侯國英

重癥監(jiān)護(hù)病房（intensive care unit，ICU）中的患者因各種原因?qū)е潞粑ソ邥r，需要使用呼吸機(jī)等設(shè)備行機(jī)械通氣。機(jī)械通氣能夠支持或完全替代呼吸肌的功能，從而改善因呼吸衰竭引起的低氧血癥等，使患者獲得更充足的治療時間。有創(chuàng)機(jī)械通氣（invasive mechanical ventilation，IMV）是ICU 患者高級生命支持的重要手段之一，目前已被廣泛應(yīng)用于臨床治療當(dāng)中[1]。然而，長時間的IMV 也會提高肺損傷、呼吸相關(guān)性肺炎、膈肌功能不全等并發(fā)癥的發(fā)生風(fēng)險[2-3]，故而應(yīng)當(dāng)盡早祛除患者的原發(fā)病因，評估脫機(jī)指征并嘗試脫機(jī)。目前的研究已經(jīng)證實，IMV 患者脫機(jī)困難和脫機(jī)失敗均與患者的預(yù)后之間存在密切聯(lián)系，可能延長患者的住院時間，增加并發(fā)癥的發(fā)病率，甚至導(dǎo)致患者死亡[4]。即使是通過自主呼吸試驗（spontaneous breathing test，SBT）評估后可以順利脫機(jī)的IMV 患者，其中依然存在較高的脫機(jī)失敗的風(fēng)險（約32%）[5]?；谏鲜銮闆r，準(zhǔn)確評估呼吸機(jī)是否能夠撤離及何時撤離成了醫(yī)學(xué)界重點研究的內(nèi)容之一。IMV 的預(yù)測指標(biāo)多種多樣，但大部分均為有創(chuàng)，且操作較為復(fù)雜。床旁超聲是近年來在臨床上應(yīng)用率較高檢查手段之一，具有無創(chuàng)、可重復(fù)、操作簡單、評估效果好等優(yōu)點，且更為經(jīng)濟(jì)和安全。床旁超聲被廣泛應(yīng)用于操作定位、血流動力學(xué)評估、腹部、盆腔等多個方面，近年來也被用于對IMV 患者脫機(jī)進(jìn)行預(yù)測和評估。本文就床旁超聲評估IMV 患者脫機(jī)進(jìn)行綜述，旨在為該技術(shù)在臨床上相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 呼吸機(jī)脫機(jī)

脫機(jī)是指拔出氣管插管的過程，同時還包括機(jī)械通氣的參數(shù)水平逐漸降低，患者慢慢重獲呼吸，從而脫離呼吸機(jī)支持的過程。除普通氧療外，若脫機(jī)過程在48 h 內(nèi)無須使用無創(chuàng)機(jī)械通氣或重新氣管插管的，即為脫機(jī)成功[6]。臨床上大多數(shù)患者在短期內(nèi)即能脫機(jī)成功，但仍有部分患者脫機(jī)失敗。脫機(jī)失敗的評判標(biāo)準(zhǔn)為：患者因臨床耐受不良而導(dǎo)致SBT 評估中斷，或患者拔管后48 h 內(nèi)無法維持自主呼吸，仍需要行有創(chuàng)或無創(chuàng)機(jī)械通氣，或脫機(jī)后患者在48 h 內(nèi)死亡[7]。統(tǒng)計資料顯示，臨床上有20%～30%的患者發(fā)生脫機(jī)困難或呼吸機(jī)依賴，且部分患者在短期內(nèi)需要再插管[8]。因此，脫機(jī)時機(jī)的選擇對患者的預(yù)后至關(guān)重要。

通常情況下，導(dǎo)致患者機(jī)械通氣的原發(fā)病呈好轉(zhuǎn)趨勢，且影響脫機(jī)的主要病理生理變化得到糾正時即可考慮脫機(jī)。脫機(jī)和拔管均需要對患者的生命體征進(jìn)行評估，同時結(jié)合血氣分析等常規(guī)指標(biāo)之后再行判斷，需要滿足以下條件：（1）氧合指數(shù)（PaO2/FiO2）≥150 mmHg，呼氣終末正壓（PEEP）≤10 cmH2O，吸入氧體積分?jǐn)?shù)（FiO2）≤0.4；（2）意識基本保持清醒，有力咳嗽，撤機(jī)后能夠自主呼吸；（3）血流動力學(xué)穩(wěn)定，無心臟缺血表現(xiàn)，心率≤120 次/min，停用鎮(zhèn)靜類藥物和血管升壓藥；（4）血紅蛋白≥80 g/L[9]。但上述判斷方法對醫(yī)師的要求較高，通常需要醫(yī)師具備豐富的臨床經(jīng)驗。此外，上述方法沒有固定的評估標(biāo)準(zhǔn)?？芍貜?fù)性較差，也無法對患者的呼吸肌功能進(jìn)行評價。因此，仍需要更為行之有效、可重復(fù)性好且操作簡便的評價方法對機(jī)械通氣患者脫機(jī)進(jìn)行評估。

