膈肌超聲預(yù)測心臟術(shù)后急性呼吸窘迫綜合征患者撤機的臨床研究*

黃園琴,楊 佳,左文霞,周文俊,劉 彬

(武漢科技大學(xué)附屬武漢亞洲心臟病醫(yī)院重癥監(jiān)護室,武漢 430021)

適時撤除機械通氣對心臟外科術(shù)后合并急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)患者至關(guān)重要，合理撤機可以減少機械通氣并發(fā)癥，縮短住院時間，減少住院費用。但撤機時機選擇不當(dāng)會導(dǎo)致再次氣管插管，增加一系列并發(fā)癥(如感染、消化道出血、深靜脈血栓形成)的發(fā)生。機械通氣患者中有20%會產(chǎn)生呼吸肌依賴，膈肌作為維持自主呼吸的有效呼吸肌，在機械通氣過程中也常常合并功能障礙。超聲是一種無創(chuàng)、有效的評估膈肌功能的工具。本研究旨在探討床旁超聲評估膈肌移動度(DM)和膈肌厚度變化率(TF)，以及淺快呼吸指數(shù)(RSBI)，預(yù)測心臟術(shù)后ARDS患者撤機的有效價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2018年3月至2020年5月在本院住院的心臟病患者246例，其中男198例，女48例，平均年齡(63.16±10.54)歲。行大血管手術(shù)103例，瓣膜置換術(shù)83例，搭橋手術(shù)54例，其他先天性心臟病手術(shù)6例。根據(jù)拔管結(jié)果，分為撤機成功組209例，撤機失敗組37例。入選標(biāo)準(zhǔn)[1]：(1)年齡≥18歲；(2)符合ARDS柏林定義；(3)原發(fā)病因已好轉(zhuǎn),神志清楚，可配合完成指令性動作；(4)血流動力學(xué)穩(wěn)定，心率穩(wěn)定在60～120次/分鐘，收縮壓90～150 mm Hg；(5)呼吸機條件已下調(diào)，吸入氧濃度(FiO2)≤50%，呼氣末正壓時，氧合指數(shù)(PaO2/FiO2)≥150。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡<18歲；(2)合并中樞神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥；(3)胸腹聯(lián)合手術(shù)；(4)合并嚴(yán)重肝腎功能損害、重癥感染、膿毒性休克；(5)ICU衰弱綜合征。本研究經(jīng)本院倫理委員會批準(zhǔn)(2021-申報037)，患者及授權(quán)委托人簽署知情同意書。

1.2 方法

對符合入選標(biāo)準(zhǔn)的患者記錄年齡、性別、體重指數(shù)(BMI)、急性生理學(xué)和慢性健康狀況評分Ⅱ(APACHEⅡ)、全身性感染相關(guān)性器官功能衰竭評分(SOFA)、機械通氣時間、心率、平均動脈壓、潮氣量、分鐘通氣量(MV)等。進行自主呼吸試驗(SBT)30 min。SBT采用低水平壓力支持模式，壓力支持8 cm H2O,呼氣末正壓3 cm H2O。抽取橈動脈進行血氣分析，計算PaO2/FiO2和RSBI。SBT結(jié)束后行膈肌超聲檢查。

患者取頭高30°仰臥位。采用飛利浦 CX50超聲儀，3.5 MHz凸陣探頭，3.5 MHz 線陣探頭。于右側(cè)腋前線第7～9肋間，探頭沿肋間隙放置。2D模式下找到需要測量的膈肌，選擇M模式，將采樣線垂直于膈肌，測量最大吸氣末膈肌厚度(TdiFVC)和最大呼氣末膈肌厚度(TdiFRC)，每次測3個位點，取平均值。計算膈肌厚度變化率(TF)=(TdiFVC-TdiFRC)/TdiFRC。更換凸陣探頭，放置于腋前線或鎖骨中線與肋緣的交接處，探頭方向朝向外下方，2D模式下找到需要測量的膈肌，選擇M模式，將采樣線垂直于膈肌，測量DM。超聲測量由4位具有重癥超聲資質(zhì)的ICU醫(yī)生完成。

