引用本文： 劉芳欣, 陳昭杰, 王洲, 任永鳳, 李健, 殷延華, 錢貝麗. 剪切波彈性成像聯合膈肌增厚率及淺快呼吸指數預測機械通氣患者撤機結果的臨床研究. 中國呼吸與危重監護雜志, 2023, 22(1): 38-43. doi: 10.7507/1671-6205.202209064 復制
機械通氣是危重癥患者常用的呼吸支持手段，可有效幫助患者維持呼吸功能，當患者原發疾病得到有效控制，呼吸狀態趨于平穩需要及時撤除呼吸機，恢復患者自主呼吸功能。研究表明1/3的機械通氣患者存在困難撤機，導致這一現象的諸多因素中，呼吸肌功能障礙為主要因素，約占62%[1]。膈肌作為呼吸肌的重要組成部分，膈肌做功占整個呼吸肌的80%，因此在排除原發病導致撤機困難的基礎上，評估患者膈肌功能可有效預測撤機結果[2]。研究表明當患者機械通氣時長達18～69 h，膈肌不活動導致膈肌慢收縮和快收縮纖維發生明顯萎縮，提示膈肌蛋白水解增多，從而導致肌纖維萎縮，硬度發生改變[3]。近年來，膈肌超聲日益應用于臨床，既往較多研究通過使用常規超聲測量膈肌厚度、膈肌收縮增厚率（diaphragm thickening fraction，DTF）及膈肌移動度等可對膈肌功能進行評估，而通過評估膈肌硬度預測機械通氣患者撤機結果的研究目前在國內外尚屬于空白[4-6]。本研究旨在利用剪切波彈性成像技術（shear wave elastography，SWE）定量測量膈肌剪切模量值（shear modulus，SM）評估機械通氣患者自主呼吸試驗（spontaneous breathing test，SBT）時膈肌彈性改變情況，進一步探討其與DTF、淺快呼吸指數（rapid shallow breathing index，RSBI）聯合應用在預測機械通氣患者撤機結果中的應用價值。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
選取2022年1月—2022年9月在我院重癥監護病房接受機械通氣治療且準備拔管的患者52例，年齡21～84歲，平均年齡（62.2±14.1）歲。納入標準：（1）年齡≥18周歲；（2）機械通氣時間>48 h；（3）呼吸衰竭癥狀緩解，原發疾病得到控制；（4）生命體征平穩，符合撤機標準時行SBT。排除標準：（1）存在膈肌或膈神經損傷；（2）存在呼吸中樞抑制相關疾病；（3）存在氣胸或大量胸腔積液；（4）存在膈下感染、連枷胸；（5）圖像質量較差或無法接受超聲檢查者。本研究由亳州市人民醫院倫理委員會審查通過（亳醫倫審2022第192號）。
1.2 方法
1.2.1 SBT
機械通氣患者滿足下列條件時行SBT：（1）氧和狀況平穩；（2）呼氣末正壓通氣（positive end expiration pressure，PEEP）<5 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）；（3）有自主咳嗽的能力；（4）已停用鎮靜藥和血管升壓類藥物；（5）格拉斯哥昏迷量表評分≥13分，短期內未應用肌松藥物。SBT篩查時采用低水平壓力支持通氣。呼吸機模式設置為：壓力支持5 cm H2O（1 cm H2O=0.098 kPa），PEEP=5 cm H2O，FiO2=0.35，持續30 min。如出現以下情況立即終止（即SBT失敗）：呼吸困難、煩躁、大汗或嗜睡，外周動脈血氧飽和度下降≥5%，呼吸頻率>35次/min；心率>140次/min或升高增幅>20%，發生新的心律失常；收縮壓增幅>20%。如未出現上述情況，則SBT成功，患者撤離機械通氣。根據撤機結果分為成功組和失敗組。成功撤機標準為患者撤機48 h后不須機械通氣輔助通氣，可維持自主呼吸。失敗撤機標準為終止機械通氣48 h內患者不能堅持自主呼吸，需要再次使用有創或無創機械通氣輔助或撤機48 h內死亡。
