引用本文： 王銀燕, 施榮華, 林志敏, 陳思蓓, 桑嶺, 黃勇波, 毛璞, 何為群, 劉曉青, 黎毅敏. 慢性阻塞性肺疾病患者機械通氣撤機前膈肌收縮功能的研究. 中國呼吸與危重監護雜志, 2019, 18(5): 423-426. doi: 10.7507/1671-6205.201812009 復制
重癥加強治療病房（intensive care unit，ICU）中慢性阻塞性肺疾病（簡稱慢阻肺）急性加重期患者常常需要有創機械通氣治療。慢阻肺患者本身容易發生膈肌疲勞及膈肌無力，有創機械通氣后更容易發生膈肌功能的障礙。膈肌是主要的呼吸肌肉，僅受膈神經支配，通過刺激膈神經可以達到檢測膈肌功能的目的[1]，刺激雙側膈神經產生的顫搐性跨膈壓（twitch transdiaphragmatic pressure，TwPdi）被認為是目前評估膈肌收縮力的最好指標[2]。膈神經刺激最大的優勢在于無需受試者配合做努力吸氣動作，特別適用于 ICU 里主觀檢查配合不佳的患者，已越來越受到臨床醫師的關注。經雙側頸前膈神經磁刺激獲得 TwPdi 可以客觀定量評估 ICU 患者膈肌的收縮功能[3-4]。本研究的目的在于客觀定量評估 ICU 有創機械通氣的慢阻肺患者撤機前的膈肌收縮功能狀態，并與健康成年人進行比較。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
納入廣州醫科大學附屬第一醫院重癥醫學科 2013 年 5 月至 2013 年 11 月、2014 年 12 月至 2016 年 2 月主要診斷為慢阻肺急性加重，機械通氣≥72 h，病情穩定，通過撤機篩查[5]并準備行自主呼吸試驗的患者。自主呼吸試驗均采用壓力支持通氣（pressure support ventilation，PSV）7 cm H2O（1 cm H2O = 0.098 kPa）、呼氣末正壓（positive end expiratory pressure，PEEP）5 cm H2O 和吸入氧濃度（FiO2）35%～40%。檢查前所有受試者均知曉本研究目的并簽署知情同意書。本研究通過廣州醫科大學附屬第一醫院醫學倫理委員會批準（醫倫審 2014 第 5 號）。
排除標準：（1）存在影響壓力測定的因素，包括胸腔引流、腹部感染、腹腔高壓、近 1 個月內腹部手術、年齡>80 歲或<18 歲、妊娠、24 h 內使用過神經肌肉阻滯劑、已知的膈肌畸形或損傷；（2）存在食管電極管置管禁忌證，包括嚴重出凝血功能異常、胃和食管病變與畸形、不能用鼻胃管進行鼻飼的患者；（3）存在磁刺激禁忌證，包括心臟起搏器、植入式心臟復律除顫器、嚴重心律失常、頸椎創傷或頸內植入裝置；（4）其他情況：多器官功能衰竭、嚴重代謝異常；（5）不能耐受膈神經磁刺激檢測。
選取同期健康正常對照 10 例，男女各半，年齡 24～34 歲，平均年齡（26±3）歲。檢測前行肺通氣功能檢測及肺容積（體描法）檢測，結果均在正常范圍。
1.2 方法
1.2.1 檢測器材
多功能食管電極管（廣州銳士伯醫療科技有限公司），管長 1 m，含 10 個 1 cm 長的銀電極，一個為零極，其余 9 個間距 2 mm 依次排列并兩兩成對，多導電極兩端為兩個長 7 cm、直徑 1 cm 的乳膠囊，分別用來檢測胃內壓和食管壓，兩者相減獲得跨膈壓。ICU 中患者使用的多功能食管電極管前端有鼻飼開口，同時有鼻飼功能，直徑 3.8 mm。健康成人使用不帶鼻飼功能的多功能食管電極管，直徑 2.0 mm。蘋果電腦（iMac，美國蘋果電腦公司），Powerlab（16 通導生理信號記錄儀，澳大利亞 ADInstruments 公司），2 臺磁刺激器，1 對 43 mm 烙鐵形 8 字雙極線圈（Magstim200，Magstim2002，英國 Magstim 公司），壓力傳感器（DP15，美國 Validyne 公司），調制解調器（CD280，美國 Validyne 公司），生物信號放大器（08-GL，英輝醫療器械科技有限公司），氣囊呼吸阻斷閥與自動氣壓阻斷裝置（Series 9340，Series 9330，美國 HANS RUDOLPH 公司）。
