超聲對老年AECOPD患者膈肌功能的評估價值

王麗 高琳 史瑩 譚焰

(南京醫科大學附屬南京市第一醫院呼吸與危重癥醫學科，江蘇 南京 210006)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)急性加重(AECOPD)是COPD患者死亡的重要因素，也是導致醫療費用居高不下的主要原因。呼吸肌結構和功能障礙導致呼吸衰竭是AECOPD的主要死亡原因之一。膈肌是人體最主要的呼吸肌，承擔著60%～80%的通氣需要，因此，評估AECOPD患者的膈肌功能，對呼吸衰竭的診斷及指導無創、有創呼吸機的使用均有重要價值。膈肌肌電圖是評價膈肌功能的金標準，但針刺電極有氣胸的風險，而體表電極可能因干擾存在假陽性或假陰性。膈肌超聲具有非侵入性、快速、便攜、價格低且適于危重患者床邊檢測等優點，目前已初步用于臨床評估患者的膈肌功能和指導撤機，而關于老年AECOPD患者膈肌結構和運動的研究較少。本研究通過超聲測量老年AECOPD患者膈肌的厚度和收縮性，為膈肌超聲及超聲引導下的膈肌肌電圖檢查提供有價值的參數。

1 對象與方法

1.1對象 2016年9月至2018年6月南京醫科大學南京市第一醫院呼吸科收治的老年AECOPD患者。納入標準：年齡65～85歲，性別不限，符合中華醫學會呼吸分會《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013年修訂版)》中AECOPD診斷標準〔1〕。排除標準：呼吸停止伴有意識喪失，嚴重的精神障礙需要鎮靜劑控制，嚴重的血流動力學不穩定，嚴重的室性心律失常，腹腔壓力增高，神經肌肉疾病，胸廓畸形，有胸腹部手術史，有慢性代謝性疾病或腫瘤病史。對照組為本院健康體檢者。本研究經南京醫科大學附屬南京醫院倫理委員會批準，受試者或家屬簽署知情同意書。符合入選標準的老年AECOPD患者57例，急性生理與慢性健康評分(APACHE)Ⅱ15～25分。其中合并呼吸衰竭者33例(呼衰組)；AECOPD無呼吸衰竭者24例(無呼衰組)；對照組11例，1例因肥胖體表肌電圖未測出，膈肌超聲信號弱剔除，其余10例納入研究。3組性別、年齡及體重指數(BMI)差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。

1.2觀察指標

1.2.1超聲評估膈肌功能 ①B超膈肌厚度測量：患者取斜坡臥位，床頭抬高30°。測定右側膈肌。使用便攜式美國索諾生超聲，首先將10 MHz凸陣超聲探頭放置在右側第7～10肋右腋前線或腋中線處，超聲束垂直指向橫隔膜，由外而內可見胸壁、肺滑動、胸膜、膈肌、腹膜、肝臟。在這個區域，可觀察到膈肌的3層結構：無回聲中央層，兩層反射波的腹膜和接壤膈胸膜。膈肌增厚分數(TF)=(吸氣末厚度-呼氣末厚度)/呼氣末厚度×100%。②M型超聲膈肌運動檢測：改用 M型超聲記錄隨呼吸活動的膈肌運動幅度、時間，測量 5 個呼吸周期取平均值作為評估結果〔2〕。膈肌收縮強度用M超測定的膈肌收縮距離與持續時間乘積表示，膈肌收縮速率=膈肌收縮高度/膈肌收縮速度。以上操作均由同一個經驗豐富的超聲醫師操作。

表1 3組一般資料

1.2.2經皮膈肌肌電圖檢測 采用呼吸信號采集處理系統肌電圖儀(廣州英輝醫療器械科技有限公司)，用超聲定位膈肌位置，在右側膈肌所在腋前線及腋中線放置第1、2通道電極片，在左側膈肌腋中線位置放置第3通道電極片，分別連接導聯線，接通電源，去除心電干擾，調整適當電壓進行信號收集。分別記錄波幅最大值及最小值，取3次平均值。平均膈肌肌電=(最大值+最小值)/2。

1.3統計學分析 采用SPSS17.0軟件進行單因素方差分析、t檢驗、χ2檢驗、Pearson檢驗。

2 結 果

2.1超聲評估膈肌功能 呼衰組運動幅度、收縮強度、收縮持續時間顯著低于無呼衰組(P<0.05)，膈肌運動幅度、收縮強度、收縮持續時間顯著低于對照組(P<0.05)，收縮速率顯著高于對照組且顯著低于無呼衰組(P<0.05)；無呼衰組與對照組比較各指標差異均無統計學意義(P>0.05)。見表2。

