膈肌超声在指导重症患者撤机中的预测价值

2019-08-03龙玲赵浩天何聪任珊赵鹤龄

国际呼吸杂志 2019年14期

龙玲赵浩天何聪任珊赵鹤龄

1河北省人民医院重症医学科,石家庄 050017；2河北省人民医院超声科,石家庄 050017

机械通气是危重患者的一项重要的生命支持手段,ICU 中约2/3患者均需要机械通气治疗[1],但却有5%～50%的患者面临撤机失败的问题,且长时间的机械通气也存在一系列严重并发症[2]。比如延迟撤机可能会增加呼吸机相关性肺炎、应激性溃疡、深静脉血栓形成的风险,而因过早拔管而需再次插管的患者死亡率是明显升高的[3]。因此,我们需要更精准的评估手段来预测撤机时间。

膈肌是人体自主呼吸肌群的重要组织部分,有研究表明机械通气可导致机体膈肌的废用性萎缩[4]。ICU 获得性膈肌功能障碍 (diaphragmatic dysfunction,DD)可能使撤机失败的重要危险因素之一,目前评估膈肌功能的金标准是侵入性跨膈压的测量,但近年来国内外有研究表明通过膈肌超声测量膈肌增厚和膈肌移动度对存在潜在撤机失败风险患者具有较准确的预测能力[5-6],但目前关于ICU 患者该方面的数据仍较少。本研究通过在自主呼吸试验 (spontaneous breathing trial,SBT)30 min 时测量患者膈肌移动度 (diaphragmatic excursion,DE)及膈肌浅快呼吸指数(diaphragmatic rapid shallow breathing index,D-RSBI),探讨床旁超声评估膈肌功能对撤机结果的预测价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象选取2016年12月至2017年12月入住河北省人民医院ICU 行机械通气且准备撤机的患者54例,纳入标准：(1)大于18岁；(2)机械通气时间大于48 h； (3)符合撤机标准时行SBT 筛查试验。排除标准： (1)既往肺部肿瘤、肺切除、胸壁畸形导致呼吸力学异常等；(2)神经肌肉接头相关疾病、膈肌麻痹等；(3)存在呼吸中枢抑制因素。

超声检查已成为重症医学不可缺少的部位,本研究为临床观察性研究,故未进行严格的伦理资格审核,但符合《赫尔辛基宣言》的原则。

1.2 研究方法

1.2.1 SBT 机械通气患者满足以下情况时可进行尝试撤机：(1)氧合指数大于150；(2)呼气末正压通气指标小于5 cm H2O (1 cm H2O =0.098 kPa)；(3)咳嗽有力；(4)已停用镇静类药物和血管升压药物。

SBT 是停止机械通气后使用T 管进行持续吸氧30～60 min,当遇到以下情况：大汗、烦躁、嗜睡、外周SaO2下降≥5%、呼吸频率＞35 次/min或较基础值升高50%以上、收缩压升高20%、心率≥140 次/min 或增加幅度超过20%等情况时,终止SBT。

撤机成功的标准：撤机48 h之内患者能够耐受自主呼吸且不需要再次行机械通气辅助呼吸。撤机失败的定义：撤机48 h 内不能维持自主呼吸,需要再次行有创或无创机械通气或撤机后48 h内死亡。

1.2.2 DE的测量方法于SBT 30 min时使患者呈仰卧位,床头抬高30°。采用飞利浦CX50便携式彩色超声仪,选择腹部探头C5-1 (3.5～5.0 HZ)置于患者右侧腋前线与肋弓下缘交界处,以肝脏为声窗,在2D 模式下使曲样线垂直于膈肌顶弧,并切换至M 型超声模式探测膈肌运动幅度,将同一次呼吸周期内膈肌运动最大和最小处之间的位移定义为DE,测量3 次取平均值 (图1)。DD定义为任意一侧膈肌的平均移动度＜10 mm 或膈肌随呼吸出现矛盾运动。膈肌矛盾运动的超声表现为在患者吸气过程中由于胸腔内负压升高使膈肌朝远离探头方向 (胸腔方向)移动,与常规相反。以超声测量膈肌位移代替潮气量计算浅快呼吸指数(rapid shallow breathing index,RSBI),即计算D-RSBI。

图1 膈肌移动度的超声测量

1.2.3 其他观察指标记录患者年龄、性别、急性生理与慢性健康状况评分 (acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ,APACHEⅡ)、机械通气时间等指标；撤机前氧合指数、PaCO2；SBT 30 min时患者心率和平均动脉压。

1.3 统计学分析采用SPSS 13.0统计软件进行数据处理和分析,对计量资料均进行正态性检验,符合正态分布的资料以±s表示,两组数据比较使用独立样本t检验。非正态分布的计量资料以M(QR)表示,两组间数据比较采用秩和检验。采纳受试者工作特征曲线 (receiver operating characteristic,ROC)曲线下面积 (area under the curve,AUC)进行统计分析,选择最佳阈值且进行测算敏感度和特异度,评价膈肌监测指标对撤机预后的预测能力。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料本研究共纳入54 例机械通气患者,撤机成功组和撤机失败组一般基础情况如年龄、性别等指标比较,差异均无统计学意义 (P值均＞0.05),但撤机失败组的APACHEⅡ评分较撤机成功组略高,差异具有统计学意义 (Z=-3.181,P=0.001)。血气分析指标氧合指数、PaCO2比较差异无统计学意义 (P值均＞0.05)。见表1。

