基于超声评估的膈肌指标在重症肺炎机械通气患者脱机中的应用.pdf

医学影像学杂志2024年第34 卷第3 期 J Med Imaging Vol.34 No.3 2024基于超声评估的膈肌指标在重症肺炎机械通气患者脱机中的应用钟林，汪敏，张洁杭州医学院附属平湖医院 平湖市第一人民医院ICU 浙江 嘉兴 314200【摘 要】目的评价基于超声评估的膈肌及其衍生指标在重症肺炎机械通气患者脱机拔管中的预测价值。方法选取收治的重症肺炎接受有创机械通气治疗的 72 例患者。所有患者均达到脱机标准，在通过自主呼吸试验（SBT）后给予脱机拔管，观察脱机 48 h 内患者的呼吸、氧合等状态，并根据脱机结局分为脱机成功组和脱机失败组。比较两组患者的基本资料和脱机前的监测指标；与 RSBI 作对比，利用受试者工作特征曲线（ROC 曲线）评价 DD、DTF、D-RSBI 三个指标对患者脱机成功的预测价值。结果脱机成功组机械通气时间（210.40 92.28）h、RR（15.62 3.34）次/min、DD（16.41 3.23）mm、DTF（32.98 7.03）%、D-RSBI（1.19 0.26）次/min mm，脱机失败组机械通气时间（339.90 126.13）h、RR（18.43 4.86）次/min、DD（14.14 3.10）mm、DTF（24.00 5.53）%、D-RSBI（1.69 0.34）次/min mm，差异有统计学意义（P0.05）。利用 ROC 曲线，将尤登指数最大者作为最佳临界值，RSBI 最佳临界值为 60.69 次/（min L），AUCROC为0.79；DD 最佳临界值为 12.60 mm，AUCROC为 0.70；DTF 最佳临界值为 30.00%，AUCROC为 0.84；D-RSBI 最佳临界值为1.36 次/min mm，AUCROC为 0.87。其中 D-RSB 预测脱机成功 ROC 曲线下面积最大，预测价值最优。结论DD、DTF、D-RSBI 对重症肺炎机械通气脱机均有较好的预测价值，其中 D-RSBI 预测效果最佳。【关键词】超声检查；膈肌；重症肺炎；机械通气；脱机中图分类号：R445.1；R563.1 文献标识码：A 文章编号：1006-9011（2024）03-0035-04Application of diaphragm index based on ultrasonic evaluation in weaning of patients with severe pneumonia undergoing mechanical ventilationZHONG Lin，WANG Min，ZHANG JieDepartment of ICU，Pinghu Hospital Affiliated to Hangzhou Medical College The First Peoples Hospital of Pinghu，Jiaxing 314200，China【Abstract】ObjectiveTo evaluate the predictive value of diaphragmatic muscle and its derived indicators based on ultrasonic evaluation in weaning of mechanical ventilation patients with severe pneumonia.MethodsThe patients with severe pneumonia admitted who received invasive mechanical ventilation were selected as the study objects.All patients reached the offline standard.After passing the SBT screening，they were given offline decannulation.Their respiratory and oxygenation status within 48 hours of offline were observed.They were divided into offline success group and offline failure group according to the offline outcome.The basic data and monitoring indexes before offline were compared between the two groups；Compared with RSBI，the predictive value of DD，DTF and D-RSBI on the success of