引用本文： 竇志敏, 李紅, 朱磊, 陳啟明, 李斌, 劉健. 膈肌淺快呼吸指數對機械通氣慢性阻塞性肺疾病患者撤機的預測價值. 中國呼吸與危重監護雜志, 2018, 17(2): 124-127. doi: 10.7507/1671-6205.201712001 復制
慢性阻塞性肺病（簡稱慢阻肺）合并呼吸衰竭患者機械通氣時能否成功撤機是臨床醫生面臨的一大挑戰。慢阻肺患者撤機失敗率高達 35%～67%[1-2]，而撤機失敗就會導致患者病死率增加 40%～50%[3]，因此做好撤機前的評估尤為關鍵。臨床上已有多種指標用于預測機械通氣患者的撤機結果，其中淺快呼吸指數（rapid shallow breathing index，RBSI）是常用的一項指標，但不同的研究顯示 RBSI 對撤機結果預敏感性和特異性相差較大[4-7]。慢阻肺患者的撤機失敗主要與呼吸負荷過重導致膈肌疲勞有關[8-10]，撤機前對患者膈肌功能的評估即可預測其撤機結果。本研究通過 B 超監測機械通氣慢阻肺患者的膈肌活動度（diaphragmatic displacement，DD），通過呼吸頻率（respiratory rate，RR）和 DD 的比值，即膈肌淺快呼吸指數（diaphragm rapid shallow breathing index，D-RBSI）來探討其對撤機結果的預測價值。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
2016 年 3 月至 2017 年 3 月我院重癥醫學科收治的行機械通氣并準備撤機的慢阻肺患者。
入選標準：（1）符合慢阻肺診斷標準[11]。（2）年齡>18 歲。（3）機械通氣時間>48 h。（4）通過撤機篩查[12]：① 導致機械通氣的原發疾病好轉或祛除，無新發疾病；② 氧合指標：PaO2/FiO2≥200 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），PEEP≤5 cm H2O（1 cm H2O=0.098 kPa）；PaO2≥60 mm Hg 且 FiO2≤40%～50%；pH≥7.25；③ 血流動力學指標：不需要血管活性藥或只需要小劑量的血管活性藥物［多巴胺或多巴酚丁胺<5～10 μg/（kg·min）］；④ 有自主呼吸能力、有咳嗽反射。⑸簽署知情同意書。
排除標準：（1）膈肌癱瘓或存在神經肌肉疾病者；（2）胸廓畸形或有胸腹腔手術史者；（3）妊娠或腫瘤晚期患者；（4）正在進行其他的可能會影響本試驗結果患者。
患者是否開始自主呼吸試驗（spontaneous breathing test，SBT）、撤機拔管或再次機械通氣均由主管醫生決定。患者拔管后自主呼吸時間超過 48 h 為撤機成功，在 SBT 期間再次機械通氣、拔管后 48 h 內再插管或者使用無創呼吸機者為撤機失敗。
1.2 方法
患者取仰臥位，通過撤機篩查后采用持續氣道正壓通氣模式（初始壓力 5 cm H2O）進行 SBT。分別在 SBT 開始后 10 min 或 SBT 失敗時測量患者的 DD、RR 和潮氣量（tidal volume，VT），每次記錄 3 個呼吸周期，由兩位經過重癥超聲專業培訓的醫師各自測量 1 次。
DD 測量方法：患者床頭抬高 30～45°，將頻率為 3.5～5.0 MHz 的超聲探頭置于腋前線或鎖骨中線與肋弓下緣交界處，以肝臟或脾臟作為膈肌透聲窗，探頭指向頭側及背側，使聲束到達并垂直于膈肌中后三分之一部位。此時膈肌顯示為一條線樣高回聲帶，在 B 超基礎上加用 M 超顯示膈肌活動，M 超取樣線指向膈肌頂部并與長軸夾角小于 30° 以獲得最大的 DD[13]。在平靜呼氣末與最大吸氣末分別標記膈肌的上下移動位置，兩點間距離即為 DD。
根據測量結果計算 RBSI 和 D-RBSI。其中，RBSI=RR/VT，D-RBSI=RR/DD。
1.3 統計學方法
采用 SPSS 21.0 軟件。連續變量以均值±標準差（
）表示，分類變量以例數和百分比（%）表示。組間差異性采用非配對兩樣本 t 檢驗或 U 檢驗，分類變量差異性比較采用 χ2 檢驗。受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線評價 D-RBSI 對撤機成功的預測價值，以 ROC 曲線下面積及其敏感性和特異性表示。D-RBSI 和 RBSI 的之間的關系采用 Pearson 相關，以 R2 和 P 值表示。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 入組患者資料
