膈肌超聲在指導(dǎo)重癥患者撤機(jī)中的預(yù)測價(jià)值

龍玲 趙浩天 何聰 任珊 趙鶴齡

1河北省人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科,石家莊 050017；2河北省人民醫(yī)院超聲科,石家莊 050017

機(jī)械通氣是危重患者的一項(xiàng)重要的生命支持手段,ICU 中約2/3患者均需要機(jī)械通氣治療[1],但卻有5%～50%的患者面臨撤機(jī)失敗的問題,且長時(shí)間的機(jī)械通氣也存在一系列嚴(yán)重并發(fā)癥[2]。比如延遲撤機(jī)可能會(huì)增加呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎、應(yīng)激性潰瘍、深靜脈血栓形成的風(fēng)險(xiǎn),而因過早拔管而需再次插管的患者死亡率是明顯升高的[3]。因此,我們需要更精準(zhǔn)的評(píng)估手段來預(yù)測撤機(jī)時(shí)間。

膈肌是人體自主呼吸肌群的重要組織部分,有研究表明機(jī)械通氣可導(dǎo)致機(jī)體膈肌的廢用性萎縮[4]。ICU 獲得性膈肌功能障礙 (diaphragmatic dysfunction,DD)可能使撤機(jī)失敗的重要危險(xiǎn)因素之一,目前評(píng)估膈肌功能的金標(biāo)準(zhǔn)是侵入性跨膈壓的測量,但近年來國內(nèi)外有研究表明通過膈肌超聲測量膈肌增厚和膈肌移動(dòng)度對(duì)存在潛在撤機(jī)失敗風(fēng)險(xiǎn)患者具有較準(zhǔn)確的預(yù)測能力[5-6],但目前關(guān)于ICU 患者該方面的數(shù)據(jù)仍較少。本研究通過在自主呼吸試驗(yàn) (spontaneous breathing trial,SBT)30 min 時(shí)測量患者膈肌移動(dòng)度 (diaphragmatic excursion,DE)及膈肌淺快呼吸指數(shù)(diaphragmatic rapid shallow breathing index,D-RSBI),探討床旁超聲評(píng)估膈肌功能對(duì)撤機(jī)結(jié)果的預(yù)測價(jià)值。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2016年12月至2017年12月入住河北省人民醫(yī)院ICU 行機(jī)械通氣且準(zhǔn)備撤機(jī)的患者54例,納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)大于18歲；(2)機(jī)械通氣時(shí)間大于48 h； (3)符合撤機(jī)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)行SBT 篩查試驗(yàn)。排除標(biāo)準(zhǔn)： (1)既往肺部腫瘤、肺切除、胸壁畸形導(dǎo)致呼吸力學(xué)異常等；(2)神經(jīng)肌肉接頭相關(guān)疾病、膈肌麻痹等；(3)存在呼吸中樞抑制因素。

超聲檢查已成為重癥醫(yī)學(xué)不可缺少的部位,本研究為臨床觀察性研究,故未進(jìn)行嚴(yán)格的倫理資格審核,但符合 《赫爾辛基宣言》的原則。

1.2 研究方法

1.2.1 SBT 機(jī)械通氣患者滿足以下情況時(shí)可進(jìn)行嘗試撤機(jī)：(1)氧合指數(shù)大于150；(2)呼氣末正壓通氣指標(biāo)小于5 cm H2O (1 cm H2O =0.098 kPa)；(3)咳嗽有力；(4)已停用鎮(zhèn)靜類藥物和血管升壓藥物。

SBT 是停止機(jī)械通氣后使用T 管進(jìn)行持續(xù)吸氧30～60 min,當(dāng)遇到以下情況：大汗、煩躁、嗜睡、外周SaO2下降≥5%、呼吸頻率＞35 次/min或較基礎(chǔ)值升高50%以上、收縮壓升高20%、心率≥140 次/min 或增加幅度超過20%等情況時(shí),終止SBT。

撤機(jī)成功的標(biāo)準(zhǔn)：撤機(jī)48 h之內(nèi)患者能夠耐受自主呼吸且不需要再次行機(jī)械通氣輔助呼吸。撤機(jī)失敗的定義：撤機(jī)48 h 內(nèi)不能維持自主呼吸,需要再次行有創(chuàng)或無創(chuàng)機(jī)械通氣或撤機(jī)后48 h內(nèi)死亡。

1.2.2 DE的測量方法 于SBT 30 min時(shí)使患者呈仰臥位,床頭抬高30°。采用飛利浦CX50便攜式彩色超聲儀,選擇腹部探頭C5-1 (3.5～5.0 HZ)置于患者右側(cè)腋前線與肋弓下緣交界處,以肝臟為聲窗,在2D 模式下使曲樣線垂直于膈肌頂弧,并切換至M 型超聲模式探測膈肌運(yùn)動(dòng)幅度,將同一次呼吸周期內(nèi)膈肌運(yùn)動(dòng)最大和最小處之間的位移定義為DE,測量3 次取平均值 (圖1)。DD定義為任意一側(cè)膈肌的平均移動(dòng)度＜10 mm 或膈肌隨呼吸出現(xiàn)矛盾運(yùn)動(dòng)。膈肌矛盾運(yùn)動(dòng)的超聲表現(xiàn)為在患者吸氣過程中由于胸腔內(nèi)負(fù)壓升高使膈肌朝遠(yuǎn)離探頭方向 (胸腔方向)移動(dòng),與常規(guī)相反。以超聲測量膈肌位移代替潮氣量計(jì)算淺快呼吸指數(shù)(rapid shallow breathing index,RSBI),即計(jì)算D-RSBI。

