膈肌增厚分?jǐn)?shù)聯(lián)合淺快呼吸指數(shù)指導(dǎo)膿毒癥機(jī)械通氣患者撤機(jī)時(shí)機(jī)的價(jià)值研究

宋先斌 沈東鋒 朱建剛 沈 鵬 汪 濤 王倩倩 蔚文龍 吳莉菁 戴靚瀟

嘉興市第一醫(yī)院（嘉興學(xué)院附屬醫(yī)院）重癥醫(yī)學(xué)科，浙江嘉興 314000

機(jī)械通氣是重癥加強(qiáng)護(hù)理病房（intensive care unit，ICU）內(nèi)重癥患者必不可少的生命支持技術(shù)，但機(jī)械通氣患者延遲撤機(jī)或撤機(jī)失敗可能導(dǎo)致住院時(shí)間延長(zhǎng)，增加患者死亡風(fēng)險(xiǎn)。因此，準(zhǔn)確判斷撤機(jī)時(shí)機(jī)非常重要。目前臨床上用以指導(dǎo)撤機(jī)的參數(shù)很多，但淺快呼吸指數(shù)（rapid shallow breathing index，RSBI）仍然是研究最多、最常見(jiàn)的指標(biāo)。膈肌是人體最重要的呼吸肌，膈肌增厚分?jǐn)?shù)（diaphragmtic thickening fraction，DTF）與膈肌收縮能力有很強(qiáng)相關(guān)性，膈肌力量是決定患者機(jī)械通氣撤機(jī)時(shí)間和ICU病死率的主要原因。雖然RSBI 及DTF 均是指導(dǎo)機(jī)械通氣患者撤機(jī)時(shí)機(jī)的良好參數(shù)，但特異性不高。本研究主要探討DTF 聯(lián)合RSBI 對(duì)膿毒癥機(jī)械通氣患者撤機(jī)的預(yù)測(cè)效能，為機(jī)械通氣患者探討安全的撤機(jī)時(shí)機(jī)，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

采用前瞻性研究方法，選取2020 年1 月至2022年4 月嘉興市第一醫(yī)院（嘉興學(xué)院附屬醫(yī)院）重癥醫(yī)學(xué)科收治的103 例患者。所有患者均符合撤機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)撤機(jī)結(jié)果將其分為撤機(jī)成功組（=67）和撤機(jī)失敗組（=36）。兩組患者的性別、年齡等一般資料比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＞0.05），具有可比性，見(jiàn)表1。撤機(jī)成功的定義：①患者拔管后48h內(nèi)無(wú)再次氣管插管；②無(wú)需使用無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)。本研究已通過(guò)嘉興市第一醫(yī)院（嘉興學(xué)院附屬醫(yī)院）醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批（批件號(hào)：LS2019–244）。納入標(biāo)準(zhǔn)：①膿毒癥診斷標(biāo)準(zhǔn)參照《膿毒癥與感染性休克第三版國(guó)際共識(shí)定義（2016）》；②年齡＞18 歲；③機(jī)械通氣時(shí)間＞48h；④患者知曉并簽字同意本研究；⑤符合自主呼吸試驗(yàn)（spontaneous breathing trial，SBT）條件。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并肺挫傷、多發(fā)肋骨骨折、嚴(yán)重的氣胸或胸腔積液、膈疝及胸廓畸形等嚴(yán)重外傷；②心、腎、肝等嚴(yán)重器官功能衰竭，急性心肌梗死；③存在譫妄或嚴(yán)重電解質(zhì)紊亂；④48h 內(nèi)使用過(guò)肌松劑；⑤存在T水平以上截癱或神經(jīng)肌肉接頭相關(guān)疾病等；⑥癲癇、嚴(yán)重呃逆等需要使用深鎮(zhèn)靜或影響膈肌活動(dòng)藥物；⑦惡性心律失常者；⑧肥胖或腹脹患者，膈肌超聲難以采集圖像；⑨氣管切開(kāi)。

表1 兩組患者的一般資料比較

1.2 方法

1.2.1 SBT 實(shí)施 ①SBT 符合條件：FiO＜50%，呼吸末正壓（positive end expiratory pressure，PEEP）≤5cmHO，呼吸頻率（respiratory rate，RR）≤30 次/min，PaO/FiO＞200，血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定；②SBT 方法：采用壓力支持模式（pressure support ventilation，PSV），參數(shù)設(shè)置FiO為0.35，壓力為7cmHO，PEEP 為3cmHO，持續(xù)30min；③SBT 成功的標(biāo)準(zhǔn)：SBT耐受性良好，RR＜35 次/min、心率＜120 次/min 或心率變異性≤20%，血氧飽和度≥90%、90mmHg＜收縮壓＜180mmHg（1mmHg=0.133kPa）或與基線(xiàn)相比＜20%的變化，且無(wú)呼吸功增加或窘迫、嗜睡、焦慮、出汗等跡象。記錄RR、潮氣量（tidal volume，TV），取3 次平均值，計(jì)算RSBI（RSBI=RR/TV）。

