侯國英

重癥監(jiān)護病房（intensive care unit，ICU）中的患者因各種原因導致呼吸衰竭時，需要使用呼吸機等設備行機械通氣。機械通氣能夠支持或完全替代呼吸肌的功能，從而改善因呼吸衰竭引起的低氧血癥等，使患者獲得更充足的治療時間。有創(chuàng)機械通氣（invasive mechanical ventilation，IMV）是ICU 患者高級生命支持的重要手段之一，目前已被廣泛應用于臨床治療當中[1]。然而，長時間的IMV 也會提高肺損傷、呼吸相關性肺炎、膈肌功能不全等并發(fā)癥的發(fā)生風險[2-3]，故而應當盡早祛除患者的原發(fā)病因，評估脫機指征并嘗試脫機。目前的研究已經證實，IMV 患者脫機困難和脫機失敗均與患者的預后之間存在密切聯(lián)系，可能延長患者的住院時間，增加并發(fā)癥的發(fā)病率，甚至導致患者死亡[4]。即使是通過自主呼吸試驗（spontaneous breathing test，SBT）評估后可以順利脫機的IMV 患者，其中依然存在較高的脫機失敗的風險（約32%）[5]。基于上述情況，準確評估呼吸機是否能夠撤離及何時撤離成了醫(yī)學界重點研究的內容之一。IMV 的預測指標多種多樣，但大部分均為有創(chuàng)，且操作較為復雜。床旁超聲是近年來在臨床上應用率較高檢查手段之一，具有無創(chuàng)、可重復、操作簡單、評估效果好等優(yōu)點，且更為經濟和安全。床旁超聲被廣泛應用于操作定位、血流動力學評估、腹部、盆腔等多個方面，近年來也被用于對IMV 患者脫機進行預測和評估。本文就床旁超聲評估IMV 患者脫機進行綜述，旨在為該技術在臨床上相關領域中的應用提供理論依據(jù)。

1 呼吸機脫機

脫機是指拔出氣管插管的過程，同時還包括機械通氣的參數(shù)水平逐漸降低，患者慢慢重獲呼吸，從而脫離呼吸機支持的過程。除普通氧療外，若脫機過程在48 h 內無須使用無創(chuàng)機械通氣或重新氣管插管的，即為脫機成功[6]。臨床上大多數(shù)患者在短期內即能脫機成功，但仍有部分患者脫機失敗。脫機失敗的評判標準為：患者因臨床耐受不良而導致SBT 評估中斷，或患者拔管后48 h 內無法維持自主呼吸，仍需要行有創(chuàng)或無創(chuàng)機械通氣，或脫機后患者在48 h 內死亡[7]。統(tǒng)計資料顯示，臨床上有20%～30%的患者發(fā)生脫機困難或呼吸機依賴，且部分患者在短期內需要再插管[8]。因此，脫機時機的選擇對患者的預后至關重要。

通常情況下，導致患者機械通氣的原發(fā)病呈好轉趨勢，且影響脫機的主要病理生理變化得到糾正時即可考慮脫機。脫機和拔管均需要對患者的生命體征進行評估，同時結合血氣分析等常規(guī)指標之后再行判斷，需要滿足以下條件：（1）氧合指數(shù)（PaO2/FiO2）≥150 mmHg，呼氣終末正壓（PEEP）≤10 cmH2O，吸入氧體積分數(shù)（FiO2）≤0.4；（2）意識基本保持清醒，有力咳嗽，撤機后能夠自主呼吸；（3）血流動力學穩(wěn)定，無心臟缺血表現(xiàn)，心率≤120 次/min，停用鎮(zhèn)靜類藥物和血管升壓藥；（4）血紅蛋白≥80 g/L[9]。但上述判斷方法對醫(yī)師的要求較高，通常需要醫(yī)師具備豐富的臨床經驗。此外，上述方法沒有固定的評估標準?？芍貜托暂^差，也無法對患者的呼吸肌功能進行評價。因此，仍需要更為行之有效、可重復性好且操作簡便的評價方法對機械通氣患者脫機進行評估。

