床旁超聲檢查在預(yù)測(cè)機(jī)械通氣患者撤機(jī)時(shí)機(jī)中的應(yīng)用

周銀超 董縐縐

機(jī)械通氣是ICU中常見(jiàn)的生命支持手段之一，呼吸機(jī)的撤離是臨床上一個(gè)重要過(guò)程。一旦去除造成患者機(jī)械通氣的病因，即可評(píng)估患者的自主呼吸功能，盡早撤機(jī)拔管以縮短機(jī)械通氣的持續(xù)時(shí)間，從而減少呼吸機(jī)相關(guān)性并發(fā)癥（呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎、血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定等）和呼吸機(jī)依賴(lài)的發(fā)生，降低再插管率和死亡率[1]。目前臨床通常使用一些指標(biāo)來(lái)評(píng)估患者是否符合撤機(jī)標(biāo)準(zhǔn)[2]、進(jìn)行自主呼吸試驗(yàn)（spontaneous breathing trail，SBT）[3]，但僅根據(jù)這些指標(biāo)機(jī)械通氣患者總體撤機(jī)失敗率仍超10%[4]。有研究表明，肺通氣丟失、膈肌功能障礙和心功能不全是撤機(jī)失敗的最常見(jiàn)原因[5]。因此，早期發(fā)現(xiàn)這些因素并進(jìn)行及時(shí)干預(yù)對(duì)成功撤機(jī)拔管至關(guān)重要。超聲檢查具有無(wú)創(chuàng)、便捷、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，在ICU中不僅廣泛應(yīng)用于操作穿刺、容量評(píng)估、胸腹腔檢查，也可以用于輔助撤機(jī)。研究證明，對(duì)機(jī)械通氣患者的肺部、膈肌和心臟功能進(jìn)行超聲評(píng)估有助于識(shí)別患者撤機(jī)后呼吸窘迫的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[6]。本文主要就床旁超聲檢查在預(yù)測(cè)機(jī)械通氣患者撤機(jī)時(shí)機(jī)中的應(yīng)用價(jià)值作一綜述。

1 肺部通氣功能超聲檢查

過(guò)去認(rèn)為空氣對(duì)超聲存在高反射性，導(dǎo)致產(chǎn)生的圖像都由偽影組成，超聲檢查在肺部的使用并不常見(jiàn)。直到20世紀(jì)80年代，Lichtenstein等[7]研究發(fā)現(xiàn)超聲檢查對(duì)氣胸、肺水腫和肺實(shí)變等病變呈現(xiàn)出不同的圖像，為危重癥患者提供了一種可靠、無(wú)創(chuàng)的床旁檢查方法，可檢測(cè)和定位肺部病變。此后，Bouhemad等[8]在對(duì)比應(yīng)用床旁超聲和胸部CT檢查評(píng)估抗生素治療呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎后的肺通氣效果后，提出了肺部超聲（lung ultrasound，LUS）分?jǐn)?shù)，即根據(jù)不同的肺部病變對(duì)應(yīng)的超聲圖像進(jìn)行打分，以量化肺部通氣情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)LUS分?jǐn)?shù)和肺部CT檢查評(píng)估肺部通氣情況呈正相關(guān)。Zieleskiewicz等[9]將LUS分?jǐn)?shù)應(yīng)用于評(píng)估新型冠狀病毒感染患者的肺部通氣情況，再次證實(shí)LUS分?jǐn)?shù)可以準(zhǔn)確估計(jì)肺通氣量。

LUS分?jǐn)?shù)評(píng)分細(xì)則為：（1）正常肺通氣區(qū)影像表現(xiàn)為A線(xiàn)或少于兩條單獨(dú)的B線(xiàn)，記0分；（2）中度肺通氣減少區(qū)影像表現(xiàn)為多條、分隔B線(xiàn)，記1分；（3）重度肺通氣減少區(qū)影像表現(xiàn)為多發(fā)融合的B線(xiàn)，記2分；（4）肺實(shí)變區(qū)影像表現(xiàn)組織樣回聲伴支氣管充氣征，記3分。將患者的胸部分為12個(gè)區(qū)域，共0～36分，LUS分?jǐn)?shù)越高，撤機(jī)失敗率越高[10]。Soummer等[11]研究表明，在成功通過(guò)SBT的患者中，LUS分?jǐn)?shù)＜13分可高度預(yù)測(cè)撤機(jī)成功，LUS分?jǐn)?shù)＞17分則提示發(fā)生撤機(jī)后呼吸窘迫的風(fēng)險(xiǎn)高。同樣，姜明明等[12]對(duì)膿毒癥患者撤機(jī)的研究中發(fā)現(xiàn)，SBT后LUS分?jǐn)?shù)＜15.5分對(duì)撤機(jī)成功的預(yù)測(cè)價(jià)值高，其靈敏度為0.730，特異度為0.800，AUC為0.819。LUS分?jǐn)?shù)可以評(píng)估患者撤機(jī)失敗的最終途徑，即肺部通氣功能喪失，對(duì)撤機(jī)具有良好的指導(dǎo)意義。由此可見(jiàn)，LUS分?jǐn)?shù)可能是評(píng)估ICU患者撤機(jī)中的重要工具，LUS分?jǐn)?shù)則可以作為預(yù)測(cè)機(jī)械通氣患者撤機(jī)的有效指標(biāo)。