2 床旁超聲預(yù)測脫機(jī)指標(biāo)

2.1 膈肌功能 膈肌在呼吸運動中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，是最主要的呼吸肌。對重癥患者實施機(jī)械通氣可保障其生命安全，維持相關(guān)指標(biāo)處于正常狀態(tài)。然而長期使用機(jī)械通氣會引起膈肌活動性能力下降或增厚率過低，導(dǎo)致膈肌功能障礙，使機(jī)械通氣時間延長，造成脫機(jī)困難[10]。因此，膈肌功能是決定患者能否脫機(jī)的關(guān)鍵因素之一。多種因素均可能引起膈肌功能障礙，如神經(jīng)肌肉疾病、心臟外科手術(shù)或上腹部手術(shù)、慢性嗜酒、機(jī)械通氣導(dǎo)致的非肌肉相關(guān)疾病營養(yǎng)不良、膈肌廢用性萎縮、危重病、低灌注等[11]。除此之外，因機(jī)械通氣引發(fā)的感染和ICU 獲得性衰弱等也可能影響膈肌的正常生理功能[12]。由于膈肌功能受到上述多種因素的影響，膈肌功能障礙是撤機(jī)失敗的重要原因之一，因此對膈肌功能進(jìn)行檢測能夠為撤機(jī)的預(yù)判提供參考指標(biāo)。

床旁超聲是近年來在臨床上廣泛應(yīng)用的重癥監(jiān)護(hù)設(shè)備之一，具有準(zhǔn)確性高、無創(chuàng)、高效、床旁、可重復(fù)操作和可重現(xiàn)性等優(yōu)點。相較于經(jīng)膈壓力測量和膈肌電磁刺激等膈肌測量方法，超聲圖像更具直觀性，能夠把獲取的圖像轉(zhuǎn)化為量化指標(biāo)，可直接顯示膈肌位置并進(jìn)行動態(tài)檢測，從而評估拔管成功率、量化呼吸肌力量、評估機(jī)械通氣患者膈肌萎縮程度等[13]。在實際應(yīng)用中，如何將獲取的超聲圖像轉(zhuǎn)化為精確的預(yù)測數(shù)據(jù)是床旁超聲使用的關(guān)鍵。運用床旁超聲能夠?qū)﹄跫」δ艿亩鄠€相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，如膈肌的厚度（diaphragm thickness，DT）、增厚率（diaphragm thickening fraction，DTF）、活動度（diaphragmatic displacement，DD）、膈肌-呼吸淺快指數(shù)（diaphragmatic-rapid shallow breathing index，D-RSBI）等，其中目前對撤機(jī)成功率進(jìn)行評估的最佳指標(biāo)為DD 和DTF[14-15]。在內(nèi)科ICU中，使用床旁膈肌超聲檢測符合脫機(jī)拔管標(biāo)準(zhǔn)的患者，最佳的檢測時機(jī)為：（1）拔管后24 h 內(nèi)；（2）機(jī)械通氣治療為A/C 模式且人機(jī)協(xié)調(diào)；（3）SBT＞30 min[16]。

2.1.1 膈肌活動度 DD 是指膈肌吸氣末和呼吸末之間的位移?？捎行ПO(jiān)測膈肌功能，輔助臨床準(zhǔn)確判斷撤機(jī)時機(jī)。有報道顯示，健康成年人右側(cè)DD平均值為（6.6±1.3）cm，左側(cè)為（7.3±1.0）cm，而當(dāng)DD＜10 mm時，脫機(jī)失敗的風(fēng)險明顯增加[17-18]。隨著機(jī)械通氣時間的延長，脫機(jī)的困難性也隨之上升。有研究對重度慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmoriary disease，COPD）困難脫機(jī)組和成功脫機(jī)組患者的DD 進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在SBT 1 h時前者的DD 明顯小于后者，該項檢測具有較高的敏感度和特異度[19]。有學(xué)者對DD 與撤機(jī)敏感度之間的關(guān)系進(jìn)研究，研究對象為41 例IMV 時間超過48 h 且不存在膈肌功能障礙的患者，發(fā)現(xiàn)當(dāng)DD 為1.08 cm時，患者成功撤機(jī)的敏感度和特異度均較高，分別為80.77%和80.00%，提示DD 在反應(yīng)脫機(jī)是否成功方面具有較好的預(yù)測價值[20]。

