淺快呼吸指數相關指標預測脫機結局的價值分析

周明素,馬鎮凡,賈晉太,張 棟,劉 燕

(長治醫學院附屬和平醫院,1.重癥醫學科,2.麻醉科,山西 長治,046000)

成功脫離機械通氣(脫機)是機械通氣治療患者的最終目標。過早脫機導致的再插管與患者病死率升高相關，而延遲脫機則會導致呼吸機相關并發癥增加[1-2]。因此，應用恰當的指標指導適時脫機具有重要意義。有學者[3]用呼吸頻率(RR)除以潮氣量(VT)得到淺快呼吸指數(RSBI)來指導脫機。RSBI因計算簡單已成為臨床最常用的脫機指標之一，但其特異性低，臨床價值有限[4]。近年來，膈肌超聲成像被普遍地用于指導脫機[5-6]。SPADARO S等[1]用超聲測量的膈肌位移(DE)替代RSBI計算公式中的VT得到了膈肌淺快呼吸指數(D-RSBI),與RSBI相比,D-RSBI預測脫機結局的準確性更高。膈肌增厚率(DTF)類似于心臟的射血分數，與膈肌力量有很強的相關性[7]。用DTF替代RSBI計算公式中的VT得到的膈肌增厚淺快呼吸指數(DT-RSBI)同樣能預測脫機結局[8]。本研究比較了D-RSBI、DT-RSBI、RSBI對脫機結局的預測價值，現將結果報告如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料

選擇2020年1—10月本院重癥醫學科(ICU)接受經口氣管插管機械通氣超過48 h且首次嘗試脫機的患者作為研究對象。納入標準:① 機械通氣時間>48 h者;② 導致機械通氣的疾病已好轉者;③ 氧合穩定[氧合指數≥200 mmHg,呼氣末正壓(PEEP)≤5 cmH2O,吸入氧濃度(FiO2)≤0.4]者;④ 血流動力學穩定，無心肌缺血的動態變化，臨床無明顯低血壓[未使用或僅使用低劑量血管活性藥物，如多巴胺或多巴酚丁胺<5μg/(kg·min)或去甲腎上腺素<0.05 μg/(kg·min)]者;⑤ 有自主呼吸能力者;⑥ 鎮靜程度評估表(RASS)評分-1～1分者。排除標準:① 年齡<18歲者;② 妊娠期或腫瘤終末期患者;③ 有胸腔或腹腔閉式引流、氣胸或縱隔氣腫者;④ 神經肌肉疾病患者;⑤ 嚴重心、肝、腎等臟器功能不全或血流動力學不穩定者;⑥ 頭部或脊髓損傷者;⑦ 有膈肌麻痹病史者;⑧ 氣管造口術者;⑨ 圖像質量差者。本研究獲得本院醫學倫理委員會審核批準，且所有患者家屬均簽署書面知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 資料收集:記錄患者的年齡、性別、基本生命體征、氣管插管原因、急性生理功能和慢性健康狀況評分系統Ⅱ(APACHEⅡ)評分、動脈血氣分析結果、血電解質值、機械通氣時間、總住院時間等。由ICU中專業的呼吸治療師對患者進行低水平持續氣道正壓通氣(CPAP)模式2 h自主呼吸試驗(SBT)。在SBT結束時或SBT失敗時，使用床旁超聲測量患者右側膈肌的吸氣末膈肌厚度(Tdi-insp)、呼氣末膈肌厚度(Tdi-exp)、DE,同時記錄患者的RR和VT,計算出DTF和RSBI,用DTF和DE分別替代RSBI計算公式中的VT得到DT-RSBI和D-RSBI?；颊呙摍C與否由其主管醫生或專業的呼吸治療師根據臨床情況決定，主管醫生或呼吸治療師均對膈肌超聲測量結果不知情。

1.2.2 膈肌厚度、DTF測量:使用GE healthcare venue 40超聲機測量?；颊呷“肱P位，床頭抬高20～40 °,選擇7.5～10.0 MHz高頻線陣探頭，將探頭放置于右側腋中線和腋前線之間的第8～10肋間隙間，探頭標識方向朝向頭側，先在B超下找到膈肌的3層結構(膈胸膜、腹膜、膈肌肌肉)，再選用M型超聲獲得1幅圖像。在同一幅M型超聲圖像中,3次呼吸循環中測量Tdi-insp和Tdi-exp,Tdi-insp為M型超聲圖像中膈肌最厚時的厚度,Tdi-exp為M型超聲圖像中膈肌最薄時的厚度，膈胸膜與腹膜之間的垂直距離為膈肌厚度，測量3次取平均值。DTF=(Tdi-insp-Tdi-exp)/Tdi-exp×100%。