1.2.2 膈肌超聲檢查 ①膈肌移動(dòng)度（diaphragmatic displacement，DD）：床頭抬高30°后患者取仰臥位，選超聲凸陣探頭（3～85MHz），置右鎖骨中線(xiàn)與肋緣交界處，可見(jiàn)高回聲膈肌線(xiàn)，應(yīng)用“M”超模式選取測(cè)量線(xiàn)，測(cè)量線(xiàn)盡可能與膈肌垂直，DD 為基線(xiàn)與曲線(xiàn)最高點(diǎn)的垂直距離；計(jì)算膈肌淺快呼吸指數(shù)（diaphragmatic rapid shallow breathing index，D–RSBI），D–RSBI=RR/DD；②DTF：體位同前，選10MHz 線(xiàn)陣探頭置于右腋中線(xiàn)或腋前線(xiàn)第7～8 肋間，可見(jiàn)高回聲的胸膜層和腹膜層、中間無(wú)回聲的膈肌層，胸膜層與腹膜層之間的距離為膈肌厚度。測(cè)量呼氣末膈肌厚度（DTee）與吸氣末膈肌厚度（DTei）后計(jì)算DTF[DTF=（DTei–DTee）/DTee×100%]。膈肌超聲檢查時(shí)間為SBT 30min 時(shí)，分別由2 位非參與診療活動(dòng)的具有重癥超聲資質(zhì)的ICU 醫(yī)師測(cè)量，在5min 內(nèi)測(cè)量3 次，取平均值。膈肌超聲檢查方法參見(jiàn)文獻(xiàn)[7-9]。

1.3 觀察指標(biāo)

比較兩組患者撤機(jī)前24h 內(nèi)液體出入量平衡狀況、急性生理學(xué)和慢性健康狀況評(píng)價(jià)Ⅱ（acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ，APACHEⅡ）評(píng)分、撤機(jī)前機(jī)械通氣時(shí)間、動(dòng)脈血?dú)猓╬H 值、PaO/FiO、PaCO）、平均動(dòng)脈壓等參數(shù)；比較兩組患者的 RR、VT、RSBI、DD、D–RSBI、DTF 等指標(biāo)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 兩組患者的撤機(jī)前各參數(shù)比較

兩組患者的撤機(jī)前APACHEⅡ評(píng)分、機(jī)械通氣時(shí)間、撤機(jī)前24h 內(nèi)液體出入量平衡狀況等指標(biāo)比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＞0.05），見(jiàn)表2。

表2 兩組患者的撤機(jī)前各參數(shù)比較

2.2 兩組患者的撤機(jī)前RR、VT 及膈肌超聲指標(biāo)比較

兩組患者的撤機(jī)前RR、VT 比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＞0.05）；撤機(jī)成功組患者的RR、RSBI、D–RSBI 明顯低于撤機(jī)失敗組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05）；撤機(jī)成功組患者的DTF 明顯高于撤機(jī)失敗組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05），見(jiàn)表3。

表3 兩組患者的撤機(jī)前RR、VT 及膈肌超聲指標(biāo)比較

2.3 撤機(jī)失敗的危險(xiǎn)因素分析

上述單因素分析顯示，RR、RSBI、D–RSBI、DTF 均是撤機(jī)失敗的相關(guān)因素（＜0.05），DD 及VT 與撤機(jī)失敗無(wú)相關(guān)性（＞0.05）；多因素Logistic回歸分析表明，高RSBI、低DTF 均是撤機(jī)失敗的獨(dú)立危險(xiǎn)因素（＜0.05），見(jiàn)表4。

