王丽 高琳 史莹 谭焰
(南京医科大学附属南京市第一医院呼吸与危重症医学科,江苏 南京 210006)
慢性阻塞性肺疾病(COPD)急性加重(AECOPD)是COPD患者死亡的重要因素,也是导致医疗费用居高不下的主要原因。呼吸肌结构和功能障碍导致呼吸衰竭是AECOPD的主要死亡原因之一。膈肌是人体最主要的呼吸肌,承担着60%~80%的通气需要,因此,评估AECOPD患者的膈肌功能,对呼吸衰竭的诊断及指导无创、有创呼吸机的使用均有重要价值。膈肌肌电图是评价膈肌功能的金标准,但针刺电极有气胸的风险,而体表电极可能因干扰存在假阳性或假阴性。膈肌超声具有非侵入性、快速、便携、价格低且适于危重患者床边检测等优点,目前已初步用于临床评估患者的膈肌功能和指导撤机,而关于老年AECOPD患者膈肌结构和运动的研究较少。本研究通过超声测量老年AECOPD患者膈肌的厚度和收缩性,为膈肌超声及超声引导下的膈肌肌电图检查提供有价值的参数。
1.1对象 2016年9月至2018年6月南京医科大学南京市第一医院呼吸科收治的老年AECOPD患者。纳入标准:年龄65~85岁,性别不限,符合中华医学会呼吸分会《慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2013年修订版)》中AECOPD诊断标准〔1〕。排除标准:呼吸停止伴有意识丧失,严重的精神障碍需要镇静剂控制,严重的血流动力学不稳定,严重的室性心律失常,腹腔压力增高,神经肌肉疾病,胸廓畸形,有胸腹部手术史,有慢性代谢性疾病或肿瘤病史。对照组为本院健康体检者。本研究经南京医科大学附属南京医院伦理委员会批准,受试者或家属签署知情同意书。符合入选标准的老年AECOPD患者57例,急性生理与慢性健康评分(APACHE)Ⅱ15~25分。其中合并呼吸衰竭者33例(呼衰组);AECOPD无呼吸衰竭者24例(无呼衰组);对照组11例,1例因肥胖体表肌电图未测出,膈肌超声信号弱剔除,其余10例纳入研究。3组性别、年龄及体重指数(BMI)差异无统计学意义(P>0.05),见表1。
1.2观察指标
1.2.1超声评估膈肌功能 ①B超膈肌厚度测量:患者取斜坡卧位,床头抬高30°。测定右侧膈肌。使用便携式美国索诺生超声,首先将10 MHz凸阵超声探头放置在右侧第7~10肋右腋前线或腋中线处,超声束垂直指向横隔膜,由外而内可见胸壁、肺滑动、胸膜、膈肌、腹膜、肝脏。在这个区域,可观察到膈肌的3层结构:无回声中央层,两层反射波的腹膜和接壤膈胸膜。膈肌增厚分数(TF)=(吸气末厚度-呼气末厚度)/呼气末厚度×100%。②M型超声膈肌运动检测:改用 M型超声记录随呼吸活动的膈肌运动幅度、时间,测量 5 个呼吸周期取平均值作为评估结果〔2〕。膈肌收缩强度用M超测定的膈肌收缩距离与持续时间乘积表示,膈肌收缩速率=膈肌收缩高度/膈肌收缩速度。以上操作均由同一个经验丰富的超声医师操作。
表1 3组一般资料
1.2.2经皮膈肌肌电图检测 采用呼吸信号采集处理系统肌电图仪(广州英辉医疗器械科技有限公司),用超声定位膈肌位置,在右侧膈肌所在腋前线及腋中线放置第1、2通道电极片,在左侧膈肌腋中线位置放置第3通道电极片,分别连接导联线,接通电源,去除心电干扰,调整适当电压进行信号收集。分别记录波幅最大值及最小值,取3次平均值。平均膈肌肌电=(最大值+最小值)/2。
1.3统计学分析 采用SPSS17.0软件进行单因素方差分析、t检验、χ2检验、Pearson检验。
2.1超声评估膈肌功能 呼衰组运动幅度、收缩强度、收缩持续时间显著低于无呼衰组(P<0.05),膈肌运动幅度、收缩强度、收缩持续时间显著低于对照组(P<0.05),收缩速率显著高于对照组且显著低于无呼衰组(P<0.05);无呼衰组与对照组比较各指标差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。
