膈肌超聲檢查在指導肥胖患者撤離呼吸機的預測價值研究

趙永華, 靳立振, 于巧青, 孟 偉, 劉東海, 晁懷宇

(河北省廊坊市人民醫院, 河北 廊坊 065000)

肥胖主要原因是異?；蜻^量脂肪在體內堆積，其不僅影響個人健康，還會增加社會和經濟負擔，所以越來越受到重視。隨著肥胖的人數不斷增加，ICU中的肥胖患者人數也隨之增加，有研究顯示入住ICU的患者中至少有20%肥胖，且還有增加的趨勢[1]。目前衡量肥胖程度使用體重指數(body mass index，BMI)，即體重(kg)/(身高(m2)，我國的標準是BMI≥28kg/m2為肥胖。肥胖對呼吸系統的損害是多方面的，最主要的是使膈肌功能下降，從而導致肥胖患者撤離呼吸機困難。撤離呼吸機是一項非常繁重的工作，過早的或者過晚的撤機都會引起許多的并發癥，所以每天醫生要用至少40%的工作時間評估患者能否撤離呼吸機，現有預測撤機的指標很多，如：最大吸氣壓力、分鐘通氣量、淺快呼吸指數等，但是這些傳統指標仍不能準確的預測撤機結果，一些新指標比如膈肌位移時間指數(Excursion-time index ，E-T指數)指導撤機的研究比較少，特別是對于肥胖的病人[2]。故本研究采用超聲檢測膈肌E-T指數是否能預測肥胖患者撤機進行臨床研究。

1 資料與方法

1.1一般資料:選取我科2017年4月至2020年12月符合納入標準的連續機械通氣患者48例。本研究獲得廊坊市人民醫院倫理委員會批準(201704103)，患者及其家屬知情同意并簽署知情同意書。納入標準：①BMI≥28kg/m2；②經口氣管插管并機械通氣時間>48h；③機械通氣的病因去除；④氧合指標：吸氧濃度≤50%，呼吸末正壓≤8cmH2O時，氧合指數≥150mmHg或血氧飽和度>92%；⑤血流動力學穩定，不需要血管活性藥的治療；⑥有自主呼吸、咳嗽咳痰的能力，氣道分泌物少；⑦神志清楚，無鎮靜藥物應用。排除標準：①年齡<18歲；②膈肌麻痹、頸髓損傷；③氣胸、縱隔氣腫及胸壁外傷；④神經肌肉疾??；⑤存在多臟器衰竭或血流動力學不穩定。

1.2方 法

1.2.1研究方法:本研究為前瞻性觀察研究。對于符合納入標準的患者收集年齡、性別、BMI、急性生理和慢性健康評估(APACHE)Ⅱ評分、基礎疾病、機械通氣原因等資料。進行自主呼吸試驗[3](spontaneous breathing trial，SBT)前，在呼吸機的A/C(assist control )模式下測量右側膈肌的移動度(diaphragm excursion，DE)，并記錄患者呼吸頻率(respiratory rate，RR)、吸氣時間(inspiratory time，Ti),記錄5次并取平均值，計算膈肌E-T指數(DE×Ti)；進行SBT時，采用低水平的壓力支持模式，該模式壓力為5cmH2O，吸氧濃度與脫機前的吸氧濃度一致，進行30min的自主呼吸試驗，SBT結束時在呼吸機監測面板上記錄患者的RR、Ti及潮氣量(tidal volume，VT)，連續記錄5次并取平均值，同時用超聲測量患者右側膈肌的移動度，連續記錄5次并取平均值，并計算RSBI(RSBI=RR/VT)、E-T指數(DE×Ti)。

1.2.2超聲檢測膈肌移動度的方法:患者取半臥位，床頭抬高45度，用線性高頻探頭，置于右側腑中線第7～8肋間，探頭標記點指向頭側，在B超的模式下，找到位于壁層胸膜與腹膜之間的低回聲區就是膈肌，測量膈肌在吸氣末厚度和呼氣末厚度，分別測量5次后取平均值。用5MHz凸陣探頭，至于右側腋中線或是腋后線，以肝臟作為聲學窗，探頭標記點指向背側，用二維超聲觀察右側膈肌活動最大位置，凍結圖形后用M超聲測量并記錄數據，分別測量5次后取平均值。

1.2.3撤機結局的評價及分組:在拔除氣管插管后48h內不需要無創或有創機械通氣，則為脫機成功?；颊甙喂芎?8h出現下列情況之一的，則重新使用呼吸機支持：出現意識障礙、呼吸頻率>35次/min，血流動力學不穩定(心率>140次/min，收縮壓>180或<90mmHg)，視為撤機失敗。依據撤機結局將患者分為撤機成功組與撤機失敗組。

2 結 果

2.1一般資料的的比較:撤機成功與撤機失敗的兩組比較，性別、年齡、BMI、急性生理與慢性健康評分(Acute Physiology and Chronic Health EvaluationⅡ，APACHEⅡ)、基礎疾病、機械通氣原因等比較差異均無統計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 納入研究的患者一般臨床資料比較