由主管醫(yī)師和呼吸治療師共同評估是否拔除氣管插管。撤機成功標(biāo)準(zhǔn)：撤機后48 h內(nèi)無須機械通氣。撤機失敗標(biāo)準(zhǔn)：(1)大汗、煩躁、嗜睡；(2)外周氧飽和度下降≥5%，呼吸頻率>35次/分鐘；(3)心率增快>20%，出現(xiàn)心律失常(快速房顫、多源頻發(fā)室早、短陣室速)；(4)收縮壓升高>20%。記錄患者的撤機結(jié)果，呼吸機為ARZN-0113型、ASBC-0402型(德國德爾格公司)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 兩組患者撤機前生理指標(biāo)比較

兩組患者撤機前年齡、BMI、APACHEⅡ、SOFA、機械輔助時間、心率、平均動脈壓、潮氣量、MV等比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 兩組患者撤機前生理指標(biāo)比較

2.2 兩組患者撤機前膈肌超聲情況、PaO2/FiO2和RSBI比較

兩組TdiFRC及TdiFVC比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，PaO2/FiO2、TF、RSBI、DM比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表2 兩組患者撤機前膈肌超聲情況、PaO2/FiO2和RSBI比較

2.3 膈肌超聲和RSBI對預(yù)測成功撤機的ROC曲線分析

TF及RSBI預(yù)測撤機成功的ROC曲線最大約登指數(shù)為最佳界值，以最佳界值判斷撤機是否成功。選擇TF>27.9%為閾值，TF預(yù)測成功撤機的靈敏度85.00%，特異度89.03%，AUC為0.809(95%CI:0.749～0.869)，見表3、圖1。以RSBI<105次·min-1·L-1作為閾值的靈敏度91.34%，特異度32.98%，AUC 0.745(95%CI:0.659～0.848)，見表3、圖2。

表3 TF和RSBI對成功撤機的預(yù)測價值

圖1 TF預(yù)測成功撤機的ROC曲線

圖2 RSBI預(yù)測成功撤機的ROC曲線

3 討 論

膈肌是人體主要的呼吸肌，是驅(qū)動呼吸運動的主要呼吸肌。ICU患者接受機械通氣治療后其膈肌功能的障礙較為常見，現(xiàn)階段各項研究均已明確[2]，機械通氣患者中20%～30%會出現(xiàn)呼吸機依賴，過早或延遲撤機均會導(dǎo)致撤機失敗，造成嚴(yán)重不良后果。既往有文獻統(tǒng)計可能其會增加患者40%～50%的死亡風(fēng)險，故撤機時機的選擇至關(guān)重要。臨床上如何選擇正確有效的機械通氣撤機指導(dǎo)指標(biāo)，對提高機械通氣撤機成功率、保障患者的療效和愈合均具有積極的意義[3]。

臨床上有一些機械通氣的模式及策略被用于輔助撤機過程，也有些指標(biāo)用于幫助決定撤機時機和預(yù)測撤機結(jié)果[4]。目前已知的針對機械通氣的撤機指標(biāo)有呼吸頻率、氣道閉合壓、SBT等，但現(xiàn)階段臨床對其參考閾值尚未統(tǒng)一，傳統(tǒng)的脫機篩查指標(biāo)并不能準(zhǔn)確全面地預(yù)測脫機成功的可能性[5]。RSBI是最佳預(yù)測指標(biāo)之一，也是目前臨床上最常被采用的指標(biāo)。RBSI作為撤機預(yù)測指標(biāo)其靈敏度高但特異度低，本研究顯示，RBSI預(yù)測成功撤機的靈敏度91.34%，而特異度僅為32.98%，導(dǎo)致撤機時機難以及時把握。因此探索更好的撤機指標(biāo)[6]，對ARDS患者的治療具有重要的意義。