1.2.2 超聲測量DTF
SBT 30 min時或SBT失敗再次連接呼吸機之前進行膈肌超聲檢查。應用邁瑞Resona 7彩色超聲儀器，高頻線陣探頭L11-3U，頻率3 MHz～11 MHz，患者取仰臥位、床頭抬高30°，探頭置于右側腋前線第8～10肋間與肋骨下緣交匯處，垂直于胸壁探查，清晰顯示低回聲的膈肌組織位于肝臟淺方，由腹膜與胸膜相對應的兩條高回聲線包圍，正常情況下患者吸氣后膈肌朝向探頭移動，啟用M型超聲，使取樣線垂直于兩條高回聲平行線，連續觀察至少3個呼吸周期內的膈肌運動（圖1），記錄1個呼吸周期內最大和最小膈肌厚度，計算吸氣末至呼氣末之間膈肌厚度變化百分比，即為DTF［（吸氣末膈肌厚度–呼氣末膈肌厚度）/呼氣末膈肌厚度×100%］，測量3次取平均值。
圖1
M型超聲觀察膈肌厚度
1：呼氣末膈肌；2：吸氣末膈肌。
1.2.3 膈肌剪切波彈性成像
檢查設備及方法同上述，探頭置于右側腋前線與腋中線第8～10肋間，垂直胸壁，并輕置于皮膚表面，避免加壓，涂抹適量耦合劑，探頭垂直于膈肌矢狀面以獲取與膈肌肌束方向平行的縱向視圖（在胸壁皮膚上做出標記，后續重復測量時使用同一位置），經過2～3個呼吸周期后，清晰穩定顯示上述膈肌結構，啟動實時SWE模式，標尺范圍設定為0～66.7 kPa，彈性取樣框覆蓋感興趣區，大小固定設置為16 mm×11 mm，囑患者平靜呼吸，于呼氣末屏氣約3 s，點開可信度按鍵，當可信度超過90%時，采集并存儲動態彈性圖像以備后續圖像處理分析（圖2）。在彈性圖上，啟用Q-Box功能測量感興趣區內膈肌組織硬度值，Q-Box測量框為1～2 mm大小的圓形框，連續3個呼吸周期，每個呼吸周期于呼氣末重復測量4次取平均值。若患者呼吸頻率過快，無法獲取高質量穩定均勻顏色的SWE圖時，測得SM不納入數據分析。所有超聲檢查由同一名具有5年以上重癥超聲工作經驗的超聲科醫師進行操作。
圖2
SWE測量膈肌SM
1.2.4 其他觀察參數
記錄患者年齡、性別、體重指數（body mass index，BMI）、急性生理學和慢性健康狀況評價Ⅱ（acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ，APACHEⅡ）、心率、平均動脈壓、氧合指數（PaO2/FiO2）、動脈血二氧化碳分壓（arterial partial pressure of carbon dioxide，PaCO2）、RSBI等指標。
1.3 統計學方法
采用SPSS 16.0統計軟件。所有計量資料均行正態性檢驗，服從或近似服從正態分布的采用均數±標準差（
±s）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗。計數資料用例數表示，組間比較采用χ2檢驗或者校正χ2檢驗。不符合正態分布的計量資料用中位數（四分位數）［M（P25，P75）］表示，組間比較采用獨立樣本秩和檢驗。采用多因素二元Logistic回歸分析影響撤機結果的因素，繪制ROC曲線評價RSBI、DTF、膈肌硬度值單獨及聯合應用對撤機成功的預測價值。P<0.05為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 兩組一般臨床資料比較
