馬 瑛，葉 熊，胡利華，馬 媛，陳 明

(1.上海健康醫(yī)學院附屬周浦醫(yī)院超聲診斷科，上海 201318；2.上海健康醫(yī)學院臨床醫(yī)學院，上海 201318；3.同濟大學附屬上海市東方醫(yī)院超聲功能科，上海 200120)

圖1 超聲檢查膈肌運動，取樣線與膈肌垂直，記錄膈肌運動時間及運動幅度 A.平靜呼吸狀態(tài)； B.深呼吸狀態(tài)

膈肌是最主要的呼吸肌，其功能占所有呼吸肌的65%～70%[1-2]。臨床上鑒別呼吸困難的原因及有創(chuàng)機械通氣撤機前均需評估患者膈肌的功能與狀況[3]，測量跨膈壓、肌電圖、X線透視、動態(tài)CT及MR等是主要的評價方法[4]，但均存在局限性。M型超聲能顯示組織器官的運動情況，且操作簡便，無輻射。本研究采用M型超聲觀察并評估慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease， COPD)患者與健康志愿者膈肌的運動情況，探討超聲診斷COPD的效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2015年3月—2016年11月于我院就診的穩(wěn)定期COPD患者68例(COPD組)，男40例，女28例，年齡35～64歲，平均(52.2±9.7)歲，診斷標準為WHO發(fā)布的《COPD全球倡議指南》[5]。選取同期身高、體質(zhì)量和年齡匹配的近期無呼吸系統(tǒng)疾病的健康志愿者68名為對照組，男38名，女30名，年齡34～65歲，平均(50.3±9.0)歲。所有研究對象均無胸廓畸形、胸腹腔手術(shù)史，未使用影響肌肉功能的藥物，且排除胸腹腔積液、惡性腫瘤、代謝性疾病等。本研究獲得本院倫理委員會的審核，所有受檢者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法

1.2.1 超聲檢查 采用Philips Epiq 7C型彩色多普勒超聲診斷儀，xMATRIX矩陣探頭，頻率3.5～5.0 MHz。受檢者取平臥位，自主呼吸，先以二維超聲對膈肌進行整體掃查，評估圖像質(zhì)量。確定劍突下第一肝門、第二肝門及右肋間葉間裂對應的右側(cè)膈肌頂部的位置，固定灰階深度為20 cm，若深呼吸時圖像移動較大，目標丟失，則增加圖像深度，取樣線與膈肌保持垂直。切換至B/M模式，待患者平穩(wěn)呼吸后指導患者深呼吸，頻率為20 s呼吸5次，吸氣與呼氣時間盡量相等。分別在平靜及深呼吸狀態(tài)下各取3個切面掃查，從吸氣相開始采集20 s，取同一圖像上2個吸氣相膈肌運動幅度最大處，記錄膈肌運動幅度和運動時間(圖1)。所有操作由2名高年資超聲科醫(yī)師分別獨立完成，取其平均值。

1.2.2 肺功能檢測 采用S-980A Ⅱ型肺功能檢測儀。囑患者平靜呼吸，呼氣末進行最大吸氣后盡力呼氣，記錄第1秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second, FEV1)，再繼續(xù)呼氣至最大呼氣狀態(tài)，記錄用力肺活量(forced vital capacity, FVC)，重復測量3次，取平均值，計算FEV1/FVC的比值。

1.3 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件。計量資料以±s表示，兩組間膈肌運動幅度及運動時間比較采用兩獨立樣本t檢驗。膈肌的運動幅度與肺功能的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析，r<0.4為相關(guān)性差，0.4≤r<0.6為相關(guān)性中等，r≥0.6為相關(guān)性好。繪制ROC曲線評價膈肌運動幅度和運動時間對COPD的診斷效能。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 膈肌運動情況 平靜呼吸時，COPD組雙側(cè)膈肌運動幅度均大于對照組(P均<0.05)；深呼吸時，對照組雙側(cè)膈肌運動幅度大于COPD組(P均<0.05)；平靜呼吸和深呼吸時，對照組的右側(cè)膈肌運動時間大于COPD組(P均<0.05)；見表1、2。

表1 2組平靜呼吸時膈肌運動情況比較(±s)

表1 2組平靜呼吸時膈肌運動情況比較(±s)

組別運動幅度(cm)左側(cè)右側(cè)運動時間(s)左側(cè)右側(cè)COPD組1.91±0.721.93±0.781.02±0.331.01±0.42對照組1.59±0.581.45±0.431.13±0.341.17±0.31t值2.8544.444-1.914-2.528P值0.005<0.0010.0580.013

