指导脱机的膈肌超声指标的研究进展〔1〕

周明素，张栋，贾晋太

(1.长治医学院，山西 长治 046000；2.长治医学院附属和平医院，山西 长治 046000)

重症监护室(ICU)中大部分患者需要机械通气，脱离机械通气(脱机)是患者疾病康复过程中的重要步骤。一方面，延迟脱机会增加患者病死率及并发症发生率，另一方面，脱机过早，患者尚不能维持自主呼吸会导致脱机失败，再插管率、并发症发生率及病死率增加[1]。因此应用恰当的指标准确地评估膈肌功能来指导脱机对患者预后至关重要。传统脱机指标都有不可避免的缺点。近年来，膈肌超声扫描成像以其无创、易操作的优点越来越多地用于指导患者脱机。本文就现有用于指导脱机的膈肌超声指标的研究进展进行综述。

1 膈肌厚度指标在预测脱机中的价值

1.1 膈肌厚度

在机械通气期间膈肌厚度改变可能与膈肌无力相关[2]。江意春等[3]报道机械通气患者呼气末膈肌厚度随机械通气时间延长逐渐下降，以机械通气后前3 天下降速度最明显，其下降的严重程度与患者预后密切相关。Lee等[4]发现儿童患者中拔管后膈肌厚度的恢复可能有助于预测成功脱机。Farghaly和hasan[5]研究表明，成功通过自主呼吸试验(SBT)的ICU患者中，吸气末膈肌厚度≥21 mm时预测拔管成功的敏感性、特异性和曲线下面积(AUC)分别为77.5%，86.6%和0.831，因此，对于通过SBT的患者来说，吸气末膈肌厚度是一个很好的指标。

1.2 膈肌增厚率

与心脏射血分数相似，膈肌增厚率(DTF)是反映膈肌收缩性的一个有效指标[6]。DTF=(吸气末膈肌厚度-呼气末膈肌厚度)/呼气末膈肌厚度。DTF<20%可诊断为膈肌麻痹[7]。周俊等[8]报道了DTF预测脱机成功的阈值为35%，其敏感性、特异性、AUC分别为93%，80%和0.972。Farghaly和hasan[5]研究结果表明，DTF与吸气末膈肌厚度和位移相比，预测脱机成功时敏感性最好，但特异性相对低，三者的敏感性分别为90.0%，77.5%和87.5%，特异性分别为64.3%，86.6%和71.5%。

1.3 膈肌增厚-浅快呼吸指数

张海翔等[9]用DTF代替传统RSBI=RR/VT计算公式中的VT(RSBI为浅快呼吸指数，RR为呼吸频率，VT为潮气量)，得到膈肌增厚浅快呼吸指数(DT-RSBI)=RR/DTF。高DT-RSBI(OR=1.06)是脱机失败的独立危险因素(P<0.05)。DT-RSBI较传统RSBI预测脱机结果更准确(AUC分别为0.872和0.796)，是指导脱机的较好指标。

2 膈肌位移相关指标在预测脱机中的价值

2.1 膈肌位移

吸气时膈肌收缩，膈肌朝向尾侧运动，在膈肌超声上表现为一个向下的位移。SBT期间，膈肌位移(DD)<10 mm与脱机失败有关[10]。DD>1.25 cm时预测脱机成功的敏感性和特异性分别为97%和82%。研究[11]显示，在慢性阻塞性肺疾病患者中，SBT期间DD为1.1 cm时预测拔管结果的敏感性为86.4%，特异性为87.5%。DD与传统指标RSBI，VT，气道闭合压(P0.1)及最大吸气压(MIP)相比是一项敏感且特异的指标[12]。

2.2 膈肌吸气幅度达峰时间

膈肌吸气幅度是指膈肌位移，而膈肌吸气幅度达峰时间(TPIAdia)是指膈肌从吸气时开始运动至位移达到最大时所需时间，可在膈肌运动的M型超声图像上直接测量[13]。TPIAdia与VT显著相关，与RSBI呈负相关。RSBI越低，TPIAdia越长，表明TPIAdia与膈肌力量存在相关性。TPIAdia>0.8 s预测脱机成功的敏感性、特异性、AUC分别为92.2%，45.5%和0.676。其特异性不高，这就意味着在吸气幅度达峰时间≤0.8 s时有一定假阳性。

2.3 膈肌位移时间指数

膈肌位移时间指数(E-T)=膈肌位移×吸气时间[14]。E-T指数可以作为脱机期间膈肌对增加的呼吸负荷所做呼吸功的替代指标。在辅助控制通气模式(A/C)和SBT之间，当E-T指数下降小于3.8%时，预测脱机成功的敏感性、特异性、AUC分别为79.2%，75.0%和0.77。

2.4 膈肌收缩速度

膈肌收缩速度=膈肌位移/吸气时间。研究[15]报道在SBT开始后20 min测量膈肌收缩速度>8 mm/s时预测脱机成功的敏感性、特异性、AUC分别为100.00%，86.67%和0.93，仅略低于RSBI(敏感性100.00%，特异性100.00%，AUC 0.996)，因此膈肌收缩速度可以替代RSBI用于预测脱机。在另一项对老年机械通气患者的研究[16]中发现，右侧膈肌收缩速度>21.32 mm/s预测脱机成功的敏感性、特异性和AUC分别为66.67%，92.86%和0.833。与右侧膈肌位移预测脱机成功有相似的AUC(0.839)，可见右侧膈肌收缩速度比RSBI能更准确地预测成功脱机。但Palkar等[17]研究表明成功拔管组与再次插管组间收缩速度无明显差异，膈肌收缩速度对于脱机结果没有预测价值。