1.2.2 運用多功能食道管和雙頸前外側膈神經磁刺激檢測 TwPdi
（1）檢查儀器設備及定標壓力傳感器。（2）置管：根據膈肌肌電信號定位[6]。當第 1 對與第 5 對電極相應通道出現最大膈肌肌電信號，同時第 3 對電極通道信號最小時，提示第 5 號電極片在膈肌電活動中心位置。食管壓氣囊和胃壓氣囊分別注入適量氣體，并用氣道阻斷試驗確定食管氣囊的位置同時確保能采集到最大膈肌肌電信號。（3）調節呼吸機參數：PSV 7 cm H2O，PEEP 5 cm H2O，FiO2 35%～40%，抬高床頭使患者坐起，松開褲帶，停止鼻飼并回抽胃管。（4）磁刺激：將 8 字雙極線圈中心置于左右兩側胸鎖乳突肌外緣中點與環甲軟骨水平，以 100% 的強度（約 2.0 Tesla）在患者呼氣末阻斷氣道后行雙側同步刺激，檢測 TwPdi，重復刺激 5～8 次，獲取至少 3 次重復性比較好的波形，每次刺激至少間隔 30 s[7]。健康成人在進食 4 h 后經一側鼻腔置入多功能食管電極管，盡量減少進食對胃內壓的影響，取坐位進行檢查，松開褲帶，在功能殘氣位進行檢測，方法同前。
1.3 統計學方法
采用 SPSS 19.0 統計軟件。符合正態分布的計量數據采用均數±標準差（
±s）表示，行 t 檢驗比較兩組間數據有無差異。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
共入選患者 22 例，男 18 例，女性 4 例，年齡為 65～85 歲，平均年齡（73±5）歲。ICU 入選患者基本資料見表 1。其中 2 例患者經雙頸前外側膈神經磁刺激未能探測到 TwPdi。其余 20 例患者 TwPdi 為（7.6 ±2.5）cm H2O。10 例健康成年人 TwPdi 為（26.7±4.9）cm H2O。采用 t 檢驗比較兩組間數據，組間差異有統計學意義（P<0.05）。結果見表 2。
表1
ICU 入選慢阻肺患者基本資料
表2
慢阻肺患者與健康成年人 TwPdi 檢測值（cm H2O）
3 討論
TwPdi 可以客觀定量評估膈肌收縮功能[2]。本研究采用 TwPdi 評估 ICU 機械通氣慢阻肺患者撤機前膈肌收縮功能，結果顯示慢阻肺患者 TwPdi 顯著低于健康成年人，平均值不到健康成年人的 1/3。本研究健康成年人 TwPdi 平均值為（26.7±4.9）cm H2O，范圍 20.0～37.0 cm H2O，與其他同樣用雙側頸前膈神經磁刺激誘發正常人 TwPdi 的研究報道的結果［（28±5）cm H2O，范圍 18～42 cm H2O］非常相近[8]。
本研究中 ICU 慢阻肺機械通氣患者撤機前 TwPdi 低于正常健康人組，且差異有統計學意義（P<0.05），但是健康對照在年齡上并沒有完全與 ICU 患者相匹配，而膈肌收縮力量與年齡有關。因此，雖然兩組存在差異，但研究沒有分析年齡因素在其中所占的比例，這是本研究的不足之處。
慢阻肺患者撤機前 TwPdi 值為（7.6±2.5）cm H2O，與 Watson 等[9]［（10.7±6.8）cm H2O］、Cattapan 等[10]［（10.4±1.8）cm H2O］，以及 Hermans 等[11]［（11.5±3.9）cm H2O］采用同樣方法對 ICU 患者的研究結果非常相近，但數值更低，原因主要為本研究納入的患者均為慢阻肺。慢阻肺患者除基礎病本身對膈肌功能的影響之外，入 ICU 后行有創機械通氣，加上患者并非脫機檢測 TwPdi，PEEP 的應用使得膈肌初長度改變也會一定程度上造成患者 TwPdi 值偏低。但不管采用何種刺激方法，雙側膈神經刺激產生的 TwPdi 值<15 cm H2O 都應高度懷疑膈肌功能障礙[12]。本研究中僅有 1 例患者 TwPdi 檢測值為 15.4 cm H2O，略高于 15 cm H2O。另外 2 例未成功檢測到 TwPdi 的患者，結合影像學及超聲檢測結果，考慮膈肌麻痹。
