腦卒中機械通氣患者撤機前超聲評估膈肌運動指標的價值分析

何振芬,王 軒,賈紹俊

(天津市寶坻區人民醫院/天津醫科大學寶坻臨床學院:1.急診科;2.重癥醫學科，天津 301800)

腦卒中的發病率與病死率在近年逐年升高。腦卒中患者常因呼吸功能障礙而引發呼吸衰竭及低氧血癥，最終引發腦缺氧等不可逆性危害[1]。絕大多數腦卒中患者需要機械通氣進行輔助支持治療，適當的機械通氣有利于改善腦卒中癥狀并提高遠期存活率；但長期機械通氣可合并不良反應，且不利于患者自主呼吸功能的恢復[2]。因此，當腦卒中合并呼吸衰竭患者癥狀好轉時，應選擇適當時機進行撤機。但撤機時間不當容易導致撤機失敗，因此臨床需要預測撤機的指標進行輔助判斷。本院近年來對不同撤機結果的腦卒中機械通氣患者行超聲評估膈肌運動指標，判斷其對于撤機成功的預測價值，取得了較好的效果，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

研究對象均為本院ICU于2016年6月至2019年5月收治的需要接受機械通氣治療的腦卒中患者，從中選取符合研究需求者96例。納入標準：(1)符合《中國腦血管病防治指南》制訂的腦卒中診斷標準[3]；(2)符合機械通氣指征且存活時間大于72 h；(3)美國國立衛生研究院卒中量表(NIHSS)評分高于16分；(4)臨床資料完整且完成隨訪；(5)患者均進行詳細溝通并簽署知情同意書。排除標準：(1)接受手術等其他影響本研究的治療；(2)身體條件不適合研究或不配合研究。所有患者依據撤機結果分為兩組，研究組為撤機成功的患者40例，對照組為撤機失敗的患者56例。所有患者中男62例，女34例，年齡30～73歲，平均(53.645±6.293)歲。兩組患者各基線資料比較差異無統計學意義(P>0.05)，有可比性，見表1。本研究通過醫院倫理委員會批準備案。

表1 兩組患者術前基線資料的比較

1.2 方法

1.2.1超聲方法

采用MyLab60全數字化多普勒超聲造影診斷儀(購自意大利百勝醫療公司)及原裝探頭(頻率3.0～4.5 MHz)。所有患者接受呼吸系統等全身綜合性評估，對于滿足撤機要求的患者進行嘗試性撤機，密切監測膈肌運動功能。患者取平臥位并于自主呼吸狀態下用探頭進行檢查，掃描起點為兩側腋前線，掃描窗口為肝脾部位，掃描終點為膈頂[4]。利用超聲造影診斷儀進行數據分析。

1.2.2數據分析方法

患者均于嘗試性撤機時接受自主呼吸試驗(spontaneous breathing trial，SBT)，利用超聲評估膈肌運動指標，包括SBT 30 min時的呼吸頻率、淺快呼吸指數(RSBI)、右側膈肌位移(DE)及吸氣時間，并計算出膈肌收縮速度。繪制相應受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線，分析各參數的ROC曲線下面積(area under curve,AUC)[5]。患者的超聲檢查及數據分析均有同組醫療人員完成，采用多次測量的方式減少測量誤差。

1.3 觀察指標

從以下幾個方面進行超聲評估膈肌運動功能的價值分析，(1)兩組患者SBT 30 min時撤機參數的比較：比較兩組患者SBT 30 min時撤機參數，包括呼吸頻率、RSBI、DE及膈肌收縮速度；(2)各參數對患者撤機成功的預測價值：計算AUC值及最佳臨界值，利用靈敏度、特異度及準確度對超聲評估的預測價值進行分析；(3)撤機失敗的危險因素分析：對各參數行單因素分析，有意義者進一步行多因素logistic回歸分析，分析撤機失敗的獨立危險因素。(4)兩組患者臨床預后指標的比較：比較兩組患者臨床預后指標，包括機械通氣時間、住院時間等。

1.4 統計學處理

2 結 果

2.1 兩組患者SBT 30 min時撤機參數的比較

研究組患者的呼吸頻率、RSBI及膈肌收縮速度均明顯低于對照組，而DE明顯高于對照組，差異均有統計學意義(P<0.05)，見表2。

表2 兩組患者SBT 30 min時撤機參數的比較

表3 各參數對患者撤機成功的預測價值

2.2 各參數對患者撤機成功的預測價值

RSBI、DE及膈肌收縮速度預測撤機成功均具有較高的準確度，見表3。RSBI、DE及膈肌收縮速度預測撤機成功的ROC曲線見圖1，結果表明DE及膈肌收縮速度的AUC值明顯大于RSBI。

2.3 撤機失敗的危險因素分析

單因素分析表明，RSBI、DE及膈肌收縮速度是撤機失敗的相關因素。多因素logistic回歸分析表明，低DE及高膈肌收縮速度均為撤機失敗的獨立危險因素，見表4。

表4 撤機失敗的危險因素分析

2.4 兩組患者臨床預后指標的比較

比較兩組患者臨床預后指標，結果表明：研究組患者的機械通氣時間、住院時間、住院死亡率指標明顯優于對照組，兩組比較差異有統計學意義(P<0.05)，見表5。

圖1 RSBI、DE及膈肌收縮速度預測撤機成功的ROC曲線

表5 兩組患者臨床預后指標的比較

3 討 論

3.1 腦卒中機械通氣患者撤機時機的重要性

腦卒中是在我國發病率、致殘率、致死率均相對較高的一種心腦血管疾病，重癥腦卒中患者常發生嚴重意識障礙和呼吸衰竭，常需要接受機械通氣。機械通氣有利于改善機體通氣及供氧，同時有利于實施生命支持[6]。但機械通氣屬于有創療法，不僅影響患者生理性呼吸功能，而且給患者及家屬造成嚴重的心理負擔與經濟壓力[7]。因此，腦卒中機械通氣患者需要在合適的時機進行撤機。

