膈肌移動度預測重癥肺炎患者有創(chuàng)機械通氣需求及死亡風險的臨床價值

尹 莉 葛輝玉 王斯宇 李元子 郭樹彬 張 譜 郭瑞君

重癥肺炎是肺組織（細支氣管、肺泡、間質(zhì)）炎癥發(fā)展到一定階段病情惡化加重形成的嚴重疾?。?］，可引起多器官功能障礙，病死率高達35%～50%［2］，因此早期識別具有不良結(jié)局風險的重癥肺炎患者十分必要。膈肌是主要的呼吸肌［3］，膈肌功能障礙可出現(xiàn)在危重癥疾病早期，且其與撤機失敗及住院時間延長有關(guān)［4］。以往診斷膈肌功能障礙較困難，近年來隨著超聲技術(shù)在重癥醫(yī)學領域的不斷發(fā)展，超聲檢查已被證實在評估膈肌功能、指導撤機及預測術(shù)后并發(fā)癥等方面均有重要價值［5-7］。本研究旨在探討膈肌超聲評估重癥肺炎患者入院首次膈肌移動度（diaphragm excursion，DE）對有創(chuàng)機械通氣（invasive mechanical ventilation，IMV）需求及死亡風險的預測價值。

資料與方法

一、研究對象

選取2021 年9 月至2022 年8 月我院急診醫(yī)學科收治的重癥肺炎患者53例，男32例，女21例，年齡28～89 歲，平均（73.1±13.7）歲；心率（94±18）次/min，體溫36.5（36.4，37.8）℃，呼吸頻率33（25，39）次/min，平均動脈壓（88±18）mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）；合并糖尿病、高血壓、心血管疾病分別有17、29、30 例；急性生理學與慢性健康狀況評分（APACHE Ⅱ）為16（13，22）分。納入標準：①年齡均≥18 周歲；②入院12 h 內(nèi)均行膈肌超聲檢查；③均符合美國胸科協(xié)會和美國傳染病學會制訂的重癥肺炎判定標準［8］中的1 項主要指標或≥3項次要指標。其中主要指標為：①需要IMV；②感染性休克需要血管收縮劑治療。次要指標為：①呼吸頻率≥30次/min；②氧合指數(shù)≤250 mm Hg；③多肺葉浸潤；④意識障礙或定向障礙；⑤氮質(zhì)血癥（尿素氮≥20 mg/dl）；⑥白細胞計數(shù)減少（＜4.0×109/L）；⑦血小板計數(shù)減少（＜10.0×109/L）；⑧低體溫（＜36℃）；⑨低血壓，需要強力的液體復蘇。排除標準：①檢查前已接受機械通氣；②膈肌麻痹、神經(jīng)肌肉系統(tǒng)疾病；③胸廓畸形、慢性阻塞性肺疾病；④腹腔脹氣明顯、腹膜炎、腹腔占位。本研究經(jīng)我院醫(yī)學倫理委員會批準（倫審號：2021-科-704），為回顧性研究免除知情同意。

二、儀器與方法

1.超聲檢查：使用Philips EPIQ 7C 彩色多普勒超聲診斷儀，凸陣探頭，頻率1.0～5.0 MHz。患者均于入院12 h 內(nèi)完成膈肌超聲檢查，取平臥位，將探頭置于右側(cè)鎖骨中線與腋前線之間，肋下斜切，朝向頭側(cè)，獲取右側(cè)膈頂切面；然后切換為M 型模式，取樣線垂直于膈肌，觀察3 個平靜呼吸周期內(nèi)膈肌運動情況，測量周期內(nèi)最低點（呼氣末）至最高點（吸氣末）的垂直距離即為DE。見圖1。由于肝臟提供了一個良好的透聲窗，因此本研究于右側(cè)膈肌進行超聲檢查［9］。以上操作均由同一經(jīng)驗豐富的超聲醫(yī)師完成，所有參數(shù)均重復測量3次取平均值。

圖1 DE測量體位圖及超聲圖

2.分組：根據(jù)住院期間是否行IMV 分為機械通氣組（MV 組）16 例和無機械通氣組（NMV 組）37 例；根據(jù)入院30 d內(nèi)臨床結(jié)局分為死亡組25例和存活組28例。比較MV組與NMV組、死亡組與存活組DE的差異。

