超声在ICU-AW中的应用

刘怡，张栋

(长治医学院，山西 长治 046000)

0 引言

ICU获得性虚弱(ICU-Acquired Weakness, ICUAW)，定义为“入住ICU的危重症患者无其他原因可以解释的获得性无力”。它是重症患者因长期卧床及制动引起的神经肌肉并发症，为一种全身性肢体无力综合征，发病率为25%～100%[1-2]，随病人病情危重程度发生率递增[3-4]，受累的主要为如四肢等外周肌肉以及以膈肌等呼吸肌，以远端肢体肌肉无力最为突出，近端肌肉表现不明显，ICU-AW可使患者活动能力减弱，卧床时间延长，继发感染风险增加，远期生活质量下降。部分患者甚至肌肉严重损伤，出现四肢瘫痪。同时因其影响自主呼吸恢复，可能造成脱机时间延长，肺部感染率增加，呼吸机依赖，住院花费增多等以及其他不同程度的后遗症，治疗和预后效果差[5-6]。

一般认为它与患者的炎症反应有关，高血糖、败血症、休克和多器官功能衰竭的存在与否和轻重程度是影响其发生及病情轻重的危险因素[7]。同时因为ICU病人常处于的机械通气、深度镇静、接受神经肌肉阻断剂的治疗会患者完全失去机械刺激导致更严重的肌肉萎缩[8]。因此积极治疗诱发炎症，尽量减少镇静和早期活动，可以改善预后。[7]有研究表明，肌肉的退化可以在绝对制动后的4h内开始发生，且平均以每天1.0%～ 1.3% 的速率发生肌肉力量下降，若不及时干预会对患者的预后甚至出院后生活质量产生持续性影响，严重者这种影响甚至会持续6-8年之久，并且大大增加患者家庭及社会的经济负担[9]。

但在临床工作中ICU—AW的发生不易早期察觉，采用肌肉活检和电生理检查可以早期诊断ICU-AW，但因其有创性操作并消耗大量人力物力，无法在临床上推广。[10]临床上可以通过骨骼肌质量测定和肌力及运动功能测定来对ICU-AW进行诊断，可采用英国医学研究委员会(MRC)肌力评分量表或握力器评价肌力及运动功能，MRC＜48分即可诊断为ICU-AW，但MRC量表主观性较强，且与握力器都需要患者进行配合，而ICU病人一般都会合并意识障碍，因此无法在早期准确地发现肌肉无力或对肌肉萎缩进行评估。[11-12]因此采用超声测量骨骼肌质量及形态变化评估患者肌肉萎缩、肌力以及运动功能衰退也许更为简单准确，并且超声随着时间推移动态监测患者肌肉变化，且无需患者配合，具有无创、可视、客观、床旁可操作等特点，同时具有良好的可靠性。[13-15]因此超声在ICU-AW的诊治中发挥着越来越重要的作用。本文主要对于超声在ICU-AW中的应用做一些介绍:

1 膈肌功能

80%的ICU-AW患者会出现呼吸性肌无力，膈肌为最主要呼吸肌，累及膈肌，导致膈肌无力，质量减少，运动能力减弱，从而导致患者呼吸功能衰弱，因此膈肌的萎缩是呼吸性肌无力的主要原因。有研究者指出，人体膈肌停止主动活动18 h后就会膈肌纤维萎缩，发生ICU-AW[16]。24 h内超声就可以观察到机械通气患者发生了膈肌萎缩和收缩功能减弱。同时膈肌功能的评价也能对撤机结果进行预测，撤机成功组患者的膈肌收缩功能明显优于失败组，是一项减少撤机的失败率至关重要的评估点[17-18]避免二次插管的发生。有研究表明，早期识别ICU-AW，及早进行分阶段肺康复技术同时及时动态评估康复效果可以有效改善患者肺部情况，提升氧合指数，使患者机械通气时间和 ICU 住院时间缩短，呼吸机相关性肺炎发生率明显降低，改善预后。[19]主要测量指标为：

1.1 膈肌增厚分数(DTF)及呼气末膈肌厚度(TEE)

