床旁超聲監測膈肌功能對COPD機械通氣患者撤機結果的預測價值

羅彩琴 王東磊 何小花 沈佳 楊波

（寧夏醫科大學總醫院心腦ICU 銀川 750004）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease, COPD）是常見的呼吸系統疾病之一，機械通氣是目前救治COPD伴呼吸衰竭患者的重要支持手段，但隨著呼吸機使用時間延長，呼吸道感染、氣壓性損傷等呼吸機相關并發癥發生率也隨之增加。因此當患者需要呼吸機支持的誘因被去除，或者患者逐漸恢復自主呼吸能力時，應及時撤機拔管，以減少呼吸機相關并發癥發生和節約醫療費用。合理把握撤機時機是臨床工作和相關研究的重點及難點，過早或延遲撤機拔管都將對患者預后造成不利影響，影響機械通氣治療效果和患者病情轉歸。有報道指出，臨床大約 20%～30%機械通氣患者存在撤機困難或撤機延遲現象[1-2]。自主呼吸試驗（spontaneous breathing trial, SBT）是機械通氣患者撤機前的必要檢查，根據淺快呼吸指數（rapid shallow breathing index, RSBI）等撤機參數能較好預測撤機結局，臨床應用廣泛。但RSBI的影響因素較多，其預測撤機結果存在諸多局限性，可能影響預測結果的準確性。膈肌是人體主要呼吸肌，膈肌的功能狀態決定著機械通氣患者自主呼吸能力及呼吸機是否能順利撤離，隨著床旁超聲技術進步和在重癥學科的開展應用，利用超聲評估機械通氣患者膈肌運動功能、預測撤機結果成為臨床研究的熱點[3]。本研究利用床旁M型超聲監測接受械通氣患治療的COPD患者的膈肌運動功能指標，并與傳統RSBI參數預測撤機結果進行比較，現報道如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料

將2019年1月—2020年12月期間在我院心腦ICU收治的68例COPD機械通氣患者納入研究。

納入標準：年齡≥18 周歲；明確診斷COPD；符合撤機篩查試驗通過標準者。

排除標準：經鼻氣管插管、無創機械通氣、氣管切開者；嚴重呼吸中樞抑制、高位截癱、神經肌肉病變者；胸廓畸形、膈疝；腹腔高壓；嚴重心、肝、腎等臟器功能衰竭或血流動力學不穩定；嚴重凝血功能障礙者；妊娠或腫瘤終末期患者。

本研究獲得醫院倫理委員會批準。

1.2 方法

通過臨床撤機篩查試驗后行SBT 120 min，并隨訪48 h，根據撤機是否成功分為撤機成功組和撤機失敗組。撤機成功標準：①成功通過 SBT，且拔除氣管插管；②患者撤機或者拔管后48 h內不用再次給予有創或者無創呼吸機支持；③拔管后 48 h內存活。撤機失敗標準：①拔管后 48 h內需要有創或者無創呼吸機支持；②拔管后48 h內死亡。同時在SBT過程中使用床旁M型超聲測量計算COPD患者膈肌活動度（diaphragmatic excursion,DE）、膈肌增厚分數（diaphragm excursion fraction, DTF）和膈肌淺快呼吸指數（diaphragm rapid shallow breathing index, D-RSBI）等膈肌運動功能指標，記錄傳統淺快呼吸指數（rapid shallow breathing index, RSBI）相關指標。比較兩組患者臨床基本資料和上述膈肌超聲指標的差異，并通過受試者工作特征（ROC）曲線分析常規撤機參數和膈肌運動功能超聲指標對撤機失敗的預測價值。

1.3 統計學方法

采用SPSS 22.0進行統計分析，計數資料以n（%）表示，采用χ2檢驗；計量資料以±s表示，采用t檢驗。P＜0.05提示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料

根據撤機是否成功，分為撤機成功組47例，撤機失敗組21例。兩組在性別、年齡、體質量指數（body mass index, BMI）、急性生理學及慢性健康狀況評分系統Ⅱ（acute physiology and chronic health evaluation scoring systemⅡ, APACHE Ⅱ）評分、收縮壓（systolic blood pressure,SBP）、舒張壓（diastolic blood pressure, DBP）、空腹血糖（fasting blood glucose, FBG）、心率（heart rate, HR）和呼吸頻率方面比較，差異均無統計學意義（表1，P＞0.05）。

表1 一般資料

2.2 SBT 30 min時撤機相關參數比較

撤機成功組SBT 30 min時呼吸頻率、RSBI和D-RSBI均低于撤機失敗組，DE、DTF均高于撤機失敗組（表2，P＜0.05）。

表2 SBT 30 min時撤機相關參數比較（±s）

表2 SBT 30 min時撤機相關參數比較（±s）

組別 呼吸頻率 /(次 ·min) RSBI/[次 ·(min·L)]D-RSBI/[次 ·(min·mm)]DE/mm DTF/%撤機成功組（n=47） 18.90±3.08 43.57±9.38 1.51±0.43 13.78±3.15 31.69±3.74撤機失敗組（n=21） 23.70±3.29 64.87±15.02 2.25±0.62 11.20±2.98 27.23±4.62 t值 5.814 7.126 5.692 3.171 4.219 P值 0.001 ＜0.001 0.001 0.002 0.001