表4 膿毒癥患者機(jī)械通氣撤機(jī)失敗危險(xiǎn)因素的多因素Logistic 回歸分析

2.4 RSBI、DTF 及聯(lián)合指標(biāo)對(duì)撤機(jī)結(jié)果的預(yù)測(cè)價(jià)值

繪制RSBI、DTF、RSBI 聯(lián)合DTF 指標(biāo)預(yù)測(cè)撤機(jī)結(jié)果的ROC 曲線(xiàn)，結(jié)果顯示RSBI、DTF 及聯(lián)合指標(biāo)均能預(yù)測(cè)患者的撤機(jī)結(jié)局；當(dāng)RSBI≤55.56 次/min·L 時(shí)，預(yù)測(cè)撤機(jī)成功的敏感度和特異性分別為80.56%和65.67%，AUC 為0.762；DTF＞21.20%時(shí)，預(yù)測(cè)撤機(jī)成功的敏感度和特異性分別為72.22%和80.60%，AUC 為0.779；聯(lián)合指標(biāo)預(yù)測(cè)撤機(jī)成功的敏感度和特異性分別為86.11%和8.58%，AUC 為0.891，見(jiàn)表5、圖1。

圖1 DTF、RSBI 及聯(lián)合指標(biāo)預(yù)測(cè)膿毒癥患者機(jī)械通氣撤機(jī)結(jié)果的ROC 曲線(xiàn)

表5 DTF、RSBI 及聯(lián)合指標(biāo)對(duì)成功撤機(jī)的預(yù)測(cè)效能

2.5 DTF、RSBI 及聯(lián)合指標(biāo)ROC 的AUC 比較

3 個(gè)指標(biāo)ROC 的AUC 比較，DTF 與RSBI 間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＞0.05）；但聯(lián)合指標(biāo)與RSBI、DTF 間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05）。見(jiàn)表6。

表6 DTF、RSBI、聯(lián)合指標(biāo)ROC 的AUC 比較

3 討論

25%的重癥患者存在撤機(jī)困難，20%～30%的患者存在首次撤機(jī)失敗，呼吸機(jī)撤機(jī)評(píng)估不當(dāng)勢(shì)必加重患者病情。Heunks 等將影響撤機(jī)的因素歸結(jié)為ABCDE：A 為氣道與肺功能障礙；B 為腦功能障礙；C 為心功能障礙；D 為膈肌功能障礙，被認(rèn)為是導(dǎo)致呼吸機(jī)撤機(jī)失敗的主要原因；E 為內(nèi)分泌代謝功能障礙。Baptistella 等總結(jié)目前有56 個(gè)參數(shù)可用于預(yù)測(cè)撤機(jī)，RSBI 仍是最受關(guān)注的指標(biāo)，但RSBI 存在一些不足。一項(xiàng)前瞻性研究顯示，若以Cut–off 值為105 次/min·L 來(lái)預(yù)測(cè)，RSBI 成功預(yù)測(cè)的特異性?xún)H為43.6%，但將Cut–off 值下調(diào)至76.5 次/min·L 時(shí)，成功預(yù)測(cè)的敏感度（66%）和特異性（74%）明顯升高，成功撤機(jī)率可提高至50%。膈肌是最主要的呼吸肌，是影響機(jī)械通氣患者能否順利撤機(jī)的主要因素。當(dāng)各種因素導(dǎo)致膈肌收縮力減弱時(shí)，機(jī)體輔助呼吸肌通過(guò)增加做功而產(chǎn)生代償作用，以彌補(bǔ)膈肌功能障礙導(dǎo)致VT 的下降，短期內(nèi)可使RR及VT保持在正常范圍內(nèi)，RSBI值可無(wú)明顯變化。但輔助呼吸肌耐力不如膈肌，短時(shí)間內(nèi)可能因收縮乏力而導(dǎo)致撤機(jī)失敗。因此，當(dāng)膈肌收縮功能下降時(shí)，單獨(dú)使用RSBI 來(lái)預(yù)測(cè)成功撤機(jī)的準(zhǔn)確性降低。

研究表明，重癥患者入住ICU 的24h 內(nèi)，60%的患者出現(xiàn)膈肌功能障礙，膿毒癥是ICU 患者膈肌功能障礙的主要原因。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，膿毒癥時(shí)大鼠的膈肌組織出現(xiàn)水腫、壞死及明顯溶解，膈肌收縮能力下降，提示膿毒癥可直接影響大鼠膈肌的組織結(jié)構(gòu)和生物力學(xué)。Le–Dinh 等發(fā)現(xiàn)，膿毒癥自主呼吸大鼠和非膿毒癥大鼠機(jī)械通氣后，膈肌收縮力明顯下降，膈肌組織及血漿促炎因子均顯著升高，提示膿毒癥與機(jī)械通氣可導(dǎo)致膈肌功能障礙；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥大鼠機(jī)械通氣12h 后，膈肌收縮力顯著下降，膈肌組織及血漿中促炎因子濃度明顯升高，據(jù)此認(rèn)為長(zhǎng)時(shí)間機(jī)械通氣可加重膿毒癥誘導(dǎo)大鼠的膈肌功能障礙。呼吸機(jī)相關(guān)性膈肌功能障礙發(fā)生機(jī)制主要為過(guò)高的通氣支持導(dǎo)致膈肌產(chǎn)生失用性萎縮。膿毒癥相關(guān)性膈肌功能障礙產(chǎn)生機(jī)制：①膿毒癥時(shí)炎癥介質(zhì)釋放后出現(xiàn)收縮蛋白功能障礙；②由于低血壓導(dǎo)致膈肌組織低灌注、營(yíng)養(yǎng)不良等，造成蛋白合成減少；③促炎因子白細(xì)胞介素–6（interleukin–6，IL–6）上調(diào)組織蛋白酶，增加肌肉蛋白水解。