1.2.3 DE測量:患者取半臥位，床頭抬高20～40°,選擇3.5～5.0 MHz的凸陣探頭放置于右側鎖骨中線和腋前線之間的肋下區域，探頭方向盡可能朝向頭背方向，使聲束到達并垂直于膈肌中后1/3部位，先在B型超聲下找到膈肌，再在理想的二維圖像基礎上應用M型超聲顯示膈肌運動,M型超聲取樣線指向膈肌頂部并與長軸夾角<30 °以獲得最大的膈肌活動度。分別測量吸氣末及呼氣末膈肌距基線的距離。DE=呼氣末膈肌距基線的距離-吸氣末膈肌距基線的距離。從連續3個呼吸循環中測得DE,取其平均值。

1.3 觀察指標

根據脫機結果的不同將患者分為脫機成功組和脫機失敗組。比較2組各指標差異，采用受試者工作特征(ROC)曲線評估各指標對脫機結局的預測價值。脫機成功:患者脫機后48 h內不需要任何有創或無創的呼吸支持而能維持自主呼吸。脫機失敗:SBT失敗[① RR>35次/min或<8次/min;② 動脈血氧飽和度(SaO2)<90%;③ 心率(HR)>140 次/min或變化>20%,出現新發的心律失常;④ 收縮壓>180 mmHg或<90 mmHg;⑤ 出現呼吸困難、煩躁、大汗或明顯焦慮]，或拔管后48 h內需要任何有創或無創的通氣或再插管。

1.4 統計學分析

2 結 果

2.1 一般資料比較

本研究最終納入患者32例，其中脫機成功組19例，脫機失敗組13例(6例患者SBT失敗再次進行輔助通氣,7例患者成功通過SBT拔管后因呼吸窘迫再次插管)。2組性別、年齡、體質量指數(BMI)、APACHE Ⅱ評分、氣管插管原因、SBT前參數和總住院時間比較，差異無統計學意義(P>0.05),脫機失敗組28 d病死率高于脫機成功組，差異有統計學意義(P<0.50),見表1。

表1 2組患者一般資料比較

2.2 SBT結束時脫機指標比較

SBT結束時，脫機成功組的DTF、DE高于脫機失敗組,DT-RSBI、D-RSBI、RSBI低于脫機失敗組,RR慢于脫機失敗組，差異均有統計學意義(P<0.05)。2組Tdi-insp、Tdi-exp、VT比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 2組SBT結束時脫機指標比較

2.3 SBT結束或失敗時脫機指標對脫機結果的預測價值

2.3.1 DTF、DE對脫機成功的預測價值:DTF、DE能預測脫機成功(P<0.05),DTF為20.50%預測脫機成功的敏感度、特異度和曲線下面積(AUC)分別為57.90%、84.60%和0.723。DE為0.91 cm預測脫機成功的敏感度、特異度和AUC分別為100.00%、46.20%和0.759,見表3、圖1。

表3 DTF、DE對脫機成功的預測價值

2.3.2 D-RSBI、DT-RSBI、RSBI對脫機失敗的預測價值:D-RSBI、DT-RSBI、RSBI均能預測脫機失敗(P<0.05)。D-RSBI為14.44 次/(min·cm)預測脫機失敗的敏感度、特異度、PLR和NLR分別為92.30%、57.90%、2.19和0.13;DT-RSBI為119.46 次/min預測脫機失敗的敏感度、特異度、PLR和NLR分別為76.90%、78.90%、3.64和0.29。RSBI為66.83 次/(min·L)預測脫機失敗的敏感度、特異度、PLR和NLR分別為76.90%、84.20%、4.87和0.27。D-RSBI、DT-RSBI的準確度均高于RSBI,其中D-RSBI準確度最高(三者AUC分別為0.830、0.810、0.773),見表4、圖2。

