宋先斌 沈東鋒 朱建剛 沈 鵬 汪 濤 王倩倩 蔚文龍 吳莉菁 戴靚瀟

嘉興市第一醫(yī)院（嘉興學院附屬醫(yī)院）重癥醫(yī)學科，浙江嘉興 314000

機械通氣是重癥加強護理病房（intensive care unit，ICU）內(nèi)重癥患者必不可少的生命支持技術(shù)，但機械通氣患者延遲撤機或撤機失敗可能導(dǎo)致住院時間延長，增加患者死亡風險。因此，準確判斷撤機時機非常重要。目前臨床上用以指導(dǎo)撤機的參數(shù)很多，但淺快呼吸指數(shù)（rapid shallow breathing index，RSBI）仍然是研究最多、最常見的指標。膈肌是人體最重要的呼吸肌，膈肌增厚分數(shù)（diaphragmtic thickening fraction，DTF）與膈肌收縮能力有很強相關(guān)性，膈肌力量是決定患者機械通氣撤機時間和ICU病死率的主要原因。雖然RSBI 及DTF 均是指導(dǎo)機械通氣患者撤機時機的良好參數(shù)，但特異性不高。本研究主要探討DTF 聯(lián)合RSBI 對膿毒癥機械通氣患者撤機的預(yù)測效能，為機械通氣患者探討安全的撤機時機，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

采用前瞻性研究方法，選取2020 年1 月至2022年4 月嘉興市第一醫(yī)院（嘉興學院附屬醫(yī)院）重癥醫(yī)學科收治的103 例患者。所有患者均符合撤機標準，根據(jù)撤機結(jié)果將其分為撤機成功組（=67）和撤機失敗組（=36）。兩組患者的性別、年齡等一般資料比較，差異均無統(tǒng)計學意義（＞0.05），具有可比性，見表1。撤機成功的定義：①患者拔管后48h內(nèi)無再次氣管插管；②無需使用無創(chuàng)呼吸機。本研究已通過嘉興市第一醫(yī)院（嘉興學院附屬醫(yī)院）醫(yī)學倫理委員會審批（批件號：LS2019–244）。納入標準：①膿毒癥診斷標準參照《膿毒癥與感染性休克第三版國際共識定義（2016）》；②年齡＞18 歲；③機械通氣時間＞48h；④患者知曉并簽字同意本研究；⑤符合自主呼吸試驗（spontaneous breathing trial，SBT）條件。排除標準：①合并肺挫傷、多發(fā)肋骨骨折、嚴重的氣胸或胸腔積液、膈疝及胸廓畸形等嚴重外傷；②心、腎、肝等嚴重器官功能衰竭，急性心肌梗死；③存在譫妄或嚴重電解質(zhì)紊亂；④48h 內(nèi)使用過肌松劑；⑤存在T水平以上截癱或神經(jīng)肌肉接頭相關(guān)疾病等；⑥癲癇、嚴重呃逆等需要使用深鎮(zhèn)靜或影響膈肌活動藥物；⑦惡性心律失常者；⑧肥胖或腹脹患者，膈肌超聲難以采集圖像；⑨氣管切開。

表1 兩組患者的一般資料比較

1.2 方法

1.2.1 SBT 實施 ①SBT 符合條件：FiO＜50%，呼吸末正壓（positive end expiratory pressure，PEEP）≤5cmHO，呼吸頻率（respiratory rate，RR）≤30 次/min，PaO/FiO＞200，血流動力學穩(wěn)定；②SBT 方法：采用壓力支持模式（pressure support ventilation，PSV），參數(shù)設(shè)置FiO為0.35，壓力為7cmHO，PEEP 為3cmHO，持續(xù)30min；③SBT 成功的標準：SBT耐受性良好，RR＜35 次/min、心率＜120 次/min 或心率變異性≤20%，血氧飽和度≥90%、90mmHg＜收縮壓＜180mmHg（1mmHg=0.133kPa）或與基線相比＜20%的變化，且無呼吸功增加或窘迫、嗜睡、焦慮、出汗等跡象。記錄RR、潮氣量（tidal volume，TV），取3 次平均值，計算RSBI（RSBI=RR/TV）。

1.2.2 膈肌超聲檢查 ①膈肌移動度（diaphragmatic displacement，DD）：床頭抬高30°后患者取仰臥位，選超聲凸陣探頭（3～85MHz），置右鎖骨中線與肋緣交界處，可見高回聲膈肌線，應(yīng)用“M”超模式選取測量線，測量線盡可能與膈肌垂直，DD 為基線與曲線最高點的垂直距離；計算膈肌淺快呼吸指數(shù)（diaphragmatic rapid shallow breathing index，D–RSBI），D–RSBI=RR/DD；②DTF：體位同前，選10MHz 線陣探頭置于右腋中線或腋前線第7～8 肋間，可見高回聲的胸膜層和腹膜層、中間無回聲的膈肌層，胸膜層與腹膜層之間的距離為膈肌厚度。測量呼氣末膈肌厚度（DTee）與吸氣末膈肌厚度（DTei）后計算DTF[DTF=（DTei–DTee）/DTee×100%]。膈肌超聲檢查時間為SBT 30min 時，分別由2 位非參與診療活動的具有重癥超聲資質(zhì)的ICU 醫(yī)師測量，在5min 內(nèi)測量3 次，取平均值。膈肌超聲檢查方法參見文獻[7-9]。

