膈肌超聲聯(lián)合呼吸力學(xué)指標(biāo)對(duì)ICU老年患者撤機(jī)預(yù)后評(píng)價(jià)功能

趙浩天 龍玲 任珊 何聰 趙鶴齡

(河北省人民醫(yī)院 1超聲科，河北 石家莊 050000；2重癥醫(yī)學(xué)科)

機(jī)械通氣(MV)是低氧血癥乃至呼吸衰竭患者的首要搶救措施，可維持患者殘缺的呼吸功能。當(dāng)患者呼吸狀況趨于平穩(wěn)時(shí)則需要撤去呼吸機(jī)輔助，恢復(fù)其自主呼吸功能。然而行MV治療的重癥患者常出現(xiàn)撤機(jī)失敗，增加重癥醫(yī)學(xué)科(ICU)患者住院率、住院費(fèi)用和病死率〔1〕。撤機(jī)失敗風(fēng)險(xiǎn)在老年患者中更為嚴(yán)峻〔2〕。Heunks等〔3〕提出了撤機(jī)失敗的“ABCDE”5大原因，其中呼吸機(jī)誘導(dǎo)的膈肌功能障礙為主要因素，約占62%。究其原因，膈肌是維持正常自主呼吸的主要承擔(dān)者，然而MV代償呼吸作用可導(dǎo)致膈肌發(fā)生速度驚人的失用性萎縮，每日萎縮量可高達(dá)約6%〔4〕，且隨MV時(shí)間延長(zhǎng)，膈肌收縮力隨膈肌收縮時(shí)間呈對(duì)數(shù)下降〔5〕。

既往淺快呼吸指數(shù)(RSBI)是預(yù)測(cè)撤機(jī)精確度較高的呼吸力學(xué)監(jiān)測(cè)指標(biāo)〔6〕，與患者脫機(jī)時(shí)的呼吸頻率(RR)和潮氣量(Vt)相關(guān)，其公式為RSBI=RR/Vt。但RSBI反映的是全部呼吸肌肉的共同力量，而忽略了膈肌的主導(dǎo)地位，且其閾值在研究中變異度較大〔7〕。評(píng)價(jià)膈肌功能的方法，如口腔壓、跨膈壓監(jiān)測(cè)、經(jīng)膈電磁刺激等皆存在一定的床旁實(shí)施難度〔8〕。近年來(lái)，具備安全無(wú)創(chuàng)、便攜、可重復(fù)監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)的床旁超聲〔9〕逐漸應(yīng)用于撤機(jī)篩查。超聲監(jiān)測(cè)膈肌移動(dòng)度(DE)及膈肌增厚率(DTF)對(duì)膈肌功能評(píng)價(jià)精確。本研究將膈肌超聲指標(biāo)代替RSBI公式中的Vt，計(jì)算膈肌移動(dòng)度淺快呼吸指數(shù)(DE-RSBI)和膈肌增厚率淺快呼吸指數(shù)(DTF-RSBI)〔10，11〕，與傳統(tǒng)撤機(jī)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，探究其對(duì)老年MV患者的撤機(jī)預(yù)后評(píng)價(jià)能力。

1 材料與方法

1.1臨床材料 選取2016年12月至2018年4月入住河北省人民醫(yī)院ICU需 MV維持呼吸功能的老年患者44例。

1.1.1納入標(biāo)準(zhǔn) ①年齡大于60歲；②MV時(shí)間超過(guò)48 h；③符合MV撤機(jī)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)實(shí)施自主呼吸試驗(yàn)(SBT)。

1.1.2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)系統(tǒng)疾病，如神經(jīng)肌肉接頭相關(guān)疾病、膈肌麻痹等；③存在導(dǎo)致呼吸中樞抑制相關(guān)因素；④入ICU行MV治療前即存在單側(cè)或雙側(cè)膈肌功能障礙(至少一側(cè)DE<10 mm)的患者。膈肌功能障礙定義為至少一側(cè)DE<10 mm或隨呼吸出現(xiàn)膈肌矛盾運(yùn)動(dòng)〔12〕。

