膈肌增厚分数联合浅快呼吸指数指导脓毒症机械通气患者撤机时机的价值研究
时间：2022-11-11 12:35:05 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
宋先斌 沈东锋 朱建刚 沈 鹏 汪 涛 王倩倩 蔚文龙 吴莉菁 戴靓潇
嘉兴市第一医院（嘉兴学院附属医院）重症医学科，浙江嘉兴 314000
机械通气是重症加强护理病房（intensive care unit，ICU）内重症患者必不可少的生命支持技术，但机械通气患者延迟撤机或撤机失败可能导致住院时间延长，增加患者死亡风险。因此，准确判断撤机时机非常重要。目前临床上用以指导撤机的参数很多，但浅快呼吸指数（rapid shallow breathing index，RSBI）仍然是研究最多、最常见的指标。膈肌是人体最重要的呼吸肌，膈肌增厚分数（diaphragmtic thickening fraction，DTF）与膈肌收缩能力有很强相关性，膈肌力量是决定患者机械通气撤机时间和ICU病死率的主要原因。虽然RSBI 及DTF 均是指导机械通气患者撤机时机的良好参数，但特异性不高。本研究主要探讨DTF 联合RSBI 对脓毒症机械通气患者撤机的预测效能，为机械通气患者探讨安全的撤机时机，现报道如下。
1.1 一般资料
采用前瞻性研究方法，选取2020 年1 月至2022年4 月嘉兴市第一医院（嘉兴学院附属医院）重症医学科收治的103 例患者。所有患者均符合撤机标准，根据撤机结果将其分为撤机成功组（=67）和撤机失败组（=36）。两组患者的性别、年龄等一般资料比较，差异均无统计学意义（＞0.05），具有可比性，见表1。撤机成功的定义：①患者拔管后48h内无再次气管插管；
②无需使用无创呼吸机。本研究已通过嘉兴市第一医院（嘉兴学院附属医院）医学伦理委员会审批（批件号：LS2019–244）。纳入标准：①脓毒症诊断标准参照《脓毒症与感染性休克第三版国际共识定义（2016）》；
②年龄＞18 岁；
③机械通气时间＞48h；
④患者知晓并签字同意本研究；
⑤符合自主呼吸试验（spontaneous breathing trial，SBT）条件。排除标准：①合并肺挫伤、多发肋骨骨折、严重的气胸或胸腔积液、膈疝及胸廓畸形等严重外伤；
②心、肾、肝等严重器官功能衰竭，急性心肌梗死；
③存在谵妄或严重电解质紊乱；
④48h 内使用过肌松剂；
⑤存在T水平以上截瘫或神经肌肉接头相关疾病等；
⑥癫痫、严重呃逆等需要使用深镇静或影响膈肌活动药物；
⑦恶性心律失常者；
⑧肥胖或腹胀患者，膈肌超声难以采集图像；
⑨气管切开。
表1 两组患者的一般资料比较
1.2 方法
1.2.1 SBT 实施 ①SBT 符合条件：FiO＜50%，呼吸末正压（positive end expiratory pressure，PEEP）≤5cmHO，呼吸频率（respiratory rate，RR）≤30 次/min，PaO/FiO＞200，血流动力学稳定；
②SBT 方法：采用压力支持模式（pressure support ventilation，PSV），参数设置FiO为0.35，压力为7cmHO，PEEP 为3cmHO，持续30min；
③SBT 成功的标准：SBT耐受性良好，RR＜35 次/min、心率＜120 次/min 或心率变异性≤20%，血氧饱和度≥90%、90mmHg＜收缩压＜180mmHg（1mmHg=0.133kPa）或与基线相比＜20%的变化，且无呼吸功增加或窘迫、嗜睡、焦虑、出汗等迹象。记录RR、潮气量（tidal volume，TV），取3 次平均值，计算RSBI（RSBI=RR/TV）。
1.2.2 膈肌超声检查 ①膈肌移动度（diaphragmatic displacement，DD）：床头抬高30°后患者取仰卧位，选超声凸阵探头（3～85MHz），置右锁骨中线与肋缘交界处，可见高回声膈肌线，应用“M”超模式选取测量线，测量线尽可能与膈肌垂直，DD 为基线与曲线最高点的垂直距离；
