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膈肌功能与脱机: 一项应用超声和膈神经刺激的临床研究
2019-12-02 10:23:20
 
背景
重症机械通气患者常见膈肌功能障碍,是由于插管或长期依赖机械通气引起的ICU获得性肌无力所导致,这种现象被称为呼吸机相关膈肌功能障碍。膈肌功能障碍与死亡率升高和机械通气延长相关,表现为吸气压和流量下降。可以通过测量双侧膈神经刺激时,气管导管开口处的负压变化(颤触性气道内压,Ptr,stim)来评估炎症。研究证明,当Ptr,stim值<11 cmH2O时,提示非重症监护患者的膈肌功能障碍,以及重症患者的不良预后。
在一项对ICU患者的前瞻性研究中,脱机时对Ptr,stim进行测量,低于11 cmH2O的患者比高于该阈值的患者存活率和出院率更低。然而,低Ptr,stim在ICU患者任何治疗时间点都可能出现,最近的两项研究报道了有些低Ptr,stim的ICU患者也可成功脱机。
因此,该研究假设:Ptr,stim<11 cmH2O未必是脱机成功或失败的最佳预测值,可能无法准确定义膈肌功能障碍。为了确定预测自主呼吸试验失败(SBT)的最佳Ptr,stim阈值,也鉴于最近的报道证明膈肌增厚分数(TFdi)可预测SBT失败,该研究对二者进行了预测价值的评估。
 
摘要
背景:膈肌功能障碍的定义是:磁刺激诱发的颤搐性气道内压<11 cmH2O。该研究评估了此值或更低的阈值是否能准确预测机械通气患者的脱机失败,并将颤搐压与超声评估膈肌功能进行对比。
方法:在首次接受SBT的患者中,通过颤搐性气道内压和膈肌超声(增厚分数,TFdi)评估膈肌功能。计算受试者特性曲线,确定预测SBT的最佳阈值。
结果:受试者共76例,其中48例(63%)成功,28例(37%)失败。预测SBT失败的最佳阈值分别为Ptr,stim<7.2 cmH2O和TFdi <25.8%。Ptr,stim的受试者工作特征曲线为0.80 (95% CI 0.70-0.89), TFdi为0.82 (95% CI 0.73-0.93)。两种受试者工作特征曲线相似(p=0.83,代表该研究模型的预测价值较高)。 Ptr,stim低于11 cmH2O(膈肌功能障碍的传统临界值)可预测SBT失败,敏感性为89% (95% CI 72-98%),特异性为45% (95% CI 30-60%)。
结论:SBT失败的预测值可低于膈肌功能障碍的定义值。在预测SBT失败方面,颤搐性气道内压和增厚分数的有效性是相当的。
 
 
 
结果
2014年11月1日至2015年7月31日,该院ICU共收治330例患者。184名患者接受24小时以上有创机械通气,最终76名患者被纳入研究。这些患者入选时的特征见表1。48例患者(63%)通过了SBT,随后拔管,28例患者(37%) SBT失败,并恢复了最初的呼吸机设置。在48例拔管患者中,7例患者需要在48小时内恢复通气支持(6例重新插管,1例无创通气):5例患者发生呼吸窘迫,2例意识丧失;2例患者采用预防性无创通气。
 
 
 
 
表1 患者特征汇总  
特征  
女性, n (%) 24 (32)
年龄, 岁 58 (48–68)
SOFA 5 (4–7)
机械通气时间,天 4 (2–6)
机械通气主因, n (%)  
急性呼吸衰竭 28 (37)
卒中 24 (32)
昏迷 23 (31)
通气参数  
压力支持水平, cmH2O 10 (8–10)
潮气量, ml/kg 理想标准体重 7 (5–8)
PEEP, cmH2O 5 (5–6)
临床参数  
呼吸频率, min-1 22 (20–25)
平均动脉压, mmHg 80 (69–98)
心率, min-1  89 (78–100)
动脉血气  
pH 7.44 (7.40–7.45)
PaCO2, mmHg 38 (34–44)
PaO2/FiO2 279 (214–357)
 
连续变量以中位数(四分位范围)表示,分类变量以绝对值(%)表示。
SOFA:序贯器官衰竭估计评分, PEEP呼气末正压
PaO2/FiO2:氧合指数。
 
 
表2双侧膈神经刺激诱发的颤搐性气道内压(Ptr,stim)和膈肌增厚分数(TFdi) 预测机械通气脱机失败的阈值、受试者工作特征曲线下面积(AUC-ROC)、灵敏度、特异度、阳性和阴性似然比、阳性和阴性预测价值。
 