2.2觀察指標的比較:撤機成功與撤機失敗的兩組比較，撤機成功組在呼吸機的A/C的模式下，DE、Ti、E-T指數無統計學意義(P>0.05)。SBT時，撤機成功組的DE、Ti、E-T指數明顯高于撤機失敗組(P<0.05)，撤機成功組的機械通氣時間明顯低于撤機失敗組(P<0.05)。兩組的ICU住院時間無統計學意義(P>0.05)。詳見表2。在A/C模式與SBT時各參數的變化值DE、Ti、E-T指標，撤機成功與撤機失敗比較有統計學意義(P<0.05)。詳見表3。

表2 兩組結局指標的比較

表3 兩組在A/C和SBT時變化的比較

2.3SBT時的E-T指數和A/C模式與SBT時E-T指數差值對撤機預測的ROC曲線:SBT時的E-T指數的ROC曲線下面積(area under the ROC curve，AUC)為0.78(95%CI：0.59-0.96)，約登指數最大值為0.60，閾值為1.02(cm·s)，敏感度為75%，特異度為85%，陽性預測值為57.1%，陰形預測值為94.1%，見圖1。A/C模式與SBT時E-T指數差值AUC為0.82(95%CI：0.68-0.92)，約登指數最大值為0.63，閾值為-0.20(cm·s)，敏感度為87.5%，特異度為75%，陽性預測值為55.6%，陰形預測值為96.8%。見圖2。

圖1 SBT時的E-T指數撤機預測的ROC曲線

圖2 A/C模式與SBT時E-T指數差值撤機預測的ROC曲線

3 討 論

目前撤機前需要SBT預測能否撤機，但是通過SBT后撤機失敗的仍有25%左右，特別是對于肥胖的患者，SBT應用仍有很大的局限性。膈肌超聲檢測和膈神經刺激試驗兩者均能準確預測脫機結果，由于膈肌超聲檢測簡單易行，故被廣泛使用[4]。本實驗參照Atul Palkar等[5]的實驗方法，依據膈肌的做功公式W=Pi x (VT/Ti) x (Ti/Ttot) x 60(Pi:平均吸氣壓，Vt:潮氣量，Ttot:一次呼吸的總時間)，用膈肌移動度(超聲測量)作為Pi和VT的替代，并與Ti結合，組合成膈肌E-T指數(DE×Ti)，此方法能間接的反映膈肌的做功。本研究顯示在肥胖的患者中，與撤機失敗的相比，撤機成功組在SBT時的膈肌移動度更大，Ti時間更長，E-T指數更大。

RSBI是目前常用的撤機指標之一，本實驗顯示與撤機成功組相比，撤機失敗組的RSBI較高，但是均<105次·L-1·min-1，這是由于不同的SBT形式造成RSBI閾值的不同。本實驗結局與Zhang B等[6]的實驗結果類似，使用呼吸機的壓力支持模式下做SBT，RSBI的閾值為 75次·L-1·min-1。隨著相關試驗的增多，目前試驗證實RSBI并不能準確預測撤機結局，主要原因是呼吸肌包括膈肌及膈肌以外的肌肉組成，如果膈肌存在障礙，膈肌以外的肌群如肋間內肌和肋間外肌可參與代償，呼吸頻率及潮氣量短時間內可保持正常，故RSBI在正常范圍，但是膈肌以外的呼吸肌不能長時間保證機體穩定呼吸，所以可能出現撤機的假陽性[7]。

膈肌是人體重要的呼吸肌，大約60%的潮氣量是由膈肌產生的，有研究顯示在撤機前SBT期間，用超聲測量膈肌移動度可以鑒別出膈肌功能障礙的患者，Osman等[8]的研究顯示在SBT期間膈肌位移小于10mm預測撤機失敗的敏感性為83.3%，特異性為100%，陰性預測值為94.3%，陽性預測值為100%，AUC為0.83。另外在COPD患者撤機研究中發現，SBT期間膈肌位移1.1cm的預測撤機的敏感性為86.4%，特異性為87.5%。目前鮮有對肥胖患者SBT期間膈肌超聲的研究，肥胖患者往往存在膈肌功能障礙，原因可能是肥胖致膈肌中出現進行性脂肪組織擴張和膠原沉積，膈肌內成纖維祖細胞增生，膈肌組織細胞中的線粒體腫脹、線粒體嵴減少，溶酶體增多，從而造成膈肌收縮缺陷，此病理變化在在肥胖相關呼吸系統疾病的尸檢中被證實[9]。本研究發現SBT時E-T指數的ROC曲線下面積僅為0.78，經過研究發現A/C模式與SBT時E-T指數差值ROC曲線下面積為0.82，可能更有預測價值，當A/C模式與SBT時E-T指數差值小于-0.20(cm·s)，預測撤機可能失敗，其中的原因為在撤去呼吸機支持轉成自主呼吸時，如果膈肌能夠保持或者增加位移或者增加Ti,能克服SBT時增加的阻力，保持更高的E-T指數，則可能撤機成功。相反，在撤消呼吸機的正壓支持后，膈肌位移明顯減少或吸氣時間縮短，導致ET指數降低，可能提示機體對增加的呼吸負荷的不耐受，預示著撤機失敗。

本實驗有一定的不足，首先，超聲檢查會受操作者經驗影響，比如重度肥胖可能會影響超聲的結果。其次，本研究采用的是右側膈肌超聲聲窗，因為左側膈肌測量比較困難，有些患者可能會存單側膈肌功能障礙，影響結果。最后，本研究為單中心研究，且樣本量偏小，需要下一步應進行多中心大樣本的研究。