脫機困難在危重癥患者中很常見，長時間機械通氣及脫機失敗均會影響患者的臨床結局，如何更好地促成和達成呼吸機的盡早撤離（脫機），是非常重要的課題。重癥超聲作為重要結構、功能、形態的多維監測手段，可對心臟、肺、膈肌等重要環節的狀態和儲備能力進行全方位的評估，有助于提升對呼吸環路中核心環節的了解和掌握，在脫機評估及導向治療中具有重要價值。該文將對重癥超聲在脫機過程中的應用進行綜述。
引用本文： 汪守平, 尹萬紅, 康焰, 張中偉, 鄒同娟, 秦瑤, 曾學英. 重癥超聲在呼吸機撤離中的應用進展和展望. 華西醫學, 2021, 36(11): 1608-1612. doi: 10.7507/1002-0179.202009182 復制
機械通氣是重癥支持和治療的基石，但也是一把雙刃劍。長時間機械通氣本身會導致肺及呼吸泵功能損傷，出現疾病-治療相關傷害的惡性循環。如何促成呼吸機的盡早撤離（脫機），是重癥醫學科的核心工作內容。脫機失敗會加重患者的呼吸儲備功能消耗，并增加患者的風險和不良預后。研究表明，脫機失敗的患者后繼呼吸機相關性肺炎的發生率明顯增加[1]。脫機失敗的主要原因除了原發病的控制不佳外，主要在于呼吸回路各個核心環節的功能障礙或者儲備功能不足。重癥超聲是將傳統超聲技術的可視化優勢和無創測量能力融入臨床監測，指導精準決策的重要手段，近年來在脫機方面研究也越來越成熟。本文將對重癥超聲在脫機過程中的應用進行逐一闡述，并梳理關鍵要點，以期為后繼臨床和科研提供幫助。
1 重癥超聲評價心臟對脫機的影響
心源性脫機失敗的機制主要在于脫機后患者由正壓通氣快速切換為負壓通氣引起回心血量急劇增加及左心后負荷增加，造成左室充盈壓及左房舒張末壓（簡稱“左房壓”）升高，出現脫機誘發的肺水腫（weaning-induced pulmonary oedema，WIPO）。特別是存在左心舒張功能障礙、慢性阻塞性肺疾病、容量負荷過重患者，更易出現心源性脫機失敗[2]。
左心舒張功能障礙是心源性脫機失敗的重要危險因素[2-4]，且舒張功能障礙程度越高其脫機失敗風險越大[3-4]，其原因在于：① 一部分舒張障礙較重的患者已經存在左房壓升高，故而脫機后出現肺水腫；② 舒張障礙患者左心室順應性明顯降低，對容量負荷的耐受性下降，在脫機后容量大量回心后左房壓急劇增加。有研究發現左心室收縮功能不是脫機失敗的關鍵因素[5-7]，但也有研究發現收縮功能障礙是預測脫機失敗的指標[8-10]，造成該差異的原因可能在于收縮功能障礙到一定程度后會出現舒張功能障礙，進而左房壓升高。因此，心源性脫機失敗的根本核心是左房壓，而左心舒張功能障礙和左心室收縮功能障礙也是基礎要素。
目前測量左房壓的金標準是安置左心房測壓管測值，但其有創且可能合并感染、血栓形成、出血、血流動力學不穩定、導管移位甚至拔除后需要干預等情況[11]，不常規使用。通過肺動脈導管測得肺動脈楔壓（pulmonary artery occlusion pressure，PAOP）可以間接反映左房壓及左室充盈壓[12-14]，并且 PAOP>18 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）可作為心源性脫機失敗的判斷標準[4, 6, 15-17]。
心臟超聲可以無創而準確地評估左心舒張功能和左心室收縮能力，對于心源性脫機失敗的預測非常重要。而通過脈沖多普勒測量跨二尖瓣流速的早峰（E）與晚峰（A）舒張速度的比例（E/A）或早峰（E）和組織多普勒二尖瓣環舒張早期峰速率（e’）的比例（E/e’）則可以半定量評估左房壓和左室充盈壓。目前的主要研究集中在 E/e’上[12, 18-20]，有研究發現脫機后 E/e’越高再次插管的風險越大[8]。一項研究顯示 E/e’越高，脫機失敗可能性越大，但尚無法找到合適的閾值[3]。這提示心臟對脫機失敗的影響可能不是一個單純的指標可預測的，需要結合舒張障礙、收縮障礙的程度（反映了左房壓的緩沖能力）及當前的左房壓程度綜合判斷。而自主呼吸試驗（spontaneous breathing trial，SBT）后上述環節的變化趨勢則更具參考性。