表1 2组患者一般资料的比较

2.2 SBT 30 min时监测指标 2组患者心率、平均动脉压SBT 30min时比较,差异均无统计学意义 (P值均＞0.05)；撤机成功组患者DE 明显高于失败组,但RSBI及D-RSBI明显低于失败组,差异均有统计学意义 (P值均=0.001)。见表1。

2.3 DE 和D-RSBI对撤机的预测价值根据ROC曲线结果选取DE 10.8 mm 为cut-off值,机械通气患者撤机成功敏感度为83.30%,特异度为83.30% (AUC = 0.778,95%CI：0.571 ～0.932)；D-RSBI 2.03次·min-1·mm-1为cut-off值,机械通气患者撤机成功敏感度为77.80%,特异度为72.80% (AUC = 0.810,95%CI：0.670～0.950)。见图2、图3、表2。

图2 机械通气患者自主呼吸试验30 min时膈肌移动度对撤机结果预测

3 讨论

机械通气是ICU 患者常用的生命支持手段,对于原发疾病已得到临床控制或缓解、呼吸功能已明显改善的患者,呼吸机的撤离也是机械通气的重要组成成分。对于大多数患者,因为气体交换充足、神经肌肉状态良好、血流动力学稳定,能够成功撤除呼吸机[7]。但是仍有一部分患者在拔出气管插管后48 h 内需要无创或有创的机械通气治疗,撤机失败可能导致机械通气时间及ICU 住院时间延长、病死率增高、医疗资源的浪费等[8]。

图3 机械通气患者自主呼吸试验30 min时膈肌浅快呼吸指数对撤机结果预测

尽管目前有指南[9]提示可以将SBT 作为预测撤机的指标,在30～60 min内评估患者PaCO2、氧合指数、心率、潮气量等指标,但约有13%～26%的患者在SBT 成功后存在48 h 内的再次插管[10]。因此,后续又提出了许多其他参数指标来预测是否能成功撤机,如RSBI、分钟通气量、最大吸气压等。Yang和Tobin[11]研究表明RSBI是一项准确的撤机评价指标,当RSBI≤105 时,其成功撤机的可能性较高。然而随着时间的发展,Ferrari等[12]认为RSBI对撤机成败的预测数值变异度较大,因为RSBI是依据患者呼吸频率和潮气量来评价患者的呼吸功能,潮气量大部分由膈肌产生,小部分由辅助肌群产生 (如胸锁乳突肌、肋间外肌、腹肌等),而早期辅助呼吸肌群发挥作用时可短暂掩盖患者DD 状态,所以用潮气量完全替代膈肌功能一直存在争议。

膈肌是人体主要的呼吸肌,平静呼吸下移动约1～2 cm,用力呼吸时移动范围可达7～11 cm[13]。然而低血压、低氧及脓毒症等均可导致膈肌功能受损,因此DD 在ICU 中更为常见[14]。机械通气可减少膈肌做功,但同时也可引起DD[15]。许多研究已表明,DD 是引起肺不张和肺炎的主要原因,这也是导致撤机失败和机械通气延长的危险因素[16]。因此,早期诊断DD 对避免撤机失败是必须的。腹部X 线无法动态观察膈肌运动能力,核素显像、CT 等不利于床旁操作,且具有辐射损伤,近年来,膈肌超声作为一种安全、无辐射、床边的工具,可用于评估膈肌功能及预测撤机。

Tobin等[17]的研究发现证实RSBI预测撤机失败的阈值为105。但由于研究方法、对撤机成败的定义及人群不同,其特异度及参考阈值并不统一,本研究RSBI阈值为53.3。有文献[18]指出对DD 的机械通气患者,辅助肌群可在短时间内产生代偿作用,使潮气量保持在一定的水平,此时RSBI预测撤机结果会出现假阴性。很多其他研究中也发现RSBI对预测撤机成败的波动较大,并不是一个理想的预测指标。本研究中,将DE 和D-RSBI进行对比发现,撤机成功组DE 明显高于撤机失败组(12.10 mm比10.30 mm),D-RSBI明显低于撤机失败组 [1.79次·min-1·mm-1比2.46次·min-1·mm-1],说明良好的膈肌功能是撤机的保障。Abbas等[19]也证实了这一观点,对行SBT 的COPD 患者测量DE及D-RSBI水平,结果发现撤机成功患者37例,撤机失败患者13例,2组DD (16.57 mm 比9.32 mm)及D-RSBI[1.42次·min-1·mm-1比3.27次·min-1·mm-1]比较,差异有统计学意义。本研究中DE 取10.8 mm为cut-off值,预测撤机成功的敏感度和特异度为83.30% 和83.30%,AUC为0.778；D-RSBI取2.03次·min-1·mm-1作为cut-off值,敏感度和特异度分别为77.80%和72.20%,AUC为0.810。

本研究仍存在许多不足：(1)超声的评估准确性很大程度上依赖于操作者的经验；(2)部分患者在机械通气前的DE无法获取,因此缺乏机械通气前后的对比； (3)纳入患者仅评估其右侧膈肌功能,本研究不具备参考价值；(4)未对患者心功能进行评估,不除外存在一些由于突然撤去呼气末正压通气导致心肺交互作用致使拔管失败的情况。因此,对于患者撤机失败的原因需要更精确的研究进一步探讨。