綜上所述，ICU 慢阻肺患者機械通氣撤機前膈肌收縮功能低下明顯且很常見，臨床醫師應高度重視這個問題，并且在為慢阻肺患者制定機械通氣策略時始終都要考慮到這個問題。
利益沖突：本研究不涉及任何利益沖突。
重癥加強治療病房（intensive care unit，ICU）中慢性阻塞性肺疾病（簡稱慢阻肺）急性加重期患者常常需要有創機械通氣治療。慢阻肺患者本身容易發生膈肌疲勞及膈肌無力，有創機械通氣后更容易發生膈肌功能的障礙。膈肌是主要的呼吸肌肉，僅受膈神經支配，通過刺激膈神經可以達到檢測膈肌功能的目的[1]，刺激雙側膈神經產生的顫搐性跨膈壓（twitch transdiaphragmatic pressure，TwPdi）被認為是目前評估膈肌收縮力的最好指標[2]。膈神經刺激最大的優勢在于無需受試者配合做努力吸氣動作，特別適用于 ICU 里主觀檢查配合不佳的患者，已越來越受到臨床醫師的關注。經雙側頸前膈神經磁刺激獲得 TwPdi 可以客觀定量評估 ICU 患者膈肌的收縮功能[3-4]。本研究的目的在于客觀定量評估 ICU 有創機械通氣的慢阻肺患者撤機前的膈肌收縮功能狀態，并與健康成年人進行比較。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
納入廣州醫科大學附屬第一醫院重癥醫學科 2013 年 5 月至 2013 年 11 月、2014 年 12 月至 2016 年 2 月主要診斷為慢阻肺急性加重，機械通氣≥72 h，病情穩定，通過撤機篩查[5]并準備行自主呼吸試驗的患者。自主呼吸試驗均采用壓力支持通氣（pressure support ventilation，PSV）7 cm H2O（1 cm H2O = 0.098 kPa）、呼氣末正壓（positive end expiratory pressure，PEEP）5 cm H2O 和吸入氧濃度（FiO2）35%～40%。檢查前所有受試者均知曉本研究目的并簽署知情同意書。本研究通過廣州醫科大學附屬第一醫院醫學倫理委員會批準（醫倫審 2014 第 5 號）。
排除標準：（1）存在影響壓力測定的因素，包括胸腔引流、腹部感染、腹腔高壓、近 1 個月內腹部手術、年齡>80 歲或<18 歲、妊娠、24 h 內使用過神經肌肉阻滯劑、已知的膈肌畸形或損傷；（2）存在食管電極管置管禁忌證，包括嚴重出凝血功能異常、胃和食管病變與畸形、不能用鼻胃管進行鼻飼的患者；（3）存在磁刺激禁忌證，包括心臟起搏器、植入式心臟復律除顫器、嚴重心律失常、頸椎創傷或頸內植入裝置；（4）其他情況：多器官功能衰竭、嚴重代謝異常；（5）不能耐受膈神經磁刺激檢測。
選取同期健康正常對照 10 例，男女各半，年齡 24～34 歲，平均年齡（26±3）歲。檢測前行肺通氣功能檢測及肺容積（體描法）檢測，結果均在正常范圍。
1.2 方法
1.2.1 檢測器材
多功能食管電極管（廣州銳士伯醫療科技有限公司），管長 1 m，含 10 個 1 cm 長的銀電極，一個為零極，其余 9 個間距 2 mm 依次排列并兩兩成對，多導電極兩端為兩個長 7 cm、直徑 1 cm 的乳膠囊，分別用來檢測胃內壓和食管壓，兩者相減獲得跨膈壓。ICU 中患者使用的多功能食管電極管前端有鼻飼開口，同時有鼻飼功能，直徑 3.8 mm。健康成人使用不帶鼻飼功能的多功能食管電極管，直徑 2.0 mm。蘋果電腦（iMac，美國蘋果電腦公司），Powerlab（16 通導生理信號記錄儀，澳大利亞 ADInstruments 公司），2 臺磁刺激器，1 對 43 mm 烙鐵形 8 字雙極線圈（Magstim200，Magstim2002，英國 Magstim 公司），壓力傳感器（DP15，美國 Validyne 公司），調制解調器（CD280，美國 Validyne 公司），生物信號放大器（08-GL，英輝醫療器械科技有限公司），氣囊呼吸阻斷閥與自動氣壓阻斷裝置（Series 9340，Series 9330，美國 HANS RUDOLPH 公司）。
1.2.2 運用多功能食道管和雙頸前外側膈神經磁刺激檢測 TwPdi