3.一般資料獲?。菏占颊咝詣e、年齡、體溫、心率、呼吸頻率、平均動脈壓、病史（糖尿病、高血壓、心血管疾?。?、APACHEⅡ等。

三、統(tǒng)計學處理

應用SPSS 26.0統(tǒng)計軟件，計量資料均行正態(tài)性檢驗和方差齊性檢驗，符合正態(tài)分布的計量資料以表示，采用獨立樣本t檢驗；不符合正態(tài)分布的計量資料以M（Q1，Q3）表示，采用非參數(shù)檢驗Mann-WhitneyU檢驗。計數(shù)資料以頻數(shù)或率表示，采用χ2檢驗或Fisher 確切概率法。繪制受試者工作特征（ROC）曲線分析DE 預測重癥肺炎患者IMV 需求及死亡風險的臨床價值。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié)果

一、MV組與NMV組一般資料和DE比較

MV 組與NMV 組APACHE Ⅱ比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；其余一般資料比較差異均無統(tǒng)計學意義。MV 組DE 低于NMV 組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表1。

表1 MV組與NMV組一般資料和DE比較

二、死亡組與存活組一般臨床資料和DE比較

兩組一般資料比較差異均無統(tǒng)計學意義；死亡組DE低于存活組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.001）。見表2。

表2 死亡組與存活組一般資料和DE比較

三、ROC曲線分析

1.DE 預測重癥肺炎患者IMV 需求的截斷值為1.28 cm，靈敏度為68.8%，特異度為67.7%，曲線下面積（AUC）為0.694（95%可信區(qū)間：0.547～0.841），約登指數(shù)為0.363。見圖2。

圖2 DE預測重癥肺炎患者IMV需求的ROC曲線圖

2.DE 預測重癥肺炎患者死亡風險的截斷值為1.21 cm，靈敏度為68.0%，特異度為82.1%，AUC 為0.816（95% 可信區(qū)間：0.702～0.931），約登指數(shù)為0.501。見圖3。

圖3 DE預測重癥肺炎患者死亡風險的ROC曲線圖

討論

重癥肺炎作為嚴重的感染性疾病在重癥監(jiān)護室十分常見，患者預后較差，盡早識別高危患者有助于治療方案的選擇。以往關(guān)于CAP 或重癥肺炎嚴重程度的評價大多利用復雜的評分系統(tǒng)來量化，由于需要收集的指標較多且獲取方法依賴實驗室檢查，因此不適用于急診入院早期的快速評估。超聲檢查可在床旁實時成像、無電離輻射、具有較好的可重復性［10］，能夠方便、快速地為臨床醫(yī)師提供定量數(shù)據(jù)。Elshazly等［11］研究發(fā)現(xiàn)DE與APACHE Ⅱ具有良好的相關(guān)性（r=-0.384，P=0.002），表明隨著患者病情加重，DE 降低，因此可以根據(jù)DE 動態(tài)評估患者病情?；诖耍狙芯刻接懥酥匕Y肺炎患者入院首次床旁膈肌超聲所測DE預測IMV需求及死亡風險的臨床價值。

Gürün Kaya 等［12］評估了39 例重癥肺炎患者入院24 h 內(nèi)DE，發(fā)現(xiàn)DE 與呼吸頻率呈負相關(guān)，且死亡組DE 低于存活組，需要IMV 組DE 低于不需要IMV 組，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05），本研究結(jié)果與其一致，表明患者入院早期進行膈肌超聲檢查能夠為臨床提供有價值的診斷信息。Adolf 等［13］觀察了42 例重癥新型冠狀病毒肺炎患者入院早期各項指標，發(fā)現(xiàn)與呼吸頻率、氧飽和度和CT評分相比，DE能更好地預測患者呼吸支持的需求和預后，并發(fā)現(xiàn)DE 降低是患者死亡風險的獨立危險因素。本研究中結(jié)果顯示，MV 組DE 低于NMV 組，死亡組DE 低于存活組，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。ROC 曲線分析顯示DE 預測重癥肺炎患者IMV 需求的截斷值為1.28 cm，靈敏度為68.8%，特異度為67.7%，AUC 為0.694（95%可信區(qū)間：0.547～0.841）；預測重癥肺炎患者死亡風險的截斷值為1.21 cm，靈敏度為68.0%，特異度為82.1%，AUC 為0.816（95%可信區(qū)間：0.702～0.931）。提示DE 對重癥肺炎患者IMV 需求及死亡風險均有一定的早期預測價值，有助于臨床醫(yī)師盡早發(fā)現(xiàn)有惡化風險的患者并及時采取相應的治療措施。分析其機制，在呼吸周期中，吸氣時膈肌收縮，向足側(cè)移動，產(chǎn)生胸內(nèi)負壓并將空氣吸入肺部；呼氣時膈肌舒張，向頭側(cè)移動，以排出肺內(nèi)氣體。DE為呼吸周期中膈肌的位移，反映了膈肌收縮的幅度，DE越低提示膈肌收縮力越差，即膈肌功能障礙越嚴重；DE的降低導致肺通氣不足，加重了重癥肺炎患者呼吸衰竭程度，嚴重時可引起多器官功能障礙。