2.1.2 DT 和DTF DT 為膈肌在胸廓對合帶處胸膜與腹膜之間的距離。臨床研究顯示，與健康人群相比，撤機(jī)失敗患者的DT 明顯增厚[21]，ICU 中膈肌厚度＞1.55 mm 的患者，插管率和死亡率均高于膈肌厚度＜1.55 mm 的患者[22]。DTF 為膈肌在呼吸過程中膈肌厚度的變化程度，計算公式為：（吸氣末DT-呼吸末DT）/呼氣末DT×100%。一項納入11 項研究，涉及436 例患者的膈肌和肺部超聲預(yù)測脫機(jī)結(jié)果的薈萃分析表明，DTF 預(yù)測脫機(jī)成功的綜合敏感度為0.85，綜合特異度為0.74，盡管研究之間存在高度異質(zhì)性等局限性，但DTF 在預(yù)測脫機(jī)結(jié)果方面顯示出了良好的應(yīng)用前景[23]。還有學(xué)者前瞻性地對DTF 判斷機(jī)械通氣撤機(jī)的敏感度和特異性進(jìn)行研究，對64 例肺源性膿毒癥患者進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)可變負(fù)壓觸發(fā)值為2時，預(yù)測簡單脫機(jī)的截斷值為25.5，ROC AUC 為0.90，此時DTF 的敏感度最高（97%），特異度為81%[24]。另有研究比較了潮氣量+呼吸頻率組合法和超聲法預(yù)測機(jī)械通氣患者脫機(jī)成功的敏感度和特異度，發(fā)現(xiàn)當(dāng)超聲監(jiān)測機(jī)械通氣患者SBT 期間膈肌功能的DTF 為30%時，脫機(jī)成功的敏感度和特異度最高，且預(yù)測脫機(jī)結(jié)果的準(zhǔn)確性明顯高于潮氣量+呼吸頻率組合法[25]。還有學(xué)者對重癥患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)以DTF 為36%作為截斷值時，敏感度和特異度均較高，撤機(jī)的成功率也較高[26]。上述研究表明，采用床旁超聲對機(jī)械通氣患者的DT 和DTF 進(jìn)行檢測，對于評估是否成功撤機(jī)具有重要意義。

2.1.3 D-RSBI 大部分研究者認(rèn)為，RSBI 是預(yù)測撤機(jī)結(jié)果的良好指標(biāo)之一，但對于長期機(jī)械通氣患者而言，RSBI 的預(yù)測價值相對較低。有學(xué)者將DD 替代潮氣量（tidal volume，VT），由此建立了D-RSBI 檢測法，計算公式為：呼吸頻率（respiration rate，RR）/DD。該研究發(fā)現(xiàn)，將D-RSBI≤1.73 次/（min·mm）為標(biāo)準(zhǔn)對撤機(jī)成功進(jìn)行預(yù)測時，敏感度和特異度分別為76.3%和93.1%；將RSBI≤50.9 次/（min·mm）為標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測撤機(jī)成功時，敏感度和特異度分別為91.5% 和86.2%[27]。另有學(xué)者也認(rèn)為，D-RSBI 檢測中使用的參數(shù)更能客觀反映患者的實際情況，因此更適用于臨床上述準(zhǔn)確預(yù)測脫機(jī)結(jié)果，從而指導(dǎo)機(jī)械通氣患者的脫機(jī)時機(jī)。

有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，RSBI 預(yù)測撤機(jī)成功的特異度高于M 型超聲左側(cè)和右側(cè)DD，但敏感度則低于后者；而當(dāng)將RSBI、M 型超聲左側(cè)和右側(cè)DD 聯(lián)合應(yīng)用時，預(yù)測撤機(jī)成功的準(zhǔn)確性高于單獨使用任何一種方法，敏感度和特異度均較高[28]。該研究表明，將RSBI、M 型超聲左側(cè)和右側(cè)DD 聯(lián)合應(yīng)用能夠更為全面地對患者的膈肌功能進(jìn)行評估，從而提高預(yù)測撤機(jī)成功的準(zhǔn)確性。

