指導脫機的膈肌超聲指標的研究進展〔1〕

周明素，張棟，賈晉太

(1.長治醫學院，山西 長治 046000；2.長治醫學院附屬和平醫院，山西 長治 046000)

重癥監護室(ICU)中大部分患者需要機械通氣，脫離機械通氣(脫機)是患者疾病康復過程中的重要步驟。一方面，延遲脫機會增加患者病死率及并發癥發生率，另一方面，脫機過早，患者尚不能維持自主呼吸會導致脫機失敗，再插管率、并發癥發生率及病死率增加[1]。因此應用恰當的指標準確地評估膈肌功能來指導脫機對患者預后至關重要。傳統脫機指標都有不可避免的缺點。近年來，膈肌超聲掃描成像以其無創、易操作的優點越來越多地用于指導患者脫機。本文就現有用于指導脫機的膈肌超聲指標的研究進展進行綜述。

1 膈肌厚度指標在預測脫機中的價值

1.1 膈肌厚度

在機械通氣期間膈肌厚度改變可能與膈肌無力相關[2]。江意春等[3]報道機械通氣患者呼氣末膈肌厚度隨機械通氣時間延長逐漸下降，以機械通氣后前3 天下降速度最明顯，其下降的嚴重程度與患者預后密切相關。Lee等[4]發現兒童患者中拔管后膈肌厚度的恢復可能有助于預測成功脫機。Farghaly和hasan[5]研究表明，成功通過自主呼吸試驗(SBT)的ICU患者中，吸氣末膈肌厚度≥21 mm時預測拔管成功的敏感性、特異性和曲線下面積(AUC)分別為77.5%，86.6%和0.831，因此，對于通過SBT的患者來說，吸氣末膈肌厚度是一個很好的指標。

1.2 膈肌增厚率

與心臟射血分數相似，膈肌增厚率(DTF)是反映膈肌收縮性的一個有效指標[6]。DTF=(吸氣末膈肌厚度-呼氣末膈肌厚度)/呼氣末膈肌厚度。DTF<20%可診斷為膈肌麻痹[7]。周俊等[8]報道了DTF預測脫機成功的閾值為35%，其敏感性、特異性、AUC分別為93%，80%和0.972。Farghaly和hasan[5]研究結果表明，DTF與吸氣末膈肌厚度和位移相比，預測脫機成功時敏感性最好，但特異性相對低，三者的敏感性分別為90.0%，77.5%和87.5%，特異性分別為64.3%，86.6%和71.5%。

1.3 膈肌增厚-淺快呼吸指數

張海翔等[9]用DTF代替傳統RSBI=RR/VT計算公式中的VT(RSBI為淺快呼吸指數，RR為呼吸頻率，VT為潮氣量)，得到膈肌增厚淺快呼吸指數(DT-RSBI)=RR/DTF。高DT-RSBI(OR=1.06)是脫機失敗的獨立危險因素(P<0.05)。DT-RSBI較傳統RSBI預測脫機結果更準確(AUC分別為0.872和0.796)，是指導脫機的較好指標。

2 膈肌位移相關指標在預測脫機中的價值

2.1 膈肌位移

吸氣時膈肌收縮，膈肌朝向尾側運動，在膈肌超聲上表現為一個向下的位移。SBT期間，膈肌位移(DD)<10 mm與脫機失敗有關[10]。DD>1.25 cm時預測脫機成功的敏感性和特異性分別為97%和82%。研究[11]顯示，在慢性阻塞性肺疾病患者中，SBT期間DD為1.1 cm時預測拔管結果的敏感性為86.4%，特異性為87.5%。DD與傳統指標RSBI，VT，氣道閉合壓(P0.1)及最大吸氣壓(MIP)相比是一項敏感且特異的指標[12]。

2.2 膈肌吸氣幅度達峰時間

膈肌吸氣幅度是指膈肌位移，而膈肌吸氣幅度達峰時間(TPIAdia)是指膈肌從吸氣時開始運動至位移達到最大時所需時間，可在膈肌運動的M型超聲圖像上直接測量[13]。TPIAdia與VT顯著相關，與RSBI呈負相關。RSBI越低，TPIAdia越長，表明TPIAdia與膈肌力量存在相關性。TPIAdia>0.8 s預測脫機成功的敏感性、特異性、AUC分別為92.2%，45.5%和0.676。其特異性不高，這就意味著在吸氣幅度達峰時間≤0.8 s時有一定假陽性。

2.3 膈肌位移時間指數

膈肌位移時間指數(E-T)=膈肌位移×吸氣時間[14]。E-T指數可以作為脫機期間膈肌對增加的呼吸負荷所做呼吸功的替代指標。在輔助控制通氣模式(A/C)和SBT之間，當E-T指數下降小于3.8%時，預測脫機成功的敏感性、特異性、AUC分別為79.2%，75.0%和0.77。

2.4 膈肌收縮速度

膈肌收縮速度=膈肌位移/吸氣時間。研究[15]報道在SBT開始后20 min測量膈肌收縮速度>8 mm/s時預測脫機成功的敏感性、特異性、AUC分別為100.00%，86.67%和0.93，僅略低于RSBI(敏感性100.00%，特異性100.00%，AUC 0.996)，因此膈肌收縮速度可以替代RSBI用于預測脫機。在另一項對老年機械通氣患者的研究[16]中發現，右側膈肌收縮速度>21.32 mm/s預測脫機成功的敏感性、特異性和AUC分別為66.67%，92.86%和0.833。與右側膈肌位移預測脫機成功有相似的AUC(0.839)，可見右側膈肌收縮速度比RSBI能更準確地預測成功脫機。但Palkar等[17]研究表明成功拔管組與再次插管組間收縮速度無明顯差異，膈肌收縮速度對于脫機結果沒有預測價值。