计算膈肌浅快呼吸指数（diaphragmatic rapid shallow breathing index，D–RSBI），D–RSBI=RR/DD；
②DTF：体位同前，选10MHz 线阵探头置于右腋中线或腋前线第7～8 肋间，可见高回声的胸膜层和腹膜层、中间无回声的膈肌层，胸膜层与腹膜层之间的距离为膈肌厚度。测量呼气末膈肌厚度（DTee）与吸气末膈肌厚度（DTei）后计算DTF[DTF=（DTei–DTee）/DTee×100%]。膈肌超声检查时间为SBT 30min 时，分别由2 位非参与诊疗活动的具有重症超声资质的ICU 医师测量，在5min 内测量3 次，取平均值。膈肌超声检查方法参见文献[7-9]。
1.3 观察指标
比较两组患者撤机前24h 内液体出入量平衡状况、急性生理学和慢性健康状况评价Ⅱ（acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ，APACHEⅡ）评分、撤机前机械通气时间、动脉血气（pH 值、PaO/FiO、PaCO）、平均动脉压等参数；
比较两组患者的 RR、VT、RSBI、DD、D–RSBI、DTF 等指标。
1.4 统计学方法
2.1 两组患者的撤机前各参数比较
两组患者的撤机前APACHEⅡ评分、机械通气时间、撤机前24h 内液体出入量平衡状况等指标比较，差异均无统计学意义（＞0.05），见表2。
表2 两组患者的撤机前各参数比较
2.2 两组患者的撤机前RR、VT 及膈肌超声指标比较
两组患者的撤机前RR、VT 比较，差异均无统计学意义（＞0.05）；
撤机成功组患者的RR、RSBI、D–RSBI 明显低于撤机失败组，差异具有统计学意义（＜0.05）；
撤机成功组患者的DTF 明显高于撤机失败组，差异具有统计学意义（＜0.05），见表3。
表3 两组患者的撤机前RR、VT 及膈肌超声指标比较
2.3 撤机失败的危险因素分析
上述单因素分析显示，RR、RSBI、D–RSBI、DTF 均是撤机失败的相关因素（＜0.05），DD 及VT 与撤机失败无相关性（＞0.05）；
多因素Logistic回归分析表明，高RSBI、低DTF 均是撤机失败的独立危险因素（＜0.05），见表4。
表4 脓毒症患者机械通气撤机失败危险因素的多因素Logistic 回归分析
2.4 RSBI、DTF 及联合指标对撤机结果的预测价值
绘制RSBI、DTF、RSBI 联合DTF 指标预测撤机结果的ROC 曲线，结果显示RSBI、DTF 及联合指标均能预测患者的撤机结局；
当RSBI≤55.56 次/min·L 时，预测撤机成功的敏感度和特异性分别为80.56%和65.67%，AUC 为0.762；
DTF＞21.20%时，预测撤机成功的敏感度和特异性分别为72.22%和80.60%，AUC 为0.779；
联合指标预测撤机成功的敏感度和特异性分别为86.11%和8.58%，AUC 为0.891，见表5、图1。
图1 DTF、RSBI 及联合指标预测脓毒症患者机械通气撤机结果的ROC 曲线
表5 DTF、RSBI 及联合指标对成功撤机的预测效能
2.5 DTF、RSBI 及联合指标ROC 的AUC 比较
3 个指标ROC 的AUC 比较，DTF 与RSBI 间差异无统计学意义（＞0.05）；
但联合指标与RSBI、DTF 间差异有统计学意义（＜0.05）。见表6。
表6 DTF、RSBI、联合指标ROC 的AUC 比较
25%的重症患者存在撤机困难，20%～30%的患者存在首次撤机失败，呼吸机撤机评估不当势必加重患者病情。Heunks 等将影响撤机的因素归结为ABCDE：A 为气道与肺功能障碍；
B 为脑功能障碍；
C 为心功能障碍；
D 为膈肌功能障碍，被认为是导致呼吸机撤机失败的主要原因；