组别nTF运动幅度(cm)收缩强度(cm· s)收缩持续时间(s)收缩速率(cm/s)对照组100.35±0.161.92±0.274.71±1.912.50±1.000.92±0.49呼衰组330.31±0.121.22±0.501)1.21±0.841)1.00±0.481)16.10±47.821)无呼衰组240.39±0.052.05±0.342)3.90±2.462)1.95±1.232)1.44±0.772)F/P值3.019/0.06013.974/0.00015.297/0.0008.403/0.0012.554/0.090
与对照组比较:1)P<0.05;与呼衰组比较:2)P<0.05;下表同
2.2体表膈肌肌电的比较 呼衰组体表膈肌肌电最大值、最小值及平均值均显著高于无呼衰组和对照组(P<0.05),无呼衰组显著高于对照组(P<0.05)。见表3。
2.3膈肌收缩强度与膈肌肌电最大值、最小值、平均值的相关性 膈肌收缩强度与膈肌肌电最大值、最小值和平均值均呈负相关(r=-0.318、-0.345、-0.351,均P<0.01)。
表3 3组体表膈肌肌电比较
膈肌功能是决定患者通气功能的重要因素。老年COPD患者常伴有膈肌功能障碍。目前评价膈肌功能的方法主要有影像学检查、电生理检查、力学指标和肺功能指标等。影像学检查主要指X线、CT、磁共振成像和超声。X线、CT均有放射线,磁共振成像检查需要耗时多,氧气等设备不能进入,限制了对危重症病人的评估。对于老年AECOPD患者肺功能检测常常难以配合,且检查结果不够准确,临床也不推荐使用。颤搐性跨膈压是目前评估膈肌功能较为准确的方法,但需要通过留置监测食管压和胃内压的导管才能测得。临床操作复杂,患者感到痛苦。膈肌超声联合体表肌电图操作简便,不会给患者带来不适感〔3〕。而床边超声与标准超声比较,在评价膈肌功能方面效能相似〔4〕。研究显示,超声评估膈肌功能的准确性与颤搐性跨膈压相关性良好,约为86%〔5〕。超声评估膈肌功能的指标主要有B超的膈肌厚度、TF、M超的膈肌收缩速率〔4,6~8〕。本研究与Baria等〔8〕研究相似。Vivier等〔9〕用超声评估无创通气患者的呼吸功,发现与TF及跨膈压时间乘积有相关性,且膈肌厚度反映肌肉收缩。B超测定膈肌厚度及TF受影响因素较多,膈肌厚度受机器的分辨率及操作者的水平影响较大,且膈肌厚度受不同机械通气模式影响〔10,11〕。也有学者发现,呼吸肌疲劳与膈肌厚度不相关〔12〕。虽然超声测量TF在机械通气患者中更能准确地反映膈肌做功能力,但因影响因素多,尤其是操作医师经验不同也可能影响测量的准确性〔7〕,对于非超声科医生而言超声厚度及TF评估膈肌功能可能不是最佳的选择。
M超测定的膈肌活动度与患者的膈肌力量、疾病状态也有关〔7〕。Boussuges 等〔3〕研究发现健康成人膈肌活动度在平静呼吸正常数值分别为:男性(1.8±0.3)cm;女性(1.6±0.3)cm。本研究正常组与该数值近似,而AECOPD无呼吸衰竭患者膈肌运动幅度略高于正常水平,可能与患者急性加重时呼吸努力增强有关。而AECOPD合并呼吸衰竭患者因呼吸肌疲劳,呼吸努力减弱,膈肌运动幅度降低。研究显示,机械通气患者因呼吸机输送的压力会导致膈肌被动位移,因此,对于这部分病人仅应用膈肌活动度一个参数并不能完全真实反映患者膈肌本身的收缩力和功能〔13〕。单独应用B超的膈肌厚度、TF、M超的膈肌活动度及膈肌收缩速率在评估膈肌功能障碍方面均有一定的缺陷,因此,需要寻找更有价值的参数精确评估膈肌功能。本研究显示,M超的膈肌收缩强度及膈肌收缩时间可以反映膈肌力量,与Skaarup等〔14〕研究相似。本研究中,膈肌收缩强度与体表膈肌肌电呈负相关。提示患者呼吸衰竭时,呼吸努力增强,故膈肌肌电活动增强,但因膈肌疲劳,膈肌收缩强度并未同时增加。由于本研究例数较少,确定正常值范围还需进一步扩大样本。
综上,床边超声结合体表膈肌肌电可以准确评估AECOPD患者的膈肌功能。M超测定深呼吸时AECOPD患者的膈肌收缩时间与膈肌收缩强度可能是评估AECOPD患者膈肌功能有价值的参数。