圖1 膈肌移動(dòng)度的超聲測量

1.2.3 其他觀察指標(biāo) 記錄患者年齡、性別、急性生理與慢性健康狀況評(píng)分 (acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ,APACHEⅡ)、機(jī)械通氣時(shí)間等指標(biāo)；撤機(jī)前氧合指數(shù)、PaCO2；SBT 30 min時(shí)患者心率和平均動(dòng)脈壓。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,對(duì)計(jì)量資料均進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn),符合正態(tài)分布的資料以±s表示,兩組數(shù)據(jù)比較使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。非正態(tài)分布的計(jì)量資料以M(QR)表示,兩組間數(shù)據(jù)比較采用秩和檢驗(yàn)。采納受試者工作特征曲線 (receiver operating characteristic,ROC)曲線下面積 (area under the curve,AUC)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,選擇最佳閾值且進(jìn)行測算敏感度和特異度,評(píng)價(jià)膈肌監(jiān)測指標(biāo)對(duì)撤機(jī)預(yù)后的預(yù)測能力。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 本研究共納入54 例機(jī)械通氣患者,撤機(jī)成功組和撤機(jī)失敗組一般基礎(chǔ)情況如年齡、性別等指標(biāo)比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P值均＞0.05),但撤機(jī)失敗組的APACHEⅡ評(píng)分較撤機(jī)成功組略高,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (Z=-3.181,P=0.001)。血?dú)夥治鲋笜?biāo)氧合指數(shù)、PaCO2比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P值均＞0.05)。見表1。

表1 2組患者一般資料的比較

2.2 SBT 30 min時(shí)監(jiān)測指標(biāo) 2組患者心率、平均動(dòng)脈壓SBT 30min時(shí)比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P值均＞0.05)；撤機(jī)成功組患者DE 明顯高于失敗組,但RSBI及D-RSBI明顯低于失敗組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P值均=0.001)。見表1。

2.3 DE 和D-RSBI對(duì)撤機(jī)的預(yù)測價(jià)值 根據(jù)ROC曲線結(jié)果選取DE 10.8 mm 為cut-off值,機(jī)械通氣患者撤機(jī)成功敏感度為83.30%,特異度為83.30% (AUC = 0.778,95%CI：0.571 ～0.932)；D-RSBI 2.03次·min-1·mm-1為cut-off值,機(jī)械通氣患者撤機(jī)成功敏感度為77.80%,特異度為72.80% (AUC = 0.810,95%CI：0.670～0.950)。見圖2、圖3、表2。

圖2 機(jī)械通氣患者自主呼吸試驗(yàn)30 min時(shí)膈肌移動(dòng)度對(duì)撤機(jī)結(jié)果預(yù)測

3 討論

機(jī)械通氣是ICU 患者常用的生命支持手段,對(duì)于原發(fā)疾病已得到臨床控制或緩解、呼吸功能已明顯改善的患者,呼吸機(jī)的撤離也是機(jī)械通氣的重要組成成分。對(duì)于大多數(shù)患者,因?yàn)闅怏w交換充足、神經(jīng)肌肉狀態(tài)良好、血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定,能夠成功撤除呼吸機(jī)[7]。但是仍有一部分患者在拔出氣管插管后48 h 內(nèi)需要無創(chuàng)或有創(chuàng)的機(jī)械通氣治療,撤機(jī)失敗可能導(dǎo)致機(jī)械通氣時(shí)間及ICU 住院時(shí)間延長、病死率增高、醫(yī)療資源的浪費(fèi)等[8]。

圖3 機(jī)械通氣患者自主呼吸試驗(yàn)30 min時(shí)膈肌淺快呼吸指數(shù)對(duì)撤機(jī)結(jié)果預(yù)測

盡管目前有指南[9]提示可以將SBT 作為預(yù)測撤機(jī)的指標(biāo),在30～60 min內(nèi)評(píng)估患者PaCO2、氧合指數(shù)、心率、潮氣量等指標(biāo),但約有13%～26%的患者在SBT 成功后存在48 h 內(nèi)的再次插管[10]。因此,后續(xù)又提出了許多其他參數(shù)指標(biāo)來預(yù)測是否能成功撤機(jī),如RSBI、分鐘通氣量、最大吸氣壓等。Yang和Tobin[11]研究表明RSBI是一項(xiàng)準(zhǔn)確的撤機(jī)評(píng)價(jià)指標(biāo),當(dāng)RSBI≤105 時(shí),其成功撤機(jī)的可能性較高。然而隨著時(shí)間的發(fā)展,Ferrari等[12]認(rèn)為RSBI對(duì)撤機(jī)成敗的預(yù)測數(shù)值變異度較大,因?yàn)镽SBI是依據(jù)患者呼吸頻率和潮氣量來評(píng)價(jià)患者的呼吸功能,潮氣量大部分由膈肌產(chǎn)生,小部分由輔助肌群產(chǎn)生 (如胸鎖乳突肌、肋間外肌、腹肌等),而早期輔助呼吸肌群發(fā)揮作用時(shí)可短暫掩蓋患者DD 狀態(tài),所以用潮氣量完全替代膈肌功能一直存在爭議。