weaning was evaluated by using the ROC curve.ResultsIn weaning group，mechanical ventilation time was（210.40 92.28）h，RR was（15.62 3.34）times/min，DD was（16.41 3.23）mm，DTF was（32.98 7.03）%，and D-RSBI was（1.19 0.26）times/min mm.In offline failure group，mechanical ventilation time was（339.90 126.13）h，RR was（18.43 4.86）times/min，DD was（14.14 3.10）mm，DTF was（24.00 5.53）%，and D-RSBI was（1.69 0.34）times/min mm.There was a statistical difference（P0.05）.Using the ROC curve，taking the largest Youden index as the optimal critical value，the optimal critical value of RSBI was 60.69 times/（min L），AUCROCwas 0.79；The optimal critical value of DD was 12.60mm，AUCROCwas 0.70；The optimal critical value of DTF was 30.00%，AUCROCwas 0.84；The optimal critical value of D-RSBI was 1.36 times/min mm，AUCROCwas 0.87.Among them，D-RSBI had the largest area under the ROC curve for offline successful prediction and the best prediction value.ConclusionDD，DTF and D-RSBI have good predictive value for weaning from mechanical ventilation in severe pneumonia，of which D-RSBI is the best.【Key words】Ultrasound；Diaphragm；Severe pneumonia；Mechanical ventilation；Offline重症肺炎是临床最常见的重症感染性疾病之一，其病死率超过20%1。机械通气可以保障气道基金项目：浙江省医药卫生科技计划项目（编号：2023XY180）；杭州医学院科技创新引导基金项目（编号：CX2022020）作者简介：钟林（1987-），男，本科学历，副主任医师，主要从事重症医学相关研究工作35医学影像学杂志2024年第34 卷第3 期 J Med Imaging Vol.34 No.3 2024通畅，改善呼吸顺应性，同时减少呼吸功耗，利于机体氧供和氧需平衡，是治疗重症肺炎救治的重要手段。但随着机械通气时间的延长，同样也会带来诸多并发症，直接影响患者临床预后2。因此，如何准确地评估患者脱机拔管的时机，避免过早或延迟脱机拔管带来的风险就尤为重要3。膈肌是人体最重要的呼吸肌，对机体通气量的大小起主要作用，是机械通气患者能否顺利脱机拔管的重要因素4。本文通过超声手段测量并计算膈肌移动度（diaphragmatic displacement，DD）、膈肌增厚分数（diaphragm thickening fraction，DTF）、膈肌浅快呼吸指数（diaphragmatic rapid shallow breathing index，D-RSBI）用于反映膈肌功能，并评价各指标在重症肺炎机械通气患者中预测脱机结局的能力。1资料与方法1.1一般资料选取2022年1月至2022年10月本院ICU收治的重症肺炎接受有创机械通气治疗，达到脱机标准，计划脱机的72例患者，其中男性47例，女性25例，年龄3285岁，平均年龄（60.6 9.3）岁。根据脱机结局将患者分为脱机成功组52例和脱机失败组20 例。纳入标准：1）年龄18 岁；2）诊断为重症肺炎5；3）气管插管机械通气时间48 h；4）达到临床脱机标准6。排除标准：1）观察期间气管切开者；2）有严重颅脑疾病者；3）有神经肌肉疾病者；4）胸腔手术后、胸廓畸形、大量胸腔积液、膈疝、气胸者；5）肥胖、腹腔高压等影响膈肌超声检查者。两组患者一般资料比较，显示机械通气时间差异有统计学意义（P35次/min或8次/min；潮气量（VT）105次/（min L）；指脉氧饱和度（SPO2）140次/min或较基础增加20。