膈神經(jīng)刺激誘發(fā)跨膈壓的測(cè)定是膈肌功能評(píng)估的金標(biāo)準(zhǔn)，由于操作的有創(chuàng)性、復(fù)雜性，難以在ICU中常規(guī)開(kāi)展。超聲檢查具有無(wú)創(chuàng)、安全、簡(jiǎn)便、可重復(fù)性等優(yōu)勢(shì)，目前已成為重癥患者臟器功能評(píng)估的可視化工具。DD 和DTF 是目前超聲評(píng)估膈肌功能狀態(tài)的主要形式，當(dāng)DD＜10mm 或DTF＜20%時(shí)，可診斷膈肌功能障礙。由于正壓通氣對(duì)膈肌活動(dòng)的影響，對(duì)呼吸機(jī)輔助通氣患者，DTF 是診斷膈肌功能障礙的唯一可靠指標(biāo)。國(guó)外研究顯示，DTF可作為撤機(jī)的有效預(yù)測(cè)因子，其成功預(yù)測(cè)的敏感度為70%（95%：0.57～0.80），特異性為0.84（95%：0.73～0.91），該研究還顯示綜合病房?jī)?nèi)DTF 預(yù)測(cè)撤機(jī)成功的Cut–off 值為30%，但對(duì)可能普遍存在膈肌功能障礙的膿毒癥或膿毒癥休克患者，DTF 預(yù)測(cè)Cut–off 值為20%。

本研究結(jié)果顯示，撤機(jī)成功組與撤機(jī)失敗組患者的DD 比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＞0.05）?？赡芤?yàn)闄C(jī)械通氣患者的膈肌活動(dòng)度與膈肌自身收縮、呼吸機(jī)正壓通氣及呼氣末正壓等影響有關(guān)，同時(shí)與功能殘氣量、胸腹腔壓力、自身吸氣深淺相關(guān)，提示DD 預(yù)測(cè)撤機(jī)的準(zhǔn)確性低。撤機(jī)失敗組患者的RR 及D–RSBI 顯著高于撤機(jī)成功組，但Logistic 回歸分析結(jié)果顯示，RR 及D–RSBI 不是影響撤機(jī)結(jié)局的相關(guān)因素。本研究中撤機(jī)成功組患者的RSBI 顯著低于撤機(jī)失敗組，而撤機(jī)成功組患者的DTF 明顯高于撤機(jī)失敗組，Logistic 回歸分析結(jié)果顯示，RSBI 及DTF 明顯影響撤機(jī)結(jié)局。DTF 與RSBI 的ROC 的AUC 分別為0.779、0.762，提示DTF 與RSBI 均有指導(dǎo)成功撤機(jī)的良好預(yù)測(cè)價(jià)值，當(dāng)RSBI≤55.56 次/min·L、DTF＞21.20%時(shí)對(duì)預(yù)測(cè)成功撤機(jī)的準(zhǔn)確性最高，與文獻(xiàn)報(bào)道一致。本研究中，RSBI 預(yù)測(cè)成功撤機(jī)的特異性偏低（65.67%），DTF 預(yù)測(cè)成功撤機(jī)的敏感度偏低（72.22%），與文獻(xiàn)報(bào)道一致。以DTF＞21.20%聯(lián)合RSBI≤55.56 次/min·L 預(yù)測(cè)效能最大，ROC 的AUC 為0.891（95%：0.814～0.944），聯(lián)合指標(biāo)預(yù)測(cè)成功撤機(jī)的敏感度86.11%，特異性83.58%，說(shuō)明聯(lián)合預(yù)測(cè)成功撤機(jī)的準(zhǔn)確性顯著提高。

綜上所述，當(dāng)DTF＞21.20%且RSBI≤55.56次/min·L時(shí)，對(duì)膿毒癥患者機(jī)械通氣時(shí)成功撤機(jī)的預(yù)測(cè)具有更高的準(zhǔn)確性。