床旁超声预测机械通气患者撤机结局有效性的Meta分析

李 争，陶秀彬，刘胜君，胡珊珊，张 鹏，王晓晔

(1.皖南医学院研究生院；2.皖南医学院弋矶山医院护理部；3.皖南医学院弋矶山医院重症医学科，安徽 芜湖 241001)

机械通气是危重症患者普遍使用的生命支持手段，多数患者可成功撤机拔管。目前的撤机指南中建议采用自发呼吸试验(spontaneous breathing trial，SBT)作为预测撤机结果的工具[1-2]。但临床上仍有20%～30%的患者存在撤机困难或机械通气时间延长[3]，从而增加一系列并发症(感染、胃肠道出血、深静脉血栓形成、呼吸机相关性肺炎(ventilator-associated pneumonia，VAP)等)[4]；拔管时机掌握不恰当会导致再次气管插管[5]，最终会导致患者的治疗费用与死亡率增加[6]。因此，对于危重症患者，适时的停用机械通气与启用机械通气同样重要。研究表明，撤机失败的常见病因是膈肌功能障碍[7-9]，机械通气影响膈肌功能[10]，且膈肌收缩功能障碍与机械通气时长有关。有研究认为超声评估膈肌功能与膈肌功能评估金标准膈神经刺激诱发的跨膈压评估结果相关性达86%[11]，具有很高的临床应用价值。因此，本研究预通过Meta分析系统评价超声监测膈肌运动，预测机械通气患者撤机结局的有效性，为临床顺利撤机提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 文献检索

1.1.1 文献检索策略 两位研究者分别在MEDLINE、Cochrane Library、Web of Science、Embase、Elsevier、CNKI、WF、CBM、VIP数据库独立进行文献检索，中文数据库采用(“机械通气患者”OR“机械通气”)AND(“肺超声”OR“膈肌超声”OR“膈肌运动”)AND(“拔管”OR“撤机”)检索。英文检索式为(“extubation” OR “weaning” OR “discontinuation of mechanical ventilation ”OR “disconnect of mechanical ventilation”)AND(“ultrasound” OR “ultrasonography” OR “echography”)AND(“mechanical ventilation”)。

1.1.2 文献检索步骤 共检索到3657篇文献，中文1836篇，英文1821篇，剔除重复文献之后，通过标题和摘要筛选出56篇，其中与纳入标准不符39篇被排除在外，见图1。

图1 文献检索结果

1.2 纳入与排除标准

1.2.1 纳入标准 (1)研究类型为队列研究且n>20；(2)研究对象为机械通气>24h、年龄>18岁的患者；(3)无膈肌功能障碍患者；(4)研究对象均接受了超声检测，并对撤机结果分组；(5)提供超声测量指标对应的真阳性(true positive, TP)、假阳性(false positive, FP)、真阴性(true negative, TN)、假阴性(false negative, FN)数据或者灵敏度和特异度。

1.2.2 排除标准 (1)研究类型为回顾性研究；(2)重复发表的研究；(3)无法获得数据的研究；(4)系统综述等二次文献。

1.3 文献质量评价使用Cochrane协作网提供的QUADAS-2评价标准[12]从患者的选择、待评价试验、金标准、病例流程与进展情况四个方面对单个研究进行质量评价，由两名研究生独立进行评价，研究人员之间的异议须通过与第三位研究者(呼吸治疗师)进行讨论协商，达到意见一致。

1.4 资料提取和数据处理提取资料内容为：(1)纳入研究基本情况如作者、发表年份、国家、研究指标等；(2)研究对象特征、研究地点、年龄、机械通气情况等；(3)超声测量指标的TP、FP、FN、TN数据(未提供的研究提取灵敏度和特异度进行数据换算获取)。

1.5 统计学分析应用Revman 5.2及stata 12.0统计软件进行分析。构建单个测量指标灵敏度和特异度的森林图，并计算诊断OR值；绘制合并ROC曲线(Summary ROC，SROC)并分析曲线检测阈值效应，评价不同指标的预测价值。通过Q检验和I2统计值进行异质性检验，若各研究间异质性较小(P≥0.1，I2<50%)，采用固定效应模型行Meta分析；若异质性较大(P<0.1，I2≥50%)[13]，采用随机效应模型行Meta分析，逐一剔除纳入的研究；再进行效应量合并行敏感性分析，评估结果稳健性；应用Meta回归分析异质性来源；利用漏斗图检测发表偏倚。

2 结果

2.1 纳入研究基本情况17篇文献中3篇测量了一个指标；其它文献测量多个指标，其中13篇测量了膈肌增厚分数(diaphragm thickening fraction, DTF)，9篇测量了膈肌移动度(diaphragm excursion, DE)，4篇文章测量了肺超声评分(lung ultrasound score，LUS)。总结各研究对撤机失败的分组情况见表1。