1.2.2膈肌超声检查采用索诺声 M-Turbo 超声仪，操作由具有重症超声资质的医师完成，患者取仰卧位，床头抬高30，在脱机前测量并计算右侧膈肌DD、DTF、D-RSBI，取连续 3 个呼吸周期的平均值。1）DD测量：选用25 MHz频率超声探头，方向指向右肩，在右侧季肋区下方进行检查，声束经肝脏垂直于膈肌，取膈肌移动幅度最大处，冻结图像，分别测量吸气末和呼气末膈肌距基线的距离（图1），其差值即为DD；2）DTF计算：选用613 MHz频率超声探头，方向垂直于胸壁，在右腋中线处沿肋间隙由下往上进行扫查，直至清晰显示膈肌脚，冻结图像，分别测量吸气末和呼气末膈肌厚度（图2）。DTF=（吸气末膈肌厚度-呼气末膈肌厚度）/呼气末膈肌厚度100；3）D-RSBI计算：D-RSBI=RR/DD。1.2.3脱机结局评判标准脱机48 h内患者不需要无创机械通气或者重新气管插管，则判定为脱机成功。如果患者出现气促明显、氧合指标下降等，需要无创机械通气或经鼻高流量氧疗，甚至重新气管插管机械通气治疗，则判定为脱机失败。1.3观察指标收集患者的一般资料，包括性别和年龄构成、机械通气时间、APACHE 评分、既往病史、合并症、营养指标、药物使用情况等；记录SBT期间心率、呼吸频率、平均动脉压、血气指标、浅快呼吸指数（RSBI）、DD、DTF、D-RSBI等。1.4统计学分析采用 SPSS19.0 软件对数据进行处理和分析。计量资料以-x s表示，采用检验，计数资料以n或者%表示，采用2检验或Fisher确切概率法；利用受表1两组患者一般资料比较（-x s）组别性别（男/女）年龄（岁）体重指数（kg/m2）机械通气时间（h）APACHE评分（分）吸烟史 n（%）合并症 高血压 n（%）糖尿病 n（%）COPD n（%）心脏病 n（%）肾脏病 n（%）脑血管病 n（%）白蛋白（g/L）血红蛋白（g/L）药物使用情况 糖皮质激素 n（%）血管活性药物 n（%）脱机成功组（n=52）33/1959.9 8.923.75 3.65210.40 92.2817.17 2.5812（23.08）22（42.31）5（9.62）8（15.38）15（28.85）2（3.85）3（5.77）32.31 3.23115.26 17.218（15.38）7（13.46）脱机失败组（n=20）14/663.1 9.524.04 4.11339.90 126.1318.35 3.415（25.00）8（40.00）3（15.00）3（15.00）5（25.00）2（10.00）2（10.00）31.76 3.18112.2 15.543（15.00）5（25.00）2/t0.271.340.294.801.580.030.380.420.030.111.040.400.650.690.110.67P0.600.180.770.010.120.860.540.510.870.740.300.530.520.490.750.4136医学影像学杂志2024年第34 卷第3 期 J Med Imaging Vol.34 No.3 2024试者工作特征曲线（ROC 曲线）评价 RSBI、DD、DTF、D-RSBI四个指标对患者脱机成功的预测价值，以 P0.05为差异具有统计学意义。2结果2.1两组患者脱机前监测指标比较脱机成功组 RR（19.62 3.34）次/min、RSBI（47.73 10.85）次/min L、DD（16.41 3.23）mm、DTF（32.98 7.03）%、D-RSBI（1.19 0.26）次/min mm，脱 机 失 败 组 RR（23.43 4.86）次/min、RSBI（61.81 13.59）次/min L、DD（14.14 3.10）mm、DTF（24.00 5.53）%、D-RSBI（1.69 0.34）次/min mm，各指标比较差异有统计学意义（P0.05），其余指标比较差异无统计学意义，见表2。2.2RSBI、DD、DTF、D-RSBI对脱机的预测价值利用ROC曲线，将尤登指数最大者作为最佳临界值。结果显示 RSBI、DD、DTF、D-RSBI 对脱机均有较好的预测价值，其中D-RSBI预测价值最优，见表3、（图3）。3讨论机械通气作为重要的生命支持手段，可以迅速改善患者的缺氧症状，在重症肺炎救治中扮演着重要角色。但机械通气同样改变了患者的正常呼吸生理，口腔防御能力下降，气道黏膜损伤，加上肢体约束、言语功能失效、镇痛镇静药物使用等，导致并发症发生率增高7-9。因此，如何准确选择拔管时机是临床医师面临的重要难题，自主呼吸试验（SBT）是脱机筛查的常用方法，通过观察患者在断开呼吸机或低水平呼吸支持状态下各呼吸指标的变化，达到预测脱机拔管的目的10。其中RSBI是SBT过程中指导脱机的重要指标，可一定程度上反映呼吸肌功能，当RSBI105次/min mm时可考虑脱机。