共納入 76 例患者，其中撤機成功組 48 例，失敗組 28 例。成功組和失敗組患者的年齡和急性生理學和慢性健康狀況評分系統Ⅱ（acute physiology and chronic health evaluationⅡ，APACHEⅡ）評分無明顯差異，成功組患者 RR 低于失敗組，VT 大于失敗組（表 1）。成功組患者 DD 大于失敗組［（22±6）mm 比（13±5）mm，P<0.001）］，RBSI 和D-RBSI 均低于失敗組［RBSI：（40±14）次/（min·L）比（52±20）次/（min·L），P=0.003；D-RBSI：（0.95±0.51）次/（min·mm）比（1.79±0.83）次/（min·mm），P<0.001）］。
表1
兩組患者特征比較（
）
2.2 RBSI 和 D-RBSI 的相關性
撤機成功組和失敗組患者的 RBSI 和 D-RBSI 之間存在良好相關性（R2=0.778，P<0.001）。結果見圖 1。
圖1
D-RBSI 和 RBSI 之間相關性分析
2.3 D-RBSI 對撤機結果的預測
利用 ROC 曲線評價 D-RBSI 對患者撤機結果的預測價值，D-RBSI 優于 RBSI（ROC 曲線下面積為 0.85 比 0.75，P<0.001），以D-RBSI>1.13 次/（min·mm）預測撤機失敗的敏感性為 0.82，特異性為 0.81。結果見圖 2。
圖2
D-RBSI 和 RBSI 對撤機結果預測的 ROC 曲線
3 討論
機械通氣是慢阻肺患者合并呼吸衰竭時主要的治療措施之一。慢阻肺患者如果未給予合理治療，就可能并發呼吸衰竭，此時機械通氣可取得良好的臨床效果，但該類患者能否成功撤機往往是臨床醫生面臨的嚴峻挑戰[11]。慢阻肺患者撤機失敗與其存在內源性呼氣末正壓及動態性肺膨脹，在 SBT 過程中吸氣阻力增加，產生相同 VT 所需要的吸氣努力相應增加，導致膈肌疲勞有關。慢阻肺緩解期有 83% 的患者基礎呼吸做功高于健康人，常出現膈肌疲勞[8, 14-15]，降低撤機成功率。對慢阻肺大鼠的研究表明，反映膈肌收縮功能的跨膈壓明顯低于正常對照組，說明慢阻肺存在膈肌功能障礙[16]。陳重澤等[17]發現，DD 與慢阻肺嚴重程度密切相關。本研究發現，撤機失敗組患者 DD 明顯低于成功組，說明慢阻肺患者不但存在膈肌功能障礙，而且會直接影響其撤機結果。因此，慢阻肺患者膈肌功能的監測可監測其撤機結果。
超聲可有效評估機械通氣患者的膈肌功能。床旁超聲具有無創、安全、操作容易等優點，能很好顯示兩側膈肌，測量呼吸過程中膈肌的運動幅度、厚度以及收縮速度[18]。已經有多項研究證明超聲監測DD及膈肌厚度分數可預測機械通氣患者的撤機結果[19-22]。Jiang 等[20]通過 B 超監測肝、脾的位移來評估膈肌的活動發現，撤機失敗組肝脾移動度明顯降低，截斷值大于 11 mm 預測撤機成功的敏感性和特異性分別為 84% 和 83%。DiNino 等[21]發現，膈肌厚度變化大于 30% 預測拔管成功的敏感性和特異性分別為 88% 和 71%，而 Ferrafi 等[22]研究表明，膈肌厚度分數大于 36% 作為 SBT 成功的截斷值，其敏感性為 82%，特異性為 88%。因此，B 超監測機械通氣患者膈肌功能能夠預測機械通氣患者的撤機結果。
D-RBSI 更準確預測慢阻肺患者的撤機結果。RBSI 被認為可以較好地預測機械通氣患者的撤機結果[4]，但對于機械通氣慢阻肺患者或長時間機械通氣的患者其預測價值明顯降低[23]。這是因為 RBSI 中的 VT 是所有呼吸肌共同做功的結果，并不能體現膈肌在呼吸中發揮的獨特作用，而 DD 則是膈肌做功的直接反應。D-RBSI 通過 RR 和 DD 的結合，更符合慢阻肺患者撤機過程中的病理生理改變，從而更好預測其撤機結果[24]。本研究結果顯示，RBSI 和 D-RBSI 有很好的相關性，證明了其在機械通氣慢阻肺患者中的應用價值；而通過 ROC 曲線檢測兩者的對撤機結果的預測性，可見 D-RBSI 的 ROC 曲線下面積明顯高于 RBSI（0.85 比 0.75，P<0.001），以 D-RBSI>1.13 次/（min·mm）預測撤機失敗的敏感性為 0.82，特異性為 0.81。可見，D-RBSI 能有效預測機械通氣慢阻肺患者的撤機結果。
