機械通氣老年膿毒癥患者早期股四頭肌厚度變化與延遲撤機的相關性

麥湘湘 李檸肖 何書典 邢柏

海南醫學院第二附屬醫院1超聲醫學科，2重癥監護室（?？?570311）

有創機械通氣是重癥監護室（intensive care unit，ICU）中廣泛應用的一種生命支持技術，適用于伴有肺炎、膿毒癥、慢性阻塞性肺疾病、急性呼吸窘迫綜合征、外傷等的患者，其中老年膿毒癥患者占有較高的比例［1-3］。然而，撤機過程是該類患者機械通氣治療中至關重要的環節，占總通氣時間的很大比例，并可能會出現延遲撤機，而導致并發癥和/或病死率增加［4］。據報道，約2/3 的老年膿毒癥患者在機械通氣治療期間并發膈肌功能障礙，并成為延遲撤機的重要原因［5］。已有研究基于超聲測量呼氣末膈肌厚度、膈肌位移等膈肌功能指標在指導機械通氣患者撤機中的價值，但結果尚存在爭議，可能與超聲測量膈肌易受到患者自主呼吸影響、研究對象異質性等因素有關［6-7］。既往研究表明，機械通氣老年膿毒癥患者通常伴有營養不良和骨骼肌減少，并與膈肌功能障礙和延遲撤機密切相關［8-9］?；诔暤墓伤念^肌厚度（quadriceps muscle thickness，QMT）可以評估肌肉質量，具有非侵入性、可重復性和準確性等優點，并被研究證實與膈肌厚度具有較好的相關性［10-11］。但迄今為止，QMT 是否與機械通氣老年膿毒癥患者延遲撤機相關尚不清楚，也缺乏相關研究。因此，本研究旨在通過前瞻性隊列觀察，分析機械通氣老年膿毒癥患者QMT 變化與延遲撤機的關系，為臨床評估這類人群延遲撤機發生風險提供理論依據和預測工具。

1 資料與方法

1.1 一般資料采用前瞻性觀察研究方法，選取2021年1月至2022年8月海南醫學院第二附屬醫院ICU 收治的329 例機械通氣老年膿毒癥患者為研究對象，其中男207 例，女122 例，年齡65～88歲，平均（73.04 ± 6.93）歲。納入標準：（1）年齡≥65 歲；（2）首次診斷為膿毒癥，診斷符合Sepsis-3 定義中膿毒癥診斷標準［12］；（3）接受經口或經鼻氣管插管并連接有創機械通氣治療＞48 h；（4）病情趨于穩定，并準備進入撤機階段。排除標準：（1）首次自主呼吸試驗（spontaneous breathing trial，SBT）后7 d 內因病情進展而死亡、轉院、放棄或不配合治療的患者；（2）創傷、燒傷、顱內感染和術后患者；（3）伴有昏迷、氣道梗阻或狹窄、高位截癱或神經肌肉疾病、連枷胸等疾病而需要長期機械通氣治療者；（4）非計劃拔管或拔管前未接受SBT；（5）既往有氣管插管或氣管切開史；（6）截肢或肢體嚴重水腫等影響超聲測量的患者；（7）伴有免疫系統疾病、慢性器官衰竭、血液病、惡性腫瘤等疾病終末期患者；（8）資料不完整者。本研究設計符合醫學倫理學標準，并經海南醫學院第二附屬醫院倫理委員會審核和批準（編號：LW2021514），所有入選對象及家屬均知情同意。

1.2 方法

1.2.1 一般資料收集采用統一設計的調查表記錄入選患者入住ICU 時的一般資料，包括性別、年齡、體質量指數（body mass index，BMI）、基礎疾病數目并計算Charlson 合并癥指數（charlson comorbidity index，CCI）評分、感染部位、ICU 停留時間及28 d 預后轉歸情況；并記錄首次SBT 時序貫器官衰竭估計（sequential organ failure assessment，SOFA）評分、急性生理學和慢性健康狀況評價Ⅱ（acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ，APACHE Ⅱ）評分、機械通氣持續時間、是否應用連續性腎臟替代治療（continuous renal replacement therapy，CRRT）或血管活性藥物、呼吸頻率/潮氣量比值即淺快呼吸指數（rapid shallow breathing index，RSBI）、氧合指數以及血清白蛋白（albumin，ALB）、前白蛋白（prealbumin，PAB）、C 反應蛋白（Creactive protein，CRP）、降鈣素原（procalcitonin，PCT）、腦鈉肽（brain natriuretic peptide，BNP）和乳酸（lactate，Lac）水平。