膈肌是人體主要的呼吸肌,平靜呼吸下移動(dòng)約1～2 cm,用力呼吸時(shí)移動(dòng)范圍可達(dá)7～11 cm[13]。然而低血壓、低氧及膿毒癥等均可導(dǎo)致膈肌功能受損,因此DD 在ICU 中更為常見[14]。機(jī)械通氣可減少膈肌做功,但同時(shí)也可引起DD[15]。許多研究已表明,DD 是引起肺不張和肺炎的主要原因,這也是導(dǎo)致撤機(jī)失敗和機(jī)械通氣延長的危險(xiǎn)因素[16]。因此,早期診斷DD 對(duì)避免撤機(jī)失敗是必須的。腹部X 線無法動(dòng)態(tài)觀察膈肌運(yùn)動(dòng)能力,核素顯像、CT 等不利于床旁操作,且具有輻射損傷,近年來,膈肌超聲作為一種安全、無輻射、床邊的工具,可用于評(píng)估膈肌功能及預(yù)測撤機(jī)。

Tobin等[17]的研究發(fā)現(xiàn)證實(shí)RSBI預(yù)測撤機(jī)失敗的閾值為105。但由于研究方法、對(duì)撤機(jī)成敗的定義及人群不同,其特異度及參考閾值并不統(tǒng)一,本研究RSBI閾值為53.3。有文獻(xiàn)[18]指出對(duì)DD 的機(jī)械通氣患者,輔助肌群可在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生代償作用,使潮氣量保持在一定的水平,此時(shí)RSBI預(yù)測撤機(jī)結(jié)果會(huì)出現(xiàn)假陰性。很多其他研究中也發(fā)現(xiàn)RSBI對(duì)預(yù)測撤機(jī)成敗的波動(dòng)較大,并不是一個(gè)理想的預(yù)測指標(biāo)。本研究中,將DE 和D-RSBI進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn),撤機(jī)成功組DE 明顯高于撤機(jī)失敗組(12.10 mm比10.30 mm),D-RSBI明顯低于撤機(jī)失敗組 [1.79次·min-1·mm-1比2.46次·min-1·mm-1],說明良好的膈肌功能是撤機(jī)的保障。Abbas等[19]也證實(shí)了這一觀點(diǎn),對(duì)行SBT 的COPD 患者測量DE及D-RSBI水平,結(jié)果發(fā)現(xiàn)撤機(jī)成功患者37例,撤機(jī)失敗患者13例,2組DD (16.57 mm 比9.32 mm)及D-RSBI[1.42次·min-1·mm-1比3.27次·min-1·mm-1]比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究中DE 取10.8 mm為cut-off值,預(yù)測撤機(jī)成功的敏感度和特異度為83.30% 和83.30%,AUC為0.778；D-RSBI取2.03次·min-1·mm-1作為cut-off值,敏感度和特異度分別為77.80%和72.20%,AUC為0.810。

本研究仍存在許多不足：(1)超聲的評(píng)估準(zhǔn)確性很大程度上依賴于操作者的經(jīng)驗(yàn)；(2)部分患者在機(jī)械通氣前的DE無法獲取,因此缺乏機(jī)械通氣前后的對(duì)比； (3)納入患者僅評(píng)估其右側(cè)膈肌功能,本研究不具備參考價(jià)值；(4)未對(duì)患者心功能進(jìn)行評(píng)估,不除外存在一些由于突然撤去呼氣末正壓通氣導(dǎo)致心肺交互作用致使拔管失敗的情況。因此,對(duì)于患者撤機(jī)失敗的原因需要更精確的研究進(jìn)一步探討。

表2 膈肌移動(dòng)度和膈肌呼吸淺快呼吸指數(shù)對(duì)撤機(jī)成功的預(yù)測價(jià)值

綜上所述,當(dāng)DE 與呼吸頻率相結(jié)合時(shí),即D-RSBI,在預(yù)測撤機(jī)結(jié)果方面比傳統(tǒng)的RSBI更準(zhǔn)確,超聲已成為準(zhǔn)確評(píng)估膈肌運(yùn)動(dòng)及功能的重要工具,但為了評(píng)估D-RSBI的準(zhǔn)確性,仍需大樣本、多中心、隨機(jī)對(duì)照研究進(jìn)一步證實(shí)。

利益沖突所有患者均聲明不存在利益沖突