張海翔 龔仕金 宋佳 魯海燕 董縐縐 肖愛兵 李小青 明自強

撤機是患者結束機械通氣治療的重要階段，預測撤機結果的指標眾多，但由于導致撤機失敗的原因也眾多，單一的指標往往難以反映所有可能導致撤機失敗的病理生理因素。因此，臨床對預測撤機結局的研究更傾向于應用多個指標或復合參數(shù)。淺快呼吸指數(shù)（RSBI）是最常用的預測撤機結局的復合參數(shù)[1]，但其特異度低且參考閾值不統(tǒng)一，臨床應用受限[2-3]。有研究指出，對于合并膈肌功能障礙的機械通氣患者，輔助呼吸肌能通過增加做功在一定時間內產生代償作用，使潮氣量保持在正常范圍，掩蓋膈肌功能障礙對潮氣量的影響，此時使用RSBI預測撤機結局會出現(xiàn)假陰性結果[2]。近年來，超聲檢查作為評估機械通氣患者膈肌功能的一種無創(chuàng)方法越來越受重視，臨床上常通過測量膈肌移動度（DD）與膈肌增厚率（DTF）來評估膈肌功能[4-6]。本研究將膈肌超聲相關指標（DD和DTF）代替?zhèn)鹘y(tǒng)RSBI中的潮氣量計算出新的膈肌動度淺快呼吸指數(shù)（DD-RSBI，即呼吸頻率/DD）和膈肌增厚淺快呼吸指數(shù)（DT-RSBI，即呼吸頻率/DT），比較這兩個新參數(shù)與傳統(tǒng)RSBI對機械通氣患者撤機結果的預測價值，現(xiàn)報道如下。

1 對象和方法

1.1 對象 選取2016年12月至2017年3月浙江省6家醫(yī)院重癥醫(yī)學科連續(xù)收治的機械通氣患者131例。納入標準：（1）機械通氣時間＞48h；（2）導致機械通氣的病因好轉或祛除；（3）氧合穩(wěn)定 [PaO2/吸入氧濃度（FiO2）≥200mmHg，呼氣末正壓（PEEP）≤5cmH2O，F(xiàn)iO2≤0.4]；（4）血流動力學穩(wěn)定，無心肌缺血的動態(tài)變化，臨床上沒有明顯的低血壓[未使用或僅使用低劑量的血管活性藥物，如多巴胺或多巴酚丁胺＜5μg/（kg·min）或去甲腎上腺素＜0.05μg/（kg·min）]；（5）有自主呼吸的能力；（6）鎮(zhèn)靜程度評估表（RASS）評分-1～ +1。排除標準：（1）年齡＜18 歲；（2）妊娠或腫瘤終末期；（3）有胸腔閉式引流、氣胸或縱隔氣腫；（4）原發(fā)性神經肌肉疾??；（5）嚴重的心、肝、腎等臟器功能不全或血流動力學不穩(wěn)定。本研究獲得浙江醫(yī)院醫(yī)院倫理委員會批準，患者及其家屬知情同意并簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 撤機試驗 本研究為前瞻性觀察性研究，對符合上述入選標準的撤機患者進行自主呼吸試驗（SBT），采用低水平壓力支持通氣（PSV）模式，壓力支持水平設為7cmH2O，SBT期間FiO2保持不變?；颊呦冗M行2min SBT，通過后繼續(xù)進行30min SBT，通過后拔除氣管插管或脫開呼吸機（氣管切開患者）。SBT過程中密切監(jiān)測患者生命體征，出現(xiàn)下列情況中任何一項被認為SBT失?。海?）呼吸頻率＞35次/min或＜8次/min；（2）動脈血氧飽和度（SaO2）＜90%；（3）心率＞140次/min或變化＞20%，出現(xiàn)新發(fā)的心律失常；（4）收縮壓＞180mmHg或＜90mmHg；（5）出現(xiàn)呼吸困難、煩躁、大汗或者明顯焦慮。

1.2.2 分組標準 患者成功拔除氣管插管或脫開呼吸機（氣管切開患者）且自主呼吸超過48h，視為撤機成功（撤機成功組）。患者SBT失敗或者48h內重新進行機械通氣，視為撤機失敗（撤機失敗組）。

1.2.3 膈肌超聲檢查 （1）DD測量（圖1）：患者取半臥位，床頭抬高30°，使用3～5 MHz凸陣探頭，將探頭置于患者鎖骨中線或腋前線與肋弓下緣交界處，以肝臟作為透聲窗，探頭指向頭側及背側，使聲束到達并垂直于膈肌中后1/3部位，在理想的二維圖像基礎上應用M超顯示膈肌運動，M超取樣線指向膈肌頂部并與長軸夾角＜30°以獲得最大的膈肌動度。分別測量吸氣末及呼氣末膈肌距基線的距離。DD（mm）=吸氣末膈肌距基線的距離-呼氣末膈肌距基線的距離。（2）膈肌厚度（DT）測量（圖2）：患者取半臥位，床頭抬高30°，使用頻率為10MHz的線陣探頭，置于腋前線或腋中線第8～10肋間隙，垂直于胸壁顯示肋膈角處的膈肌結構，在理想的二維圖像基礎上應用B型或M型模式測量肋膈角下0.5～2cm處DT。分別測量吸氣末與呼氣末的DT并計算膈肌增厚分數(shù)（DTF）。DTF=（膈肌吸氣末厚度-膈肌呼氣末厚度）/膈肌呼氣末厚度×100%。每例患者均由2位檢查者各進行1次測量，取平均值。膈肌超聲檢查均由具有重癥超聲資質的ICU醫(yī)生完成。2位檢查者用超聲檢查測量20組DD及DT，間隔24h后對同一患者進行重復性測量，并進行一致性評價。

