南淑良 劉 莉 韋愛(ài)華 王水利 穆 靚

(陜西省人民醫(yī)院1 超聲診斷中心，2 呼吸與危重癥科，西安市 710068， 電子郵箱：shuliangnan2020@163.com)

機(jī)械通氣引起的膈肌失用性萎縮是膈肌功能障礙發(fā)生的重要原因，同時(shí)也是有創(chuàng)機(jī)械通氣的重要并發(fā)癥之一，與患者的病死率增加和脫機(jī)失敗密切相關(guān)[1-2]。因此，評(píng)估和監(jiān)測(cè)機(jī)械通氣過(guò)程中膈肌收縮活動(dòng)、強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)是臨床研究的重點(diǎn)。然而,目前國(guó)內(nèi)鮮見(jiàn)關(guān)于正常人膈肌厚度(diaphragm thickness,Tdi)及膈肌增厚率(diaphragm thickening fraction,DTF)的研究報(bào)道。本研究通過(guò)探討應(yīng)用高頻超聲測(cè)量Tdi的可行性和重復(fù)性，并分析與Tdi及DTF相關(guān)的影響因素，旨在盡早識(shí)別膈肌萎縮及收縮功能減低的問(wèn)題，以避免呼吸機(jī)依賴(lài)問(wèn)題的發(fā)生。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2020年1～6月在陜西省人民醫(yī)院進(jìn)行健康體檢的156例受試者。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡≥18歲，對(duì)本研究知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：妊娠、重癥糖尿病患者；既往有經(jīng)鼻氣管插管、無(wú)創(chuàng)機(jī)械通氣、氣管切開(kāi)等病史者；合并T8以上脊髓損傷、神經(jīng)肌肉疾病等機(jī)械通氣者；既往有胸腔、腹腔相關(guān)病史者。記錄受檢者性別、年齡、身高、體重及吸煙史。受試者年齡18～80(47.37±15.70)歲，其中男性90例(57.69%)，女性66例(42.31%)；無(wú)女性吸煙者，男性吸煙者45例(50.0%)，男性非吸煙者45例(50.0%)。受檢者體質(zhì)指數(shù)為15.62～34.60(23.91±3.90)kg/m2。

1.2 檢查方法 應(yīng)用邁瑞Resona 8彩色多普勒超聲診斷儀，配置L9-3S高頻探頭，頻率為5.5～13.0 MHz。受檢者取左側(cè)臥位，將線陣探頭置于第8～10肋間腋前線與肋弓下緣交界處，以肝臟作為膈肌透聲窗，探頭指向受試者頭側(cè)及背側(cè)，使聲束垂直于胸壁顯示肋膈角處膈肌結(jié)構(gòu)。膈肌聲像圖為3層結(jié)構(gòu)，中間為低回聲的膈肌纖維，兩側(cè)呈高回聲，為胸膜和腹膜(見(jiàn)圖1)，測(cè)量?jī)蓚?cè)高回聲帶中點(diǎn)之間的距離即為T(mén)di。分別測(cè)量受試者平靜呼氣末膈肌厚度(diaphragm thickness at function residual capacity,TdiFRC)、深吸氣末膈肌厚度(diaphragm thickness at forced vital capacity,TdiFVC)及深呼氣末膈肌厚度(diaphragm thickness at residual volume,TdiRV)，并計(jì)算DTF[3]=(TdiFVC-TdiRV)/ TdiRV×100%。每個(gè)呼吸時(shí)相均留存3張圖像，每張圖像進(jìn)行2次測(cè)量，取平均值。本研究中每位受試者均由兩位經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練的超聲醫(yī)生(檢查者1和檢查者2)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；2 d后，檢查者1再次對(duì)上述受試者的Tdi進(jìn)行測(cè)量，兩位檢查者間及檢查者自身均采用盲法測(cè)量。

圖1 深吸氣末及用力呼氣末Tdi注：①②分別為深吸氣末、用力呼氣末時(shí)采集的圖像。箭頭所示區(qū)域?yàn)殡跫?中間的低回聲帶為膈肌纖維組織，兩側(cè)的高回聲帶分別為胸膜及腹膜。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以(x±s)表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以例數(shù)(百分比)表示。超聲測(cè)量可重復(fù)性以組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)及變異系數(shù)(coefficient of variation，CV)表示，其中ICC≤0.20為一致性差，0.21≤ICC≤0.40為一般，0.41≤ICC≤0.60為適中，0.61≤ICC≤0.80為好，0.81≤ICC≤1.0為非常好，同時(shí)CV數(shù)值越小表示變異度越好。采用多元線性回歸分析模型TdiFRC和DTF與性別、年齡、身高、體重、體質(zhì)指數(shù)之間的關(guān)系。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 156例受試者的TdiFRC和DTF值 所有受檢者均配合良好，能滿(mǎn)意地獲得各呼吸時(shí)相膈肌聲像圖及測(cè)量值。156例受試者的TdiFRC為0.281～0.344(0.308±0.072)cm(95%CI：0.298，0.326)，DTF為57.78～150.71(108.38±45.65)%(95%CI:101.16，115.60)。