表1 纳入研究基本情况

2.2 研究对象特征大部分文献研究地点为综合性ICU，有三篇研究地点分别为EICU、RICU和呼吸高度依赖中心。超声测量的时间应为SBT试验的开始及试验期间，大部分研究测量时间为SBT失败时或SBT 30min或1h，而程瑾[11]、Farghaly[18]的两篇研究只考虑通过SBT试验的患者，详见表2。

表2 研究对象特征

2.3 Meta分析结果患者的选择、待评价试验、金标准的选定、病例流程与进展情况四个方面显示纳入研究质量中等，见图2。森林图显示DTF合并敏感度为90%(95%CI：85%～93%)，合并特异度为74%(95%CI：66%～81%)；DE合并敏感度为84%(95%CI：73%～91%)；合并特异度为82%(95%CI：70%～90%)，见图3。

图2 方法学质量评价

图3 各个肺超声测量指标Meta分析森林图

2.4 检测阈值效应纳入的各研究对撤机失败的分组情况存在微小差异，可能由于观察者的主观影响，假设阈值效应存在。将一般点值和ROC曲线进行合并(见图4)，SROC曲线未呈现“肩臂”状，因此，没有证据表明各预测因子的敏感性和特异性之间存在负相关，即认为不存在阈值效应。DTF和DE在对应的ROC曲线平面上显示有适度的扩展，且置信椭圆倾向于投射在SROC曲线上(见图4)，支持合并值的计算结果。统计DTF和DE合并SROC曲线下面积分别为0.90(0.87～0.92)和0.90(0.87～0.92)。

图4 DTF-SROC曲线图(左)与DE-SROC曲线图(右)

2.5 异质性检验与Meta回归分析17项研究资料经过异质性检验认为存在较高异质性(表3)。为了探究异质性来源，本研究从可能影响异质性的因素中对患者的选择(Patients)、撤机失败分组情况是否一致(Sameth)、超声测量时间(Time)三个方面进行了Meta回归分析(表4)。根据各个研究中患者的选择情况：0=特定病种的患者，1=不同病种的患者；撤机失败分组情况：0=没有研究SBT失败或死亡的患者，1=研究SBT失败或死亡的患者；超声测量时间：0=非SBT试验30min内的研究，1=SBT 30min内的研究。Meta回归结果显示Time可能是DTF的潜在异质性来源，而Sameth是DE的主要异质性来源，尚无证据表明Patients为产生异质性的因素。

表3 异质性检验结果

表4 Meta回归P值表

2.6 检测发表偏倚应用Deek’k漏斗图法检测发表偏倚，测量值DTF的不对称检验结果P=0.94，DE的不对称检验结果P=0.26，均提示无显著发表偏倚(见图5)。

图5 DTF漏斗图(左)与DE漏斗提(右)

2.7 测量指标SROC曲线图将各个超声测量指标合并后发现其中DTF与DE曲线接近，LUS曲线下面积最大，提示LUS指标对于撤机的预测价值较高，而本研究纳入的LUS资料较少，其合并ROC曲线可靠性有待进一步确认(见图6)。

图6 SROC曲线图

3 讨论

本研究分析的结果中DTF合并的ROC曲线下面积为0.90[0.87～0.92]，DE为0.90[0.87～0.92]，表明DTF和DE对撤机结局有较高的预测价值。DE准确性较DTF低，LUS评分可能是一个较为准确的指标。但由于研究LUS指标的文献较少，确定其预测价值还需更多的研究来加以验证。

DTF反映活跃的膈肌收缩[31]，与肌电活动指标高度相关，能够较为准确地反应膈肌功能[32]，是本研究中一个较理想的预测指标，且研究表明，在预测拔管成功率方面，右侧膈肌DTF预测效能明显优于左侧[20]，可能与左侧心脏活动压迫干扰有关。DE与自主呼吸有关[33]，机械辅助呼吸影响DE准确性，并且，DE可能因病人体位不同导致结果偏差：平卧位时DE测量值小于坐位[34]；腹部或胸部压力改变时(如腹水、肺不张)DE值随之改变[35]。因此，DE对预测撤机结局有一定的局限性。

床旁超声以其无创、直观、高效和可反复操作等优点成为国内外许多研究者关注的焦点。超声预测机械通气患者撤机效果的关键在于准确的把观察到的超声影像转化为精确的数据，测量DTF、DE、LUS是目前临床关注较多客观指标。DE与DTF的测量要求较高，横膈膜超声需要使用精度达几毫米的高频探头，测量过程中各种微小的干扰都会使结果发生偏差，测量时病人的体位、呼吸道等准备要完善。测量的操作者需要经过超声专业的培训，并且应重复多次测量，以减少误差。床旁超声测量DTF、DE、LUS可以有效预测机械通气患者撤机结局，避免撤机时机不当导致的重复插管及VAP等不良结局。此结论可供临床同仁参考。