超声评估COPD患者膈肌贮备功能的临床价值

熊伟东 袁长翮 安林林 杨 晓

慢性阻塞性肺疾病（COPD）严重影响人们的健康和生活，已成为我国居民死亡的第三大原因[1]。基于文献的研究，COPD患者膈肌功能可能是预测其疾病发展的重要因素[2]。但是由于膈肌位置较深且随着人体的呼吸运动不断变化，尚缺乏评估其功能的较好手段。应用X线透视、CT等影像学手段评估膈肌功能的方法具有辐射性，不适宜长时间的膈肌功能监测[3]。超声作为一项无创、实时的成像技术，可为膈肌功能评估提供新的思路。目前，肺功能检查依然作为评估COPD患者病情的主要指标。COPD膈肌功能的评估可能成为其病情评估的补充手段，值得研究和探索。本研究旨在探讨超声评估COPD患者膈肌贮备功能参数的变化及其临床价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2021年7月-2022年12月在我院治疗的75例COPD患者作为病例组，年龄51～93岁，平均年龄（73.0±8.7）岁，男56例，女19例。按照FEV1%pred分为轻-中度组（FEV1%pred≥50%）30例、重-极重度组（FEV1%pred＜50%）45例。招募与病例组年龄、性别相匹配的健康人30例（50～80岁健康人，肺功能检查正常，无COPD发病危险因素）作为对照组。三组研究对象年龄、身高、性别、体质量、BMI之间差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。本次研究参与对象知情并同意参加，并被我院伦理委员会批准。

表1 各组研究对象一般资料的比较

1.2 病例组纳入标准与排除标准 ①纳入标准:明确诊断为COPD患者；体质指数正常（18.5 kg/m2≤BMI≤30 kg/m2）；无神经、肌肉疾病；近期未使用辅助通气。②排除标准：严重心、肝、肾功能不全；胸水、腹水、胸廓畸形。

1.3 检查仪器 ①超声诊断仪器：索诺声彩色多普勒超仪（MicroMaxX）。②肺功能监测仪（JAEGER TOENNNIES）。

1.4 方法

1.4.1 膈肌移动度贮备（DMR）的测量 受试者处于半卧位，将凸阵探头放置于右锁骨中线与腋前线之间的肋缘下或肋间斜切扫查，以肝右静脉定位点，探头指向右肩部，可显示膈肌为弧形强回声光带。嘱患者平静呼吸及深吸气，测量不同时相膈肌的移动度。膈肌移动度贮备（DMR）=深吸气时膈肌移动度-平静呼吸时膈肌移动度。见图1。

图1 膈肌移动度贮备的测量

1.4.2 膈肌厚度贮备的测量 受试者处于半卧位，将线阵探头置于右侧腋中线与肋弓交角处8～10肋间，可显示肋间隙之间肝肺交界处两条高回声亮线间的膈肌结构。于平静呼气末及深吸气末分别测量不同时相的膈肌厚度。膈肌厚度贮备（TDR）=深吸气末膈肌厚度-平静呼气末膈肌厚度。见图2。

图2 膈肌厚度贮备的测量

1.4.3 肺功能的测量 受试者近期停用支气管舒张药物，排除检查禁忌证。患者全身放松，头保持水平位，用鼻夹夹住鼻子，用嘴呼吸，配合肺功能科检查医师的指令进行测量。

1.5 统计学方法 采用SPSS 26.0统计学软件分析数据。首先使用单样本Kolmogorov-Smirnov检验计量资料的正态性，服从正态分布的计量资料用（）表示，两组间比较用独立样本t检验，三组比较采用方差分析。采用spearman秩相关分析变量的相关性，采用ROC曲线分析自变量对结局变量的诊断价值，采用logistic回归分析自变量是否为结局变量的危险因素。

2 结 果

2.1 各组膈肌移动度贮备（DMR）与膈肌厚度贮备（TDR）的比较 健康对照组、轻-中度组、重-极重度组DMR、TDR逐步下降（P＜0.05），见表2。

表2 各组之间DMR与TDR的比较（，mm）

表2 各组之间DMR与TDR的比较（，mm）

注：★、#、&分别表示与健康对照组、轻-中度组相、重-极重度组相比差异具有统计学意义

组别nDMR(mm)TDR(mm)健康对照组3030.18±4.802.66±0.69#&轻-中度组3025.35±7.132.32±0.74★&重-极重度组4517.57±7.751.76±0.64★#F 32.18816.234 P＜0.001＜0.001

