陈梅琴 王丹琼 方红龙

[摘要] 目的 观察机械通气患者在SBT过程中EAdi的变化以及膈肌厚度位移变化，分析结合二者参数预测脱机拔管的预后。 方法 选取2016年1月～2017年6月入住重症监护病房符合COPD诊断标准需要进行机械通气患者采用NAVA呼吸模式，按照患者是否成功脱机拔管分为撤机成功组和失败组。观察比较两组患者SBT前、SBT 30 min的呼吸参数变化及SBT时（基线）、10 min、30 min的EAdi值和膈肌厚度及位移变化。 结果 纳入40例接受机械通气并计划进行SBT的患者，其中32例成功撤机，脱机失败者8例中，6例不得不在SBT过程中重新上机，2例在拔管后48 h内再插管。（1）两组患者撤机前呼吸机参数及血气内PO2和PCO2变化差异无明显统计学意义。而SBT 30 min后再次比较两组患者呼吸机相关参数显示成功组HR、RR、PCO2比失败组低，均有统计学意义。而Vt、PO2/FiO2比失败组高（P<0.01）。成功者中SBT各时间点的 EAdimax 和EAdiAUC 均比失败组低，且失败组中随着SBT时间延长，EAdimax和EAdiAUC呈增加趋势。两组患者不同时间点膈肌厚度及位移变化在不同时间段自主呼吸实验成功撤机组中tdi膈肌厚度及右侧膈肌位移指标方面，显著大于撤機失败组，差异具有统计学意义（P<0.05）。结论 EAdi联合膈肌功能可监测撤机拔管，提高撤机成功率。

[关键词] EAdi；膈肌功能；COPD；机械通气

[中图分类号] R459.7 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2018）22-0008-04

[Abstract] Objective To observe the changes of EAdi during SBT and the changes of thickness and displacement of diaphragm in patients who were treated with mechanical ventilation in order to combine and analyze two indicators to predict the prognosis after weaning. Methods Patients who met the criteria of COPD diagnosis and needed to be treated with mechanical ventilation of NAVA breathing pattern in ICU from January 2016 to June 2017 were selected. Patients were divided into successful weaning group and failing weaning group according to that whether they were weaned successfully. The changes of respiratory parameters at SBT 30min， the values of EAdi at SBT（baseline）， 10 min and 30min and the changes of thickness and displacement of diaphragm. Results 40 patients who were treated with mechanical ventilation and planned to conduct SBT were included. 32 patients of them successfully weaned. Out of 8 patients who failed to wean from mechanical ventilation， 6 patients had to wear the machine again during the progress of SBT and 2 patients were intubated 48 h after extubation. （1）Parameters of respiratory machine before weaning and the changes of PO2 and PCO2 in blood gas analysis between two groups were not statistically different. Parameters of respiratory machine 30 min after SBT were compared again and the results showed HR， RR and PCO2 in successful weaning group were statistically lower than those in failing weaning group. Vt， PO2/FiO2 in successful weaning group were higher than those in failing weaning group（P<0.01）. EAdimax and EAdiAUC in successful weaning group at each time point of SBT were lower than those in failing weaning group. EAdimax and EAdiAUC in failing weaning group turned to be uptrend as the time of SBT increased. tdi， the thickness of diaphragm and the displacement of right diaphragm at different time point and in different period of spontaneous breathing experiment in successful weaning group were significantly higher than those in failing weaning group（P<0.05）. Conclusion EAdi combining with diaphragm function could monitor weaning and improve the rate of successful weaning.