1.3 觀察指標 （1）觀察并比較兩組患者性別、年齡、BMI、急性生理與慢性健康評分Ⅱ（APACHEⅡ評分）、機械通氣原因、SBT前參數(shù)、預后情況。（2）觀察并比較兩組患者SBT 30min時撤機參數(shù)，SBT開始30min時進行膈肌超聲檢查，測量并記錄呼吸頻率、潮氣量、DD、DTF、RSBI、DD-RSBI、DT-RSBI。如 SBT 失敗則在重新連接呼吸機之前即刻進行上述操作。（3）觀察DD、DTF、呼吸頻率、RSBI、DD-RSBI和DT-RSBI對撤機失敗的預測價值，包括靈敏度、特異度、陽性預測值、陰性預測值、陽性似然比、陰性似然比等。

1.4 統(tǒng)計學處理 應用SPSS 23.0統(tǒng)計軟件；正態(tài)分布的計量資料以表示，兩組比較采用兩獨立樣本t檢驗；非正態(tài)分布的計量資料以 M（P25，P75）表示，兩組比較采用Mann-Whitney U檢驗；計數(shù)資料以頻數(shù)和構成比表示，組間比較采用χ2檢驗；采用ROC曲線評價各指標的預測價值，應用約登指數(shù)計算出最佳閾值及其靈敏度、特異度、陽性及陰性預測值、陽性及陰性似然比；采用多因素logistic回歸分析撤機失敗的危險因素；采用Bland-Altman分析評價檢查者測量數(shù)值的組內及組間一致性；P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

圖1 DD測量（箭頭所指為膈肌）

2 結果

2.1 兩組患者一般資料比較 撤機成功組患者97例，撤機失敗組患者34例，其中24例患者未能完成SBT，3例患者拔管后48h內重新插管，7例患者拔管后48h內需要無創(chuàng)通氣支持。兩組患者一般資料比較見表1。

圖2 DT測量（箭頭所指為膈?。?/p>

表1 兩組患者一般資料比較

由表1可見，兩組患者性別、年齡、BMI、APACHEⅡ評分、機械通氣原因、SBT前參數(shù)比較差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05）。撤機失敗組患者住ICU天數(shù)及總住院天數(shù)均大于撤機成功組患者，差異有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05）。

1.2 兩組患者SBT 30min時撤機參數(shù)比較 見表2。

由表2可見，撤機成功組患者SBT 30min時的呼吸頻率、RSBI、DD-RSBI、DT-RSBI均低于撤機失敗組（均P＜0.05），潮氣量、DD、DTF 均高于撤機失敗組（均P＜0.05）。

2.3 DD、DTF、呼吸頻率、RSBI、DD-RSBI和 DT-RSBI對撤機失敗的預測價值 見表3。

由表3 可見，RSBI、DD-RSBI、DT-RSBI預測撤機失敗的準確度均較高。RSBI、DD-RSBI、DT-RSBI預測撤機失敗的ROC曲線見圖3。

2.4 撤機失敗的危險因素分析 單因素分析顯示RSBI、DT-RSBI、DD-RSBI是撤機失敗的相關因素。多因素logistic回歸分析表明，高DD-RSBI、高DT-RSBI均是撤機失敗的獨立危險因素，見表4。

2.5 2位檢查者的一致性評價結果 Bland-Altman分析顯示2位檢查者之間DD與DT的測量值分別有5%（1/20）、10%（2/20）的點位于95%一致性界限以外，同一檢查者DD與DT的測量值分別有5%（1/20）、10%（2/20）的點位于95%一致性界限以外。2位檢查者測量的DD、DT一致性高。