1.2研究方法

1.2.1SBT MV老年患者滿足以下條件時(shí)行SBT：(1)氧合指數(shù)>150 mmHg；(2)呼氣末正壓通氣(PEEP)<5 cmH2O；(3)能自主咳嗽且有力；(4)停用鎮(zhèn)靜類藥物和血管升壓藥物〔13〕。

SBT的操作方法是停止MV后使用T管進(jìn)行持續(xù)吸氧30～60 min，當(dāng)出現(xiàn)以下情況：精神狀況異常：如大量出汗、煩躁、嗜睡；外周血?jiǎng)用}氧飽和度下降≥5%；RR>35次/min或較撤機(jī)前RR升高>50%；收縮壓升高>20%；心率≥140次/min或較撤機(jī)前心率增加>20%〔12〕等情況時(shí)，停止SBT并繼續(xù)予以MV支持。

撤機(jī)成功的標(biāo)準(zhǔn)為：撤機(jī)48 h后患者能夠堅(jiān)持自主呼吸，無(wú)須MV輔助通氣。撤機(jī)失敗的標(biāo)準(zhǔn)為：撤機(jī)48 h內(nèi)患者不能維持自主呼吸，需再次使用MV(有創(chuàng)或無(wú)創(chuàng)MV)或撤機(jī)后48 h內(nèi)死亡〔14〕。

1.2.2超聲監(jiān)測(cè)DE的方法 本研究中床旁超聲操作人員獲得中國(guó)重癥超聲研究組培訓(xùn)合格證書。當(dāng)患者符合撤機(jī)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)使用T管對(duì)其進(jìn)行SBT，患者均采取床頭抬高角度30°仰臥位，在SBT 30 min時(shí)使用飛利浦CX50彩色B超機(jī)器(CX50，飛利浦，荷蘭)，選取相控陣探頭(3.5MHz)置于患者右側(cè)腋前線與肋弓下緣交界處，在2D模式下使曲樣線垂直于膈肌頂，采用M型超聲測(cè)量膈肌移動(dòng)度，將同1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(cè)量3次取平均值。見圖1。

圖1 M型超聲下膈肌移動(dòng)度測(cè)量方法

圖2 M型超聲下膈肌厚度測(cè)量方法

1.2.3超聲監(jiān)測(cè)DTF的方法 于SBT 30 min時(shí)，取患者床頭抬高30°仰臥位，使用飛利浦線陣高頻探頭(≥10 MHz)置于患者右側(cè)腋中線與第8肋至第10肋之間區(qū)域，可觀察到兩條較細(xì)平行的高回聲：分別為壁層胸膜和腹膜。見圖2。膈肌即位于胸膜線和腹膜線之間的低回聲結(jié)構(gòu)，吸氣時(shí)膈肌朝探頭方向移動(dòng)。將曲樣線垂直于胸膜線和腹膜線，通過(guò)M型超聲測(cè)量一次呼吸周期內(nèi)膈肌厚度的最大值和最小值，反復(fù)測(cè)量3次并取平均值。DTF計(jì)算方法為取吸氣末和呼氣末之間膈肌厚度的百分比變化：(吸氣末膈肌厚度-呼氣末膈肌厚度)/呼氣末膈肌厚度×100%。

1.2.4膈肌超聲新指標(biāo)的計(jì)算公式 記錄SBT 30 min時(shí)患者的RR和Vt，并計(jì)算RSBI，公式為，RSBI=RR/Vt。并結(jié)合DE和DTF測(cè)量結(jié)果，將DE和DTF取代RSBI中的Vt部分，分別計(jì)算DE-RSBI和DTF-RSBI，計(jì)算公式分別為DE-RSBI=RR/DE和DTF-RSBI=RR/DTF。

1.2.5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(APACHE Ⅱ)、全身性感

染相關(guān)性器官功能衰竭評(píng)分(SOFA)、MV天數(shù)等基本指標(biāo)。于撤機(jī)前采納患者動(dòng)脈血?dú)夥治鼋Y(jié)果并記錄相關(guān)參數(shù)。于SBT 30 min時(shí)記錄患者心率和平均動(dòng)脈壓數(shù)據(jù)。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)、χ2檢驗(yàn)。非正態(tài)分布的計(jì)量資料以四分位數(shù)間距及中位數(shù)〔M(P25，P75)〕表示進(jìn)行非參數(shù)檢驗(yàn)。繪制受試者工作特征(ROC)曲線下面積(AUC)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，選擇最佳閾值且進(jìn)行測(cè)算敏感度和特異度，評(píng)價(jià)膈肌超聲監(jiān)測(cè)指標(biāo)對(duì)老年患者撤機(jī)成敗的預(yù)測(cè)價(jià)值。