52例患者中撤機成功39例，失敗13例。兩組年齡、性別、BMI、APACHEⅡ評分等指標比較差異無統計學意義（P>0.05）。撤機成功組SBT前機械通氣時間小于撤機失敗組，差異有統計學意義（P<0.05）。結果見表1。
表1
兩組患者一般資料比較［M（P25，P75）/例/（
）］
2.2 兩組SBT結束時各參數比較
撤機成功組與失敗組比較，心率、平均動脈壓差異無統計學意義（P>0.05）；成功組的呼吸頻率、RSBI低于失敗組，DTF及SM高于撤機失敗組，差異均有統計學意義（P<0.05）。結果見表2。
表2
兩組患者SBT結束時參數比較［（
）/M（P25，P75）］
2.3 影響撤機結果的多因素二元Logistic回歸分析
以撤機結果為因變量（撤機成功=1，撤機失敗=0），以SBT前機械通氣時間、呼吸頻率、RSBI、DTF及SM為協變量行二元Logistic回歸分析。結果顯示，SBT前機械通氣時間、呼吸頻率對撤機成功無明顯影響，差異無統計學意義，RSBI、DTF及SM是撤機成功與否的獨立影響因素，結果見表3。
表3
影響撤機成功的多因素Logistic回歸分析結果
2.4 預測撤機結果的ROC曲線分析
RSBI、DTF及SM預測撤機成功的ROC曲線下面積（area under the ROC curve，AUC）分別為0.771［95%置信區間（confidential interval，CI） 0.589～0.953］、0.806（95%CI 0.661～0.951）、0.838（95%CI 0.695～0.981）。SM預測的敏感性較高，但特異性較低，RSBI與DTF預測的敏感性相似，三者聯合預測的AUC最高（AUC=0.937，95%CI 0.714～1.0），診斷敏感度、特異度、準確度分別為94.9%、84.6%、92.3%。結果見表4和圖3。
表4
撤機參數預測機械通氣患者撤機成功的ROC曲線分析
圖3
預測撤機成功的因素單獨及聯合應用ROC曲線圖
3 討論
膈肌是主要的呼吸肌，在自主呼吸過程中發揮重要作用，研究表明膈肌收縮做功可產生整個吸氣過程60%～80%潮氣量，機械通氣時間延長會導致膈肌發生收縮功能障礙，從而出現撤機困難現象[7]。因此，在排除患者原發疾病基礎上，評估患者膈肌功能可有效預測撤機結果。有學者提出機械通氣患者撤機拔管前需常規行膈肌功能評估[8-9]。臨床上評估膈肌功能方法較多，如腹部X線透視、監測跨膈壓、膈肌肌電圖及刺激膈神經等，但這些技術由于具有輻射性、操作技術復雜、難以床旁即時檢測等原因，無法使用于重癥患者[10]。超聲作為一種新型膈肌功能評估手段，可準確測量機械通氣患者膈肌厚度及移動度等，具有易于操作、無創、無輻射、可重復等優勢，其在重癥醫學科中監測膈肌功能的應用越來越受到重視[11]。
本研究依據撤機結果將患者分為撤機成功組和失敗組，通過比較兩組撤機前臨床資料發現，除機械通氣時間有差異外，其余觀察指標差異均無統計學意義。這是由于通氣時間越長，呼吸機相關并發癥發生率越高，且長期機械通氣還易導致呼吸機依賴，因此時間越長撤機失敗的可能性越大。通過比較兩組患者SBT結束時參數，發現RSBI及呼吸頻率在兩組中差異具有統計學意義。RSBI是臨床上較為常用的撤機參數，它通過衡量患者呼吸負荷與膈肌力量之間的關系評價呼吸肌的功能，RSBI增高提示膈肌疲勞。有學者認為RSBI對撤機結果的預測價值具有可變性[12]，且多篇研究發現RSBI預測撤機結果的截斷值具有較大變異度[13-16]。本研究結果顯示RSBI預測撤機成功的AUC為0.771，閾值為70.48次·min–1·L–1，診斷閾值稍高于趙浩天等[16]的研究結果，低于Yang等[17]的研究結果，且遠低于撤機標準參考值105次·min–1·L–1，說明RSBI預測撤機成功的閾值波動較大，單獨使用不甚理想。