膈肌增厚分数(DTF)=[吸气末厚度-呼气末厚度]/呼气末厚度。是评估膈肌功能的一项重要指标。DTF的正常值是(45±12)%[男性(43±10)%和女 性(47±13)%]。[20]DTF下降10%可能使拔管困难，呼吸机时间延长。测量DTF时，高频线性探头(＞9MHz)放置在患者双侧腋前线与腋中线与之间的第8或第9肋间隙。[21-22]这里是胸膜与腹膜的交接区。膈肌呈非回声结构，被胸膜和腹膜的高回声所包围。在吸气相和呼气相，使用B模式超声动态评估厚度。并使用M模式计算厚度。吸气末在M型轨迹的峰值处，呼气末在下一个吸气周期开始前的最窄点处。[23]在测量时，应以10mm /s的慢扫(滚动)速度获得三次连续且视觉一致的呼吸。在机械通气过程中，DTF的变化比较容易观测。有研究者对机械通气患者不同膈肌超声参数进行了比较，发现TEE和DTF在两者在不同时间点比较差异有统计学意义，其他参数受患者及呼吸机影响因素较大。同时他们进行了受试者工作特征(ROC)曲线分析，发现DTF＜16.3%；TEE＜0.17cm作为预测值时，对于ICU-AW的诊断特异度和灵敏度较高[24-25]。因此在ICU—AW的诊断中可以通过膈肌超声测量]DTF和TEE，从而对膈肌功能进行评估并对ICU—AW做出诊断。

2 四肢骨骼肌功能

ICU-AW主要累及四肢骨骼肌。有研究者对入住ICU的患者使用超声测定四肢肌肉的横截面积，发现三天内即可出现横截面积下降，随着卧床时间的增，可持续下降至第4周。[26-27]也有研究发现与非ICU-AW患者相比，ICU-AW患者在入ICU后3天后即可以观察到股直肌横截面积萎缩率高于非ICU-AW组，并在第5天股直肌厚度减少率及第7天股中间肌厚度减少率与非ICU-AW组都出现了明显的差异。研究者们绘制了ROC曲线并提出了股直肌横截面积萎缩度在第3天，第6天，第7天时的诊断临界值分别为6%，14.5%，19.9%。[28]此外，可以观察到脓毒症及多器官功能衰竭ICU患者的股直肌横截面积相较于其他ICU患者减少程度更高[29]。Formenti等人通过文献回顾总结后认为在入ICU后7至10 天内，若骨骼肌厚度减少20%、横截面积减少10%、回声强度增加8%或羽状角减少5%，应警惕可能发生了ICUAW。[30]因此，通过超声评估肌肉厚度和横截面积的变化可以早期发现ICU-AW患者，从而及早干预，对病人预后产生积极影响。

2.1 肌肉厚度

肌肉厚度侧面反映肌肉含量，因此我们可以超声测量肌肉厚度的变化从而对患者肌力情况及活动水平进行评估，随着ICU住院时间增加，患者骨骼肌肌肉的厚度出现显著减少，肌力水平和活动水平也出现下降。[31]ECMO治疗的患者，发现从入 ICU 后20 天后，股中间肌(VI))厚度减少 26.7%，股直肌(RF)厚度减少34.9%；且患者的肌肉厚度减少程度与 MRC 评分和活动水平负相关。[32]另外在一项对于ICU机械通气病人的研究中，研究者发现在前3天，RF的肌肉厚度消耗率最快(9%)，VI厚度的减少在第3天和第5天之间最显著，下降了17%。股直肌与股中间肌在不同时间段消耗的速度不同，这可能与股直肌RF主要为2型纤维，股中间肌VI主要为1型纤维有关。对于了解不同的肌肉的纤维组成和消耗速率变化可能对我们制定康复策略有一定帮助[33]。

2.2 横截面积

研究发现，肌肉的横截面积与肌力之间呈正相关，横截面积越大，肌力越强，对于入住ICU的病人，骨骼肌横截面积都会减少，但对于不同的研究人群似乎具有不同的减少速率。国内有研究发现在患者入住ICU的第3天、第5天、第7天及出ICU当天，股直肌横截面积分别减少5.0%、13.6%、 21.45%、23.4%。[34]蔡晶晶等人的数据也显示在第3 天、第5 天和转出ICU当天时，骨骼肌横截面积分别减少(5.2±2.9)%、(12.8±8.6) %、 (24.2±18.6)%。[35]而国外一则研究却发现ICU患者第7天股直肌横截面积减少约12.5%，第10天减少约17.7%。[36]也有研究观察到患者入住ICU后10d，股直肌横截面积减少30%。[33]数据的差异可能与人群的异质性相关。此外，患者骨骼肌横截面积减少程度也与治疗方案及病情相关，一项研究中，机械通气患者和非机械通气患者在入ICU第10天股直肌横截面积分别减少17.25% 和10.76%。[37]另一项研究中多器官功能衰竭患者的股直肌横截面积的减少也明显多于单器官功能衰竭患者[29]。