1.2.2 QMT 測量所有納入患者均于機械通氣啟動時、首次SBT 時由超聲科醫生采用彩色多普勒超聲診斷儀（飛利浦公司，EPIQ 5 型）和高頻探頭（L12-3 型，頻率7～10 MHz）進行QMT 測量。受檢者取仰臥位，雙下肢放松伸直并保持髖膝關節無內外旋，以髂前上棘和髕骨上緣連線的中下1/3處為檢測部位，皮膚表面涂醫用超聲傳導凝膠，探頭垂直輕壓在皮膚上，并通過橫向調整探頭位置使股直肌及股中間肌同時顯示于超聲圖像中，并對齊居中，分別測量股直肌厚度和股中間肌厚度3 次并取其平均值。本研究中，QMT 被定義為股直肌厚度和股中間肌厚度之和［13］，QMT 變化率=100%×（機械通氣啟動時QMT 值-首次SBT 時QMT值）/機械通氣啟動時QMT 值。

1.2.3 撤機方法所有患者均依據《機械通氣臨床應用指南（2006）》進行機械通氣治療［14］，并每天上午對患者撤機準備情況進行篩查。當患者滿足以下條件時，則進行3 min T 管SBT，通過后繼續進行120 min SBT：（1）機械通氣原因解決；（2）咳嗽反射良好；（3）動脈血氧飽和度＞90%或氧合指數≥150 mmHg，且吸入氧濃度≤0.4，呼氣末正壓≤8 cmH2O；（4）呼吸頻率≤35 次/min，潮氣量≥5 mL/kg，無明顯呼吸性酸中毒；（5）心率＜120 次/min、收縮壓90～160 mmHg（不使用或低劑量血管活性藥物）；（6）體溫＜38 ℃。在SBT 過程中密切監測患者的生命體征、脈搏血氧飽和度及動脈血氣分析，若患者出現以下情況之一，則判定SBT 失?。海?）動脈pH 值＜7.30，且動脈二氧化碳分壓較SBT 前升高≥10 mmHg；（2）呼吸頻率＞35 次/min，呼吸或較SBT 前升高≥50%；（3）脈搏血氧飽和度＜90%或動脈氧分壓≤60 mmHg，且吸入氧濃度＞0.4；（4）收縮壓＞180 mmHg或＜90 mmHg 或較SBT 前變化≥20%；（5）出現三凹征或胸腹矛盾呼吸運動；（6）出現神志改變或大汗。SBT 失敗患者恢復機械通氣，并分析和解決SBT 失敗的可逆原因，每24 h 進行1 次SBT，直至成功。

1.2.4 延遲撤機判定標準與分組本研究根據BéDUNEAU 等［15］在2017年提出的撤機結果WIND分類，將延遲撤機定義為至少嘗試3 次以上SBT，或距離首次SBT 至少7 d 才能撤機，并將患者分為延遲撤機組和非延遲撤機組。

1.3 統計學方法采用SPSS 26.0 統計軟件對數據進行統計學分析。計量資料根據是否符合正態分布分別以均數± 標準差和中位數及四分位數［M（P25，P75）］表示，組間比較分別采用獨立樣本t檢驗和Mann-WhitneyU檢驗。計數資料以頻數及百分比［例（%）］表示，組間比較采用χ2檢驗。采用多因素logistic 回歸模型分析確定機械通氣老年膿毒癥患者發生延遲撤機的獨立危險因素。采用受試者工作特征（ROC）曲線評價首次SBT 時QMT、QMT 變化率對機械通氣老年膿毒癥患者發生延遲撤機的預測價值，計算ROC 曲線下面積（AUC）、95%可信區間（95%CI）、敏感度和特異度，采用MedCalc15.0 統計軟件中Z 檢驗比較不同指標AUC 的差異。采用決策曲線分析首次SBT 時QMT、QMT 變化率預測機械通氣老年膿毒癥患者發生延遲撤機的臨床實用性。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者一般臨床資料比較329 例機械通氣老年膿毒癥患者中93 例患者發生延遲撤機，發生率為28.27%，歸為延遲撤機組；236 例患者未發生延遲撤機，歸為非延遲撤機組。延遲撤機組患者年齡≥75 歲比例、CCI 評分≥3 分比例、APACHEⅡ評分、SOFA 評分、ICU 停留時間、28 d病死率以及血清Lac 水平高于或長于非延遲撤機組，而BMI 低于非延遲撤機組，差異均有統計學意義（P＜0.05）；兩組患者在性別、感染部位、血管活性藥物、CRRT、機械通氣持續時間、RSBI、氧合指數以及血清ALB、PAB、PCT、CRP、BNP 等方面比較差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 兩組患者一般臨床資料比較Tab.1 Comparison of general clinical datas between the two groups