一些研究表明DTF在28%～36%之間對預測機械通氣患者撤機成功與否有較好的敏感性和特異性[18-20]，Gursel等[21]認為當DTF<20%時即為膈肌功能障礙。本研究結果顯示撤機成功組DTF明顯高于撤機失敗組，閾值為30.0%，與伍松柏等[20]研究結果相似，診斷敏感性79.5%、特異性76.9%，進一步表明DTF是較為可靠的評估膈肌功能的指標，可用于預測撤機結果。這主要由于膈肌功能與吸氣增厚相關，DTF通過測量吸氣與呼氣厚度變化率，反映膈肌收縮情況，從而評估呼吸肌做功性能。
SWE為評估肌肉力學性能和肌肉硬度提供了可靠的量化測量指標[22-25]，SWE測量的SM越高表示肌肉越硬，SWE被建議作為評估肌肉質量和體內力學性能隨時間變化的工具[23，26]。臨床上SWE通常用于評估運動醫學中的肌腱損傷和肌肉疾病中的肌肉力學特性[27-28]。機械通氣導致膈肌功能障礙包括膈肌肌力減弱和膈肌癱瘓，分別表示膈肌肌力部分或全部喪失，發生機制可能包括膈肌廢用性萎縮、全身炎癥反應、肌纖維長度變短及皮質類固醇激素的應用等。Aarab等[29]采用危重患者和機械通氣仔豬進行轉化研究，測量患者和仔豬的SM和膈肌厚度，并對仔豬進行跨膈壓測量和膈活檢，結果顯示SM的減少與膈肌產力喪失、慢速和快速纖維萎縮以及脂滴積聚增加有關，這表明重癥患者膈肌組織硬度降低與肌肉損傷和肌力虛弱的發展相一致。Flatres等[30]研究顯示危重患者膈肌硬度小于健康對照組，且膈肌硬度的測量在不同觀察者之間一致性良好，證明SWE是評估健康對照組和危重患者肢體肌肉和膈肌功能的可靠技術。本研究通過比較撤機成功組和失敗組膈肌SM，發現失敗組SM低于成功組，差異有統計學意義，閾值為10.0 kPa，診斷敏感性高達100.0%，AUC達0.838，高于DTF（AUC=0.806），說明SWE評估膈肌SM有助于預測機械通氣患者能否撤機成功，優于通過常規超聲測量DTF的預測價值。這主要是由于SWE通過測量膈肌硬度更能客觀反應膈肌肌力變化，進而了解膈肌組織學改變，評估膈肌功能，且具有較高可重復性[25]。然而，單一依靠測量膈肌SM預測撤機結果亦會出現一定的誤診率，因此在臨床上使用SWE應與DTF、RSBI及其他臨床資料相結合共同預測撤機結果。在此基礎上，本研究進一步行多因素Logistic回歸分析，結果顯示RSBI、DTF、SM是撤機失敗的獨立危險因素，三者均為預測撤機成功的有效參數。本研究ROC曲線分析顯示，RSBI、DTF、SM聯合檢測AUC顯著高于三個參數單獨應用，診斷敏感性、特異性及準確性均有所提高，表明聯合檢測對預測機械通氣患者撤機成功的效果更佳，而單一檢測參數中，SM具有較好的預測價值。
本研究為單中心、小樣本、回顧性研究，存在一些局限性。首先，未充分、完全分析影響機械通氣通氣的其他因素，受樣本量限制，未對原發疾病及病情嚴重程度進行分組、分層逐步分析，有待于擴大樣本量進行臨床前瞻性研究進一步驗證。其次，超聲評估準確性受操作者經驗和技術依賴性影響。由于左側膈肌受胃腸氣體影響，無法常規獲取切面，本次研究僅納入右側膈肌功能進行評估，因此不適應于單側膈肌功能障礙者。最后，SWE技術本身也具有一些局限性。SWE由于采樣率較低（1～2 Hz），以致對于呼吸急促患者難以取得高質量SWE圖像，盡管本組患者均嚴格按照質控標準測量SM，但仍有可能存在測量誤差。此外，肌肉組織間各向異性偽像亦可導致測量SM出現誤差。
