医生采用床旁经胸超声M超测量患者在仰卧位时的膈肌位移。首先对患者的膈肌进行整体扫查，评估图像质量情况，探头可置于右侧腋前线、左侧腋中线，探头指向膈顶，角度≥70°，探测窗为肝、脾。首先在二维模式下探得最佳位置。然后采用M型超声在此角度观察肝、脾的运动。正常吸气时，膈肌向足侧运动，迎向探头；呼气时，膈肌向头侧运动，背离探头。将采集时间调为20 s，二维图像深度固定，聚焦定位于膈肌位置，患者平卧位，监测呼吸。进行切面扫查，初步了解吸气时膈肌上下运动的频率情况并从吸气相开始M型，采集图像(图1)。取同一幅图像上选择吸气相膈肌运动幅度最大处进行测量并记录膈肌位移，膈肌运动时间，平均膈肌位移为双侧膈肌位移多次测量的平均值。若图像移动度较大，目标丢失，需增加图像深度。每侧膈肌共计测量3次，取平均值，每位患者5 min内完成超声检查。

数据记录：在SBT之前记录患者的一般临床资料，包括年龄、性别、呼吸衰竭的主要病因、基础疾病(甲状腺功能低下、支气管扩张、慢性阻塞性肺气肿、急性呼吸窘迫综合征等)、血压、心率、相关生化指标、生理与慢性健康评分Ⅱ(APACHEⅡ)、序贯器官衰竭评分(SOFA)以及机械通气时间，并在撤机后记录撤机结果、ICU留治时间及总住院时间。

3.统计学分析

结 果

1.一般资料分析

共有118例患者纳入研究，撤机成功组患者共84例，其中男59例，女25例，平均年龄(66.5±12.7)岁；撤机失败组34例，其中男22例，女12例，平均年龄(63.5±11.8)岁。基础疾病：脑出血43例，肺梗塞28例，急性呼吸窘迫综合征17例，肺气肿急性加重15例，哮喘7例，心力衰竭8例。撤机失败组机械通气时间为(4.00±1.75) d，其中有20例患者为首次自主呼吸试验失败，14例为48 h 内再插管机械通气患者。撤机成功组机械通气时间为(3.00±1.25) d。撤机成功组机械通气时间和ICU住院时间低于撤机失败组，差异有统计学意义(P<0.05)。将可能影响呼吸衰竭患者撤机成功的指标纳入单因素分析，结果显示：撤机成功组潮气量、MIP、膈肌左右侧位移及平均膈肌位移均显著高于不良组，P0.1显著低于不良组，差异有统计学意义(P<0.05)，其余指标两组差异近似，无统计学意义(P>0.05，表1)。

图1 M型超声检查膈肌方法，取样线与膈肌保持垂直状态，记录膈肌运动位移。a) 撤机成功患者的膈肌位移(27.0mm)； b) 撤机失败患者的膈肌位移(9.6 mm)。

表1 呼吸衰竭患者撤机前一般资料比较

2.影响呼吸衰竭患者撤机成功率多因素logistic回归分析

对单因素分析存在统计学的意义的因素进行进一步的多因素分析，结果显示：P0.1对预测撤机成功无显著影响(P>0.05)；而潮气量、MIP、左侧、右侧和平均膈肌位移对预测撤机成功存在显著影响(均P<0.05)；进一步分析可发现，根据OR值，对撤机成功的影响从大到小依次是：平均膈肌位移、左侧膈肌位移、MIP、右侧膈肌位移和潮气量(表2)。

表2 影响呼吸衰竭患者撤机成功率多因素logistic回归分析

3.分析两组撤机相关指标

对所有受试者的潮气量、MIP和右侧膈肌位移、左侧膈肌位移、平均膈肌位移分别进行相关性分析(图1、2)；受试者的潮气量和右侧膈肌位移呈正相关(r=0.693，P=0.000)(图2a)；和左侧膈肌位移呈正相关(r=0.722，P=0.000，图2b)；和平均膈肌位移呈正相关(r=0.787，P=0.000，图2c)；受试者的MIP和右侧膈肌位移呈正相关(r=0.587，P=0.000，图3a)；和左侧膈肌位移呈正相关(r=0.604，P=0.000，图3b)；和平均膈肌位移呈正相关(r=0.771，P=0.000，图3c)。

4.各指标预测呼吸衰竭患者撤机的ROC曲线

潮气量、MIP、右侧膈肌位移、左侧膈肌位移和平均膈肌位移的ROC曲线下面积(area under curve,AUC)分别为 0.675、0.711、0.736、0.717和0.807。其中平均膈肌位移的AUC最高，右侧膈肌位移、左侧膈肌位移靠后，潮气量和MIP则相对较低。经分析，平均膈肌位移的最佳诊断点为8.25 mm，其敏感度为58.8%，特异度为86.9%；右侧膈肌位移最佳诊断点为11.72 mm，敏感度、特异度为58.8%、82.1%，左侧膈肌位移最佳诊断点为8.68 mm，敏感度、特异度为73.5%、73.8%，MIP最佳诊断点为17.58 cm H2O，敏感度、特异度为73.5%、65.5%，潮气量最佳诊断点为598.13 mL，敏感度、特异度为97.1%、40.5%(图4)。