2.2 肺部超聲評分（lung ultrasound score，LUS）LUS是在臨床上廣泛應(yīng)用的監(jiān)測方法，能夠?qū)颊叩牟∏檫M(jìn)行評估。對于機(jī)械通氣患者，LUS 可通過評分結(jié)果量化肺部通氣情況，從而對是否脫機(jī)成功進(jìn)行預(yù)測。其中，LUS 的評分越高，則患者脫機(jī)的失敗風(fēng)險也隨之上升，當(dāng)LUS＞17 分時拔管失敗的風(fēng)險增加，而LUS＜13 分時則表明脫機(jī)的成功率更大[29]。有學(xué)者對76 例ICU 中接受機(jī)械通氣的腹腔感染患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)SBT 失敗組SBT 前后LUS 評分顯著高于SBT 成功組；ROC 曲線分析顯示，SBT 前LUS 評分預(yù)測SBT 失敗的ROC 曲線下面積（area under curve，AUC）為0.82；拔管失敗組拔管前后的LUS 評分顯著高于拔管成功組，提示LUS 評分可有效預(yù)測機(jī)械通氣患者的SBT 結(jié)局、拔管后再插管的風(fēng)險[30]。另有學(xué)者對老年膿毒癥患者機(jī)械通氣撤機(jī)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)撤機(jī)成功組患者的LUS 分值明顯低于撤機(jī)失敗組，當(dāng)截斷值為15.5 分時，對老年膿毒癥患者機(jī)械通氣撤機(jī)成功的預(yù)測價值較高[31]。另有學(xué)者以80 例患有不同肺部疾病的機(jī)械通氣新生兒作為對象，對肺部超聲檢查在預(yù)測機(jī)械通氣新生兒脫機(jī)成功率方面的價值進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)把脫機(jī)失敗的新生兒拔管前后的LUS 分值顯著高于脫機(jī)成功的新生兒；拔管前LUS 在截斷值為4 分時預(yù)測新生兒脫機(jī)成功的敏感度為83%，特異度為88%，而拔管后LUS 的敏感度為89%，特異度為90%，可在為6 分的臨界點預(yù)測新生兒脫機(jī)成功，該研究提示LUS 是一種快速、無創(chuàng)、重復(fù)且可靠的工具，可用于預(yù)測通氣新生兒脫機(jī)成功與否[32]。上述研究均表明，LUS 有望成為判斷ICU 患者脫機(jī)是否成功的重要指標(biāo)。

2.3 容量反應(yīng)性評估 下腔靜脈（inferior vena cava，IVC）是人體中最大的靜脈干，其血管壁相對較薄，順應(yīng)性也較好?；谏鲜鎏攸c，IVC 內(nèi)徑及其隨呼吸運動的變異率能夠作為評估重癥患者容量反應(yīng)性的指標(biāo)。下腔靜脈變異度（inferior vena cava variability，ΔIVC）能夠較好地反映患者液體容量性，而使用床旁超聲能夠準(zhǔn)確地對該指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。有研究表明，床旁超聲能夠檢測休克患者的進(jìn)行性失血，同時還可用于指導(dǎo)體液復(fù)蘇[33]。

隨著ΔIVC 檢測在臨床上的應(yīng)用，除了被用于容量反應(yīng)性的評估之外，研究人員還發(fā)現(xiàn)可將其用于預(yù)測機(jī)械通氣脫機(jī)的結(jié)果。有學(xué)者采用床旁超聲對心功能不全患者的ΔIVC 進(jìn)行監(jiān)測，以期明確ΔIVC 在心功能不全患者困難脫機(jī)中的預(yù)測價值，該研究利用SBT 將99 例患者分為成功脫機(jī)組和困難脫機(jī)組，發(fā)現(xiàn)前者的ΔIVC 顯著高于后者，該方法的診斷特異性也較高，提示床旁超聲監(jiān)測ΔIVC對預(yù)測心功能不全患者困難脫機(jī)具有一定的指導(dǎo)價值[34]。還有學(xué)者為探討床旁超聲監(jiān)測ΔIVC 對機(jī)械通氣患者SBT 前脫機(jī)的預(yù)測價值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)脫機(jī)成功組的ΔIVC 顯著高于脫機(jī)失敗組，床旁超聲預(yù)測SBT 前脫機(jī)結(jié)果為0.76，以ΔIVC=50%作為有容量反應(yīng)性的截斷值，預(yù)測脫機(jī)成功的敏感性為81.8%，特異性為79.2%，該研究表明床旁超聲對機(jī)械通氣患者SBT 前ΔIVC 進(jìn)行評估可預(yù)測脫機(jī)結(jié)局，指導(dǎo)臨床輸液管理[35]。