綜上，SWE技術通過評估膈肌硬度為評價膈肌功能提供新的量化指標，膈肌硬度聯合DTF及RSBI可更好地預測機械通氣患者成功撤機。
利益沖突：本研究不涉及任何利益沖突。
機械通氣是危重癥患者常用的呼吸支持手段，可有效幫助患者維持呼吸功能，當患者原發疾病得到有效控制，呼吸狀態趨于平穩需要及時撤除呼吸機，恢復患者自主呼吸功能。研究表明1/3的機械通氣患者存在困難撤機，導致這一現象的諸多因素中，呼吸肌功能障礙為主要因素，約占62%[1]。膈肌作為呼吸肌的重要組成部分，膈肌做功占整個呼吸肌的80%，因此在排除原發病導致撤機困難的基礎上，評估患者膈肌功能可有效預測撤機結果[2]。研究表明當患者機械通氣時長達18～69 h，膈肌不活動導致膈肌慢收縮和快收縮纖維發生明顯萎縮，提示膈肌蛋白水解增多，從而導致肌纖維萎縮，硬度發生改變[3]。近年來，膈肌超聲日益應用于臨床，既往較多研究通過使用常規超聲測量膈肌厚度、膈肌收縮增厚率（diaphragm thickening fraction，DTF）及膈肌移動度等可對膈肌功能進行評估，而通過評估膈肌硬度預測機械通氣患者撤機結果的研究目前在國內外尚屬于空白[4-6]。本研究旨在利用剪切波彈性成像技術（shear wave elastography，SWE）定量測量膈肌剪切模量值（shear modulus，SM）評估機械通氣患者自主呼吸試驗（spontaneous breathing test，SBT）時膈肌彈性改變情況，進一步探討其與DTF、淺快呼吸指數（rapid shallow breathing index，RSBI）聯合應用在預測機械通氣患者撤機結果中的應用價值。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
選取2022年1月—2022年9月在我院重癥監護病房接受機械通氣治療且準備拔管的患者52例，年齡21～84歲，平均年齡（62.2±14.1）歲。納入標準：（1）年齡≥18周歲；（2）機械通氣時間>48 h；（3）呼吸衰竭癥狀緩解，原發疾病得到控制；（4）生命體征平穩，符合撤機標準時行SBT。排除標準：（1）存在膈肌或膈神經損傷；（2）存在呼吸中樞抑制相關疾病；（3）存在氣胸或大量胸腔積液；（4）存在膈下感染、連枷胸；（5）圖像質量較差或無法接受超聲檢查者。本研究由亳州市人民醫院倫理委員會審查通過（亳醫倫審2022第192號）。
1.2 方法
1.2.1 SBT
機械通氣患者滿足下列條件時行SBT：（1）氧和狀況平穩；（2）呼氣末正壓通氣（positive end expiration pressure，PEEP）<5 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）；（3）有自主咳嗽的能力；（4）已停用鎮靜藥和血管升壓類藥物；（5）格拉斯哥昏迷量表評分≥13分，短期內未應用肌松藥物。SBT篩查時采用低水平壓力支持通氣。呼吸機模式設置為：壓力支持5 cm H2O（1 cm H2O=0.098 kPa），PEEP=5 cm H2O，FiO2=0.35，持續30 min。如出現以下情況立即終止（即SBT失敗）：呼吸困難、煩躁、大汗或嗜睡，外周動脈血氧飽和度下降≥5%，呼吸頻率>35次/min；心率>140次/min或升高增幅>20%，發生新的心律失常；收縮壓增幅>20%。如未出現上述情況，則SBT成功，患者撤離機械通氣。根據撤機結果分為成功組和失敗組。成功撤機標準為患者撤機48 h后不須機械通氣輔助通氣，可維持自主呼吸。失敗撤機標準為終止機械通氣48 h內患者不能堅持自主呼吸，需要再次使用有創或無創機械通氣輔助或撤機48 h內死亡。