表4 DT-RSBI、D-RSBI、RSBI對脫機失敗的預測價值

3 討 論

ICU氣管插管患者一旦能夠承受呼吸負荷時即應該立即拔管，以免發生呼吸機相關膈肌功能障礙、感染和延長ICU入住時間、總住院時間[9-10]。脫機失敗患者往往需要再插管或再次有創通氣，這會導致住院費用增加和病死率、并發癥發生率升高[11]。本研究中，脫機失敗組28 d病死率高于脫機成功組，差異有統計學意義(P<0.05)。VT代表了呼吸系統整體呼吸肌功能而非單純的膈肌功能，發生膈肌功能障礙時，輔助呼吸肌被募集參與呼吸，使VT得以維持正常，但輔助呼吸肌易疲勞，患者脫機后容易發生脫機失敗[1]。本研究中,2組VT比較，差異無統計學意義(P>0.05)。RSBI預測脫機結局準確性不高的原因可能是VT不能特異性地反映膈肌的功能。本研究中，脫機失敗組的RSBI均值為70.17 次/(min·L),RSBI預測脫機失敗的閾值為66.83次/(min·L),遠遠小于其他研究[3]的105 次/(min·L),由此證明即使RSBI<105 次/(min·L)也可能發生脫機失敗，與相關研究[12-13]結論一致。DTF是預測脫機結局的良好指標[14]。本研究結果顯示，脫機成功組的DTF高于脫機失敗組，差異有統計學意義(P<0.05),DTF為20.50%預測脫機成功的敏感度、特異度和AUC分別為57.90%、84.60%和0.723,與相關研究[14-15]結論一致。吸氣時膈肌收縮，膈肌向尾側運動，在超聲圖像上表現為向上位移,DE由膈肌收縮運動產生，能直接反映膈肌本身功能，預測脫機結局[14]。本研究中,2組DE具有顯著差異(P<0.05),DE為0.91 cm預測脫機成功的敏感度、特異度和AUC分別為100.00%、46.20%和0.759,與FARGHALY S等[16]研究結論(臨界值10.50 mm)和 ELSHAZLY M I等[14]研究結論(臨界值1.25 cm)相似，臨界值有差異的原因可能為研究樣本量及研究人種不同。本研究中,DE預測脫機成功的敏感度高達100.00%,但特異度相對較低(可能因為膈肌運動受多方面因素影響，比如胸腹腔壓力增高會影響膈肌運動)。

SPADARO S等[1]研究顯示,D-RSBI預測脫機失敗的閾值為1.3次/(min·mm),敏感度、特異度和AUC分別為94.10%、64.70%和0.89。樊麥英等[17]報道,D-RSBI的最佳臨界值為1.42次/(min·mm),此時預測脫機失敗的敏感度為91.7%,特異度為82.1%。本研究結果顯示，脫機失敗組D-RSBI、DT-RSBI高于脫機成功組，差異有統計學意義(P<0.05),D-RSBI為14.44次/(min·cm)預測脫機失敗的敏感度、特異度和AUC分別為92.30%、57.90%和0.830。張海翔等[8]研究表明，高DT-RSBI是脫機失敗的獨立危險因素(OR=1.06),DT-RSBI預測脫機失敗的AUC為0.872,以66次/min為閾值，其預測脫機失敗的敏感度為88.2%,特異度為59.8%。本研究結果顯示,DT-RSBI為119.46次/min預測脫機失敗的敏感度、特異度和AUC分別為76.90%、78.90%和0.810,與張海翔等[8]結果相差較大，原因可能是DT-RSBI計算過程中,DTF值始終小于1,故DTF的細微變化就能導致DT-RSBI的較大差異。樊麥英等[17]和ABO-ALYZEID H A等[18]研究顯示,D-RSBI預測脫機失敗的準確性高于RSBI。本研究顯示，與RSBI相比,D-RSBI和DT-RSBI預測脫機失敗的準確性顯著更高，其中D-RSBI的準確性最高(D-RSBI、DT-RSBI、RSBI的AUC分別為0.830、0.810、0.773)。由此提示,D-RSBI和DT-RSBI指標不僅可特異性反映膈肌功能，還可反映快速呼吸情況，診斷價值優于傳統指標RSBI。

本研究中，各指標預測脫機結局的AUC均小于0.9,診斷準確性有限。脫機結局是由多因素決定的，脫機失敗的原因非常復雜，已知危險因素包括心、肺和膈肌的功能障礙[19]，故單個器官的評估難以準確地預測脫機結局[20-21]。XU X等[19]將心肺超聲和膈肌超聲指標聯合應用指導脫機后，準確性得到顯著提高(AUC=0.919)。但目前關于多個器官聯合超聲指導脫機的研究很少，將來還需開展更多的研究去探討脫機失敗的潛在危險因素以及多器官聯合指導脫機的價值，從而優化脫機結局。

綜上所述,DE和DTF能預測脫機成功，而用DE和DTF分別替代RSBI計算公式中的VT得到的改良指標D-RSBI、DT-RSBI均能預測脫機失敗,D-RSBI、DT-RSBI對脫機結局的預測準確性均高于RSBI,其中D-RSBI的預測準確性最高，可替代傳統指標RSBI指導脫機。