另外，有研究發現液體正平衡可增加脫機失敗風險，其原因可能在于容量負荷過重會加重脫機后的靜脈回流程度，造成左房壓升高更為明顯，特別是患者存在舒張功能障礙時[21-25]。因此脫機前患者的容量評估及管理很重要。下腔靜脈檢查是重癥超聲評估容量狀態的重要手段，充盈固定的下腔靜脈反映患者存在容量過負荷，需要及時的進行液體清除[26]。
2 重癥超聲評估胸水及肺部充氣情況
肺部超聲主要通過評估胸腔積液及肺的失充氣程度來評價肺部情況對脫機的影響[27]。胸腔積液在危重癥患者中很常見，它會影響氣體交換、呼吸狀態、血流動力學及膈肌功能，有研究提出在大量胸水或中量胸水合并有充血性心力衰竭、慢性阻塞性肺疾病、呼吸肌功能障礙等情況下進行引流會提高脫機成功率[28-29]，但也有研究發現胸腔積液與脫機失敗不存在相關性[30-31]。然而胸腔積液本質上也是造成肺的失充氣改變，穿刺引流已證實可改善氧合情況[32]，其與脫機的關系有待更深入的研究。
肺部超聲評分（lung ultrasound score，LUS）是以胸骨旁線、腋前線、腋后線、脊柱旁線將胸廓分為前、側、后 6 個分區，每個區分為上部和下部，共 12 個區域，評分標準[33]：正常肺通氣 N（0 分）：胸膜線和 A 線或少于 3 條 B 線；B1（1 分）：多于 3 條 B 線；B2（2 分）：融合 B 線；C（3 分）：肺實變征象，12 個區域的總分在 0～36 分。Soummer 等[34]研究發現 SBT 后 LUS<13 分能夠預測成功脫機，LUS>17 分脫機失敗風險更高，Shoaeir 等[35]提出 SBT 后 LUS <10 分預測撤機成功，LUS>18 分預測脫機失敗。雖不同的失充氣評分脫機成功率不同[36]，但都反映的是不同原因造成失充氣程度對脫機造成的影響。
WIPO 導致脫機失敗的發生率可高達 87%[37]，急診床旁肺超聲檢查方案提示自主呼吸試驗后雙側上下藍點 B 線增加≥6 診斷 WIPO 的靈敏度和特異度分別為 88% 和 91%，其曲線下面積為 0.90[38]，表明肺部超聲還可以通過發現 WIPO 來預測脫機失敗。
3 重癥超聲膈肌評估
膈肌是主要的吸氣肌，膈肌功能障礙是重癥患者脫機困難、脫機失敗的重要影響因素。膈肌超聲有助于膈肌功能障礙的監測、診斷以及患者呼吸負荷評估，主要監測指標包括膈肌移動度（diaphragm excursion，DE）、膈肌增厚分數（diaphragm thickening fraction，DTF）等。近年來也有一些研究提出了膈肌收縮速度[39-40]、膈肌移動時間指數[41]、膈肌-呼吸淺快指數[42-43]、膈肌吸氣振幅達到峰值的時間[44]、膈肌增厚率[45]等新的評估指標，這都證實了膈肌超聲在預測脫機方面的可用性[36, 46-50]。
DE 是指呼吸周期里膈肌上下移動的最大位移，主要用 M 超[51]或根據肝脾移位[52]測量，其受呼氣末正壓及腹腔壓力等影響，DE<10 mm 診斷為膈肌功能障礙[51]；膈肌增厚分數（diaphragm thickening fraction，DTF）是指膈肌的（吸氣厚度－呼氣厚度）/呼氣厚度，是評估膈肌收縮能力和呼吸做功的直接指標[47, 53-54]，Prada 等[55]將 DTF<29% 診斷為膈肌功能障礙；在預測脫機成功方面，其最敏感和特異的臨界值：DE 為 11～14 mm、DTF 為 30%～36%[37，47-48，50]。不同研究的截斷值不同[52, 56-67]，這都體現了 DE 和 DTF 在脫機過程中的應用價值，見表1、2。
表1
近年來關于 DE 預測脫機成功的主要研究
表2
近年來關于 DTF 預測脫機成功的主要研究
4 其他方面的評估
營養不良可影響重癥患者臨床結局[68]，床旁超聲評估肌肉情況（肌肉的厚度、橫截面積、回聲強度等）可反映患者營養狀態[69]，但目前尚無其與脫機相關研究。
總的來說，脫機失敗是多因素影響的過程。對于不同病種，脫機失敗的原因不同，關鍵在于識別核心因素并予以集束化管理治療。國內外目前已有脫機相關技術規范的流程[27, 46]，系以心肺為核心的管理流程，以 SBT 作為干預節點來推動脫機的集束化管理，為臨床診療及決策提供依據。
5 小結及展望