  阈值 AUC-ROC
(95% CI)
灵敏度 (%) (95% CI) 特异度(%) (95% CI) 似然比 (95% CI) 预测价值 (%) (95% CI)
  阳性 阴性 阳性 阴性
Ptr,stim 7.2 cmH2O 0.80 (0.70–0.89) 68 (47–84) 79 (64–89) 3.2 (1.7–5.8) 0.4 (0.2–0.7) 66 (51–78) 80 (70–88)
TFdi 25.80% 0.82 (0.73–0.93) 79 (59–92) 73 (58–85) 2.9 (1.8–4.8) 0.3 (0.1–0.6) 63 (51–74) 85 (74–92)
 



双侧膈神经刺激诱发的颤搐性气道内压(Ptr,stim)阈值分别为7 cmH2O (a)和11 cmH2O (b) ,以及膈肌增厚分数阈值为26% (c)时,SBT成功和失败的患者数量情况。数字表示每个类别的患者数量。
 
 

双侧膈神经刺激诱发的颤搐性气道内压(Ptr,stim)和膈肌增厚分数(TFdi)的受试者工作特性曲线预SBT失败
  
讨论
本研究报告两种评估膈肌功能的指标及其与脱机结局的关系,在机械通气的ICU患者进行第一次SBT。结果总结如下:(1) 较低的Ptr,stim值 (如7.0 cmH2O) 判断膈肌功能障碍,比正常的Ptr,stim值(如11cmH2O)更准确。(2) Ptr,stim和TFdi预测SBT失败的效果相似。
 
多项针对重症患者的研究结果已经证实了膈肌功能障碍对脱机的负面影响。
患者在脱机时普遍存在膈肌功能障碍,报道的比例从25-30%到60-80%。仅有少数研究使用了金标准技术——膈神经刺激评估脱机时的膈肌功能障碍。然而,这些研究并没有为Ptr,stim预测脱机结局提供任何阈值。值得注意的是,包括CQ9的研究在内的这些研究表明,尽管Ptr,stim < 11 cmH2O,被定义为存在膈肌功能障碍,仍有相当比例(高达44%)的患者可以成功地脱离呼吸机。因此,根据健康受试者得出的正常膈肌功能标准不应该用来预测SBT成功,因为也有许多慢性膈肌功能障碍患者是可以自主呼吸的,无需机械通气;另一方面,顺利脱机的膈肌功能障碍患者的临床结局也不确定。然而,危重症后呼吸肌功能障碍(尤其是膈肌)的影响又是非常重要的,因为它与更糟糕的长期结局相关。总的来说,临床医生不应该因为膈肌功能障碍的存在就不尝试脱机。Ptr,stim<7.0 cmH 2O作为阈值预测SBT失败,比Ptr,stim<11.0 cmH2O具有更好的灵敏度和特异性。
 
膈肌超声在ICU中预测SBT失败的作用
膈肌超声的使用越来越多,它与膈神经刺激相比有许多优点,后者需要昂贵的设备和专业的技术。超声是一种非侵入性、高度可行的床边成像方式,超声设备在ICU中广泛应用。多项研究提出了各种超声定位方法,旨在评估膈肌功能。重要的是,在CQ9的研究中,Ptr,stim和TFdi预测脱机的效果相似。考虑到超声作为膈神经刺激技术的替代,将使膈肌评估在床边更容易进行。然而,膈肌超声在脱机过程中的适应证尚不清楚。此外,重要的是,大多数病人是短期脱机。因此,膈肌超声可被视为补充检测,而不是临床判断,可以作为一个筛选工具,以确定哪些患者是有SBT失败的高风险(进行SBT之前)或作为一个诊断方法,以确定SBT或拔管失败的原因。
 
 
结论
膈肌超声是膈神经刺激法在评估膈肌功能以预测脱机结果的可靠替代方法。现在需要一个多中心研究来讨论26%的TFdi阈值是否可以用于预测SBT结果。根据脱机失败的风险,膈肌超声可与心脏超声或肺超声相结合,以调整拔管后的管理。虽然膈肌功能障碍没有直接地影响脱机结局,但它可能是严重程度和不良预后的一个标志。未来的研究应该解决这一假设,并研究膈肌功能障碍对患者功能状态和生活质量的中长期影响。
 
 
 
参考文献:Dres Martin,Goligher Ewan C,Dubé Bruno-Pierre et al. Diaphragm function and weaning from mechanical ventilation: an ultrasound and phrenic nerve stimulation clinical study.[J] .Ann Intensive Care, 2018, 8: 53.
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