2 床旁超聲預測脫機指標

2.1 膈肌功能 膈肌在呼吸運動中發(fā)揮著關鍵作用，是最主要的呼吸肌。對重癥患者實施機械通氣可保障其生命安全，維持相關指標處于正常狀態(tài)。然而長期使用機械通氣會引起膈肌活動性能力下降或增厚率過低，導致膈肌功能障礙，使機械通氣時間延長，造成脫機困難[10]。因此，膈肌功能是決定患者能否脫機的關鍵因素之一。多種因素均可能引起膈肌功能障礙，如神經肌肉疾病、心臟外科手術或上腹部手術、慢性嗜酒、機械通氣導致的非肌肉相關疾病營養(yǎng)不良、膈肌廢用性萎縮、危重病、低灌注等[11]。除此之外，因機械通氣引發(fā)的感染和ICU 獲得性衰弱等也可能影響膈肌的正常生理功能[12]。由于膈肌功能受到上述多種因素的影響，膈肌功能障礙是撤機失敗的重要原因之一，因此對膈肌功能進行檢測能夠為撤機的預判提供參考指標。

床旁超聲是近年來在臨床上廣泛應用的重癥監(jiān)護設備之一，具有準確性高、無創(chuàng)、高效、床旁、可重復操作和可重現(xiàn)性等優(yōu)點。相較于經膈壓力測量和膈肌電磁刺激等膈肌測量方法，超聲圖像更具直觀性，能夠把獲取的圖像轉化為量化指標，可直接顯示膈肌位置并進行動態(tài)檢測，從而評估拔管成功率、量化呼吸肌力量、評估機械通氣患者膈肌萎縮程度等[13]。在實際應用中，如何將獲取的超聲圖像轉化為精確的預測數(shù)據(jù)是床旁超聲使用的關鍵。運用床旁超聲能夠對膈肌功能的多個相關指標進行監(jiān)測，如膈肌的厚度（diaphragm thickness，DT）、增厚率（diaphragm thickening fraction，DTF）、活動度（diaphragmatic displacement，DD）、膈肌-呼吸淺快指數(shù)（diaphragmatic-rapid shallow breathing index，D-RSBI）等，其中目前對撤機成功率進行評估的最佳指標為DD 和DTF[14-15]。在內科ICU中，使用床旁膈肌超聲檢測符合脫機拔管標準的患者，最佳的檢測時機為：（1）拔管后24 h 內；（2）機械通氣治療為A/C 模式且人機協(xié)調；（3）SBT＞30 min[16]。

2.1.1 膈肌活動度 DD 是指膈肌吸氣末和呼吸末之間的位移?？捎行ПO(jiān)測膈肌功能，輔助臨床準確判斷撤機時機。有報道顯示，健康成年人右側DD平均值為（6.6±1.3）cm，左側為（7.3±1.0）cm，而當DD＜10 mm時，脫機失敗的風險明顯增加[17-18]。隨著機械通氣時間的延長，脫機的困難性也隨之上升。有研究對重度慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmoriary disease，COPD）困難脫機組和成功脫機組患者的DD 進行比較，發(fā)現(xiàn)在SBT 1 h時前者的DD 明顯小于后者，該項檢測具有較高的敏感度和特異度[19]。有學者對DD 與撤機敏感度之間的關系進研究，研究對象為41 例IMV 時間超過48 h 且不存在膈肌功能障礙的患者，發(fā)現(xiàn)當DD 為1.08 cm時，患者成功撤機的敏感度和特異度均較高，分別為80.77%和80.00%，提示DD 在反應脫機是否成功方面具有較好的預測價值[20]。

2.1.2 DT 和DTF DT 為膈肌在胸廓對合帶處胸膜與腹膜之間的距離。臨床研究顯示，與健康人群相比，撤機失敗患者的DT 明顯增厚[21]，ICU 中膈肌厚度＞1.55 mm 的患者，插管率和死亡率均高于膈肌厚度＜1.55 mm 的患者[22]。DTF 為膈肌在呼吸過程中膈肌厚度的變化程度，計算公式為：（吸氣末DT-呼吸末DT）/呼氣末DT×100%。一項納入11 項研究，涉及436 例患者的膈肌和肺部超聲預測脫機結果的薈萃分析表明，DTF 預測脫機成功的綜合敏感度為0.85，綜合特異度為0.74，盡管研究之間存在高度異質性等局限性，但DTF 在預測脫機結果方面顯示出了良好的應用前景[23]。還有學者前瞻性地對DTF 判斷機械通氣撤機的敏感度和特異性進行研究，對64 例肺源性膿毒癥患者進行研究后發(fā)現(xiàn)，當可變負壓觸發(fā)值為2時，預測簡單脫機的截斷值為25.5，ROC AUC 為0.90，此時DTF 的敏感度最高（97%），特異度為81%[24]。另有研究比較了潮氣量+呼吸頻率組合法和超聲法預測機械通氣患者脫機成功的敏感度和特異度，發(fā)現(xiàn)當超聲監(jiān)測機械通氣患者SBT 期間膈肌功能的DTF 為30%時，脫機成功的敏感度和特異度最高，且預測脫機結果的準確性明顯高于潮氣量+呼吸頻率組合法[25]。還有學者對重癥患者進行研究，發(fā)現(xiàn)當以DTF 為36%作為截斷值時，敏感度和特異度均較高，撤機的成功率也較高[26]。上述研究表明，采用床旁超聲對機械通氣患者的DT 和DTF 進行檢測，對于評估是否成功撤機具有重要意義。