綜上所述，超聲監測機械通氣慢阻肺患者 SBT 時的 DD，通過計算 D-RBSI 可有效判斷其撤機結果，D-RBSI>1.13 次/（min·mm）提示患者可能撤機失敗。
慢性阻塞性肺病（簡稱慢阻肺）合并呼吸衰竭患者機械通氣時能否成功撤機是臨床醫生面臨的一大挑戰。慢阻肺患者撤機失敗率高達 35%～67%[1-2]，而撤機失敗就會導致患者病死率增加 40%～50%[3]，因此做好撤機前的評估尤為關鍵。臨床上已有多種指標用于預測機械通氣患者的撤機結果，其中淺快呼吸指數（rapid shallow breathing index，RBSI）是常用的一項指標，但不同的研究顯示 RBSI 對撤機結果預敏感性和特異性相差較大[4-7]。慢阻肺患者的撤機失敗主要與呼吸負荷過重導致膈肌疲勞有關[8-10]，撤機前對患者膈肌功能的評估即可預測其撤機結果。本研究通過 B 超監測機械通氣慢阻肺患者的膈肌活動度（diaphragmatic displacement，DD），通過呼吸頻率（respiratory rate，RR）和 DD 的比值，即膈肌淺快呼吸指數（diaphragm rapid shallow breathing index，D-RBSI）來探討其對撤機結果的預測價值。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
2016 年 3 月至 2017 年 3 月我院重癥醫學科收治的行機械通氣并準備撤機的慢阻肺患者。
入選標準：（1）符合慢阻肺診斷標準[11]。（2）年齡>18 歲。（3）機械通氣時間>48 h。（4）通過撤機篩查[12]：① 導致機械通氣的原發疾病好轉或祛除，無新發疾病；② 氧合指標：PaO2/FiO2≥200 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），PEEP≤5 cm H2O（1 cm H2O=0.098 kPa）；PaO2≥60 mm Hg 且 FiO2≤40%～50%；pH≥7.25；③ 血流動力學指標：不需要血管活性藥或只需要小劑量的血管活性藥物［多巴胺或多巴酚丁胺<5～10 μg/（kg·min）］；④ 有自主呼吸能力、有咳嗽反射。⑸簽署知情同意書。
排除標準：（1）膈肌癱瘓或存在神經肌肉疾病者；（2）胸廓畸形或有胸腹腔手術史者；（3）妊娠或腫瘤晚期患者；（4）正在進行其他的可能會影響本試驗結果患者。
患者是否開始自主呼吸試驗（spontaneous breathing test，SBT）、撤機拔管或再次機械通氣均由主管醫生決定。患者拔管后自主呼吸時間超過 48 h 為撤機成功，在 SBT 期間再次機械通氣、拔管后 48 h 內再插管或者使用無創呼吸機者為撤機失敗。
1.2 方法
患者取仰臥位，通過撤機篩查后采用持續氣道正壓通氣模式（初始壓力 5 cm H2O）進行 SBT。分別在 SBT 開始后 10 min 或 SBT 失敗時測量患者的 DD、RR 和潮氣量（tidal volume，VT），每次記錄 3 個呼吸周期，由兩位經過重癥超聲專業培訓的醫師各自測量 1 次。
DD 測量方法：患者床頭抬高 30～45°，將頻率為 3.5～5.0 MHz 的超聲探頭置于腋前線或鎖骨中線與肋弓下緣交界處，以肝臟或脾臟作為膈肌透聲窗，探頭指向頭側及背側，使聲束到達并垂直于膈肌中后三分之一部位。此時膈肌顯示為一條線樣高回聲帶，在 B 超基礎上加用 M 超顯示膈肌活動，M 超取樣線指向膈肌頂部并與長軸夾角小于 30° 以獲得最大的 DD[13]。在平靜呼氣末與最大吸氣末分別標記膈肌的上下移動位置，兩點間距離即為 DD。
根據測量結果計算 RBSI 和 D-RBSI。其中，RBSI=RR/VT，D-RBSI=RR/DD。
1.3 統計學方法
采用 SPSS 21.0 軟件。連續變量以均值±標準差（
）表示，分類變量以例數和百分比（%）表示。組間差異性采用非配對兩樣本 t 檢驗或 U 檢驗，分類變量差異性比較采用 χ2 檢驗。受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線評價 D-RBSI 對撤機成功的預測價值，以 ROC 曲線下面積及其敏感性和特異性表示。D-RBSI 和 RBSI 的之間的關系采用 Pearson 相關，以 R2 和 P 值表示。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 入組患者資料