图2 a) 受试者潮气量和右侧膈肌位移的相关性分析；b)受试者潮气量和左侧均膈肌位移的相关性分析；c)受试者潮气量和平均膈肌位移的相关性分析。 图3 a) 受试者MIP和右侧膈肌位移的相关性分析；b)受试者MIP和左侧均膈肌位移的相关性分析；c)受试者MIP和平均膈肌位移的相关性分析。

图4 各指标预测呼吸衰竭患者撤机的ROC曲线。

讨 论

有创机械通气是一项重要的生命支持技术，当患者疾病好转、自主呼吸能力增强时，即应考虑尽快撤机。在适当时机撤去呼吸机对有创机械通气患者至关重要，撤机过早往往会导致撤机失败，致使患者再次气管插管；而撤机延迟会增加患者机械通气的并发症风险。目前没有针对患者撤机的"金标准"，临床上常依据潮气量变化、浅快呼吸指数、MIP等指标来指导撤机，但是浅快呼吸指数临床参考阈值尚不统一，特异度较低[3]。MIP操作容易，但是它的正常参考值范围较大，在一定程度上也易受患者主观因素影响，尤其是在患者合作性差时较困难[8]。大量临床研究表明，造成机械通气患者撤机困难的主要原因是呼吸负荷与呼吸肌做功能力的失衡，只有当患者能够克服足够的呼吸功时，临床才能考虑撤机。因而呼吸肌收缩的强度和呼吸肌的持久力才是决定患者能否脱机的主要因素[9]。作为主要呼吸肌的膈肌，在自主呼吸时发挥着关键作用，大量研究表明通过评价膈肌功能来指导撤机是一个潜在的可行的方法[10-12]。而通过床旁超声评价膈肌功能，可提供较高质量的膈肌解剖图像、活动能力及膈肌活动方式等信息，有无创、快速、准确及可重复性高等特点，适合临床应用[13-16]。因此本研究为观察超声测量呼吸衰竭患者膈肌活动度在预估撤机中的价值，以118例呼吸衰竭患者作为观察对象，观察超声测量呼吸衰竭患者膈肌活动度来预估撤机的可行性。

BMI指数、APACHE II评分、SOFA 评分等可以反应患者的自身状况进而预测撤机；Meade等[17]对撤机预测指标的文献回顾发现，RSBI可以反映所有呼吸肌群收缩的力量，是比较好的预测撤机的指标；苏丹[10]的研究发现，潮气量、MIP测量简便，可以在一定程度上预测撤机，在临床应用广泛。故本研究选择能够反映患者呼吸肌功能，可能预测撤机的指标作为分析撤机成功与否的影响因素。结果显示，潮气量、MIP、左侧、右侧和平均膈肌位移对预测撤机是否成功存在显著影响(P<0.05)。提示上述因素具有预测撤机的能力。进一步分析发现膈肌位移预测撤机的影响程度显著高于MIP和潮气量(平均膈肌位移、左侧膈肌位移的OR值大于MIP和潮气量的OR值)，提示膈肌位移可能具有更为准确的预测撤机的潜力，临床应注意监测膈肌位移状况用于指导撤机。

目前已知潮气量、MIP是应用广泛的指导临床撤机的指标，本研究又发现膈肌位移监测撤机结果具有更高的敏感度，因而本研究将膈肌位移与潮气量、MIP进行相关性分析，发现均呈正相关(r=0.6～0.7，P<0.05)。随着潮气量和MIP的升高，患者膈肌位移也同样呈上升趋势，提示了膈肌位移具有潜在的指导撤机的价值，所以对膈肌位移指导临床撤机的探索进行进一步的研究非常必要。

本研究绘制潮气量、MIP、右侧膈肌位移、左侧膈肌位移和平均膈肌位移的ROC曲线，结果显示，平均膈肌位移的AUC最大(0.807)，其次是左侧膈肌位移(0.736)和右侧膈肌位移(0.717)，MIP次之，潮气量的AUC最小。这一结果提示与以往研究基本相符，提示三者对临床撤机具有一定的指导价值，且平均膈肌位移预测效能较高，可作为理想的预测指标。其中平均膈肌位移的最佳诊断点为8.25 mm，其敏感度为58.8%，特异度为86.9%。虽然最佳诊断点是基于本研究有限的样本量得来的，研究也未能采集到患者机械通气前的膈肌厚度的数据，无法判断膈肌是否存在萎缩，存在一定的局限性。但该方法可以作为一种尝试，起到投石问路的作用，建议临床进一步扩大样本量，规范研究的设计以期找到最合适的判断标准。

综上所述，本研究发现膈肌位移在临床上指导撤机具有一定的价值，可作为临床预测撤机的指标之一，在临床对机械通气患者撤机具有指导作用。