表2 2組深呼吸時膈肌運動情況比較(±s)

表2 2組深呼吸時膈肌運動情況比較(±s)

組別運動幅度(cm)左側(cè)右側(cè)運動時間(s)左側(cè)右側(cè)COPD組6.56±1.275.85±1.442.03±0.431.80±0.47對照組8.06±1.787.13±1.391.96±0.492.27±0.51t值-5.657-5.2330.885-5.588P值<0.001<0.0010.378<0.001

2.2 膈肌運動幅度與肺功能的相關(guān)性 平靜呼吸時，對照組及COPD組的膈肌運動幅度與FEV1、FEV1/FVC無相關(guān)性(P均>0.05)；深呼吸時，對照組與COPD組的膈肌運動幅度與FEV1、FEV1/FVC均呈正相關(guān)(P均<0.05)，對照組左側(cè)膈肌與COPD組右側(cè)膈肌的運動幅度與FEV1相關(guān)系數(shù)較高(r=0.613、0.639，P均<0.05)。見表3。

表3 深呼吸時膈肌運動幅度與肺功能的相關(guān)性

2.3 膈肌運動情況診斷COPD的效能 平靜呼吸時，膈肌運動幅度診斷COPD的ROC曲線下面積(area under curve， AUC)為0.823，最佳診斷界值為1.96 cm，敏感度為52.82%，特異度為98.53%；深呼吸時，AUC、最佳診斷值、敏感度及特異度分別為0.858、5.99 cm、52.94%、100%。平靜呼吸時，膈肌運動時間診斷COPD的AUC為0.620，最佳診斷點為0.73 s，敏感度91.18%，特異度30.88%；深呼吸時，AUC、最佳診斷點、敏感度及特異度分別為0.678、2.04 s、42.65%、86.76%。見圖2。

3 討論

COPD患者為阻塞性呼吸困難，伴呼吸道氣流受限、膈肌疲勞及氣道阻力增加[6-7]，因此COPD患者在平靜呼吸時為獲取更多的空氣以保證肺泡通氣量，需要用力呼吸[8]。本研究結(jié)果顯示，平靜呼吸時，COPD組兩側(cè)膈肌的運動幅度均大于對照組；深呼吸時，COPD組兩側(cè)膈肌的運動幅度均小于對照組，原因為COPD患者長期慢性、進展性、持續(xù)性氣流受限，肺閉合容積增大、動態(tài)肺順應性降低[9]，致肺泡擴大、回縮障礙及肺組織彈性降低[10]。本研究結(jié)果提示無論平靜呼吸還是深呼吸，M型超聲均可通過對膈肌運動幅度的客觀量化判斷膈肌疲勞，以篩查COPD患者。平靜呼吸或深呼吸時，對照組右側(cè)膈肌運動時間均大于COPD組(P均<0.05)，而左側(cè)差異無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，原因考慮為右側(cè)膈肌下的肝臟為實質(zhì)臟器，而左側(cè)膈肌下為空腔臟器胃，對膈肌運動的抵抗力較小。

圖2 膈肌運動幅度及運動時間診斷COPD的ROC曲線

研究[11]表明COPD患者膈肌的運動幅度與膈肌功能密切相關(guān)，而膈肌作為最重要的呼吸肌之一，其功能與肺功能有關(guān)[12]。FEV1值是最大呼氣第1秒呼出的氣體量，是診斷COPD的常用指標，并可對COPD嚴重程度進行分級。FEV1/FVC主要評估肺通氣功能，當FEV1/FVC≤70%時提示呼吸道氣流受限，可初步判定為阻塞性呼吸困難而非限制性呼吸困難[13]。本研究結(jié)果顯示，深呼吸時COPD組和對照組的膈肌運動幅度與FEV1、FEV1/FVC均呈正相關(guān)，且對照組左側(cè)膈肌及COPD組右側(cè)膈肌的運動幅度與肺功能相關(guān)性好(r>0.60)，提示可采用M型超聲觀察膈肌的運動幅度間接評估肺功能。

本研究顯示平靜呼吸及深呼吸時，膈肌運動幅度對COPD的診斷效能較好，AUC為0.823、0.858，優(yōu)于運動時間(AUC分別為0.620和0.678)，提示M型超聲檢測膈肌運動幅度是一個潛在的診斷COPD的指標，可進一步采用大樣本、多中心的研究，探索其可用于臨床的最佳診斷值。

綜上所述，M型超聲具有無創(chuàng)、便捷、經(jīng)濟、禁忌證少等優(yōu)點，可通過判斷膈肌運動情況，方便、快捷地評估膈肌疲勞，輔助診斷COPD。

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