若撤機時機過早，患者自主呼吸能力尚未完全恢復易導致撤機失敗，影響治療效果與預后質量，甚至引發不必要的致殘或死亡。若撤機時機過晚，易錯過患者恢復自主呼吸的最佳時機，同時膈肌運動不協調，可影響治療質量，同時增加不必要的醫療風險與經濟花費[8]。本研究比較兩組患者臨床預后指標，結果表明：研究組患者的機械通氣時間、住院時間等臨床預后指標明顯優于對照組，兩組比較差異有統計學意義(P<0.05)。因此，預測準確、合理的機械通氣撤機時間是腦卒中患者的治療關鍵，需要利用有效的評價指標對撤機時機進行指導，膈肌功能對于患者的撤機后結局與預后密切相關。

3.2 超聲評估對于撤機時機的預測優勢

既往對于機械通氣撤機時機的預測指標較多，其中呼吸頻率、氣道閉合壓等指標準確性較好，但其臨界值的標準仍存在爭議，尚待制訂統一有效的標準[9]；綜合脫機指數(integrated weaning index，IWI)等指標需要長時間數據分析計算，不適用于臨床工作的需要[10]。

近年來，本院提倡采用超聲評估膈肌運動指標對機械通氣撤機時機進行預測，主要通過監測膈肌收縮功能指標對膈肌運動及呼吸負荷狀態進行評估，從而指導臨床撤機操作[11]。生理狀態呼吸運動依賴于膈肌收縮及胸腔內、外壓力協調作用而實現，撤機需要患者的自主呼吸能力達到完成呼吸功的需要，因此當呼吸肌收縮強度與收縮時間不足造成呼吸做功無法滿足呼吸負荷時，不符合撤機指征[12]。利用超聲評估DE、膈肌收縮速度為代表的膈肌運動指標可反映呼吸肌收縮運動能力，其預測價值有利于醫護人員判斷呼吸肌功能并合理安排撤機時間，最終盡可能提升撤機成功率[13]。

3.3 各撤機參數指導價值的結果分析

比較兩組患者SBT 30 min時撤機參數，結果表明：研究組患者的呼吸頻率、RSBI及膈肌收縮速度均明顯低于對照組，而DE明顯高于對照組，差異均有統計學意義(P<0.05)。因此，撤機成功與失敗的患者中呼吸頻率、RSBI、DE及膈肌收縮速度各指標存在差異，均可能對撤機成功與否進行預測。本次研究結果提示SBT中DE及膈肌收縮速度均存在明顯改變，若DE越大而膈肌收縮速度越慢，腦卒中機械通氣患者撤機的成功率越高，具有較好的臨床指導意義，本次研究與JABALEY等[14]學者臨床研究結果類似。

本次研究采用靈敏度、特異度、準確度對超聲評估膈肌指標的預測價值進行分析，比較各參數對患者撤機成功與否的預測價值，結果表明：RSBI、DE及膈肌收縮速度預測撤機失敗均具有較高的準確度，但DE及膈肌收縮速度的AUC值明顯高于RSBI。單因素分析表明，RSBI、DE及膈肌收縮速度是撤機失敗的相關因素。多因素logistic回歸分析表明，低DE及高膈肌收縮速度均為撤機失敗的獨立危險因素。分析原因在于影響呼吸頻率、RSBI的指標較多，可能因輔助呼吸肌對潮氣量的影響產生研究偏移；而DE及膈肌收縮速度將呼吸驅動力與反映膈肌功能特異性指標相結合，可更真實、準確地反映膈肌功能，可體現呼吸中樞驅動下的膈肌收縮效能。DE及膈肌收縮速度的優勢在于既反映了呼吸負荷與呼吸肌力量之間的平衡關系，也暴露出撤機失敗各病理生理因素下淺快呼吸的特性。以上結果與HETLAND等[15]臨床研究結果類似。因此，SBT中DE、膈肌收縮速度評估腦卒中機械通氣患者撤機成功與否均具有較高的預測價值。

3.4 本次研究的創新之處及后續研究方向

既往對于超聲評估膈肌運動指標的研究較單一，往往僅涉及單獨指標的評價，本次研究綜合既往文獻研究成果，創新性地選取最有效果的2個膈肌運動指標(DE、膈肌收縮速度)[14-15]，并與傳統指標(呼吸頻率、RSBI)進行對比分析，通過ROC曲線對預測價值進行綜合評價，具有較好應用前景。

本次研究仍存在一定局限性，包括：(1)膈肌運動指標只適合作為輔助判斷，需結合臨床癥狀體征及輔助檢驗進行綜合判定，不可作為單一判斷依據，更不適合作為金標準；(2)膈肌收縮速度與患者呼吸幅度相關性較大，因此存在一定的統計誤差，可能影響最終結果的準確性[16]；(3)本次研究總體樣本量較小且時間跨度較短，可能存在研究偏移。這些都有待于后續改進運動指標的測量方法并進一步施行長時程、大樣本量的研究。

綜上所述，相較于既往預測運動指標，超聲評估DE、膈肌收縮速度等膈肌運動指標具有無創、經濟、簡便、可重復性好的優勢，其中以DE臨界值為1.15 mm、膈肌收縮速度臨界值為1.45 cm/s時具有最佳的特異度、靈敏度和準確度。因此，超聲評估膈肌運動指標對于預測腦卒中機械通氣患者撤機時機具有較高的臨床價值，可有效預測患者撤機預后，值得行進一步深入研究及臨床推廣。