組別nTF運動幅度(cm)收縮強度(cm· s)收縮持續時間(s)收縮速率(cm/s)對照組100.35±0.161.92±0.274.71±1.912.50±1.000.92±0.49呼衰組330.31±0.121.22±0.501)1.21±0.841)1.00±0.481)16.10±47.821)無呼衰組240.39±0.052.05±0.342)3.90±2.462)1.95±1.232)1.44±0.772)F/P值3.019/0.06013.974/0.00015.297/0.0008.403/0.0012.554/0.090

與對照組比較：1)P<0.05；與呼衰組比較：2)P<0.05；下表同

2.2體表膈肌肌電的比較 呼衰組體表膈肌肌電最大值、最小值及平均值均顯著高于無呼衰組和對照組(P<0.05)，無呼衰組顯著高于對照組(P<0.05)。見表3。

2.3膈肌收縮強度與膈肌肌電最大值、最小值、平均值的相關性 膈肌收縮強度與膈肌肌電最大值、最小值和平均值均呈負相關(r=-0.318、-0.345、-0.351，均P<0.01)。

表3 3組體表膈肌肌電比較

3 討 論

膈肌功能是決定患者通氣功能的重要因素。老年COPD患者常伴有膈肌功能障礙。目前評價膈肌功能的方法主要有影像學檢查、電生理檢查、力學指標和肺功能指標等。影像學檢查主要指X線、CT、磁共振成像和超聲。X線、CT均有放射線，磁共振成像檢查需要耗時多，氧氣等設備不能進入，限制了對危重癥病人的評估。對于老年AECOPD患者肺功能檢測常常難以配合，且檢查結果不夠準確，臨床也不推薦使用。顫搐性跨膈壓是目前評估膈肌功能較為準確的方法，但需要通過留置監測食管壓和胃內壓的導管才能測得。臨床操作復雜，患者感到痛苦。膈肌超聲聯合體表肌電圖操作簡便，不會給患者帶來不適感〔3〕。而床邊超聲與標準超聲比較，在評價膈肌功能方面效能相似〔4〕。研究顯示，超聲評估膈肌功能的準確性與顫搐性跨膈壓相關性良好，約為86%〔5〕。超聲評估膈肌功能的指標主要有B超的膈肌厚度、TF、M超的膈肌收縮速率〔4,6～8〕。本研究與Baria等〔8〕研究相似。Vivier等〔9〕用超聲評估無創通氣患者的呼吸功，發現與TF及跨膈壓時間乘積有相關性，且膈肌厚度反映肌肉收縮。B超測定膈肌厚度及TF受影響因素較多，膈肌厚度受機器的分辨率及操作者的水平影響較大，且膈肌厚度受不同機械通氣模式影響〔10,11〕。也有學者發現，呼吸肌疲勞與膈肌厚度不相關〔12〕。雖然超聲測量TF在機械通氣患者中更能準確地反映膈肌做功能力，但因影響因素多，尤其是操作醫師經驗不同也可能影響測量的準確性〔7〕，對于非超聲科醫生而言超聲厚度及TF評估膈肌功能可能不是最佳的選擇。

M超測定的膈肌活動度與患者的膈肌力量、疾病狀態也有關〔7〕。Boussuges 等〔3〕研究發現健康成人膈肌活動度在平靜呼吸正常數值分別為：男性(1.8±0.3)cm；女性(1.6±0.3)cm。本研究正常組與該數值近似，而AECOPD無呼吸衰竭患者膈肌運動幅度略高于正常水平，可能與患者急性加重時呼吸努力增強有關。而AECOPD合并呼吸衰竭患者因呼吸肌疲勞，呼吸努力減弱，膈肌運動幅度降低。研究顯示，機械通氣患者因呼吸機輸送的壓力會導致膈肌被動位移，因此，對于這部分病人僅應用膈肌活動度一個參數并不能完全真實反映患者膈肌本身的收縮力和功能〔13〕。單獨應用B超的膈肌厚度、TF、M超的膈肌活動度及膈肌收縮速率在評估膈肌功能障礙方面均有一定的缺陷，因此，需要尋找更有價值的參數精確評估膈肌功能。本研究顯示，M超的膈肌收縮強度及膈肌收縮時間可以反映膈肌力量，與Skaarup等〔14〕研究相似。本研究中，膈肌收縮強度與體表膈肌肌電呈負相關。提示患者呼吸衰竭時，呼吸努力增強，故膈肌肌電活動增強，但因膈肌疲勞，膈肌收縮強度并未同時增加。由于本研究例數較少，確定正常值范圍還需進一步擴大樣本。

綜上，床邊超聲結合體表膈肌肌電可以準確評估AECOPD患者的膈肌功能。M超測定深呼吸時AECOPD患者的膈肌收縮時間與膈肌收縮強度可能是評估AECOPD患者膈肌功能有價值的參數。