机械通气是慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)伴呼吸衰竭患者的重要支持手段。当呼吸衰竭的病因被控制后，及时撤离呼吸机也是至关重要的。膈肌是人体主要呼吸肌。机械通气患者，尤其是伴COPD基础的患者，常发生膈肌功能障碍^[1]，使撤机时机难以准确及时把握。研究发现，通过超声在床旁观察患者的膈肌形态及变化，能够评估膈肌功能，反映患者的自主呼吸能力^[2]。本研究拟通过床旁超声测定COPD机械通气患者的膈肌功能指标，评价其对撤机的指导意义。

纳入2015年2月至2015年8月间浙江大学附属邵逸夫医院危重医学科诊治的需行有创机械通气的COPD伴呼吸衰竭患者43例，均符合2013年慢性阻塞性肺疾病诊治指南的诊断标准^[3]，其中男性28例，女性15例，年龄(73.16±10.52)岁。人工气道经口气管插管31例，气管切开12例，导管内径男性7.5 mm、女性7.0 mm，呼吸机为PB 840型(美敦力公司,美国)，入组前机械通气时间(8.89±4.12)d。

本研究符合医学伦理学要求，经邵逸夫医院伦理委员会批准，并获得患者或家属知情同意。

对满足临床撤机筛查条件的患者，进行自主呼吸试验(spontaneous breathing trial，SBT)：spont模式，压力支持5 cmH₂O(1 cmH₂O=0.098 KPa)，呼气末正压5 cmH₂O。SBT 1 h或失败时床旁超声测量膈肌指标，同时记录体质量指数、急性生理学和慢性健康状况评分Ⅱ、入组前机械通气时间、心率、平均动脉压、分钟通气量等参数，计算浅快呼吸指数(rapid shallow breathing index,RSBI)(呼吸频率/潮气量)，进行动脉血气分析。符合临床撤机标准的患者予撤机拔管或撤机保留人工气道(仅对需人工气道保护的患者)，SBT失败患者则改回原支持水平行呼吸机支持。记录患者撤机结果。

膈肌指标测量方法：采用S-ICU超声仪(索诺声公司,美国)、6～13 MHz直线探头，B型超声模式。患者取头高30°仰卧位，于右侧膈肌与胸壁附着点处(右侧腋中线第8～10肋间附近)探头纵向垂直胸壁探测膈肌活动。根据呼吸机流速曲线分别于吸气末和呼气末冻结图像后测量膈肌厚度值，每次测3个位点，连续进行3个呼吸周期，共9个数值取平均值。吸气末膈肌厚度以DTei(diaphragmatic thickness at the end of inspiration)表示，呼气末膈肌厚度以DTee(diaphragmatic thickness at the end of expiration)表示。膈肌增厚分数(diaphragm thickening fraction,DTF)通过以下公式计算：(DTei -DTee)/DTee×100 %。

撤机成功标准：撤机后48 h内无需再次机械通气(有创或无创)。撤机失败标准：SBT失败(呼吸频率>35次/min，持续≥5 min；脉搏氧饱和度<90 %；心率≥140次/min或波动>20 %；收缩压>180或<90 mmHg(1 mmHg=0.133 KPa)；大汗；意识障碍)；撤机后48 h内需再次机械通气(有创或无创)；撤机后48 h内死亡。

采用SPSS 17.0统计软件包处理数据。正态分布的计量资料以均数±标准差(x±s)表示，经方差齐性检验后，采用成组t检验进行两组间比较。利用接受者操作特征曲线(receiver operating characteristic curve，ROC)分别评价DTF和RSBI对撤机成功的预测价值。以P＜0.05为差异具有统计学意义。

撤机成功25例，撤机失败18例。撤机成功组与失败组在撤机前的一般情况如年龄、体质量指数、急性生理学和慢性健康状况评分Ⅱ、机械通气时间等差异均无统计学意义(P>0.05)，见表 1。

撤机成功组与失败组在撤机前的心率、平均动脉压、分钟通气量差异均无统计学意义(P>0.05)。撤机前DTei、DTee在撤机成功组与失败组之间差异均无统计学意义(P>0.05)。撤机成功组在撤机前的DTF、PaO₂/FiO₂显著高于失败组，RSBI显著低于失败组，差异均具有统计学意义(P<0.05)，见表 1。