2.3 呼吸頻率、RSBI和膈肌超聲指標對撤機失敗的預測價值

理論上，受試者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲線下面積（area under curve, AUC）≥0.7表示預測價值良好，由表3可知，呼吸頻率、RSBI、DE、DTF和D-RSBI對撤機失敗均有較好預測價值，AUC依次為0.739、0.813、0.826、0.817、0.842，其中D-RSBI對患者撤機失敗的敏感度、特異度均高于傳統RSBI。

表3 各項撤機參數對撤機失敗的預測價值

3 討論

持續氣流受限是COPD患者的主要臨床特征，患者以中老年人占比較大，隨病程延長和病情加重，易引起呼吸衰竭、慢性肺源性心臟病等多種危重并發癥，其中合并Ⅱ型呼吸衰竭者最為常見。機械通氣作為呼吸衰竭重癥患者的常用呼吸支持手段，可明顯改善患者氧合功能，為后續治療創造有利條件，大大降低病死率，因此在重癥學科應用普遍[4]。撤機時機是影響機械通氣治療效果和患者預后的重要因素，也是重癥學科的臨床難題。撤機過早時患者氣道保護功能尚未恢復，易出現氧供不足和撤機失敗，進而增加再插管率和延長ICU住院時間等，其中再插管使患者的院內獲得性肺炎發生風險約增加8倍，死亡風險增加6～12倍[5]。而不必要延長機械通氣可增加患者感染和其他并發癥的風險，易產生呼吸機依賴，延長ICU停留時間和增加醫療負擔等。

臨床經驗表明，COPD伴呼吸衰竭患者多因呼吸肌疲勞、心肺功能差、呼吸機相關性肺炎等而造成脫機困難，機械通氣時間延長。但臨床醫生目前仍缺乏對撤機的統一衡量標準，何時撤機仍是挑戰。目前臨床上常用的撤機參數包括癥狀體征、呼吸容積和動力學參數、血氣分析等，撤機指標是在神經肌肉功能測定、呼吸機對抗呼吸系統機械做功及代謝負荷做功能力這幾個水平上測定的，其中RSBI作為床旁較為容易獲得的撤機指數，在撤機預測中廣泛使用。但研究表明，已有各項撤機參數指標均無法保證預測撤機失敗的準確性，原因在于撤機失敗的影響因素較多，與患者呼吸道及肺功能障礙、腦功能障礙、心臟功能障礙、膈肌功能障礙、內分泌及代謝功能障礙等因素均相關，而RSBI等撤機參數未能反映呼吸中樞驅動、呼吸肌收縮與呼吸負荷之間的平衡關系[6-7]；另外SBT過程中，機械通氣患者各項撤機參數指標的變化常是動態過程，而單點的測量常常不能反映這種動態過程[8]。有報道稱，SBT是目前指導撤機時機的有效手段，但即使成功通過SBT后，患者拔管失敗率仍高達 26%～42%[9]。

臨床普遍認為，膈肌是人體主要呼吸肌，膈肌的功能狀態決定著機械通氣患者自主呼吸能力及呼吸機是否能順利撤離。以往膈肌功能評估常采用膈肌電活動、跨膈壓、透視檢查等方法，但多存在電離輻射或創傷性大等弊端，極大限制了其在臨床中的推廣應用[10]。近年來隨著重癥超聲日益普及，床旁超聲因具有可重復性、簡便易行、安全無創等優點，已被廣泛用于膈肌功能評估中。本研究利用床旁M型超聲監測膈肌運動功能，發現撤機成功組DE、DTF均明顯高于撤機失敗組，D-RSBI顯著較低，與周亮等[11]報道相似。筆者認為機械通氣患者潮氣量的影響因素同樣復雜，當膈肌運動功能受損時，其他輔助呼吸肌可通過代償作用途徑，使潮氣量和RSBI維持在正常范圍，無法明確患者膈肌功能障礙及嚴重程度。同時筆者在臨床中發現，部分RSBI正常的機械通氣患者撤機數小時后發生呼吸肌疲勞，導致撤機失敗和再插管，原因很可能與輔助呼吸肌的代償機制掩蓋膈肌功能障礙有關，因此單純依靠RSBI預測撤機失敗的準確性逐漸受到質疑[12]。

綜上所述，膈肌運動功能反映呼吸肌收縮效能與呼吸負荷關系，反映動態變化的指標，利用床旁M型超聲監測膈肌運動功能對撤機結果具有較好預測價值，可能為撤機時機的判斷提供新思路。