（1）檢查儀器設備及定標壓力傳感器。（2）置管：根據膈肌肌電信號定位[6]。當第 1 對與第 5 對電極相應通道出現最大膈肌肌電信號，同時第 3 對電極通道信號最小時，提示第 5 號電極片在膈肌電活動中心位置。食管壓氣囊和胃壓氣囊分別注入適量氣體，并用氣道阻斷試驗確定食管氣囊的位置同時確保能采集到最大膈肌肌電信號。（3）調節呼吸機參數：PSV 7 cm H2O，PEEP 5 cm H2O，FiO2 35%～40%，抬高床頭使患者坐起，松開褲帶，停止鼻飼并回抽胃管。（4）磁刺激：將 8 字雙極線圈中心置于左右兩側胸鎖乳突肌外緣中點與環甲軟骨水平，以 100% 的強度（約 2.0 Tesla）在患者呼氣末阻斷氣道后行雙側同步刺激，檢測 TwPdi，重復刺激 5～8 次，獲取至少 3 次重復性比較好的波形，每次刺激至少間隔 30 s[7]。健康成人在進食 4 h 后經一側鼻腔置入多功能食管電極管，盡量減少進食對胃內壓的影響，取坐位進行檢查，松開褲帶，在功能殘氣位進行檢測，方法同前。
1.3 統計學方法
采用 SPSS 19.0 統計軟件。符合正態分布的計量數據采用均數±標準差（±s）表示，行 t 檢驗比較兩組間數據有無差異。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
共入選患者 22 例，男 18 例，女性 4 例，年齡為 65～85 歲，平均年齡（73±5）歲。ICU 入選患者基本資料見表 1。其中 2 例患者經雙頸前外側膈神經磁刺激未能探測到 TwPdi。其余 20 例患者 TwPdi 為（7.6 ±2.5）cm H2O。10 例健康成年人 TwPdi 為（26.7±4.9）cm H2O。采用 t 檢驗比較兩組間數據，組間差異有統計學意義（P<0.05）。結果見表 2。
表1
ICU 入選慢阻肺患者基本資料
表2
慢阻肺患者與健康成年人 TwPdi 檢測值（cm H2O）
3 討論
TwPdi 可以客觀定量評估膈肌收縮功能[2]。本研究采用 TwPdi 評估 ICU 機械通氣慢阻肺患者撤機前膈肌收縮功能，結果顯示慢阻肺患者 TwPdi 顯著低于健康成年人，平均值不到健康成年人的 1/3。本研究健康成年人 TwPdi 平均值為（26.7±4.9）cm H2O，范圍 20.0～37.0 cm H2O，與其他同樣用雙側頸前膈神經磁刺激誘發正常人 TwPdi 的研究報道的結果［（28±5）cm H2O，范圍 18～42 cm H2O］非常相近[8]。
本研究中 ICU 慢阻肺機械通氣患者撤機前 TwPdi 低于正常健康人組，且差異有統計學意義（P<0.05），但是健康對照在年齡上并沒有完全與 ICU 患者相匹配，而膈肌收縮力量與年齡有關。因此，雖然兩組存在差異，但研究沒有分析年齡因素在其中所占的比例，這是本研究的不足之處。
慢阻肺患者撤機前 TwPdi 值為（7.6±2.5）cm H2O，與 Watson 等[9]［（10.7±6.8）cm H2O］、Cattapan 等[10]［（10.4±1.8）cm H2O］，以及 Hermans 等[11]［（11.5±3.9）cm H2O］采用同樣方法對 ICU 患者的研究結果非常相近，但數值更低，原因主要為本研究納入的患者均為慢阻肺。慢阻肺患者除基礎病本身對膈肌功能的影響之外，入 ICU 后行有創機械通氣，加上患者并非脫機檢測 TwPdi，PEEP 的應用使得膈肌初長度改變也會一定程度上造成患者 TwPdi 值偏低。但不管采用何種刺激方法，雙側膈神經刺激產生的 TwPdi 值<15 cm H2O 都應高度懷疑膈肌功能障礙[12]。本研究中僅有 1 例患者 TwPdi 檢測值為 15.4 cm H2O，略高于 15 cm H2O。另外 2 例未成功檢測到 TwPdi 的患者，結合影像學及超聲檢測結果，考慮膈肌麻痹。
綜上所述，ICU 慢阻肺患者機械通氣撤機前膈肌收縮功能低下明顯且很常見，臨床醫師應高度重視這個問題，并且在為慢阻肺患者制定機械通氣策略時始終都要考慮到這個問題。
利益沖突：本研究不涉及任何利益沖突。