2.1.3 D-RSBI 大部分研究者認為，RSBI 是預測撤機結果的良好指標之一，但對于長期機械通氣患者而言，RSBI 的預測價值相對較低。有學者將DD 替代潮氣量（tidal volume，VT），由此建立了D-RSBI 檢測法，計算公式為：呼吸頻率（respiration rate，RR）/DD。該研究發(fā)現(xiàn)，將D-RSBI≤1.73 次/（min·mm）為標準對撤機成功進行預測時，敏感度和特異度分別為76.3%和93.1%；將RSBI≤50.9 次/（min·mm）為標準預測撤機成功時，敏感度和特異度分別為91.5% 和86.2%[27]。另有學者也認為，D-RSBI 檢測中使用的參數(shù)更能客觀反映患者的實際情況，因此更適用于臨床上述準確預測脫機結果，從而指導機械通氣患者的脫機時機。

有學者研究發(fā)現(xiàn)，RSBI 預測撤機成功的特異度高于M 型超聲左側和右側DD，但敏感度則低于后者；而當將RSBI、M 型超聲左側和右側DD 聯(lián)合應用時，預測撤機成功的準確性高于單獨使用任何一種方法，敏感度和特異度均較高[28]。該研究表明，將RSBI、M 型超聲左側和右側DD 聯(lián)合應用能夠更為全面地對患者的膈肌功能進行評估，從而提高預測撤機成功的準確性。

2.2 肺部超聲評分（lung ultrasound score，LUS）LUS是在臨床上廣泛應用的監(jiān)測方法，能夠對患者的病情進行評估。對于機械通氣患者，LUS 可通過評分結果量化肺部通氣情況，從而對是否脫機成功進行預測。其中，LUS 的評分越高，則患者脫機的失敗風險也隨之上升，當LUS＞17 分時拔管失敗的風險增加，而LUS＜13 分時則表明脫機的成功率更大[29]。有學者對76 例ICU 中接受機械通氣的腹腔感染患者進行研究，發(fā)現(xiàn)SBT 失敗組SBT 前后LUS 評分顯著高于SBT 成功組；ROC 曲線分析顯示，SBT 前LUS 評分預測SBT 失敗的ROC 曲線下面積（area under curve，AUC）為0.82；拔管失敗組拔管前后的LUS 評分顯著高于拔管成功組，提示LUS 評分可有效預測機械通氣患者的SBT 結局、拔管后再插管的風險[30]。另有學者對老年膿毒癥患者機械通氣撤機進行研究，發(fā)現(xiàn)撤機成功組患者的LUS 分值明顯低于撤機失敗組，當截斷值為15.5 分時，對老年膿毒癥患者機械通氣撤機成功的預測價值較高[31]。另有學者以80 例患有不同肺部疾病的機械通氣新生兒作為對象，對肺部超聲檢查在預測機械通氣新生兒脫機成功率方面的價值進行研究，發(fā)現(xiàn)把脫機失敗的新生兒拔管前后的LUS 分值顯著高于脫機成功的新生兒；拔管前LUS 在截斷值為4 分時預測新生兒脫機成功的敏感度為83%，特異度為88%，而拔管后LUS 的敏感度為89%，特異度為90%，可在為6 分的臨界點預測新生兒脫機成功，該研究提示LUS 是一種快速、無創(chuàng)、重復且可靠的工具，可用于預測通氣新生兒脫機成功與否[32]。上述研究均表明，LUS 有望成為判斷ICU 患者脫機是否成功的重要指標。

2.3 容量反應性評估 下腔靜脈（inferior vena cava，IVC）是人體中最大的靜脈干，其血管壁相對較薄，順應性也較好?；谏鲜鎏攸c，IVC 內徑及其隨呼吸運動的變異率能夠作為評估重癥患者容量反應性的指標。下腔靜脈變異度（inferior vena cava variability，ΔIVC）能夠較好地反映患者液體容量性，而使用床旁超聲能夠準確地對該指標進行監(jiān)測。有研究表明，床旁超聲能夠檢測休克患者的進行性失血，同時還可用于指導體液復蘇[33]。