1.2.2 超聲測量DTF
SBT 30 min時或SBT失敗再次連接呼吸機之前進行膈肌超聲檢查。應用邁瑞Resona 7彩色超聲儀器，高頻線陣探頭L11-3U，頻率3 MHz～11 MHz，患者取仰臥位、床頭抬高30°，探頭置于右側腋前線第8～10肋間與肋骨下緣交匯處，垂直于胸壁探查，清晰顯示低回聲的膈肌組織位于肝臟淺方，由腹膜與胸膜相對應的兩條高回聲線包圍，正常情況下患者吸氣后膈肌朝向探頭移動，啟用M型超聲，使取樣線垂直于兩條高回聲平行線，連續觀察至少3個呼吸周期內的膈肌運動（圖1），記錄1個呼吸周期內最大和最小膈肌厚度，計算吸氣末至呼氣末之間膈肌厚度變化百分比，即為DTF［（吸氣末膈肌厚度–呼氣末膈肌厚度）/呼氣末膈肌厚度×100%］，測量3次取平均值。
圖1
M型超聲觀察膈肌厚度
1：呼氣末膈肌；2：吸氣末膈肌。
1.2.3 膈肌剪切波彈性成像
檢查設備及方法同上述，探頭置于右側腋前線與腋中線第8～10肋間，垂直胸壁，并輕置于皮膚表面，避免加壓，涂抹適量耦合劑，探頭垂直于膈肌矢狀面以獲取與膈肌肌束方向平行的縱向視圖（在胸壁皮膚上做出標記，后續重復測量時使用同一位置），經過2～3個呼吸周期后，清晰穩定顯示上述膈肌結構，啟動實時SWE模式，標尺范圍設定為0～66.7 kPa，彈性取樣框覆蓋感興趣區，大小固定設置為16 mm×11 mm，囑患者平靜呼吸，于呼氣末屏氣約3 s，點開可信度按鍵，當可信度超過90%時，采集并存儲動態彈性圖像以備后續圖像處理分析（圖2）。在彈性圖上，啟用Q-Box功能測量感興趣區內膈肌組織硬度值，Q-Box測量框為1～2 mm大小的圓形框，連續3個呼吸周期，每個呼吸周期于呼氣末重復測量4次取平均值。若患者呼吸頻率過快，無法獲取高質量穩定均勻顏色的SWE圖時，測得SM不納入數據分析。所有超聲檢查由同一名具有5年以上重癥超聲工作經驗的超聲科醫師進行操作。
圖2
SWE測量膈肌SM
1.2.4 其他觀察參數
記錄患者年齡、性別、體重指數（body mass index，BMI）、急性生理學和慢性健康狀況評價Ⅱ（acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ，APACHEⅡ）、心率、平均動脈壓、氧合指數（PaO2/FiO2）、動脈血二氧化碳分壓（arterial partial pressure of carbon dioxide，PaCO2）、RSBI等指標。
1.3 統計學方法
采用SPSS 16.0統計軟件。所有計量資料均行正態性檢驗，服從或近似服從正態分布的采用均數±標準差（±s）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗。計數資料用例數表示，組間比較采用χ2檢驗或者校正χ2檢驗。不符合正態分布的計量資料用中位數（四分位數）［M（P25，P75）］表示，組間比較采用獨立樣本秩和檢驗。采用多因素二元Logistic回歸分析影響撤機結果的因素，繪制ROC曲線評價RSBI、DTF、膈肌硬度值單獨及聯合應用對撤機成功的預測價值。P<0.05為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 兩組一般臨床資料比較
52例患者中撤機成功39例，失敗13例。兩組年齡、性別、BMI、APACHEⅡ評分等指標比較差異無統計學意義（P>0.05）。撤機成功組SBT前機械通氣時間小于撤機失敗組，差異有統計學意義（P<0.05）。結果見表1。