[Key words] EAdi； Diaphragmatic function； COPD； Mechanical ventilation

脱机拔管是机械通气患者的主要目标，过早或过迟的脱机均会对危重症患者造成损害，25%存在拔管失败[1]。Electrical activity of the diaphragm（EAdi）膈肌电活动描述患者膈肌功能状态和神经肌肉耦合情况，过去的研究证实EAdi能够提供实时、每次呼吸的神经呼吸驱动参数。神经调节辅助通气（NAVA）是一种直接由呼吸中枢控制的新型辅助通气模式[2]，NAVA呼吸模式能够提供EAdi参数的监测[3]，能够为临床医师提供膈肌电生理监测。近年来，研究发现EAdi变化与脱机拔管的预后之间有一定的关系[4]。目前预测脱机拔管的工具仍十分有限。膈肌功能监测在呼吸运动中的作用越来越受到重视。膈肌是呼吸最主要的驱动力来源，膈肌功能下降会影响呼吸功能[5]，与机械通气、时间延长及撤机失败密切相关，也有研究发现通过膈肌的超声监测可以预测对脱机拔管的影响[6]。DiNino等[7]研究发现，膈肌功能监测能够预测机械通气患者能否脱机拔管成功，其敏感率为88%，特异率为71%，优于RSBI的预测能力。膈肌功能监测对于呼吸功能监测有一定的临床意义。EAdi监测与膈肌功能超声监测都是新的监测方式，在预测机械通气患者预后方面有一定的研究价值，在国内外均是起步阶段，两者联合在机械通气患者撤机拔管中的应用研究方面鲜见文献报道。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取我院2016年1月～2017年6月入住重症监护病房符合慢性阻塞性肺疾病（COPD）诊断标准[8]，需要进行机械通气患者采用NAVA呼吸模式40例为研究对象，均为首次进行SBT，同时满足以下标准：（1）年龄≥18岁；（2）能够进行自主呼吸；（3）RSBI<105；（4）血流动力学稳定[心率<110次/min，小剂量的血管活性药物维持肾上腺素或去甲肾上腺素≤0.1 μg/（kg·min）]；PEEP≤8 cmH2O，FiO2≤0.5；pH≥7.35；无发热；所有患者在进行SBT前1 h的呼吸机条件稳定。排除标准：（1）年龄<18岁；（2）肋骨骨折或者胸腔疾病可能导致超声检查困难者；（3）妊娠、肿瘤终末期；（4）SBT无法进行的患者；（5）严重呼吸中枢抑制、高位截瘫、神经肌肉病变；（6）食道梗阻、食道穿孔、严重食道静脉曲张出血、上消化道手术；（7）胸廓畸形、膈疝；严重心、肝、肾等脏器功能衰竭、血流动力学不稳定；（8）严重凝血功能障碍者。如果患者成功拔管且48 h后未再次插管，则归为撤机成功组，另在SBT期间或结束时重新上机、拔管48 h之内再插管则归为撤机失败组。所有治疗均需要通过医院伦理委员会并取得家属同意。

1.2方法

SBT标准以及方法：（1）SBT标准[9]：①导致机械通气的病因好转或祛除；②氧合指数（PO2/FiO2）>150～200 mmHg；呼气末正压（positive end expiratory pressure，PEEP）5～8 cmH2O；动脉血pH>7.30，动脉血氧分压>50 mmHg，吸入氧濃度<0.35；③血流动力学稳定，没有心肌缺血动态变化，临床上没有显著的低血压，不需要血管活性药治疗或只需要小剂量血管活性药物如多巴胺或多巴酚丁胺每分钟<5～10 μg/kg；④有自主呼吸的能力，具有有效的咳嗽能力；⑤神志清楚[如可唤醒的，哥拉斯格昏迷评分（GCS）≥13，没有连续的镇静剂输注]；⑥稳定的代谢状态（如可接受的电解质水平）；⑦无高热；⑧血红蛋白≥8～10 g/dL。SBT方法：①T管法：直接断开呼吸机，并通过T管吸氧；②低水平的压力支持通气（PSV）：将呼吸机调整至PSV模式，支持压力一般设为5～7 cmH2O。终止SBT标准：（1）血氧饱和度<90%；（2）心率>120次/min或者较基础数值增加20%；（3）收缩压>180 mmHg或<90 mmHg或者增加20%；（4）呼吸频率≥35次/min或者增加50%；（5）出现烦躁不安，或其他精神症状。

1.3 监测指标以及方法

1.3.1 基础数据 患者的一般信息，进行SBT前、SBT 30 min的呼吸参数，包括心率（HR）、呼吸频率（RR）、潮气量（Vt）、氧合指数（PO2/FiO2）、二氧化碳分压（PCO2）。EAdi数据的监测：①EAdi电极的放置：所有患者经鼻留置EAdi导管（16号，瑞典Maquet公司），电极需要留置在横膈的解剖位置，可以通过可视的心电图信号检测电极列的位置。②NAVA采用EAdi触发，触发灵敏度0.5 μV，EAdi下降到峰值70%时吸气向呼气转换。③将EAdi导管与呼吸机EAdi信号监测模块（Maquet 公司，瑞典）连接用于EAdi数据的采集。在SBT开始时（基线）、10 min、30 min监测EAdimax及EAdiAUC[10，11]。

1.3.2 膈肌厚度及位移测量 在SBT开始和结束时均测量采用5～10 MHz超声仪检测。所有患者床升高20°～40°。患者自主呼吸状态。由检查者或助手协同观察患者呼吸时相。先采用二维超声分别自左、右肋弓下观察两侧膈肌位置及运动，取3次平均值。测量的数据包括呼气时tdi，吸气时tdi，取其差值tdi膈肌厚度。膈肌活动度的测量数据平静呼吸及深吸气时的运动幅度[12，13]，即右膈肌位移。