為彌補RSBI的不足，需要與其搭配特異度高的指標(biāo)。近年來，隨著床旁超聲技術(shù)在ICU的推廣，超聲的簡單、無創(chuàng)、可重復(fù)性高等優(yōu)點在評估機械通氣患者的膈肌功能中越來越受到重視[7]。機械通氣時間較長的患者，尤其是伴有ARDS的患者，由于手術(shù)打擊、全身炎性反應(yīng)、營養(yǎng)不良、氧化應(yīng)激、急性缺血缺氧、多臟器衰竭等原因，使膈肌變薄，活動幅度下降，收縮力減低，導(dǎo)致膈肌功能障礙[8]。機械通氣本身也能影響膈肌功能，從而出現(xiàn)呼吸機相關(guān)性膈肌功能障礙[9]。傳統(tǒng)評估膈肌功能的方法因具有創(chuàng)傷性或電離輻射等未在臨床普遍采用，如透視檢查、膈肌電磁刺激等臨床可操作性差，不便于重復(fù)檢查已逐漸被棄用。2015年5月，來自全國各地的20多名重癥醫(yī)學(xué)專家組成了重癥超聲共識小組，并于2016年頒布了《中國重癥超聲專家共識》[10]，該共識明確指出：重癥超聲在ARDS的臨床診斷中占有重要地位，是床旁評估膈肌功能的重要手段，有助于脫機的精準(zhǔn)實施。采用重癥超聲評估膈肌功能的方法包括膈肌厚度變化、DM等[11]，DM受呼吸深度、功能殘氣量、腹腔內(nèi)壓力等因素影響大，其指標(biāo)與吸氣努力的相關(guān)性不如膈肌厚度的變化指標(biāo)。平靜呼氣末膈肌厚度、TdiFVC不能真實反映膈肌功能，而且正常膈肌厚度的絕對值差異較大，只有動態(tài)的膈肌厚度指標(biāo)才能反映膈肌功能。GOLIGHER等[12]已證實，通過床旁超聲觀察患者的膈肌形態(tài)及變化，測定膈肌厚度具有可操作性、可重復(fù)性和有效性，膈肌厚度變化指標(biāo)與膈肌電磁刺激、跨膈壓等其他膈肌功能指標(biāo)具有良好的相關(guān)性，能夠評價膈肌功能，反映患者的自主呼吸能力[13]。

以膈肌厚度變化指標(biāo)作為膈肌功能指標(biāo)，對撤機結(jié)果具有良好的預(yù)測價值。本研究顯示，TF作為撤機成功的預(yù)測指標(biāo)，靈敏度85.00%，特異度89.03%。結(jié)合RSBI，在撤機成功的特異度方面明顯提高。分析其原因，主要是因為膈肌厚度的動態(tài)指標(biāo)反映的是真實的膈肌功能狀態(tài)，而RSBI是反映所有吸氣肌能力的指標(biāo)。心臟術(shù)后ARDS患者常以輔助呼吸肌活動來補償通氣功能不全，掩蓋了其膈肌功能障礙。但是輔助呼吸肌相對于膈肌更容易疲勞，缺乏持久耐力[14]。撤機前部分患者即使RSBI正常，撤機后也會因為再次呼吸衰竭而需要再次機械通氣。因此，這類患者需進一步評估膈肌功能，為成功撤機做好準(zhǔn)備。重癥超聲評估膈肌的收縮幅度和運動幅度，有助于呼吸功能不全的病因診斷，協(xié)助評估肺功能并指導(dǎo)臨床撤機治療[15]。對于對稱性膈肌功能改變者可行單側(cè)(右側(cè))膈肌功能評估來反映整體膈肌功能，對非對稱性膈肌功能改變者，雙側(cè)膈肌功能評估是必要的，鑒于正壓通氣對膈肌運動的影響，對機械通氣的患者采用收縮幅度來評估膈肌功能可能更為合理[16]。有研究證實，重癥超聲評估膈肌和骨骼肌的數(shù)量和質(zhì)量與肌力和功能相關(guān)，是早期發(fā)現(xiàn)并評估治療效果的有效手段[17]。

在本研究中，由于操作可行性研究，筆者只觀察了右側(cè)膈肌，左側(cè)膈肌因為大多術(shù)中置入胸管，敷料覆蓋，顯像困難，未納入研究。故對少數(shù)單側(cè)膈肌功能障礙的患者，研究結(jié)果的參考性降低。筆者發(fā)現(xiàn)大血管術(shù)后出現(xiàn)ARDS的患者比例明顯偏多，不排除各種原因引起的肺損傷、合并感染、膿毒性休克、創(chuàng)傷應(yīng)激等因素導(dǎo)致的撤機失敗。本研究未進行ARDS不同病因的分層，導(dǎo)致TF在各種疾病中或者不同表層患者的評估意義有一定局限性，還需要進一步的研究。