2 膈肌功能超聲檢查

膈肌是撤機(jī)后自主呼吸的主要執(zhí)行者，承擔(dān)75%呼吸肌做功量[13]。在危重患者中，有很多原因造成膈肌功能障礙，包括機(jī)械通氣[14]、膿毒血癥、直接損傷、藥物治療、多器官功能障礙綜合征等[15]。膈肌功能障礙與機(jī)械通氣時(shí)間延長(zhǎng)和撤機(jī)失敗率較高相關(guān)[15]，已經(jīng)成為ICU主要關(guān)注的問(wèn)題之一[16]。

評(píng)估膈肌功能的方法有多種，但少有適用于ICU中機(jī)械通氣患者。目前，測(cè)量刺激膈神經(jīng)產(chǎn)生的跨膈壓是評(píng)估膈肌功能的金標(biāo)準(zhǔn)[17]，但是該方法有創(chuàng)且設(shè)備昂貴；胸部X線(xiàn)檢查觀察膈肌形態(tài)的特異性低，CT和MRI檢查則需要轉(zhuǎn)運(yùn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)性差；肺功能獲得的肺活量、最大靜態(tài)吸氣壓等指標(biāo)評(píng)估膈肌功能時(shí)需要患者配合，且易受外界因素干擾；而超聲檢查通過(guò)膈肌形態(tài)學(xué)指標(biāo)（厚度與增厚分?jǐn)?shù)）和運(yùn)動(dòng)指標(biāo)（移動(dòng)度）等評(píng)價(jià)膈肌功能[18]，具有直觀、無(wú)創(chuàng)、便捷、可重復(fù)等優(yōu)點(diǎn)。

2.1 膈肌增厚分?jǐn)?shù)（diaphragmatic thickening fraction，DTF） 超聲檢查可以直觀地測(cè)量患者膈肌厚度，且具有高度可重復(fù)性[15]。測(cè)量時(shí)將線(xiàn)陣探頭置于腋中線(xiàn)與第7～8肋的交界處，測(cè)量吸氣末膈肌厚度（diaphragmatic thickness at the end of inspiration，DTei）和呼氣末膈肌厚度（diaphragmatic thickness at the end of expiration，DTee），通常機(jī)械通氣患者吸氣末的膈肌厚度在（2.4±0.8）mm，＜2 mm一般認(rèn)為膈肌厚度降低[18]。

DTF計(jì)算方法為DTF=（DTei-DTee）/DTee，其反映膈肌在自主呼吸過(guò)程中的厚度變化和收縮能力[19]，其原理與心臟的“射血分?jǐn)?shù)”相似，DTF≤20%被認(rèn)為膈肌功能障礙[20]。Zambon等[17]回顧性納入20項(xiàng)研究，共875例患者，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明在預(yù)測(cè)撤機(jī)過(guò)程中，DTF對(duì)于預(yù)測(cè)撤機(jī)成功具有指導(dǎo)價(jià)值，其最佳截?cái)嘀禐?0%～36%。同樣在最近的一項(xiàng)研究中，張鵬等[21]研究表明DTF是一個(gè)靈敏度高的預(yù)測(cè)因子，當(dāng)DTF≥27.78%對(duì)預(yù)測(cè)撤機(jī)成功的準(zhǔn)確度最高，對(duì)應(yīng)AUC為0.907，靈敏度為0.930，特異度為0.813。一項(xiàng)Meta分析表明DTF可作為危重患者撤機(jī)的預(yù)測(cè)指標(biāo)，其靈敏度和特異度高于膈肌移動(dòng)度（diaphragm displacement，DD）[22]。