表1
兩組患者一般資料比較［M（P25，P75）/例/（）］
2.2 兩組SBT結束時各參數比較
撤機成功組與失敗組比較，心率、平均動脈壓差異無統計學意義（P>0.05）；成功組的呼吸頻率、RSBI低于失敗組，DTF及SM高于撤機失敗組，差異均有統計學意義（P<0.05）。結果見表2。
表2
兩組患者SBT結束時參數比較［（）/M（P25，P75）］
2.3 影響撤機結果的多因素二元Logistic回歸分析
以撤機結果為因變量（撤機成功=1，撤機失敗=0），以SBT前機械通氣時間、呼吸頻率、RSBI、DTF及SM為協變量行二元Logistic回歸分析。結果顯示，SBT前機械通氣時間、呼吸頻率對撤機成功無明顯影響，差異無統計學意義，RSBI、DTF及SM是撤機成功與否的獨立影響因素，結果見表3。
表3
影響撤機成功的多因素Logistic回歸分析結果
2.4 預測撤機結果的ROC曲線分析
RSBI、DTF及SM預測撤機成功的ROC曲線下面積（area under the ROC curve，AUC）分別為0.771［95%置信區間（confidential interval，CI） 0.589～0.953］、0.806（95%CI 0.661～0.951）、0.838（95%CI 0.695～0.981）。SM預測的敏感性較高，但特異性較低，RSBI與DTF預測的敏感性相似，三者聯合預測的AUC最高（AUC=0.937，95%CI 0.714～1.0），診斷敏感度、特異度、準確度分別為94.9%、84.6%、92.3%。結果見表4和圖3。
表4
撤機參數預測機械通氣患者撤機成功的ROC曲線分析
圖3
預測撤機成功的因素單獨及聯合應用ROC曲線圖
3 討論
膈肌是主要的呼吸肌，在自主呼吸過程中發揮重要作用，研究表明膈肌收縮做功可產生整個吸氣過程60%～80%潮氣量，機械通氣時間延長會導致膈肌發生收縮功能障礙，從而出現撤機困難現象[7]。因此，在排除患者原發疾病基礎上，評估患者膈肌功能可有效預測撤機結果。有學者提出機械通氣患者撤機拔管前需常規行膈肌功能評估[8-9]。臨床上評估膈肌功能方法較多，如腹部X線透視、監測跨膈壓、膈肌肌電圖及刺激膈神經等，但這些技術由于具有輻射性、操作技術復雜、難以床旁即時檢測等原因，無法使用于重癥患者[10]。超聲作為一種新型膈肌功能評估手段，可準確測量機械通氣患者膈肌厚度及移動度等，具有易于操作、無創、無輻射、可重復等優勢，其在重癥醫學科中監測膈肌功能的應用越來越受到重視[11]。
本研究依據撤機結果將患者分為撤機成功組和失敗組，通過比較兩組撤機前臨床資料發現，除機械通氣時間有差異外，其余觀察指標差異均無統計學意義。這是由于通氣時間越長，呼吸機相關并發癥發生率越高，且長期機械通氣還易導致呼吸機依賴，因此時間越長撤機失敗的可能性越大。通過比較兩組患者SBT結束時參數，發現RSBI及呼吸頻率在兩組中差異具有統計學意義。RSBI是臨床上較為常用的撤機參數，它通過衡量患者呼吸負荷與膈肌力量之間的關系評價呼吸肌的功能，RSBI增高提示膈肌疲勞。有學者認為RSBI對撤機結果的預測價值具有可變性[12]，且多篇研究發現RSBI預測撤機結果的截斷值具有較大變異度[13-16]。本研究結果顯示RSBI預測撤機成功的AUC為0.771，閾值為70.48次·min–1·L–1，診斷閾值稍高于趙浩天等[16]的研究結果，低于Yang等[17]的研究結果，且遠低于撤機標準參考值105次·min–1·L–1，說明RSBI預測撤機成功的閾值波動較大，單獨使用不甚理想。