1.3 觀察指標

比較兩組患者撤機前24h 內(nèi)液體出入量平衡狀況、急性生理學和慢性健康狀況評價Ⅱ（acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ，APACHEⅡ）評分、撤機前機械通氣時間、動脈血氣（pH 值、PaO/FiO、PaCO）、平均動脈壓等參數(shù)；比較兩組患者的 RR、VT、RSBI、DD、D–RSBI、DTF 等指標。

1.4 統(tǒng)計學方法

2 結(jié)果

2.1 兩組患者的撤機前各參數(shù)比較

兩組患者的撤機前APACHEⅡ評分、機械通氣時間、撤機前24h 內(nèi)液體出入量平衡狀況等指標比較，差異均無統(tǒng)計學意義（＞0.05），見表2。

表2 兩組患者的撤機前各參數(shù)比較

2.2 兩組患者的撤機前RR、VT 及膈肌超聲指標比較

兩組患者的撤機前RR、VT 比較，差異均無統(tǒng)計學意義（＞0.05）；撤機成功組患者的RR、RSBI、D–RSBI 明顯低于撤機失敗組，差異具有統(tǒng)計學意義（＜0.05）；撤機成功組患者的DTF 明顯高于撤機失敗組，差異具有統(tǒng)計學意義（＜0.05），見表3。

表3 兩組患者的撤機前RR、VT 及膈肌超聲指標比較

2.3 撤機失敗的危險因素分析

上述單因素分析顯示，RR、RSBI、D–RSBI、DTF 均是撤機失敗的相關(guān)因素（＜0.05），DD 及VT 與撤機失敗無相關(guān)性（＞0.05）；多因素Logistic回歸分析表明，高RSBI、低DTF 均是撤機失敗的獨立危險因素（＜0.05），見表4。

表4 膿毒癥患者機械通氣撤機失敗危險因素的多因素Logistic 回歸分析

2.4 RSBI、DTF 及聯(lián)合指標對撤機結(jié)果的預(yù)測價值

繪制RSBI、DTF、RSBI 聯(lián)合DTF 指標預(yù)測撤機結(jié)果的ROC 曲線，結(jié)果顯示RSBI、DTF 及聯(lián)合指標均能預(yù)測患者的撤機結(jié)局；當RSBI≤55.56 次/min·L 時，預(yù)測撤機成功的敏感度和特異性分別為80.56%和65.67%，AUC 為0.762；DTF＞21.20%時，預(yù)測撤機成功的敏感度和特異性分別為72.22%和80.60%，AUC 為0.779；聯(lián)合指標預(yù)測撤機成功的敏感度和特異性分別為86.11%和8.58%，AUC 為0.891，見表5、圖1。

圖1 DTF、RSBI 及聯(lián)合指標預(yù)測膿毒癥患者機械通氣撤機結(jié)果的ROC 曲線

表5 DTF、RSBI 及聯(lián)合指標對成功撤機的預(yù)測效能

2.5 DTF、RSBI 及聯(lián)合指標ROC 的AUC 比較

3 個指標ROC 的AUC 比較，DTF 與RSBI 間差異無統(tǒng)計學意義（＞0.05）；但聯(lián)合指標與RSBI、DTF 間差異有統(tǒng)計學意義（＜0.05）。見表6。

表6 DTF、RSBI、聯(lián)合指標ROC 的AUC 比較

3 討論

25%的重癥患者存在撤機困難，20%～30%的患者存在首次撤機失敗，呼吸機撤機評估不當勢必加重患者病情。Heunks 等將影響撤機的因素歸結(jié)為ABCDE：A 為氣道與肺功能障礙；B 為腦功能障礙；C 為心功能障礙；D 為膈肌功能障礙，被認為是導(dǎo)致呼吸機撤機失敗的主要原因；E 為內(nèi)分泌代謝功能障礙。Baptistella 等總結(jié)目前有56 個參數(shù)可用于預(yù)測撤機，RSBI 仍是最受關(guān)注的指標，但RSBI 存在一些不足。一項前瞻性研究顯示，若以Cut–off 值為105 次/min·L 來預(yù)測，RSBI 成功預(yù)測的特異性僅為43.6%，但將Cut–off 值下調(diào)至76.5 次/min·L 時，成功預(yù)測的敏感度（66%）和特異性（74%）明顯升高，成功撤機率可提高至50%。膈肌是最主要的呼吸肌，是影響機械通氣患者能否順利撤機的主要因素。當各種因素導(dǎo)致膈肌收縮力減弱時，機體輔助呼吸肌通過增加做功而產(chǎn)生代償作用，以彌補膈肌功能障礙導(dǎo)致VT 的下降，短期內(nèi)可使RR及VT保持在正常范圍內(nèi)，RSBI值可無明顯變化。但輔助呼吸肌耐力不如膈肌，短時間內(nèi)可能因收縮乏力而導(dǎo)致撤機失敗。因此，當膈肌收縮功能下降時，單獨使用RSBI 來預(yù)測成功撤機的準確性降低。