2.2 兩組患者不同時間點QMT 及QMT 變化率比較兩組患者機械通氣啟動時QMT 比較差異無統計學意義（P＞0.05）。與機械通氣啟動時QMT比較，兩組患者首次SBT 時QMT 均有不同程度的下降，差異均有統計學意義（P＜0.05）。與非延遲撤機組比較，延遲撤機組首次SBT 時QMT 明顯下降，QMT 變化率明顯升高，差異均有統計學意義（P＜0.05）。見表2。

表2 兩組患者不同時間點QMT 及QMT 變化率比較Tab.2 Comparison of QMT at different time points and change rate of QMT between the two groupsx ± s

2.3 機械通氣老年膿毒癥患者延遲撤機影響因素的logistics 回歸分析以機械通氣老年膿毒癥患者是否發生延遲撤機為因變量（賦值：否=0，是=1），以表1、2 中單因素分析具有統計學意義（P＜0.1）的變量為自變量，包括是否年齡≥75 歲（賦值：否=0，是=1）、BMI（實際值輸入）、是否CCI 評分≥3分（賦值：否=0，是=1）、APACHEⅡ評分（實際值輸入）、SOFA 評分（實際值輸入）、血清Lac（實際值輸入）、首次SBT 時QMT（實際值輸入）及QMT 變化率（實際值輸入），進行多因素logistic 回歸分析，結果顯示，年齡≥75 歲（OR=2.521，95%CI：1.270～5.001，P=0.008）、CCI 評分≥3 分（OR=2.139，95%CI：1.062～4.311，P=0.033）、首次SBT 時QMT 值降低（OR=0.383，95%CI：0.280～0.524，P＜0.001）、QMT 變化率增高（OR=1.355，95%CI：1.254～1.465，P＜0.001）均是機械通氣老年膿毒癥患者發生延遲撤機的獨立危險因素。見表3。

表3 機械通氣老年膿毒癥患者延遲撤機影響因素的logistics 回歸分析Tab.3 Logistic regression analysis of influencing factors of prolonged weaning in elderly patients undergoing mechanical ventilation

2.4 QMT 參數預測機械通氣老年膿毒癥患者延遲撤機的效能分析ROC 曲線分析結果顯示，首次SBT 時QMT、QMT 變化率預測機械通氣老年膿毒癥患者延遲撤機的ROC 曲線下面積（AUC）分別為0.758（95%CI：0.708～0.803）、0.887（95%CI：0.848～0.919），當Cut-off 值分別為16.83 mm、6.04%時，首次SBT 時QMT、QMT 變化率預測機械通氣老年膿毒癥患者延遲撤機的敏感度分別為81.71%、89.25%，特異度分別為66.95%、83.47%，約登指數為0.487、0.727。QMT 變化率的預測效能明顯大于首次SBT 時QMT 的預測效能（Z= 3.507，P＜0.001）。見圖1。

圖1 QMT 參數預測機械通氣老年膿毒癥患者延遲撤機的ROC 曲線Fig.1 ROC curve of QMT parameters for predicting prolonged weaning in elderly patients undergoing mechanical ventilation