2 結(jié) 果

2.1一般資料撤機(jī)前指標(biāo)比較 44例入住ICU行MV患者中撤機(jī)成功(成功)組30例(68.2%)，撤機(jī)失敗(失敗)組14例(31.8%)。兩組年齡、性別、二氧化碳分壓(PaCO2)、氧合指數(shù)(PaO2/FiO2)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但失敗組APACHE Ⅱ評(píng)分、SOFA評(píng)分的分值較成功組高，MV時(shí)間較成功組長(zhǎng)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組一般資料及撤機(jī)前指標(biāo)比較〔M(P25,P75)〕

2.2SBT 30 min時(shí)各參數(shù)比較 失敗組DE、DTF明顯低于成功組(P<0.05)；DE-RSBI、DTF-RSBI、RSBI、RR明顯高于成功組(P<0.05)。 兩組Vt、心率、平均動(dòng)脈壓(MAP)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 兩組在SBT 30 min時(shí)測(cè)量指標(biāo)比較

2.3DE和DTF對(duì)撤機(jī)成敗的預(yù)測(cè) 根據(jù)ROC曲線結(jié)果，以DE取10.8 mm為截?cái)嘀?，預(yù)測(cè)撤機(jī)敏感度為80.0%，特異度為78.6%，曲線下面積(AUC)0.725(95%CI：0.535～0.915)；取DTF以29.5%為截?cái)嘀?，預(yù)測(cè)撤機(jī)敏感度73.3%，特異度64.3%，AUC 0.674(95%CI：0.479～0.869)。見圖3。

取RSBI以66.64次/(ml·min)為截?cái)嘀?，預(yù)測(cè)撤機(jī)敏感度為71.4%，特異度為86.7%，ROC曲線下面積0.771(95%CI：0.594～0.948)；以DE-RSBI取2.03次/(min·mm)為截?cái)嘀?，預(yù)測(cè)撤機(jī)敏感度為71.4%，特異度為66.7%，AUC 0.745(95%CI：0.566～0.925)；DTF-RSBI取72.6次/(min·mm)為截?cái)嘀担A(yù)測(cè)撤機(jī)敏感度100.0%，特異度70.0%，AUC 0.871(95%CI：0.767～0.976)。見圖4。

圖3 DE和DTF預(yù)測(cè)撤機(jī)結(jié)果的ROC曲線

圖4 RSBI、DE-RSBI、DTF-RSBI預(yù)測(cè)撤機(jī)結(jié)果的ROC曲線

3 討 論

MV是治療急性呼吸衰竭的關(guān)鍵治療措施〔15〕。然而當(dāng)原發(fā)疾病得以治愈或控制時(shí)，應(yīng)及早終止MV，以避免因通氣時(shí)間延長(zhǎng)而出現(xiàn)的呼吸機(jī)依賴性并發(fā)癥，如呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎〔16〕、呼吸機(jī)誘導(dǎo)的膈肌功能障礙等。困難撤機(jī)在ICU中發(fā)生頻繁，40%～50%的MV患者第一次嘗試撤機(jī)失敗〔17〕。撤機(jī)失敗原因中以膈肌功能障礙占據(jù)主導(dǎo)〔3，18，19〕，以往對(duì)膈肌功能的評(píng)估技術(shù)匱乏，腹部X線對(duì)膈肌評(píng)價(jià)缺乏動(dòng)態(tài)演變，而核素顯像、CT等不利于床旁操作，且具有輻射損傷〔8，20〕。近年來(lái)床旁超聲可直觀并動(dòng)態(tài)觀察膈肌的厚度變化和運(yùn)動(dòng)能力，被認(rèn)為是撤機(jī)成敗的良好預(yù)測(cè)指標(biāo)。