研究表明，重癥患者入住ICU 的24h 內(nèi)，60%的患者出現(xiàn)膈肌功能障礙，膿毒癥是ICU 患者膈肌功能障礙的主要原因。動物實驗顯示，膿毒癥時大鼠的膈肌組織出現(xiàn)水腫、壞死及明顯溶解，膈肌收縮能力下降，提示膿毒癥可直接影響大鼠膈肌的組織結(jié)構(gòu)和生物力學。Le–Dinh 等發(fā)現(xiàn)，膿毒癥自主呼吸大鼠和非膿毒癥大鼠機械通氣后，膈肌收縮力明顯下降，膈肌組織及血漿促炎因子均顯著升高，提示膿毒癥與機械通氣可導(dǎo)致膈肌功能障礙；進一步研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥大鼠機械通氣12h 后，膈肌收縮力顯著下降，膈肌組織及血漿中促炎因子濃度明顯升高，據(jù)此認為長時間機械通氣可加重膿毒癥誘導(dǎo)大鼠的膈肌功能障礙。呼吸機相關(guān)性膈肌功能障礙發(fā)生機制主要為過高的通氣支持導(dǎo)致膈肌產(chǎn)生失用性萎縮。膿毒癥相關(guān)性膈肌功能障礙產(chǎn)生機制：①膿毒癥時炎癥介質(zhì)釋放后出現(xiàn)收縮蛋白功能障礙；②由于低血壓導(dǎo)致膈肌組織低灌注、營養(yǎng)不良等，造成蛋白合成減少；③促炎因子白細胞介素–6（interleukin–6，IL–6）上調(diào)組織蛋白酶，增加肌肉蛋白水解。

膈神經(jīng)刺激誘發(fā)跨膈壓的測定是膈肌功能評估的金標準，由于操作的有創(chuàng)性、復(fù)雜性，難以在ICU中常規(guī)開展。超聲檢查具有無創(chuàng)、安全、簡便、可重復(fù)性等優(yōu)勢，目前已成為重癥患者臟器功能評估的可視化工具。DD 和DTF 是目前超聲評估膈肌功能狀態(tài)的主要形式，當DD＜10mm 或DTF＜20%時，可診斷膈肌功能障礙。由于正壓通氣對膈肌活動的影響，對呼吸機輔助通氣患者，DTF 是診斷膈肌功能障礙的唯一可靠指標。國外研究顯示，DTF可作為撤機的有效預(yù)測因子，其成功預(yù)測的敏感度為70%（95%：0.57～0.80），特異性為0.84（95%：0.73～0.91），該研究還顯示綜合病房內(nèi)DTF 預(yù)測撤機成功的Cut–off 值為30%，但對可能普遍存在膈肌功能障礙的膿毒癥或膿毒癥休克患者，DTF 預(yù)測Cut–off 值為20%。

本研究結(jié)果顯示，撤機成功組與撤機失敗組患者的DD 比較，差異無統(tǒng)計學意義（＞0.05）?？赡芤驗闄C械通氣患者的膈肌活動度與膈肌自身收縮、呼吸機正壓通氣及呼氣末正壓等影響有關(guān)，同時與功能殘氣量、胸腹腔壓力、自身吸氣深淺相關(guān)，提示DD 預(yù)測撤機的準確性低。撤機失敗組患者的RR 及D–RSBI 顯著高于撤機成功組，但Logistic 回歸分析結(jié)果顯示，RR 及D–RSBI 不是影響撤機結(jié)局的相關(guān)因素。本研究中撤機成功組患者的RSBI 顯著低于撤機失敗組，而撤機成功組患者的DTF 明顯高于撤機失敗組，Logistic 回歸分析結(jié)果顯示，RSBI 及DTF 明顯影響撤機結(jié)局。DTF 與RSBI 的ROC 的AUC 分別為0.779、0.762，提示DTF 與RSBI 均有指導(dǎo)成功撤機的良好預(yù)測價值，當RSBI≤55.56 次/min·L、DTF＞21.20%時對預(yù)測成功撤機的準確性最高，與文獻報道一致。本研究中，RSBI 預(yù)測成功撤機的特異性偏低（65.67%），DTF 預(yù)測成功撤機的敏感度偏低（72.22%），與文獻報道一致。以DTF＞21.20%聯(lián)合RSBI≤55.56 次/min·L 預(yù)測效能最大，ROC 的AUC 為0.891（95%：0.814～0.944），聯(lián)合指標預(yù)測成功撤機的敏感度86.11%，特異性83.58%，說明聯(lián)合預(yù)測成功撤機的準確性顯著提高。

綜上所述，當DTF＞21.20%且RSBI≤55.56次/min·L時，對膿毒癥患者機械通氣時成功撤機的預(yù)測具有更高的準確性。