2.2 DD DD主要反映膈肌在呼吸周期中的移動(dòng)距離[23]，與產(chǎn)生潮氣量有關(guān)[24]。DD測(cè)量方法是將寬頻凸陣探頭置于右鎖骨中線(xiàn)或腋前線(xiàn)與肋弓下緣交界處，以肝臟作為膈肌透聲窗，顯示一條代表膈肌的高回聲線(xiàn)，M超模式下測(cè)量呼氣末和吸氣末膈肌的距離。膈肌功能障礙（定義為DD＜10 mm）被證實(shí)是機(jī)械通氣患者撤機(jī)失敗的預(yù)測(cè)因素。Llamas-álvarez等[22]納入19項(xiàng)研究，共1 071例患者，統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)DD在預(yù)測(cè)撤機(jī)成功中，其靈敏度為0.75，特異度為0.75，靈敏度和特異度均低于DTF，這與Li等[24]研究分析結(jié)果一致。

2.3 膈肌淺快呼吸指數(shù)（rapid shallow breathing index，RSBI） RSBI是預(yù)測(cè)撤機(jī)時(shí)機(jī)中最廣泛使用的指標(biāo)之一[23]，為呼吸頻率（respiratory rate，RR）和潮氣量（tidal volume，TV）的比值（RSBI=RR/TV），但是 RSBI預(yù)測(cè)撤機(jī)成功的靈敏度和特異度變化很大。膈肌在自主呼吸中發(fā)揮重要作用，但在膈肌功能障礙的情況下，其他輔助呼吸肌則會(huì)代替膈肌做功產(chǎn)生TV，由于這些輔助肌較膈肌更容易疲勞，即使通過(guò)SBT，撤機(jī)后仍存在較高的再插管率，易發(fā)生延遲性撤機(jī)困難。而DD可直接反映膈肌產(chǎn)生吸氣容積的能力，即真實(shí)膈肌產(chǎn)生的TV，對(duì)此Spadaro等[23]利用DD直接代替RSBI中的TV產(chǎn)生一個(gè)新的指標(biāo)，即膈肌淺快呼吸指數(shù)（diaphragmatic-rapid shallow breathing index，D-RSBI），即D-RSBI=DD/TV。該參數(shù)不僅反映膈肌功能，也能夠反映淺快呼吸，且研究表明其在預(yù)測(cè)撤機(jī)結(jié)果方面較傳統(tǒng)的RSBI更準(zhǔn)確，當(dāng)D-RSBI的最佳截?cái)嘀禐?.3次/（min·mm）時(shí)，預(yù)測(cè)撤機(jī)結(jié)果靈敏度為0.941、特異度為0.647，D-RSBI和RSBI的AUC分別為0.89和0.72。同樣，Abbas等[25]在對(duì)慢性阻塞性肺疾病急性加重患者的撤機(jī)研究中也同樣證實(shí)D-RSBI優(yōu)于RSBI。

3 心臟功能超聲檢查

早期臨床研究表明，心血管功能障礙是撤機(jī)失敗的原因之一。心功能對(duì)撤機(jī)結(jié)果的影響源于撤機(jī)過(guò)程中心肺交互作用，撤機(jī)后由原來(lái)的正壓通氣變?yōu)樽灾骱粑?，胸腔?nèi)負(fù)壓升高，從而增加靜脈回流壓梯度、左右心室前負(fù)荷、左心室周?chē)鷫毫妥笮氖液筘?fù)荷，造成左心室充盈壓升高，最終可能導(dǎo)致肺水腫和呼吸困難[26]。心臟相關(guān)撤機(jī)失敗主要與患者左心功能相關(guān)[27]，其中以舒張功能障礙為主[28]。既往評(píng)價(jià)左心舒張功能的“金標(biāo)準(zhǔn)”是使用肺動(dòng)脈導(dǎo)管測(cè)量肺動(dòng)脈楔壓（PAOP），但是在患者胸內(nèi)壓大幅度波動(dòng)的情況下，測(cè)量存在誤差[29]，此外該方法為有創(chuàng)性操作，臨床使用存在局限性。