但SBT过程中辅助呼吸肌可在一定时间内代偿性维持潮气量，导致 RSBI 升高不明显，直接影响对脱机的判定11。同时，有研究12-14表明即使通过 SBT，仍有123图1膈肌移动度（DD）测量。图2膈肌增厚分数（DTF）测量。图3RSBI、DD、DTF、D-RSBI预测脱机成功的ROC 曲线。表2两组患者脱机前监测指标比较（-x s）组别HR（次/min）RR（次/min）MAP（mmHg）PaO2/FiO2PaO2（mmHg）PaCO2（mmHg）RSBI（次/min L）DD（mm）DTF（%）D-RSBI（次/min mm）脱机成功组（n=52）82.56 5.7519.62 3.3483.12 12.31289.42 70.12104.45 29.1337.12 5.4347.73 10.8516.41 3.2332.98 7.031.19 0.26脱机失败组（n=20）84.97 8.9623.43 4.8685.19 14.12266.76 47.2698.59 21.4739.27 8.1861.81 13.5914.14 3.1024.00 5.531.69 0.342/t1.353.780.611.330.821.304.592.705.136.69P0.180.010.540.190.420.200.010.010.010.01表3RSBI、DD、DTF、D-RSBI对脱机的预测价值监测指标RSBI（次/min L）DD（mm）DTF（%）D-RSBI（次/min mm）最佳临界值60.6912.6030.001.36曲线下面积（95%CI）0.79（0.670.90）0.70（0.570.83）0.84（0.740.94）0.87（0.780.95）敏感度（%）84.663.569.280.8特异度（%）65.065.085.075.0P0.010.010.010.0137医学影像学杂志2024年第34 卷第3 期 J Med Imaging Vol.34 No.3 202422%35%的患者出现脱机失败，其中膈肌功能障碍是最主要的原因之一。超声技术是目前 ICU 评估膈肌功能的主要手段15。通过与 RSBI作比较，结果显示 DD、DTF、D-RSBI 对脱机均有良好的预测价值，其中 DTF、D-RSBI要优于RSBI。本文中DD预测脱机成功的可靠性低于RSBI，原因可能是本文采用低水平压力支持通气进行 SBT，正压通气会出现膈肌的被动位移。因此，机械通气状态下DD并不能准确反映膈肌的收缩功能，可能会影响最终的预测效果16。相对于DD，DTF 能更可靠的反映膈肌功能，这与林一娟等17的研究结果基本一致。当然，膈肌本身较薄，DTF的测量对操作者的要求也更高18。D-RSBI主要使用DD来代替潮气量，以此将膈肌功能考虑到脱机因素中，兼顾了呼吸中枢、呼吸肌以及呼吸负荷三者之间的关系，这可能也是D-RSBI判断脱机成功优于DD、DTF的原因19。当然，使用单一的膈肌指标来预测脱机的成功率是有缺陷的。研究显示，DTF与肺部的通气程度密切相关，SBT过程中如果肺通气量损失较大，会出现呼吸肌做功阻力增加，DTF值增大。在这种情况下，呼吸肌容易发生疲劳而不利于潮气量的产生，这可能是SBT成功后脱机失败的原因之一。另外，根据DD、DTF产生机制不同，DD可间接反映肺通气功能，DTF则主要反映膈肌收缩功能，临床中常遇到膈肌指标彼此不同步的情况。所以，把膈肌功能作为脱机拔管的预测指标时，需要结合临床进行更准确的分析和解读。本文的局限性：1）本文主要基于膈肌功能障碍进行，并不能完全排除受试者同时存在多种危险因素而导致脱机失败；2）在超声膈肌评估中，考虑左侧胃肠气体对膈肌检查的影响，本文选择右侧膈肌作为检查对象，可能会遗漏部分单侧膈肌功能障碍的患者；3）未对受试者进行腹内压监测，不能完全排除腹腔压力差异对膈肌测量结果的影响；4）本文为单中心分析，所纳入的样本量相对较少，后续需要进一步扩大样本量进行研究。综上所述，DD、DTF、D-RSBI能反映膈肌功能，对重症肺炎机械通气脱机均有较好的预测价值，其中D-RSBI预测效果最佳。如遇到各指标间彼此不同步的情况，应结合临床病情，尽快找出原因，保证患者脱机安全。参考文献：1HRAIECH S，ALINGRIN J，DIZIER S，et al.Time to intubation is associated with outcome in patients with communityacquired pneumonia J.PLoS One，2013，8（9）：74937-74942.2赖国祥.机械通气并发症及其防治 J.中国医师进修杂志，2009，32（10）：4-6.3陈文秀，穆心苇.超声在机械通气患者撤机过程中的应用现状 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