2.5 QMT 參數預測機械通氣老年膿毒癥患者延遲撤機的決策曲線以高風險閾值為橫坐標，凈獲益率為縱坐標，繪制首次SBT 時QMT、QMT 變化率預測機械通氣老年膿毒癥患者延遲撤機風險的決策曲線，結果顯示，當高風險閾值為0.00～0.55時，首次SBT 時QMT 凈獲益率大于0；當高風險閾值為0.00～0.70 時，QMT 變化率凈獲益率大于0；此時首次SBT 時QMT、QMT 變化率均有臨床實用性，并且隨著高風險閾值取值越小，凈受益率越大。當高風險閾值為0.10～0.70 時，QMT 變化率預測機械通氣老年膿毒癥患者延遲撤機風險的凈獲益率優于首次SBT 時QMT。見圖2。

圖2 決策曲線分析QMT 參數對機械通氣老年膿毒癥患者延遲撤機的預測性能Fig.2 Predictive performance of QMT parameters in prolonged weaning in elderly patients undergoing mechanical ventilation by decision curve analysis

3 討論

膿毒癥被定義為由于機體對感染的免疫反應失調，導致危及生命的器官功能障礙［12］。隨著年齡增長，老年人免疫功能逐漸下降，導致罹患膿毒癥的風險明顯增高，并且更容易由于呼吸循環衰竭而接受機械通氣治療［1］。當這類患者病情開始穩定和機械通氣的原因逆轉時，應盡快撤離呼吸機，以避免延遲撤機所造成的相關并發癥，如呼吸機相關性肺炎、過度鎮靜、ICU 停留時間延長等，并因此增加醫療成本和病死率［1］。盡管如此，約1/3 的機械通氣老年膿毒癥患者由于各種原因發生延遲撤機，給患者及其家屬帶來沉重的心理和經濟負擔［8］。LAGO 等［16］研究發現，機械通氣危重患者延遲撤機發生率為25.99%（85/327），這與本研究中老年膿毒癥人群中的結果基本一致。因此，延遲撤機在ICU 中仍然具有較高的發生率，早期識別延遲撤機發生的高?；颊卟⒅贫▊€體化防治策略對降低這類患者延遲撤機發生率和改善預后至關重要。鑒于機械通氣老年膿毒癥患者發生延遲撤機原因的復雜性和多因素性，也缺乏早期預警評估工具，本研究旨在探索基于超聲測量的QMT 參數對機械通氣老年膿毒癥患者發生延遲撤機的預測價值，以期為臨床延遲撤機的防治提供參考。

既往研究顯示，高齡、慢性合并癥數量、營養不良、肌肉力量下降、呼吸和心臟功能障礙、心理問題等是危重患者發生延遲撤機的獨立預測因子［17-18］。其中，骨骼肌萎縮和肌肉力量下降導致的骨骼肌功能障礙在延遲撤機和呼吸機依賴中發揮著重要作用［19］。隨著技術的進步，已有研究指出可以利用超聲檢查無創地評估骨骼肌功能，從而幫助臨床準確分析患者的肌肉力量情況，有利于撤機時機的選擇［20-21］。伍松柏等［20］研究發現，SBT時基于超聲測量的膈肌位移、膈肌增厚分數等參數是機械通氣患者撤機失敗的獨立危險因素和有效的預測指標。另一項研究也顯示，超聲測量膈肌移動度及其與RSBI 的聯合在預測機械通氣患者成功撤機方面具有較高的臨床價值［21］。但一項薈萃分析發現，基于超聲測量的反映膈肌功能的相關參數可能由于受到患者自主呼吸活動、對檢測人員技術水平要求較高等因素的影響，導致其在預測機械通氣患者成功撤機與否方面的敏感性較低［6］。因此，基于超聲評估膈肌功能以應用于指導撤機并不一定帶來獲益，需要更多的證據支持或考慮尋求其他的預測參數。既往研究［10-11］表明，基于超聲測量的QMT 是診斷骨骼肌減少癥的工具之一，也是反映肌肉力量的良好指標，并與膈肌厚度和營養狀態有較好的相關性，故推測QMT可能與延遲撤機與否相關聯。