2.5 膈肌-淺快呼吸指數

Spadaro等[18]用DD替代RSBI計算公式中的VT，得到膈肌-淺快呼吸指數(D-RSBI)=RR/DD，D-RSBI與RSBI有很好的相關性(r2=0.67，P<0.001)。D-RSBI>1.3(次/min)·mm-1時預測脫機失敗的敏感性、特異性和AUC分別為94.1%，64.7%和0.89，與RSBI(AUC為0.72)相比，結合膈肌位移后得到的D-RSBI預測脫機結局的準確性更高。但周俊等[8]在進行多因素回歸分析后并不支持D-RSBI和DT-RSBI是脫機失敗的獨立因素。D-RSBI和DT-RSBI作為兩個新的膈肌超聲指標在指導脫機中的價值需要更多研究數據來驗證。

3 組織多普勒成像衍生指標

心臟組織多普勒成像(TDI)技術原理可用于評估膈肌動力學。TDI衍生膈肌指標有峰收縮速度(PCV)、峰舒張速度(PRV)、速度時間積分(VTI)和TDI最大舒張率(TDI-MRR)。Soilemezi等[19]首次在成人中用TDI技術完成了健康人和ICU患者的膈肌TDI測量，所有指標組間相關系數均高于89%，觀察者內和觀察者間都有極好的可重復性；另外還分析了脫機成功組和脫機失敗組SBT期間測量的膈肌TDI衍生指標的差異，結果表明脫機失敗組PCV，PRV以及TDI-MRR明顯高于脫機成功組(三個變量P均≤0.001)，PCV，PRV和TDI-MRR越大，越可能脫機失敗。

4 聯合使用膈肌超聲指標在預測脫機中的價值

近年來，研究者開始探索將超聲指標與傳統指標聯合應用于指導脫機。Pirompanich和Romsaiyut[20]報道，右側DTF≥26%預測脫機成功的敏感性和特異性分別為96%和68%；RSBI≤105預測脫機成功的敏感性為96%，特異性僅為44%；右側膈肌增厚率≥26%聯合RSBI≤105用于預測脫機結局可將特異性提高至78%，敏感性輕微降至92%。Zhang等[21]研究發現DTF≥27.78%預測脫機成功的敏感度、特異度和AUC分別為92.98%，81.25%和0.907，DTF≥27.78%聯合最大吸氣壓(MIP)≥26.5 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)后AUC為0.920，特異度提高至87.7%，敏感度略降低(87.5%)。Xu等[22]探索將膈肌超聲與心臟超聲、肺超聲聯合應用指導脫機，結果發現腦鈉肽(BNP)、左心房壓(LAP)、肺超聲評分(LUS)和膈功能障礙與脫機失敗風險增加相關，但各指標均不能獨立準確地預測脫機結果(AUC均小于0.9)；LAP和LUS及膈肌功能障礙聯合對于預測脫機結果準確性最高(AUC=0.919)，敏感性和特異性分別為91.7%和82.7%。

5 討 論

各超聲指標用于指導脫機缺乏公認的金標準。脫機失敗是多因素造成的，單個指標不能全面地反映各種影響脫機的因素，因此應聯合使用各指標指導脫機。膈肌厚度與膈肌力量相關。研究[23]表明膈肌厚度可以用于指導脫機，但也有研究者指出用膈肌厚度指導脫機并不科學。原因如下：第一，急性膈肌麻痹，由于時間太短，膈肌萎縮還沒有發生，膈肌厚度可以表現為正常。第二，在膈肌功能正常但身材矮小的個體或是有全身性肌肉萎縮的患者，其膈肌厚度低于正常并不代表膈肌功能有問題。第三，由于液體復蘇，膈肌組織可能發生水腫，膈肌厚度可能表現為正常甚至高于正常。此外。由于膈肌厚度個體差異大，部分健康人群膈肌厚度可在低限值以下[24]。故不建議使用膈肌厚度的絕對值來指導脫機，而DTF用于評估膈肌功能障礙可能更靠譜，但是DTF目前也沒有一個公認的臨界值用于指導脫機。DD作為評估膈肌功能的一個指標只限于自主呼吸的患者。DD主要與吸氣容量相關。在輔助通氣時，有兩部分因素參與形成DD，一部分是膈肌本身收縮引起膈肌移動，另一部分是因為通氣機的應用使得膈肌被動運動，這種情況下就很難分清哪部分位移是患者膈肌主動收縮產生[25]。在輔助通氣時位移不適合用來評估膈肌的收縮性。此外，在有腹腔積液、腹部腫塊或者是肺氣腫、肺纖維化時會限制膈肌運動，故單獨應用DD診斷膈肌功能障礙會有一定假陽性[23]。

綜上，脫機結果是多因素的，單一指標難以準確預測脫機結果，應聯合使用多個指標指導脫機，以改善脫機結局。各指標聯合應用指導脫機的價值有待進一步研究。