共納入 76 例患者，其中撤機成功組 48 例，失敗組 28 例。成功組和失敗組患者的年齡和急性生理學和慢性健康狀況評分系統Ⅱ（acute physiology and chronic health evaluationⅡ，APACHEⅡ）評分無明顯差異，成功組患者 RR 低于失敗組，VT 大于失敗組（表 1）。成功組患者 DD 大于失敗組［（22±6）mm 比（13±5）mm，P<0.001）］，RBSI 和D-RBSI 均低于失敗組［RBSI：（40±14）次/（min·L）比（52±20）次/（min·L），P=0.003；D-RBSI：（0.95±0.51）次/（min·mm）比（1.79±0.83）次/（min·mm），P<0.001）］。
表1
兩組患者特征比較（
）
2.2 RBSI 和 D-RBSI 的相關性
撤機成功組和失敗組患者的 RBSI 和 D-RBSI 之間存在良好相關性（R2=0.778，P<0.001）。結果見圖 1。
圖1
D-RBSI 和 RBSI 之間相關性分析
2.3 D-RBSI 對撤機結果的預測
利用 ROC 曲線評價 D-RBSI 對患者撤機結果的預測價值，D-RBSI 優于 RBSI（ROC 曲線下面積為 0.85 比 0.75，P<0.001），以D-RBSI>1.13 次/（min·mm）預測撤機失敗的敏感性為 0.82，特異性為 0.81。結果見圖 2。
圖2
D-RBSI 和 RBSI 對撤機結果預測的 ROC 曲線
3 討論
機械通氣是慢阻肺患者合并呼吸衰竭時主要的治療措施之一。慢阻肺患者如果未給予合理治療，就可能并發呼吸衰竭，此時機械通氣可取得良好的臨床效果，但該類患者能否成功撤機往往是臨床醫生面臨的嚴峻挑戰[11]。慢阻肺患者撤機失敗與其存在內源性呼氣末正壓及動態性肺膨脹，在 SBT 過程中吸氣阻力增加，產生相同 VT 所需要的吸氣努力相應增加，導致膈肌疲勞有關。慢阻肺緩解期有 83% 的患者基礎呼吸做功高于健康人，常出現膈肌疲勞[8, 14-15]，降低撤機成功率。對慢阻肺大鼠的研究表明，反映膈肌收縮功能的跨膈壓明顯低于正常對照組，說明慢阻肺存在膈肌功能障礙[16]。陳重澤等[17]發現，DD 與慢阻肺嚴重程度密切相關。本研究發現，撤機失敗組患者 DD 明顯低于成功組，說明慢阻肺患者不但存在膈肌功能障礙，而且會直接影響其撤機結果。因此，慢阻肺患者膈肌功能的監測可監測其撤機結果。
超聲可有效評估機械通氣患者的膈肌功能。床旁超聲具有無創、安全、操作容易等優點，能很好顯示兩側膈肌，測量呼吸過程中膈肌的運動幅度、厚度以及收縮速度[18]。已經有多項研究證明超聲監測DD及膈肌厚度分數可預測機械通氣患者的撤機結果[19-22]。Jiang 等[20]通過 B 超監測肝、脾的位移來評估膈肌的活動發現，撤機失敗組肝脾移動度明顯降低，截斷值大于 11 mm 預測撤機成功的敏感性和特異性分別為 84% 和 83%。DiNino 等[21]發現，膈肌厚度變化大于 30% 預測拔管成功的敏感性和特異性分別為 88% 和 71%，而 Ferrafi 等[22]研究表明，膈肌厚度分數大于 36% 作為 SBT 成功的截斷值，其敏感性為 82%，特異性為 88%。因此，B 超監測機械通氣患者膈肌功能能夠預測機械通氣患者的撤機結果。
D-RBSI 更準確預測慢阻肺患者的撤機結果。RBSI 被認為可以較好地預測機械通氣患者的撤機結果[4]，但對于機械通氣慢阻肺患者或長時間機械通氣的患者其預測價值明顯降低[23]。這是因為 RBSI 中的 VT 是所有呼吸肌共同做功的結果，并不能體現膈肌在呼吸中發揮的獨特作用，而 DD 則是膈肌做功的直接反應。D-RBSI 通過 RR 和 DD 的結合，更符合慢阻肺患者撤機過程中的病理生理改變，從而更好預測其撤機結果[24]。本研究結果顯示，RBSI 和 D-RBSI 有很好的相關性，證明了其在機械通氣慢阻肺患者中的應用價值；而通過 ROC 曲線檢測兩者的對撤機結果的預測性，可見 D-RBSI 的 ROC 曲線下面積明顯高于 RBSI（0.85 比 0.75，P<0.001），以 D-RBSI>1.13 次/（min·mm）預測撤機失敗的敏感性為 0.82，特異性為 0.81。可見，D-RBSI 能有效預測機械通氣慢阻肺患者的撤機結果。
綜上所述，超聲監測機械通氣慢阻肺患者 SBT 時的 DD，通過計算 D-RBSI 可有效判斷其撤機結果，D-RBSI>1.13 次/（min·mm）提示患者可能撤機失敗。