脫機不是一個簡單的程序，而是一系列監測、治療和調整的過程。順利達成脫機，需要全方位的掌握心臟、肺、膈肌等重要環節的狀態和儲備功能，整合臨床其他信息進行綜合治療決策。重癥超聲作為重要的可視化多維度信息采集手段，在脫機評估及導向治療中具有重要價值。單純的指標并不能全面的準確的評價脫機風險，而借助重癥超聲的整合能力，整合各系統超聲指標并結合臨床改良形成一個評分體系，可能會有更大的臨床價值，期待更進一步的臨床研究。
機械通氣是重癥支持和治療的基石，但也是一把雙刃劍。長時間機械通氣本身會導致肺及呼吸泵功能損傷，出現疾病-治療相關傷害的惡性循環。如何促成呼吸機的盡早撤離（脫機），是重癥醫學科的核心工作內容。脫機失敗會加重患者的呼吸儲備功能消耗，并增加患者的風險和不良預后。研究表明，脫機失敗的患者后繼呼吸機相關性肺炎的發生率明顯增加[1]。脫機失敗的主要原因除了原發病的控制不佳外，主要在于呼吸回路各個核心環節的功能障礙或者儲備功能不足。重癥超聲是將傳統超聲技術的可視化優勢和無創測量能力融入臨床監測，指導精準決策的重要手段，近年來在脫機方面研究也越來越成熟。本文將對重癥超聲在脫機過程中的應用進行逐一闡述，并梳理關鍵要點，以期為后繼臨床和科研提供幫助。
1 重癥超聲評價心臟對脫機的影響
心源性脫機失敗的機制主要在于脫機后患者由正壓通氣快速切換為負壓通氣引起回心血量急劇增加及左心后負荷增加，造成左室充盈壓及左房舒張末壓（簡稱“左房壓”）升高，出現脫機誘發的肺水腫（weaning-induced pulmonary oedema，WIPO）。特別是存在左心舒張功能障礙、慢性阻塞性肺疾病、容量負荷過重患者，更易出現心源性脫機失敗[2]。
左心舒張功能障礙是心源性脫機失敗的重要危險因素[2-4]，且舒張功能障礙程度越高其脫機失敗風險越大[3-4]，其原因在于：① 一部分舒張障礙較重的患者已經存在左房壓升高，故而脫機后出現肺水腫；② 舒張障礙患者左心室順應性明顯降低，對容量負荷的耐受性下降，在脫機后容量大量回心后左房壓急劇增加。有研究發現左心室收縮功能不是脫機失敗的關鍵因素[5-7]，但也有研究發現收縮功能障礙是預測脫機失敗的指標[8-10]，造成該差異的原因可能在于收縮功能障礙到一定程度后會出現舒張功能障礙，進而左房壓升高。因此，心源性脫機失敗的根本核心是左房壓，而左心舒張功能障礙和左心室收縮功能障礙也是基礎要素。
目前測量左房壓的金標準是安置左心房測壓管測值，但其有創且可能合并感染、血栓形成、出血、血流動力學不穩定、導管移位甚至拔除后需要干預等情況[11]，不常規使用。通過肺動脈導管測得肺動脈楔壓（pulmonary artery occlusion pressure，PAOP）可以間接反映左房壓及左室充盈壓[12-14]，并且 PAOP>18 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）可作為心源性脫機失敗的判斷標準[4, 6, 15-17]。
心臟超聲可以無創而準確地評估左心舒張功能和左心室收縮能力，對于心源性脫機失敗的預測非常重要。而通過脈沖多普勒測量跨二尖瓣流速的早峰（E）與晚峰（A）舒張速度的比例（E/A）或早峰（E）和組織多普勒二尖瓣環舒張早期峰速率（e’）的比例（E/e’）則可以半定量評估左房壓和左室充盈壓。目前的主要研究集中在 E/e’上[12, 18-20]，有研究發現脫機后 E/e’越高再次插管的風險越大[8]。一項研究顯示 E/e’越高，脫機失敗可能性越大，但尚無法找到合適的閾值[3]。這提示心臟對脫機失敗的影響可能不是一個單純的指標可預測的，需要結合舒張障礙、收縮障礙的程度（反映了左房壓的緩沖能力）及當前的左房壓程度綜合判斷。而自主呼吸試驗（spontaneous breathing trial，SBT）后上述環節的變化趨勢則更具參考性。
另外，有研究發現液體正平衡可增加脫機失敗風險，其原因可能在于容量負荷過重會加重脫機后的靜脈回流程度，造成左房壓升高更為明顯，特別是患者存在舒張功能障礙時[21-25]。因此脫機前患者的容量評估及管理很重要。下腔靜脈檢查是重癥超聲評估容量狀態的重要手段，充盈固定的下腔靜脈反映患者存在容量過負荷，需要及時的進行液體清除[26]。
2 重癥超聲評估胸水及肺部充氣情況