2.2 高頻超聲參數(shù)測(cè)量的組間及組內(nèi)重復(fù)性 同一檢查者前后2次高頻超聲參數(shù)測(cè)量的ICC為0.85～0.94(95%CI：0.80，0.96)，CV為2.61%～5.78%，提示一致性非常好，變異度較??；不同檢查者間高頻超聲參數(shù)測(cè)量的ICC為0.78～0.90(95%CI：0.70～0.93)，CV為4.85%～6.75%，提示具有較好的一致性，變異度較小。見(jiàn)表1。

表1 高頻超聲參數(shù)測(cè)量的ICC及CV

2.3 不同特征受試者的TdiFRC和DTF比較 男性TdiFRC高于女性(P<0.05)，但男性和女性間的DTF差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；男性吸煙者與非吸煙者的TdiFRC以及DTF差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。見(jiàn)表2。

表2 不同特征受試者的TdiFRC和DTF的比較(x±s)

2.5 TdiFRC和DTF的影響因素 以性別、年齡、身高、體重為自變量(性別賦值：男性=1，女性=2；其他變量賦值均為實(shí)際值)，分別以 TdiFRC和DTF為因變量，進(jìn)行多元線性回歸分析。結(jié)果顯示，性別是TdiFRC的影響因素(P<0.05)，男性的TdiFRC更高；年齡是DTF的影響因素(P<0.05)，年齡越大DTF越小。見(jiàn)表3～4。

表3 TdiFRC影響因素的多元線性回歸分析

表4 DTF影響因素的多元線性回歸分析

3 討 論

膈肌是重要的呼吸肌，在吸氣、呼氣及肺的擴(kuò)張中起著至關(guān)重要的作用，膈肌功能障礙時(shí)可導(dǎo)致呼吸困難[4]。20世紀(jì)50年代以來(lái)，機(jī)械通氣逐漸成為重癥患者急性呼吸衰竭最主要的支持治療手段，但長(zhǎng)時(shí)間機(jī)械通氣可導(dǎo)致膈肌萎縮和收縮功能障礙，即呼吸機(jī)相關(guān)膈肌功能障礙[5]。

目前，臨床上評(píng)估膈肌功能障礙的方法有X線、CT、MRI、電生理以及力學(xué)指標(biāo)等[6]。這些方法均有一定的價(jià)值，但是各有局限性，并且臨床實(shí)際診斷效率差別較大，例如，應(yīng)用MRI觀察膈肌結(jié)構(gòu)及功能狀態(tài)，不僅價(jià)格昂貴，而且對(duì)于特殊病人無(wú)法在床旁進(jìn)行檢查[7]，給臨床診斷帶來(lái)一定困難。因此，有必要尋找一種無(wú)創(chuàng)、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便易行的檢查方法為重癥患者進(jìn)行床旁檢查，從而建立準(zhǔn)確的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)。1975年Haber等[8]首次報(bào)告M型超聲可以評(píng)估伴有腹腔疾病患者的膈肌運(yùn)動(dòng)曲線，評(píng)價(jià)一段時(shí)間內(nèi)某部位膈肌運(yùn)動(dòng)的方向、幅度和速率。目前大多數(shù)膈肌的超聲研究均采用M型超聲用于評(píng)估膈肌的運(yùn)動(dòng)和位移。但是M型超聲僅產(chǎn)生一維波形，不能提供膈肌本身的解剖信息。而高頻超聲可提供肌肉的二維圖像并可進(jìn)行測(cè)量，使肌肉厚度變化實(shí)時(shí)可視化，因此在監(jiān)測(cè)Tdi變化及收縮功能狀態(tài)方面具有更大的優(yōu)勢(shì)。

本研究中，我們發(fā)現(xiàn)高頻超聲可以清晰顯示膈肌的3層結(jié)構(gòu)：中間的低回聲膈肌纖維和兩側(cè)高回聲帶(分別為胸膜和腹膜)，以及在呼吸過(guò)程中膈肌的收縮運(yùn)動(dòng)，其中膈肌的收縮運(yùn)動(dòng)可由DTF量化。1997年，Cohn等[9]應(yīng)用二維超聲測(cè)量26例尸檢患者的Tdi，發(fā)現(xiàn)超聲測(cè)值與用直尺直接測(cè)量的Tdi明顯相關(guān)(r=0.89)，變異≤0.2 mm，肯定了應(yīng)用超聲測(cè)量Tdi的價(jià)值。本研究中，兩名檢查者間及同一檢查者不同時(shí)間點(diǎn)超聲參數(shù)測(cè)量的ICC分別為0.85～0.94和0.78～0.90，CV分別為2.61%～5.78%和4.85%～6.75%，均具有較好的一致性，變異度較小，與Goligher等[10]的研究結(jié)果相似，說(shuō)明高頻超聲測(cè)量Tdi具有較好的準(zhǔn)確性及可重復(fù)性。