本研究結果顯示，機械通氣老年膿毒癥患者首次SBT 時QMT 較機械通氣啟動時QMT 出現不同程度的下降，尤其是發生延遲撤機的患者，提示骨骼肌萎縮在機械通氣老年膿毒癥患者中非常普遍，QMT 變薄可能與這類患者發生延遲撤機有關。PAOLO 等［22］研究發現，機械通氣患者在ICU入院后3 d 內QMT 開始發生變化，其1 周內的下降程度與ICU 獲得性肌無力的發生密切相關。此外，LEE 等［23］研究也顯示，重癥患者在ICU 入院后1 周內，QMT 每減少1%，60 d 病死率就會增加5%。這些研究表明，QMT 所反映的骨骼肌肌肉質量在重癥患者的臨床結局中發揮著重要作用，與本研究結果類似。本研究進一步多因素logistic 回歸分析結果也發現，經校正其他可能影響因素后，首次SBT 時QMT 值降低、QMT 變化率增高均是機械通氣老年膿毒癥患者發生延遲撤機的獨立危險因素，這提示影響撤機成功與否的關鍵在于患者的骨骼肌功能，也說明QMT 能較好地反映機械通氣老年膿毒癥患者的骨骼肌萎縮情況，肌肉損失越大，延遲撤機發生的風險越大。隨著年齡的增長，老年人包括消化功能在內的身體機能逐漸減退、肌肉質量逐漸下降以及合并多種慢性疾病，導致容易發生營養不良，造成免疫功能低下，從而增加膿毒癥易感性和感染失控，并促進骨骼肌損失［24］。此外，機械通氣膿毒癥患者需要大量的營養和能量貯備以維持炎癥反應所造成的能量消耗，QMT 下降越明顯，說明肌肉質量消耗越大，越容易發生“營養不良-免疫功能低下-感染”的惡性循環，從而增加延遲撤機風險［24-25］。由此可見，超聲測量的QMT 可能是機械通氣老年膿毒癥患者發生延遲撤機的重要預測因子。

為了分析超聲測量的QMT 參數預測機械通氣老年膿毒癥患者發生延遲撤機的準確性，本研究對首次SBT 時QMT、QMT 變化率繪制了ROC 曲線。結果顯示QMT 變化率的AUC 明顯大于首次SBT 時QMT，提示QMT 變化率確實是預測機械通氣老年膿毒癥患者發生延遲撤機較為理想的參數，其預測的AUC 均超過0.80，同時具有較高的敏感度和特異度。決策曲線分析結果也顯示，當高風險閾值為0.10～0.70 時，QMT 變化率預測機械通氣老年膿毒癥患者延遲撤機風險的凈獲益率優于首次SBT 時QMT。李若祎等［26］研究發現，當重癥患者入住ICU 后第3 天時，QMT 減少超過6.0%，可以早期預測該類患者發生ICU 獲得性肌無力的風險，這與本研究結果類似。由此可見，骨骼肌超聲能夠監測機械通氣老年膿毒癥患者隨著時間推移的肌肉結構和形態的變化情況，一個時間段的QMT 變化幅度比一個時間點的值對早期識別延遲撤機發生風險具有更高的臨床價值，并且具有無創、可靠性和床旁可操作等優點，有助于為臨床撤機提供參考。因此，醫護人員在臨床工作中應重視QMT 監測，重點關注機械通氣后QMT 明顯下降的患者，盡早發現骨骼肌功能障礙，及時給予強化營養支持和物理康復治療，緩解肌肉質量消耗和肌無力發生，從而減少延遲撤機的發生和改善患者預后。

綜上所述，首次SBT 時QMT 降低及QMT 變化率升高是機械通氣老年膿毒癥患者延遲撤機發生風險的獨立危險因素，首次SBT 時QMT 及QMT 變化率均可作為預測機械通氣老年膿毒癥患者延遲撤機風險的有效指標，并且QMT 變化率的預測效能和凈獲益率均高于首次SBT 時QMT。但本研究僅為單中心研究，納入的樣本量有限，并排除了部分不符合納入標準的病例，可能會存在選擇偏倚，從而限制了指標的預測范圍。因此，本研究結果尚需下一步開展多中心、擴大樣本量的前瞻性研究以驗證其可靠性。

【Author contributions】MAI Xiangxiang performed the experiments and wrote the article. LI Ningxiao and HE Shudian performed the experiments. HE Shudian and XING Bo revised the article.XING Bo designed the study and reviewed the article. All authors read and aplproved the final manuscript as sub-mitted.