DTF的ROC曲线下面积(AUC)0.872(95 % CI：0.759～0.985),见图 1。约登指数最大值0.673，对应的DTF为30.12 %，结合文献资料^[4]，选择DTF≥30 %作为预测撤机成功的截点，敏感度84 %，特异度83.33 %。RSBI的AUC 0.804(95 % CI：0.669～0.940)，见图 2。以RSBI≤105作为预测撤机成功的截点，敏感度92 %，特异度38.89 %，见表 2。

图 1 撤机前DTF预测撤机成功的ROC曲线 Fig 1 ROC curve of DTF predicting successful weaning before weaning

图选项

图 2 撤机前RSBI预测撤机成功的ROC曲线 Fig 2 ROC curve of RSBI predicting successful weaning before weaning

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COPD呼吸衰竭患者经机械通气治疗后撤机时机的选择非常关键，过早或延迟撤机均会产生不良后果。临床上有些机械通气模式及策略被用于协助撤机过程^{[3, 4, 5]}，也有些指标用于帮助决定撤机时机、预测撤机结果^{[6, 7]}。Meade等^[8]对撤机预测指标的文献回顾发现，RSBI是最佳预测指标之一，也是目前临床上最常被采用的指标。RSBI作为撤机预测指标其敏感度高但特异度低^[9]。在本研究中RSBI预测撤机成功的敏感度为92 %，而特异度仅为38.89 %。因此，探索准确性更好的撤机指标，对COPD机械通气患者的治疗具有重要意义。膈肌是驱动呼吸运动的主要呼吸肌。COPD患者由于全身炎症反应、氧化应激、营养不良、慢性缺氧等原因，常使膈肌变薄、活动幅度下降、收缩力减低，导致膈肌功能障碍^[10]。机械通气本身也能影响膈肌功能而出现呼吸机相关性膈肌功能障碍^[11]。传统膈肌功能的评估方法如跨膈压、膈肌电活动、透视检查等，因具有创伤性或电离辐射而未在临床常规使用。近年来由于重症超声日益普及，采用床旁超声评估膈肌功能由于其无创、简便、安全、可重复性好等优点而受关注。采用超声评估膈肌功能的方法包括膈肌厚度及其变化、膈肌活动度、膈肌收缩速度等^[12]。膈肌活动度受呼吸深度、功能残气量、腹腔内压力等因素影响大，其指标与吸气努力的相关性不如膈肌厚度指标^[2]。静态的膈肌厚度DTei、DTee不能真实反映膈肌功能，而且正常膈肌厚度绝对值差异较大，健康人休息时在0.12～1.18 cm之间^[13]。本研究中的DTee在0.13～0.39 cm，撤机成功组与失败组之间差异针统计学意义。膈肌厚度的动态指标DTF能反映膈肌功能，Goligher等^[14]已证实，通过床旁B型超声测定膈肌厚度具有可操作性、可重复性和有效性，其中膈肌厚度变化指标DTF与膈肌电活动、跨膈压等其他膈肌功能指标具有很好相关性。

本研究发现COPD机械通气患者以SBT进行撤机的过程中，以DTF作为膈肌功能指标，对撤机结果具有很好的预测价值。相比于RSBI，主要表现在特异度明显提高。分析其原因，DTF反映的是真实的膈肌功能状态，而RSBI是反映所有吸气肌能力的指标。COPD患者常以辅助呼吸肌活动来补偿通气功能不足，掩盖了其膈肌功能障碍。但是辅助呼吸肌相比于膈肌更加容易疲劳，缺乏持久耐力。部分撤机前RSBI指标正常的患者，在撤机后会再次呼吸衰竭而需机械通气。本研究中，满足以往临床撤机指标RSBI≤105，但存在膈肌功能异常DTF＜30 %的10例患者中，有8例最终撤机失败，表明良好的膈肌功能是成功撤机的先决条件。

在本研究中，由于操作可行性原因，膈肌超声只观察右侧膈肌，对于少数单侧膈肌功能障碍患者，研究结果的参考性降低。研究中未评估心功能状态，不排除部分患者因心功能原因撤机失败，降低了指标的预测性。本研究对象为COPD患者，未进行COPD不同表型的分层，DTF在其他疾病中或不同表型COPD中的意义，需进行进一步研究。