一些研究表明DTF在28%～36%之間對預測機械通氣患者撤機成功與否有較好的敏感性和特異性[18-20]，Gursel等[21]認為當DTF<20%時即為膈肌功能障礙。本研究結果顯示撤機成功組DTF明顯高于撤機失敗組，閾值為30.0%，與伍松柏等[20]研究結果相似，診斷敏感性79.5%、特異性76.9%，進一步表明DTF是較為可靠的評估膈肌功能的指標，可用于預測撤機結果。這主要由于膈肌功能與吸氣增厚相關，DTF通過測量吸氣與呼氣厚度變化率，反映膈肌收縮情況，從而評估呼吸肌做功性能。
SWE為評估肌肉力學性能和肌肉硬度提供了可靠的量化測量指標[22-25]，SWE測量的SM越高表示肌肉越硬，SWE被建議作為評估肌肉質量和體內力學性能隨時間變化的工具[23，26]。臨床上SWE通常用于評估運動醫學中的肌腱損傷和肌肉疾病中的肌肉力學特性[27-28]。機械通氣導致膈肌功能障礙包括膈肌肌力減弱和膈肌癱瘓，分別表示膈肌肌力部分或全部喪失，發生機制可能包括膈肌廢用性萎縮、全身炎癥反應、肌纖維長度變短及皮質類固醇激素的應用等。Aarab等[29]采用危重患者和機械通氣仔豬進行轉化研究，測量患者和仔豬的SM和膈肌厚度，并對仔豬進行跨膈壓測量和膈活檢，結果顯示SM的減少與膈肌產力喪失、慢速和快速纖維萎縮以及脂滴積聚增加有關，這表明重癥患者膈肌組織硬度降低與肌肉損傷和肌力虛弱的發展相一致。Flatres等[30]研究顯示危重患者膈肌硬度小于健康對照組，且膈肌硬度的測量在不同觀察者之間一致性良好，證明SWE是評估健康對照組和危重患者肢體肌肉和膈肌功能的可靠技術。本研究通過比較撤機成功組和失敗組膈肌SM，發現失敗組SM低于成功組，差異有統計學意義，閾值為10.0 kPa，診斷敏感性高達100.0%，AUC達0.838，高于DTF（AUC=0.806），說明SWE評估膈肌SM有助于預測機械通氣患者能否撤機成功，優于通過常規超聲測量DTF的預測價值。這主要是由于SWE通過測量膈肌硬度更能客觀反應膈肌肌力變化，進而了解膈肌組織學改變，評估膈肌功能，且具有較高可重復性[25]。然而，單一依靠測量膈肌SM預測撤機結果亦會出現一定的誤診率，因此在臨床上使用SWE應與DTF、RSBI及其他臨床資料相結合共同預測撤機結果。在此基礎上，本研究進一步行多因素Logistic回歸分析，結果顯示RSBI、DTF、SM是撤機失敗的獨立危險因素，三者均為預測撤機成功的有效參數。本研究ROC曲線分析顯示，RSBI、DTF、SM聯合檢測AUC顯著高于三個參數單獨應用，診斷敏感性、特異性及準確性均有所提高，表明聯合檢測對預測機械通氣患者撤機成功的效果更佳，而單一檢測參數中，SM具有較好的預測價值。
本研究為單中心、小樣本、回顧性研究，存在一些局限性。首先，未充分、完全分析影響機械通氣通氣的其他因素，受樣本量限制，未對原發疾病及病情嚴重程度進行分組、分層逐步分析，有待于擴大樣本量進行臨床前瞻性研究進一步驗證。其次，超聲評估準確性受操作者經驗和技術依賴性影響。由于左側膈肌受胃腸氣體影響，無法常規獲取切面，本次研究僅納入右側膈肌功能進行評估，因此不適應于單側膈肌功能障礙者。最后，SWE技術本身也具有一些局限性。SWE由于采樣率較低（1～2 Hz），以致對于呼吸急促患者難以取得高質量SWE圖像，盡管本組患者均嚴格按照質控標準測量SM，但仍有可能存在測量誤差。此外，肌肉組織間各向異性偽像亦可導致測量SM出現誤差。
綜上，SWE技術通過評估膈肌硬度為評價膈肌功能提供新的量化指標，膈肌硬度聯合DTF及RSBI可更好地預測機械通氣患者成功撤機。
利益沖突：本研究不涉及任何利益沖突。