重癥肺炎引起的膈肌功能障礙可能與炎癥反應及各種因素共同作用有關(guān)［4］。感染引起促炎因子大量釋放，增加了毛細血管通透性，加重微循環(huán)障礙，損傷膈肌細胞，影響肌肉收縮功能，馬金蘭等［14］研究發(fā)現(xiàn)膿毒癥及感染性休克患者DE 與超敏C 反蛋白和白細胞介素-6 均呈負相關(guān)（r=-0.436、-0.338，P=0.001、0.009），表明炎癥反應強度與膈肌功能障礙程度相關(guān)；另一方面，促炎因子激活蛋白水解途徑，引起收縮蛋白減少，導致膈肌無力［15］。此外，缺氧相關(guān)氧自由基及組織代謝物引起氧化應激反應增強，進一步加重炎癥反應［16］。而呼吸負荷增加、循環(huán)代謝物（如乳酸）堆積、肺炎相關(guān)肺不張及鄰近部位感染直接侵犯等均可影響膈肌收縮。Chu等［6］研究了50例社區(qū)獲得性肺炎（community-acquired pneumonia，CAP）患者，發(fā)現(xiàn)DE并不能很好地預測CAP 患者呼吸衰竭的發(fā)展。本研究結(jié)果與其不一致，分析原因可能為兩項研究納入樣本的標準不完全相同。前者納入的是肺炎嚴重程度（pneumonia severe index，PSI）評分≥Ⅳ級的CAP 患者，其中有部分患者不屬于重癥肺炎范疇，其臨床表現(xiàn)相對較輕，此時輔助呼吸肌的協(xié)同作用補償無力的膈肌使其尚能維持原有的收縮幅度；而本研究納入的是已經(jīng)進展為重癥的肺炎患者，輔助呼吸肌受炎癥影響自身收縮力減低，并隨著膈肌無力程度的增加，已經(jīng)無法完全代償膈肌的功能障礙，導致DE 降低，因此DE對肺炎不同嚴重程度及不同階段預后的預測價值尚待進一步研究。

本研究還發(fā)現(xiàn)DE 對死亡的預測具有較高的特異度，與既往研究［17］結(jié)果一致。提示DE 可以作為患者首診的分診工具，以便對病情較重的患者適當分流，早期識別疾病風險較高的患者并及時采取干預措施。但需要注意的是，膈肌超聲具有較高的操作者依賴性，檢查時需做好質(zhì)量控制，如患者體位的選擇和標準切面的獲?。涣硗?，DE 受鎮(zhèn)靜劑、機械通氣、腹部或胸部壓力（如腹水、肺不張）的影響［18］，臨床應用中需考慮以上因素。

本研究的局限性：①為回顧性、單中心研究，樣本量小，有待增大樣本量等進行進一步的研究驗證；②納入樣本具有高度選擇性，對于其他疾病DE 是否適用需進一步研究；③僅觀察了右側(cè)膈肌，左側(cè)膈肌是否遵循同樣的規(guī)律尚待研究；④因本研究的目的是使用相對簡單的方法快速評估，使臨床醫(yī)師能夠較快掌握患者病情，故未檢測其他膈肌指標，如膈肌厚度和增厚分數(shù)；⑤未分析DE 與其他檢查結(jié)果，如肺功能或?qū)嶒炇抑笜碎g的關(guān)系，有待今后進一步研究探討。

綜上所述，應用膈肌超聲測量重癥肺炎患者入院首次DE對預測IMV需求及死亡風險均有一定的臨床價值。