肺部超聲主要通過評估胸腔積液及肺的失充氣程度來評價肺部情況對脫機的影響[27]。胸腔積液在危重癥患者中很常見，它會影響氣體交換、呼吸狀態、血流動力學及膈肌功能，有研究提出在大量胸水或中量胸水合并有充血性心力衰竭、慢性阻塞性肺疾病、呼吸肌功能障礙等情況下進行引流會提高脫機成功率[28-29]，但也有研究發現胸腔積液與脫機失敗不存在相關性[30-31]。然而胸腔積液本質上也是造成肺的失充氣改變，穿刺引流已證實可改善氧合情況[32]，其與脫機的關系有待更深入的研究。
肺部超聲評分（lung ultrasound score，LUS）是以胸骨旁線、腋前線、腋后線、脊柱旁線將胸廓分為前、側、后 6 個分區，每個區分為上部和下部，共 12 個區域，評分標準[33]：正常肺通氣 N（0 分）：胸膜線和 A 線或少于 3 條 B 線；B1（1 分）：多于 3 條 B 線；B2（2 分）：融合 B 線；C（3 分）：肺實變征象，12 個區域的總分在 0～36 分。Soummer 等[34]研究發現 SBT 后 LUS<13 分能夠預測成功脫機，LUS>17 分脫機失敗風險更高，Shoaeir 等[35]提出 SBT 后 LUS <10 分預測撤機成功，LUS>18 分預測脫機失敗。雖不同的失充氣評分脫機成功率不同[36]，但都反映的是不同原因造成失充氣程度對脫機造成的影響。
WIPO 導致脫機失敗的發生率可高達 87%[37]，急診床旁肺超聲檢查方案提示自主呼吸試驗后雙側上下藍點 B 線增加≥6 診斷 WIPO 的靈敏度和特異度分別為 88% 和 91%，其曲線下面積為 0.90[38]，表明肺部超聲還可以通過發現 WIPO 來預測脫機失敗。
3 重癥超聲膈肌評估
膈肌是主要的吸氣肌，膈肌功能障礙是重癥患者脫機困難、脫機失敗的重要影響因素。膈肌超聲有助于膈肌功能障礙的監測、診斷以及患者呼吸負荷評估，主要監測指標包括膈肌移動度（diaphragm excursion，DE）、膈肌增厚分數（diaphragm thickening fraction，DTF）等。近年來也有一些研究提出了膈肌收縮速度[39-40]、膈肌移動時間指數[41]、膈肌-呼吸淺快指數[42-43]、膈肌吸氣振幅達到峰值的時間[44]、膈肌增厚率[45]等新的評估指標，這都證實了膈肌超聲在預測脫機方面的可用性[36, 46-50]。
DE 是指呼吸周期里膈肌上下移動的最大位移，主要用 M 超[51]或根據肝脾移位[52]測量，其受呼氣末正壓及腹腔壓力等影響，DE<10 mm 診斷為膈肌功能障礙[51]；膈肌增厚分數（diaphragm thickening fraction，DTF）是指膈肌的（吸氣厚度－呼氣厚度）/呼氣厚度，是評估膈肌收縮能力和呼吸做功的直接指標[47, 53-54]，Prada 等[55]將 DTF<29% 診斷為膈肌功能障礙；在預測脫機成功方面，其最敏感和特異的臨界值：DE 為 11～14 mm、DTF 為 30%～36%[37，47-48，50]。不同研究的截斷值不同[52, 56-67]，這都體現了 DE 和 DTF 在脫機過程中的應用價值，見表1、2。
表1
近年來關于 DE 預測脫機成功的主要研究
表2
近年來關于 DTF 預測脫機成功的主要研究
4 其他方面的評估
營養不良可影響重癥患者臨床結局[68]，床旁超聲評估肌肉情況（肌肉的厚度、橫截面積、回聲強度等）可反映患者營養狀態[69]，但目前尚無其與脫機相關研究。
總的來說，脫機失敗是多因素影響的過程。對于不同病種，脫機失敗的原因不同，關鍵在于識別核心因素并予以集束化管理治療。國內外目前已有脫機相關技術規范的流程[27, 46]，系以心肺為核心的管理流程，以 SBT 作為干預節點來推動脫機的集束化管理，為臨床診療及決策提供依據。
5 小結及展望
脫機不是一個簡單的程序，而是一系列監測、治療和調整的過程。順利達成脫機，需要全方位的掌握心臟、肺、膈肌等重要環節的狀態和儲備功能，整合臨床其他信息進行綜合治療決策。重癥超聲作為重要的可視化多維度信息采集手段，在脫機評估及導向治療中具有重要價值。單純的指標并不能全面的準確的評價脫機風險，而借助重癥超聲的整合能力，整合各系統超聲指標并結合臨床改良形成一個評分體系，可能會有更大的臨床價值，期待更進一步的臨床研究。