以往對(duì)MV患者自主呼吸能力的評(píng)估，是于30 min時(shí)參考患者呼吸狀況，并結(jié)合氧分壓、PaO2/FiO2、心率、Vt等指標(biāo)，價(jià)值并不理想。Yang等〔21〕設(shè)計(jì)了RSBI指標(biāo)，長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為是較準(zhǔn)確的撤機(jī)評(píng)價(jià)指標(biāo)。然而隨后的二十年里，F(xiàn)errari等〔22〕認(rèn)為RSBI預(yù)測(cè)撤機(jī)具有可變性，且在多篇研究中發(fā)現(xiàn)，RSBI對(duì)撤機(jī)成敗的預(yù)測(cè)數(shù)值變異度較大〔7，23，24〕。這是因?yàn)镽SBI公式中的Vt部分，反映的是整體呼吸肌肉的能力。不能除外這樣一種情況：當(dāng)部分患者在MV期間已經(jīng)發(fā)生膈肌萎縮，但憑借其輔助肌肉(包括胸鎖乳突肌、肋間外肌、腹肌等)的代償作用〔25～27〕，成功通過(guò)了SBT考驗(yàn)，從而脫機(jī)拔管。隨著時(shí)間延長(zhǎng)，輔助肌肉較易發(fā)生疲勞，不足以維持足夠的通氣量，致使患者在拔管后48 h內(nèi)再次發(fā)生呼吸困難而行氣管插管，造成潛在的氣道損傷風(fēng)險(xiǎn)和不必要的資源浪費(fèi)。

本研究表明膈肌功能的完整與撤機(jī)結(jié)果有關(guān)聯(lián)性。與傳統(tǒng)RSBI相比較，取RSBI截?cái)嘀禐?6.64時(shí)，其靈敏度和特異度分別為71.4%和86.7%，ROC曲線下面積為0.771。與膈肌超聲預(yù)測(cè)價(jià)值相近。但66.64的截?cái)嘀蹬c撤機(jī)參考標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值105相距甚遠(yuǎn)，表明RSBI對(duì)預(yù)測(cè)撤機(jī)成敗的波動(dòng)較大，并不是一個(gè)理想的預(yù)測(cè)指標(biāo)。

膈肌新公式重點(diǎn)突出膈肌對(duì)自主呼吸的貢獻(xiàn)〔9〕，避免了潛在的膈肌萎縮被忽略而導(dǎo)致撤機(jī)失敗的發(fā)生，從而精準(zhǔn)預(yù)測(cè)撤機(jī)成敗。在本研究中，DE-RSBI取2.03次/(min·mm)為截?cái)嘀?，AUC、敏感度和特異度與既往研究相似〔14〕；DTF-RSBI取72.6次/(min·mm)為截?cái)嘀?，AUC為0.871，敏感度和特異度分別為100.0%和70.0%，同樣說(shuō)明膈肌超聲新指標(biāo)對(duì)撤機(jī)的結(jié)果的預(yù)測(cè)更加精確化。然而目前膈肌超聲技術(shù)的應(yīng)用并未廣泛，目前資料尚少，未來(lái)需要更多的研究進(jìn)一步證實(shí)。

本研究存在一些局限性，由于膈肌厚度較薄，通常1～3 mm，不能排除誤差可能，但研究人員經(jīng)反復(fù)測(cè)量，基本將超聲測(cè)量誤差控制在允許范圍內(nèi)。此外由于患者個(gè)體差異的存在，如肥胖患者脂肪層較厚，或應(yīng)用腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)導(dǎo)致胃腸氣體較多，使得超聲圖像質(zhì)量欠清晰，這也是影響測(cè)量結(jié)果的一個(gè)方面。

綜上，膈肌超聲是管理ICU患者撤機(jī)流程的新興技術(shù)，聯(lián)合傳統(tǒng)RSBI指標(biāo)對(duì)撤機(jī)預(yù)后可有更好的預(yù)測(cè)價(jià)值，尤其是DTF-RSBI的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性較高，優(yōu)于傳統(tǒng)指標(biāo)?？梢宰鳛槲磥?lái)評(píng)價(jià)MV患者呼吸功能的常規(guī)床旁篩查手段。