1.4 统计学方法

所有实验数据均有专人录入，采用SPSS 18.0软件进行统计学分析，计数资料正态分布时均以均数±标准差（x±s）表示，两组间采用t检验；非正态分布的计量资料以中位数（四分位间距）[M（IQR）]表示，两组间比较采用Mann-Whitney U检验。P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

共40例患者入组，男25例，女 15例，年龄56～85岁，平均（69.02±9.12）岁。所有患者在呼吸治疗师的指导下行SBT试验。其中成功撤机组有32例患者，失败组中8例，其中6例不得不在SBT过程中重新上机，2例在拔管后48 h内再插管。两组患者年龄、性别、 APACHE Ⅱ评分差异无统计学意义（P>0.05），见表1。

2.2 两组患者撤机前、SBT 30 min的呼吸机参数变化比较

两组患者撤机前呼吸机参数及血气内PO2和PCO2变化差异无明显统计学意义。而SBT 30 min后再次比较两组患者呼吸机相关参数显示成功组HR、RR、PCO2比失败组低，均有统计学意义。而成功组Vt、PO2/FiO2比失败组高（P<0.01）（表2、3）。

2.3 两组患者不同时间点EAdi值及膈肌位移变化

从表4可看出成功组中SBT各时间点的 EAdimax 和EAdiAUC 均比失败组低，且失败组中随着SBT时间延长，EAdimax和EAdiAUC呈增加趋势。

2.4 两组患者不同时间点膈肌厚度及位移变化

在不同时间段自主呼吸实验撤机成功组中tdi膈肌厚度及右侧膈肌位移指标方面，显著大于撤机失败组，差异具有统计学意义（P<0.05），见表5。

3讨论

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）属于一种慢性气道炎症，慢性咳嗽、呼吸困难以及胸闷气短等均属于临床典型症状[14]，机械通气作为重症COPD 患者临床治疗的重要方法，发挥着重要的作用。成功撤机是机械通气的终极目标，及早成功撤机能改善患者预后。人体的呼吸泵主要由呼吸中枢、呼吸肌和胸廓三部分组成。而呼吸肌是产生呼吸所需压力的动力源，其持续节律性的收缩舒张保证通气的进行，其中膈肌提供吸气所需动力的50%以上[15]，因而是最重要的吸气肌，因此膈肌的病理生理改变直接影响呼吸运动。而膈肌功能障碍是机械通气脱机失败的主要因素。膈肌功能的监测在呼吸机使用过程中起到重要的作用，近年来，围绕膈肌功能监测的研究也是热点。EAdi代表呼吸神经中枢输出膈肌的终端信号[16]，根据实时EAdi信号监测可以量化患者呼吸驱动。Barwing J等[14]研究发现在脱机困难的患者使用SBT试验时监测EAdi，结果显示，相对于传统的脱机预测工具，EAdi变化更早出现，在脱机困难的患者使用EAdi监测指导脱机拔管有助于提高拔管的成功率。有研究[15]发现，EAdi监测可预测脱机拔管结局，但是其优越性并没有超越RSBI。本研究中脱机失败者中各时间段EAdi峰值显著高于成功者，且在脱机开始时即表现出显著差异，提示高EAdi峰值信号可能是直接脱机失败的预警指标。

研究发现膈肌监测与机械通气患者有密切的关系。有文献[17]提出应用M 型超声观察健康成年人膈肌运动的方法，并得出膈肌的运动幅度具有差异，且运动幅度与FEV1、FVC、FEV1/FVC具有很好的相关性[18]。国内学者发现在COPD患者中，M-超声直接测量膈肌厚度与患者肺功能有良好的相关性[19]。也有研究发现通过膈肌的超声监测可以预测对脱机拔管的影响[4]。DiNino等[7]研究发现，膈肌厚度监测能够预测机械通气患者能否脱机拔管成功，其敏感率88%，特異率71%，优于RSBI的预测能力。最新研究显示Farghaly S等[20]观察到超声评估膈肌厚度及位移来预测脱机拔管是一个很好的指标。膈肌厚度监测对于呼吸功能监测有一定的临床意义。在本研究中两组患者膈肌厚度随着SBT时间延长而变化，位移幅度随时间延长增加；但脱机成功者膈肌厚度明显比失败者增厚，膈肌位移幅度也比失败者大，即两组的右侧膈肌厚度以及膈肌位移呈现出上升趋势，但两组在不同时间段的指标存在统计学差异，提示是拔管失败者中可能存在膈肌功能不全或膈肌萎缩及膈肌疲劳所致。根据这一差异性可指导患者的撤机时机，提高撤机的成功率。但膈肌超声有其局限性需要经验，它也依赖于操作者和较差的观察窗，特别是在肥胖患者可能会限制其在某些情况下使用[21]。