解剖學(xué)上，附著于第8～10肋間的膈肌在呼吸運(yùn)動(dòng)中相對(duì)固定，能夠真實(shí)反映呼吸周期中Tdi的變化。膈肌右側(cè)與肝臟相毗鄰，左側(cè)與脾臟相毗鄰，使用高頻超聲以肝臟和脾臟作為透聲窗可以較好地觀察膈肌結(jié)構(gòu)及其收縮功能。但是由于脾臟較肝臟體積小，而且左側(cè)膈肌的下方為胃腸等含氣的空腔臟器，容易對(duì)膈肌的超聲圖像造成干擾，測(cè)量誤差大，可重復(fù)性低，因此本研究中僅采用右側(cè)膈肌作為測(cè)量對(duì)象，并在相對(duì)固定的位置進(jìn)行觀察和測(cè)量，取得了較好的一致性和可重復(fù)性。

本研究中我們通過(guò)高頻超聲測(cè)量右側(cè)TdiFRC值的波動(dòng)范圍為0.281～0.344 cm，與既往國(guó)外研究[11]報(bào)告的范圍相似。Harper等[11]采用B型超聲測(cè)量了150例美國(guó)健康成年人的Tdi，結(jié)果顯示TdiFRC值的波動(dòng)范圍為0.30～0.34 cm。上述結(jié)果提示TdiFRC可能在不同種族、地域人群之間無(wú)明顯差異。但由于使用的測(cè)量?jī)x器不同，文獻(xiàn)數(shù)量有限，TdiFRC與種族、地域之間的關(guān)系還需要大樣本、多中心研究進(jìn)一步分析。此外，本研究結(jié)果顯示，性別是TdiFRC的影響因素(P<0.05)，男性的TdiFRC更高，而TdiFRC與年齡不相關(guān)，與其他研究[11-12]結(jié)果相似。

根據(jù)肌肉收縮時(shí)長(zhǎng)度-張力曲線可知，用力吸氣后，膈肌收縮明顯，張力保持不變，肌纖維變短，Tdi明顯增加。目前臨床上廣泛采用最大吸氣壓作為呼吸肌功能的評(píng)估指標(biāo)，最大吸氣壓能夠反映呼吸肌的收縮能力，但是其代表所有呼吸肌的功能，而不能獨(dú)立反映膈肌的功能。前期研究表明，DTF與最大吸氣壓之間有顯著相關(guān)性[13]，因此DTF可用于膈肌無(wú)力的臨床評(píng)估，以診斷呼吸機(jī)誘發(fā)的膈肌功能障礙。研究表明，膈肌麻痹或者肌無(wú)力的患者Tdi并沒(méi)有發(fā)生變化[12]，而且部分機(jī)械通氣患者Tdi增加[1]，但是從吸氣末到呼氣末的Tdi變化不明顯，因此DTF亦是膈肌功能障礙診斷及功能恢復(fù)的可靠監(jiān)測(cè)指標(biāo)。但是目前對(duì)于正常人DTF的研究較少。本研究結(jié)果顯示，受試者的DTF為(108.38±45.65)%，與性別無(wú)明顯相關(guān)性，與年齡呈負(fù)相關(guān)，即隨著年齡增大DTF逐漸降低，考慮可能是由于隨著年齡增大，內(nèi)臟脂肪含量增加而肌纖維含量減少，肌肉質(zhì)量下降，膈肌收縮力減弱，從而影響膈肌的收縮效能，DTF也隨之降低。

本研究同時(shí)分析了TdiFRC和DTF與男性吸煙史的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)兩者可能與吸煙均無(wú)關(guān)。考慮可能是由于吸煙會(huì)對(duì)肺組織產(chǎn)生不良影響，而不影響膈肌結(jié)構(gòu)及功能，但當(dāng)長(zhǎng)期大量吸煙導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)問(wèn)題產(chǎn)生時(shí)，患者呼吸做功增加，可能會(huì)對(duì)膈肌結(jié)構(gòu)及功能產(chǎn)生影響[14]。因此后期我們會(huì)繼續(xù)對(duì)慢性阻塞性肺疾病等疾病的膈肌形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

另外，本研究結(jié)果還提示，無(wú)論是TdiFRC還是DTF均與身高、體重?zé)o明顯相關(guān)性，考慮Tdi及DTF與肌肉結(jié)構(gòu)及收縮功能有關(guān)，而身高、體重是反映人體的肥胖程度的指標(biāo)之一，與體脂關(guān)系密切，因此身高、體重并不影響Tdi及DTF。

綜上所述，高頻超聲可以準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)膈肌的Tdi及收縮功能，重復(fù)性較高，可以作為監(jiān)測(cè)膈肌變化的重要的影像學(xué)指標(biāo)，而且超聲無(wú)創(chuàng)、便捷、可在床旁實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可作為重癥監(jiān)護(hù)室呼吸機(jī)相關(guān)膈肌功能障礙中膈肌萎縮及收縮功能評(píng)估的手段。TdiFRC及DTF與性別或年齡等因素相關(guān)，但是仍然有很多潛在的影響因素，同時(shí)本研究的樣本量較小且受試者僅來(lái)源于一家醫(yī)院，今后仍需要更大樣本量的研究進(jìn)一步探討。