E 为内分泌代谢功能障碍。Baptistella 等总结目前有56 个参数可用于预测撤机，RSBI 仍是最受关注的指标，但RSBI 存在一些不足。一项前瞻性研究显示，若以Cut–off 值为105 次/min·L 来预测，RSBI 成功预测的特异性仅为43.6%，但将Cut–off 值下调至76.5 次/min·L 时，成功预测的敏感度（66%）和特异性（74%）明显升高，成功撤机率可提高至50%。膈肌是最主要的呼吸肌，是影响机械通气患者能否顺利撤机的主要因素。当各种因素导致膈肌收缩力减弱时，机体辅助呼吸肌通过增加做功而产生代偿作用，以弥补膈肌功能障碍导致VT 的下降，短期内可使RR及VT保持在正常范围内，RSBI值可无明显变化。但辅助呼吸肌耐力不如膈肌，短时间内可能因收缩乏力而导致撤机失败。因此，当膈肌收缩功能下降时，单独使用RSBI 来预测成功撤机的准确性降低。
研究表明，重症患者入住ICU 的24h 内，60%的患者出现膈肌功能障碍，脓毒症是ICU 患者膈肌功能障碍的主要原因。动物实验显示，脓毒症时大鼠的膈肌组织出现水肿、坏死及明显溶解，膈肌收缩能力下降，提示脓毒症可直接影响大鼠膈肌的组织结构和生物力学。Le–Dinh 等发现，脓毒症自主呼吸大鼠和非脓毒症大鼠机械通气后，膈肌收缩力明显下降，膈肌组织及血浆促炎因子均显著升高，提示脓毒症与机械通气可导致膈肌功能障碍；
进一步研究发现，脓毒症大鼠机械通气12h 后，膈肌收缩力显著下降，膈肌组织及血浆中促炎因子浓度明显升高，据此认为长时间机械通气可加重脓毒症诱导大鼠的膈肌功能障碍。呼吸机相关性膈肌功能障碍发生机制主要为过高的通气支持导致膈肌产生失用性萎缩。脓毒症相关性膈肌功能障碍产生机制：①脓毒症时炎症介质释放后出现收缩蛋白功能障碍；
②由于低血压导致膈肌组织低灌注、营养不良等，造成蛋白合成减少；
③促炎因子白细胞介素–6（interleukin–6，IL–6）上调组织蛋白酶，增加肌肉蛋白水解。
膈神经刺激诱发跨膈压的测定是膈肌功能评估的金标准，由于操作的有创性、复杂性，难以在ICU中常规开展。超声检查具有无创、安全、简便、可重复性等优势，目前已成为重症患者脏器功能评估的可视化工具。DD 和DTF 是目前超声评估膈肌功能状态的主要形式，当DD＜10mm 或DTF＜20%时，可诊断膈肌功能障碍。由于正压通气对膈肌活动的影响，对呼吸机辅助通气患者，DTF 是诊断膈肌功能障碍的唯一可靠指标。国外研究显示，DTF可作为撤机的有效预测因子，其成功预测的敏感度为70%（95%：0.57～0.80），特异性为0.84（95%：0.73～0.91），该研究还显示综合病房内DTF 预测撤机成功的Cut–off 值为30%，但对可能普遍存在膈肌功能障碍的脓毒症或脓毒症休克患者，DTF 预测Cut–off 值为20%。
本研究结果显示，撤机成功组与撤机失败组患者的DD 比较，差异无统计学意义（＞0.05）。可能因为机械通气患者的膈肌活动度与膈肌自身收缩、呼吸机正压通气及呼气末正压等影响有关，同时与功能残气量、胸腹腔压力、自身吸气深浅相关，提示DD 预测撤机的准确性低。撤机失败组患者的RR 及D–RSBI 显著高于撤机成功组，但Logistic 回归分析结果显示，RR 及D–RSBI 不是影响撤机结局的相关因素。本研究中撤机成功组患者的RSBI 显著低于撤机失败组，而撤机成功组患者的DTF 明显高于撤机失败组，Logistic 回归分析结果显示，RSBI 及DTF 明显影响撤机结局。DTF 与RSBI 的ROC 的AUC 分别为0.779、0.762，提示DTF 与RSBI 均有指导成功撤机的良好预测价值，当RSBI≤55.56 次/min·L、DTF＞21.20%时对预测成功撤机的准确性最高，与文献报道一致。本研究中，RSBI 预测成功撤机的特异性偏低（65.67%），DTF 预测成功撤机的敏感度偏低（72.22%），与文献报道一致。以DTF＞21.20%联合RSBI≤55.56 次/min·L 预测效能最大，ROC 的AUC 为0.891（95%：0.814～0.944），联合指标预测成功撤机的敏感度86.11%，特异性83.58%，说明联合预测成功撤机的准确性显著提高。
综上所述，当DTF＞21.20%且RSBI≤55.56次/min·L时，对脓毒症患者机械通气时成功撤机的预测具有更高的准确性。
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