通过此研究观察发现存在高EAdi值的患者中，有部分患者存在吸气努力做功，但撤机失败，此患者的超声膈肌功能监测也提示膈肌厚度小，活动度差，结合两种手段指导患者撤机，可更好的提高撤机成功率。

综上所述，对于重症机械通气患者采用EAdi监测以及超声膈肌功能评估能够有效地指导患者的撤机，提高撤机成功率，两种结合均具有时效性、安全、简便等特点，提供更加完善的膈肌功能描述，这为临床上利用二者的监测结果指导机械通气患者脱机拔管提供理论可能。

[参考文献]

[1] Funk GC，Anders S，Breyer MK，et al.Incidence and outcome of weaning from mechanical ventilation according to new categories[J]. Eur Respir J，2010，35（1）：88-94.

[2] 孟涛诚，王冀，张斌.神经调节辅助通气研究新进展[J].中华临床医师杂志，2011，6（23）：7736-7738.

[3] Moerer O，Barwing J，Quintel M.Neurally adjusted ventilatory assist （NAVA）. A new mode of assisted mechanical ventilation[J]. Anaesthesist，2008，57（10）：998-1005.

[4] Roze H，Repusseau B，Perrier V，et al.Neuro-ventilatory efficiency during weaning from mechanical ventilation using neurally adjusted ventilatory assist[J]. Br J Anaesth，2013，111（6）：955-960.

[5] 韩鹏，许志强，李永锋，等.膈肌功能下降病例分析52例[J].中国社区医师：医学专业，2012，14（12）：67-68.

[6] Kim WY，Suh HJ，Hong SB，et al. Diaphragm dysfunction assessed by ultrasonography：influence on weaning from mechanical ventilation[J]. Crit Care Med，2011，39（12）：2627-2630.

[7] DiNino E，Gartman EJ，Sethi JM，et al.Diaphragm ultrasound as a predictor of successful extubation from mechanical ventilation[J]. Thorax，2014，69（5）：423-427.

[8] 中国医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组.慢性阻塞性肺疾病诊治指南（2013年修订版）[J].中华结核和呼吸杂志，2013，36（4）：225-264.

[9] 机械通气与脱机指南（摘要草案）[J].中华医学会重症医学分会，2008.

[10] Sinderby C，Navalesi P，Beck J，et al.Neural control of mechanical ventilation in respiratory failure[J].Nat Med，1999，5（12）：1433-1436.

[11] 刘火根，吴爱萍，杨毅，等.膈肌电活动的监测与应用[J].中国呼吸及危重监护杂志，2010，9（4）：447-450.

[12] 蔡孝桢，陈莞春，黄文平，等.超声测量肝/脾移动度在机械通气患者撤机中的应用价值[J].中国医师杂志，2008，10（3）：400-402.

[13] 邱海波，管向东.重症医学考级教程[M].北京：人民軍医出版社，2014：8-9.

[14] Barwing J，Ambold M，Linden N，et al. Evaluation of the catbeter positioning for neurally adjusted ventilatory assist[J].Intensive Care Med，2009，35（10）：1809-1814.

[15] Wilson TA，Alexandre L，Pierre-Alain G，et al. Respiratory effects of the external and internal intercostal muscles in humans[J]. J Physiol，2001，530（Pt 2）：319-330.

[16] Dres M，Schmidt M，Ferre A，et al. Diaphragm electromyographic activity as a predictor of weaning failure[J]. Intensive Care Med，2012，38（12）：2017-2025.

[17] El-Khatib MF，SM Zeineldine，GW Jamaleddine.Effect of pressure support ventilation and positive end expiratory pressure on the rapid shallow breathing index in intensive care unit patients[J]. Intensive Care Med，2008，34（3）：505-510.

[18] Boussuges A，Gole Y，Blanc P.Diaphragmatic motion studied by m-mode ultrasonography：methods，reproducibility，and normal values[J]. Chest，2009，135（2）：391-400.

[19] 李明秋，郭瑞君，张谱，等.M型超声观察膈肌运动与肺功能的相关性研究[J]. 首都医科大学学报，2014，35（2）：189-193.

[20] Farghaly S，Hasan AA.Diaphragm ultrasound as a new method to predict extubation outcome in mechanically ventilated patients[J].Aust Crit Care，2017，30（1）：37-43.

[21] Llamas-Alvarez AM，Tenza-Lozano EM，Latour-Pérez J.Diaphragm and lung ultrasound to predict weaning outcome：Systematic review and Meta-analysis[J].Chest，2017， 152（6）：1140-1150.

（收稿日期：2018-01-08）