2.3 回声强度

正常的肌肉为相对低回声，回声强度的变化可以间接反映肌肉的结构变化。因此我们可以通过动态观察肌肉回声的来判断肌肉组织的改变，并采用灰阶分析客观评价肌肉回声改变情况。有研究显示在入ICU第10天，患者股直肌(RF)和股中间肌(VI)的回声强度分别增加了12.7%和25.5%。[33]推测回声增强可能是因为在肌肉坏死和肌肉纤维化过程中脂肪和结缔组织浸润的表现，一些研究进行了肌肉活检，发现回声强度与肌肉纤维化测量值和肌内脂肪含量之间确实具有相关性[38,39]。回声的改变可能反映了细胞水平上肌肉结构的破坏。在Parry SM[33]等人的研究中股直肌和中间肌回声强度上存在个体差异。在某些个体中，回声增加，而有的个体中回声强度保持不变或减少。但是回声强度增强与肌力下降呈正相关，回声性评分增加的个体(即肌肉结构受到更大的干扰)骨骼肌肌力更差。这提示我们也许对于严重不适的个体，回声强度可能更有利于识别更加衰弱的患者和肌肉功能更差的危重症患者。对于轻症患者，回声强度表现各异，诊断价值可能不大。

2.4 羽状角

羽状角是肌纤维与深层筋膜所形成的角度。羽状角的角度越大，意味着能启动的肌纤维越多，肌肉的收缩能力越强[40]。因此羽状角可以用来评估患者肌肉的收缩情况，以及肌力和活动情况。不同的肌肉具有不同的羽状角，且同一肌肉的羽状角也会随相关部位运动发生变化。羽状角的改变会影响肌肉的力学特性。有研究者入ICU的患者进行股外侧肌羽状角的测量，发现在第5天和第10天时羽状角分别减少14.31%和28.47%，同时股外侧肌厚度分别减少10.66%和28.81%[41]，在一定程度上羽状角的变化也同步反应着肌肉结构及质量的变化，因此羽状角的测量值也是有效地早期识别ICU-AW或评估肌肉状况的参数之一。但是羽状角在肌肉丢失严重的病人中并不好测量，Parry SM[33]等人就有部分患者由于肌肉结构恶化严重，超声无法清楚观测到与深腱膜相关的单个肌束来计算羽状角，因此无法量化羽状角。

3 面临的问题

目前对于超声评估ICU-AW病人四肢骨骼肌功能还没有统一的标准。例如在评估患者股四头肌厚度时有两种定位方式：髂前上棘和髌骨上缘之间连线的1/2或上2/3点，但两种方法对于ICU获得性无力患者股四头肌功能的判定并没有明显的差异。[42-43]使用超声进行动态连续评估时，患者的体位变化，定位点偏，移检查者施加的力度和探头的角度都会引起结果的误差。对于严重肥胖和严重水肿的病人难以获得清晰的图像，影响肌肉辨别和肌肉参数的测量。并且多数研究选择对股直肌或股中间肌进行评估，对于不同肌肉研究的结果较少。再者，后续大部分研究并未对患者每天的肌肉变化进行连续性测量。变化时间点不明确。因此，仍需继续进行探索，建立实用的标准化评估方案，减少测量误差。

4 展望

ICU-AW的发生对于病人的预后有着显著的影响，因此早期识别和干预至关重要。肌肉萎缩是ICU-AW的主要表现，但有研究显示收缩性减弱和肌肉质量损失可能独立发生；因此，ICU-AW和肌肉萎缩不应被理解为的同义词或可互换。超声因其简便无创可视化，可以对肌肉进行连续、动态、有效地评估，在早期识别 ICU-AW中扮演着越来越重要的作用。超声对于ICU-AW评估的可靠性也不断的被证实。并且及时对可能发生ICU-AW患者进行康复治疗干预，我们也许也可以用超声来评估各康复方式的有效性，获得最佳的康复方案，给与病人更优的治疗。