2.2 COPD患者DMR、TDR与各变量的相关性研究 COPD患者DMR、TDR与年龄、性别、BMI不存在相关性（P＞0.05）。DMR与FEV1%pred（r= 0.432）、FEV1/FVC（r=0.374）呈正相关（P＜0.05）。TDR与FEV1%pred（r=0.311）呈正相关（P＜0.05），而与FEV1/FVC不相关（P＞0.05），见表3。

表3 COPD患者深吸气时膈肌移动度与各变量之间的相关性

2.3 DMR、TDR诊断重-极重度组患者的研究 ①DMR、TDR作为检验变量，肺功能分组作为金标准，重-极重度COPD患者作为结局变量，由ROC曲线分析，可得DMR、TDR ROC曲线下面积（AUC）分别为0.769、0.713（P＜0.05），见图3。由ROC分析得出DMR截断值为18.47 mm，TDR截断值为2.15 mm，诊断重-极重度COPD患者敏感度分别为57.8%、71.1%，特异度分别86.7%、66.7%。②将DMR≤18.47 mm赋值为1，DMR＞18.47 mm赋值为0，将TDR≤2.15 mm赋值为1，TDR＞2.15mm赋值为0，膈肌超声参数DMR、TDR为自变量，COPD患者的分组变量作为结局变量，进行二元逻辑回归。结果显示DMR≤18.47 mm与TDR≤2.15 mm是COPD患者病情加重的危险因素，OR值分别为6.652、3.331。见表4。

图3 DMR和TDR的ROC曲线

表4 DMR和TDR逻辑回归模型

3 讨 论

膈肌是人体最重要的呼吸肌，其储备功能在一定程度上反映了其呼吸功能的情况，通常来说，膈肌的储备功能越强，机体在应激状态下、运动状态下所吸入的气体量就越多，肺通气的能力也就越好。而本研究发现健康对照组、轻-中度组、重-极重度组DMR、TDR逐步下降，这反映了COPD患者膈肌储备功能的减低。这可能是由于COPD患者长期处于呼吸不畅的状态之中，膈肌需要更大的力量才能维持较好的通气功能，长此以往，膈肌容易出现疲劳，进而导致膈肌储备功能的减低。此外，COPD患者的氧化应激状态、慢性炎症可能造成膈肌的损伤、凋亡、膈肌纤维的转变，从而影响了膈肌的储备功能。

肺功能检查是评估COPD患者病情的基本手段，在监测其病情、指导用药、疾病的康复训练等[4-5]方面发挥着重大作用。而本研究发现COPD患者DMR与肺功能指标FEV1%pred、FEV1/FVC呈正相关，TDR与FEV1%pred呈正相关，而与FEV1/FVC不相关。这说明了DMR、TDR与COPD患者的肺功能参数息息相关的，可能成为其替代手段用于COPD患者的常规诊疗。这可能是由于在COPD患者的病情发展过程中，其肺功能逐步下降，吸入肺内的气体也逐渐减少，导致了膈肌收缩受限，DMR、TDR降低。张黎娟等[6]利用超声测量了COPD患者的膈肌厚度，发现了COPD患者在深吸气至肺总量时膈肌的厚度以及厚度分数与FEV1呈高度正相关性，与TLC、MVV呈中度相关性。

COPD患者的病情评估是其诊疗的中心，病情不同的COPD患者所采用的治疗方案、干预措施有所不同。本研究发现DMR、TDR可作为区分轻中度、重极重度COPD患者的参数，其截断值分别为18.47 mm、2.15 mm，诊断重极重度COPD患者敏感度分别为57.8%、71.1%，特异度分别86.7%、66.7%，这为COPD患者的病情评估提供了一种新的方式。DMR、TDR能较好地评估COPD患者的病情严重程度，而且各有其优势，DMR特异性较高，敏感性不足，TDR敏感性较高，特异性欠佳，在COPD患者诊疗过程中可综合考虑这两种指标。本研究者认为膈肌贮备功能参数可以用于评估COPD患者病情，这基于轻中度COPD患者、重-极重度COPD患者膈肌贮备功能的差异性，而这种差异性可以被超声所观察到，以膈肌贮备功能参数的形式表现出来。对于COPD患者而言，病情加重的危险因素主要包括感染、氧化应激等[7]，而膈肌储备功能的改变并不未被报道。而本研究发现DMR≤18.47 mm与TDR≤2.15 mm是COPD患者病情加重的危险因素，OR值分别为6.652、3.331（P＜0.05），这表明了COPD患者膈肌储备功能的变化可能是其病情加重的病理生理机制。

综上所述，超声评估COPD患者膈肌贮备功能具有一定的临床价值，可为COPD患者的诊疗工作带来益处，值得临床的研究与推广。