2.5 膈肌-浅快呼吸指数

Spadaro等[18]用DD替代RSBI计算公式中的VT，得到膈肌-浅快呼吸指数(D-RSBI)=RR/DD，D-RSBI与RSBI有很好的相关性(r2=0.67，P<0.001)。D-RSBI>1.3(次/min)·mm-1时预测脱机失败的敏感性、特异性和AUC分别为94.1%，64.7%和0.89，与RSBI(AUC为0.72)相比，结合膈肌位移后得到的D-RSBI预测脱机结局的准确性更高。但周俊等[8]在进行多因素回归分析后并不支持D-RSBI和DT-RSBI是脱机失败的独立因素。D-RSBI和DT-RSBI作为两个新的膈肌超声指标在指导脱机中的价值需要更多研究数据来验证。

3 组织多普勒成像衍生指标

心脏组织多普勒成像(TDI)技术原理可用于评估膈肌动力学。TDI衍生膈肌指标有峰收缩速度(PCV)、峰舒张速度(PRV)、速度时间积分(VTI)和TDI最大舒张率(TDI-MRR)。Soilemezi等[19]首次在成人中用TDI技术完成了健康人和ICU患者的膈肌TDI测量，所有指标组间相关系数均高于89%，观察者内和观察者间都有极好的可重复性；另外还分析了脱机成功组和脱机失败组SBT期间测量的膈肌TDI衍生指标的差异，结果表明脱机失败组PCV，PRV以及TDI-MRR明显高于脱机成功组(三个变量P均≤0.001)，PCV，PRV和TDI-MRR越大，越可能脱机失败。

4 联合使用膈肌超声指标在预测脱机中的价值

近年来，研究者开始探索将超声指标与传统指标联合应用于指导脱机。Pirompanich和Romsaiyut[20]报道，右侧DTF≥26%预测脱机成功的敏感性和特异性分别为96%和68%；RSBI≤105预测脱机成功的敏感性为96%，特异性仅为44%；右侧膈肌增厚率≥26%联合RSBI≤105用于预测脱机结局可将特异性提高至78%，敏感性轻微降至92%。Zhang等[21]研究发现DTF≥27.78%预测脱机成功的敏感度、特异度和AUC分别为92.98%，81.25%和0.907，DTF≥27.78%联合最大吸气压(MIP)≥26.5 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)后AUC为0.920，特异度提高至87.7%，敏感度略降低(87.5%)。Xu等[22]探索将膈肌超声与心脏超声、肺超声联合应用指导脱机，结果发现脑钠肽(BNP)、左心房压(LAP)、肺超声评分(LUS)和膈功能障碍与脱机失败风险增加相关，但各指标均不能独立准确地预测脱机结果(AUC均小于0.9)；LAP和LUS及膈肌功能障碍联合对于预测脱机结果准确性最高(AUC=0.919)，敏感性和特异性分别为91.7%和82.7%。

5 讨 论

各超声指标用于指导脱机缺乏公认的金标准。脱机失败是多因素造成的，单个指标不能全面地反映各种影响脱机的因素，因此应联合使用各指标指导脱机。膈肌厚度与膈肌力量相关。研究[23]表明膈肌厚度可以用于指导脱机，但也有研究者指出用膈肌厚度指导脱机并不科学。原因如下：第一，急性膈肌麻痹，由于时间太短，膈肌萎缩还没有发生，膈肌厚度可以表现为正常。第二，在膈肌功能正常但身材矮小的个体或是有全身性肌肉萎缩的患者，其膈肌厚度低于正常并不代表膈肌功能有问题。第三，由于液体复苏，膈肌组织可能发生水肿，膈肌厚度可能表现为正常甚至高于正常。此外。由于膈肌厚度个体差异大，部分健康人群膈肌厚度可在低限值以下[24]。故不建议使用膈肌厚度的绝对值来指导脱机，而DTF用于评估膈肌功能障碍可能更靠谱，但是DTF目前也没有一个公认的临界值用于指导脱机。DD作为评估膈肌功能的一个指标只限于自主呼吸的患者。DD主要与吸气容量相关。在辅助通气时，有两部分因素参与形成DD，一部分是膈肌本身收缩引起膈肌移动，另一部分是因为通气机的应用使得膈肌被动运动，这种情况下就很难分清哪部分位移是患者膈肌主动收缩产生[25]。在辅助通气时位移不适合用来评估膈肌的收缩性。此外，在有腹腔积液、腹部肿块或者是肺气肿、肺纤维化时会限制膈肌运动，故单独应用DD诊断膈肌功能障碍会有一定假阳性[23]。

综上，脱机结果是多因素的，单一指标难以准确预测脱机结果，应联合使用多个指标指导脱机，以改善脱机结局。各指标联合应用指导脱机的价值有待进一步研究。