表2 兩組患者SBT 30min時撤機參數(shù)比較

3 討論

對于ICU內接受機械通氣的患者，當引起急性呼吸衰竭的原發(fā)疾病得到改善，患者自主呼吸能力能滿足自身通氣需求時，臨床應考慮及時撤除機械通氣對呼吸的支持，使患者恢復完全自主通氣。延遲撤機將增加醫(yī)療費用和機械通氣相關的并發(fā)癥，而過早的撤機容易導致撤機失敗，增加再插管率和病死率[7-8]。因此，對撤機結局的正確判斷以及最佳撤機時機的選擇至關重要。導致撤機失敗的原因多種多樣，包括呼吸肌的機械負荷過高、膈肌功能受損、撤機誘發(fā)的心功能不全和保持氣道開放與清除分泌物的能力下降等因素，甚至上述幾種因素同時參與，使用單一的指標來預測撤機結局往往存在不足。因此，理想的預測指標應反映所有上述可能導致撤機失敗的病理生理因素。撤機失敗的本質是各種原因導致的呼吸肌機械負荷與呼吸肌應對機械負荷的實際能力之間的失衡，從而導致呼吸肌疲勞，最終出現(xiàn)淺快呼吸[9]。作為臨床上最常用的預測撤機結果的參數(shù)之一，RSBI被認為能較好的預測撤機結果。有研究表明，RSBI＞105次/（L·min）時，其撤機失敗預測值可達95%[1]；而當RSBI＜105次/（L·min）時，預測撤機成功的特異度僅為67%。且各項研究報道的RSBI預測撤機結果的閾值變化很大，從60次/（L·min）到105次/（L·min）不等[2-3]。因此，RSBI仍不是預測撤機結果的最理想指標。

表3 DD、DTF、呼吸頻率、RSBI、DD-RSBI和DT-RSBI對撤機失敗的預測價值

圖3 RSBI、DD-RSBI、DT-RSBI預測撤機失敗的ROC曲線

表4 撤機失敗的危險因素分析

膈肌是一種重要的呼吸肌，在自主呼吸產生潮氣量中起到重要的作用，大約60%～80%的吸氣潮氣量是由膈肌收縮產生[10-11]。ICU內許多因素如膈神經損傷、神經肌肉疾病、機械通氣、膿毒癥、營養(yǎng)不良、電解質紊亂等均可導致膈肌的功能障礙，從而增加患者撤機失敗風險，延長機械通氣時間。當膈肌功能受損，收縮能力下降時，其他輔助呼吸肌如肋間內肌、肋間外肌等能通過增加做功在一定時間內產生代償作用，使潮氣量保持在正常范圍，掩蓋膈肌功能障礙對潮氣量的影響，此時患者的RSBI往往在正常范圍[2]。但是，輔助呼吸肌的耐力遠不如膈肌，在幾小時內即可發(fā)生呼吸肌疲勞，最終導致撤機失敗。這也解釋了為什么RSBI＜105次/（L·min）時，預測撤機成功的特異度僅為67%。本研究將反映膈肌功能的相關指標（DD和DTF）代替RSBI中的潮氣量，計算出兩個新指標，即DD-RSBI和DT-RSBI，結果顯示高DD-RSBI和高DT-RSBI都是撤機失敗的獨立危險因素。對DD-RSBI和DT-RSBI的構成進行剖析，呼吸頻率是反映呼吸中樞驅動力及膈神經傳導功能的指標[12]。DD和DT能更加真實反映膈肌的功能，避免了輔助呼吸肌對潮氣量的影響[13]。因此，DD-RSBI、DTRSBI是將呼吸驅動力與反映膈肌功能特異性指標相結合，從而體現(xiàn)出呼吸中樞驅動下的膈肌收縮效能，既反映了呼吸負荷與呼吸肌力量之間的平衡關系，也暴露出撤機失敗各病理生理因素下淺快呼吸的特性。

Spadaro等[2]對51例撤機患者的研究發(fā)現(xiàn)，DD-RSBI預測撤機失敗的準確性明顯優(yōu)于RSBI、最大吸氣壓（MIP）等傳統(tǒng)參數(shù)，以DD-RSBI＞1.3次/（min·mm）為界值，其AUC達0.89，預測撤機失敗的靈敏度為94.1%、特異度為64.7%。本研究中將DTF這一反映膈肌驅動能力的指標代替潮氣量，計算的DT-RSBI與DD-RSBI相比預測撤機失敗的效能相似，說明DD與DTF均可真實準確地反映出膈肌的功能。

本研究也存在一定局限性。首先，由于左側膈肌超聲聲窗較小，且受胃腸脹氣的影響較大，本研究只選擇了右側膈肌進行測量。但是本研究大部分患者為內科患者，不同于心臟手術導致的單側膈肌麻痹，膈肌功能障礙累及雙側膈肌。第二，DD-RSBI與DT-RSBI的分子是呼吸頻率，在反映呼吸中樞驅動力或自主呼吸不耐受時，其影響因素較多、特異度低[12]，但本研究嚴格按照納排標準篩選入組患者，且測量均在患者安靜、配合的狀態(tài)下進行，盡量減少或避免了呼吸頻率所受的干擾。研究報道稱，反映呼吸中樞驅動力的最佳指標是膈肌電位，其不受潮氣量和膈肌疲勞的影響[14-15]，所以在后續(xù)的研究中筆者打算將膈肌電位與膈肌移動度或膈肌增厚率相結合，并推測此指標預測撤機失敗的準確性能進一步提高。最后，本研究樣本量仍偏小，需要進一步擴大樣本來驗證DD-RSBI、DT-RSBI對撤機失敗的預測價值。

綜上所述，相比較傳統(tǒng)的RSBI，膈肌超聲相關指標DD-RSBI、DT-RSBI預測撤機結果更準確，是指導撤機時機的較好指標。

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