隨著ΔIVC 檢測在臨床上的應用，除了被用于容量反應性的評估之外，研究人員還發(fā)現(xiàn)可將其用于預測機械通氣脫機的結果。有學者采用床旁超聲對心功能不全患者的ΔIVC 進行監(jiān)測，以期明確ΔIVC 在心功能不全患者困難脫機中的預測價值，該研究利用SBT 將99 例患者分為成功脫機組和困難脫機組，發(fā)現(xiàn)前者的ΔIVC 顯著高于后者，該方法的診斷特異性也較高，提示床旁超聲監(jiān)測ΔIVC對預測心功能不全患者困難脫機具有一定的指導價值[34]。還有學者為探討床旁超聲監(jiān)測ΔIVC 對機械通氣患者SBT 前脫機的預測價值，結果發(fā)現(xiàn)脫機成功組的ΔIVC 顯著高于脫機失敗組，床旁超聲預測SBT 前脫機結果為0.76，以ΔIVC=50%作為有容量反應性的截斷值，預測脫機成功的敏感性為81.8%，特異性為79.2%，該研究表明床旁超聲對機械通氣患者SBT 前ΔIVC 進行評估可預測脫機結局，指導臨床輸液管理[35]。

除此之外，ΔIVC 還可被用于指導臨床體液管理。有學者認為，在脫機前對體液進行適當控制能夠顯著縮短機械通氣的時間，從而提高脫機成功率，特別在脫機前24 h 內進行體液管理效果更好[36]。有研究發(fā)現(xiàn)，在SBT 后無機械通氣下利用超聲監(jiān)測呼吸衰竭患者下腔靜脈直徑及變異率，評估患者的容量狀態(tài)，脫機成功率明顯高于常規(guī)SBT組，提示利用超聲評估下腔靜脈后進行容量調整可以明顯提高呼吸衰竭患者脫機成功率[37]。

2.4 心臟超聲 心功能不全是脫機失敗的最常見因素。心臟超聲能夠對左心室舒張功和收縮功能進行監(jiān)測，因此可用于評估脫機過程中的左心室功能狀況。有學者通過系統(tǒng)回顧和薈萃分析探討了心臟超聲參數(shù)與撤機失敗之間的關聯(lián)，發(fā)現(xiàn)撤機失敗與較高的二尖瓣血流速度與舒張早期二尖瓣環(huán)運動速度比值（E/e’）顯著相關，而與左室射血分數(shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）和E/A比無關，提示撤機失敗與左室舒張功能惡化及左室充盈壓升高有關，但利用LVEF 評估撤機失敗與左室收縮功能障礙之間的關系尚未明確，仍需要更多的研究來闡明該問題及右心室功能在其中的作用[38]。危重患者在呼吸撤機期間可能會出現(xiàn)不同程度的暫時性心肌功能障礙，這可能對撤機結局產生影響，因此有學者采用心臟超聲評估在撤機期間心肌是否存在暫時性舒張功能障礙。該研究研究共納入181 例機械通氣撤機的心源性休克患者，發(fā)現(xiàn)不能耐受T 管試驗的患者E/e’比值、惡化的應變（strain，S）和應變率比值（strain rate，SR）均顯著增加；在撤機失敗的患者中，E/e’比值、S 和SR 值均明顯增加，該研究表明心臟超聲可能有助于檢測可能對撤機產生重大影響的無癥狀舒張和收縮功能障礙或嚴重的功能性二尖瓣關閉不全（mitral regurgitation，MR）[39]。

但目前尚未有研究能夠證實心臟超聲能夠用于指導脫機，從而縮短脫機時間和改善患者預后。但心臟超聲可用于分析脫機失敗是否與心源性因素相關，從而有助于抑制擬定治療方案。心臟超聲在臨床脫機過程中的指導價值尚未有定論，仍需要通過大量臨床相關研究加以證實。

床旁超聲是一種無創(chuàng)且具有實時性的檢測方法，能夠反映患者的疾病情況，同時還可將其應用于脫機治療前后的療效監(jiān)測，評估有創(chuàng)通氣患者困難脫機。但文中所述的任何單一超聲預測指標均存在局限性，因此僅憑單一檢測方法無法對患者的病情進行全面評估，在臨床實際應用中仍需結合多個指標，多項超聲參數(shù)進行綜合評估，從而通過動態(tài)監(jiān)測評價患者的實際情況，從而指導撤機時機，提高脫機成功率。