除此之外，ΔIVC 還可被用于指導(dǎo)臨床體液管理。有學(xué)者認(rèn)為，在脫機(jī)前對體液進(jìn)行適當(dāng)控制能夠顯著縮短機(jī)械通氣的時間，從而提高脫機(jī)成功率，特別在脫機(jī)前24 h 內(nèi)進(jìn)行體液管理效果更好[36]。有研究發(fā)現(xiàn)，在SBT 后無機(jī)械通氣下利用超聲監(jiān)測呼吸衰竭患者下腔靜脈直徑及變異率，評估患者的容量狀態(tài)，脫機(jī)成功率明顯高于常規(guī)SBT組，提示利用超聲評估下腔靜脈后進(jìn)行容量調(diào)整可以明顯提高呼吸衰竭患者脫機(jī)成功率[37]。

2.4 心臟超聲 心功能不全是脫機(jī)失敗的最常見因素。心臟超聲能夠?qū)ψ笮氖沂鎻埞褪湛s功能進(jìn)行監(jiān)測，因此可用于評估脫機(jī)過程中的左心室功能狀況。有學(xué)者通過系統(tǒng)回顧和薈萃分析探討了心臟超聲參數(shù)與撤機(jī)失敗之間的關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)撤機(jī)失敗與較高的二尖瓣血流速度與舒張早期二尖瓣環(huán)運動速度比值（E/e’）顯著相關(guān)，而與左室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）和E/A比無關(guān)，提示撤機(jī)失敗與左室舒張功能惡化及左室充盈壓升高有關(guān)，但利用LVEF 評估撤機(jī)失敗與左室收縮功能障礙之間的關(guān)系尚未明確，仍需要更多的研究來闡明該問題及右心室功能在其中的作用[38]。危重患者在呼吸撤機(jī)期間可能會出現(xiàn)不同程度的暫時性心肌功能障礙，這可能對撤機(jī)結(jié)局產(chǎn)生影響，因此有學(xué)者采用心臟超聲評估在撤機(jī)期間心肌是否存在暫時性舒張功能障礙。該研究研究共納入181 例機(jī)械通氣撤機(jī)的心源性休克患者，發(fā)現(xiàn)不能耐受T 管試驗的患者E/e’比值、惡化的應(yīng)變（strain，S）和應(yīng)變率比值（strain rate，SR）均顯著增加；在撤機(jī)失敗的患者中，E/e’比值、S 和SR 值均明顯增加，該研究表明心臟超聲可能有助于檢測可能對撤機(jī)產(chǎn)生重大影響的無癥狀舒張和收縮功能障礙或嚴(yán)重的功能性二尖瓣關(guān)閉不全（mitral regurgitation，MR）[39]。

但目前尚未有研究能夠證實心臟超聲能夠用于指導(dǎo)脫機(jī)，從而縮短脫機(jī)時間和改善患者預(yù)后。但心臟超聲可用于分析脫機(jī)失敗是否與心源性因素相關(guān)，從而有助于抑制擬定治療方案。心臟超聲在臨床脫機(jī)過程中的指導(dǎo)價值尚未有定論，仍需要通過大量臨床相關(guān)研究加以證實。

床旁超聲是一種無創(chuàng)且具有實時性的檢測方法，能夠反映患者的疾病情況，同時還可將其應(yīng)用于脫機(jī)治療前后的療效監(jiān)測，評估有創(chuàng)通氣患者困難脫機(jī)。但文中所述的任何單一超聲預(yù)測指標(biāo)均存在局限性，因此僅憑單一檢測方法無法對患者的病情進(jìn)行全面評估，在臨床實際應(yīng)用中仍需結(jié)合多個指標(biāo)，多項超聲參數(shù)進(jìn)行綜合評估，從而通過動態(tài)監(jiān)測評價患者的實際情況，從而指導(dǎo)撤機(jī)時機(jī)，提高脫機(jī)成功率。