3.1 左心室舒張?jiān)缙诘某溆逖魉俣?、左心室舒張晚期的充盈峰血流速度以及E波減速時(shí)間 應(yīng)用床旁超聲在心尖四腔心切面使用脈沖多普勒記錄二尖瓣血流頻譜，獲得左心室舒張?jiān)缙诘某溆逖魉俣龋‥）、左心室舒張晚期的充盈峰血流速度（A）以及E波減速時(shí)間（deceleration time of E wave，DTE）。E/A比值正常人應(yīng)≥1.2，中青年更大。舒張功能不全時(shí)，E峰下降，A峰增高，E/A比值降低，研究證實(shí)E/A可作為預(yù)測(cè)撤機(jī)結(jié)局的指標(biāo)[30]，同樣Wang等[31]對(duì)65例左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）＞65%的機(jī)械通氣患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)左心室舒張功能不全與撤機(jī)失敗密切相關(guān)，E/A比值＞1.2結(jié)合左心室充盈壓（E/e’）＞7.9對(duì)于撤機(jī)失敗具有預(yù)測(cè)價(jià)值。但也有研究報(bào)道，撤機(jī)失敗與E/A比值無(wú)關(guān)[32]。SBT期間DTE的縮短也表明左心室舒張功能的下降，導(dǎo)致左心室充盈壓力升高，與撤機(jī)失敗相關(guān)[29]，這與Moschietto等[33]研究結(jié)果一致。美國(guó)超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)和歐洲心血管成像協(xié)會(huì)在關(guān)于超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)左心室舒張功能的建議中提到DTE是撤機(jī)失敗的重要預(yù)測(cè)因子，但是需要結(jié)合E、E/A等綜合分析[34]。

3.2 二尖瓣環(huán)舒張?jiān)缙谶\(yùn)動(dòng)速度和左心室充盈壓采用組織多普勒成像技術(shù)評(píng)估二尖瓣環(huán)舒張?jiān)缙谶\(yùn)動(dòng)速度（e’）和E/e’。早期研究顯示，e’受心臟前負(fù)荷影響小，可直觀反映左心室的舒張功能[35]。在最新的指南中提出e’（間隔e’＜7 cm/s，外側(cè)e’＜10 cm/s）是評(píng)價(jià)左心室舒張功能障礙的4項(xiàng)指標(biāo)之一。有研究報(bào)道，較低的e’與撤機(jī)失敗相關(guān)，再次說(shuō)明左心舒張功能在撤機(jī)中的重要作用[36]。Sanfilippo等[36]系統(tǒng)性回顧納入11項(xiàng)研究，分析結(jié)果表明撤機(jī)失敗與較高的E/e’顯著相關(guān)。Luo等[37]研究發(fā)現(xiàn)SBT后48 h內(nèi)E/e’（平均值）≥12.5有助于預(yù)測(cè)呼吸衰竭的撤機(jī)失敗，相對(duì)應(yīng)AUC 為 0.789，靈 敏 度 為 0.724，特 異 度 為 0.774。Roche-Campo等[27]研究報(bào)道，e’值降低，同時(shí)E/e’比值增加是機(jī)械通氣患者左心舒張功能障礙的最強(qiáng)標(biāo)志，與撤機(jī)失敗密切相關(guān)。E/e’對(duì)于預(yù)測(cè)撤機(jī)失敗的準(zhǔn)確性高，但是對(duì)于二尖瓣反流、二尖瓣狹窄和使用二尖瓣假體瓣膜患者，應(yīng)謹(jǐn)慎使用。

3.3 LVEF 既往評(píng)價(jià)左心室收縮功能的定量方法包括測(cè)量LVEF，LVEF＜45%認(rèn)為是左心室收縮功能不全，LVEF≤30%被認(rèn)為嚴(yán)重左心室功能不全。Thille等[38]在研究中發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的左心收縮功能不全與撤機(jī)失敗獨(dú)立相關(guān)。但是由于LVEF受心臟前后負(fù)荷影響大，因此在使用時(shí)應(yīng)該謹(jǐn)慎分析。

4 小結(jié)

撤機(jī)對(duì)機(jī)械通氣患者至關(guān)重要，雖然已有臨床表現(xiàn)、呼吸功能指標(biāo)、實(shí)驗(yàn)室參數(shù)和影像資料等工具來(lái)預(yù)測(cè)撤機(jī)，但是成功撤機(jī)對(duì)于臨床來(lái)說(shuō)仍然是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。肺部本身通氣情況改善、膈肌功能良好以及血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)穩(wěn)定對(duì)于撤機(jī)成功至關(guān)重要，床旁超聲檢查作為ICU中便捷、無(wú)創(chuàng)、可重復(fù)的工具，可對(duì)肺部、膈肌和心臟功能進(jìn)行評(píng)估，幫助臨床醫(yī)師選擇合適的撤機(jī)時(shí)機(jī)，提高撤機(jī)成功率。撤機(jī)失敗本質(zhì)上是多因素的，包括肺部本身病變未好轉(zhuǎn)、膈肌功能障礙、脫機(jī)誘導(dǎo)的心血管功能障礙等，因此從單一方面、單一指標(biāo)預(yù)測(cè)撤機(jī)是不合適的[23]。但是既往對(duì)于超聲聯(lián)合評(píng)估上述器官的臨床研究尚不多見(jiàn)，有待進(jìn)一步研究。