膈肌超声预测全麻术后拔管结局的临床应用

曾本翠，伍燕萍，陈 斌

全身麻醉苏醒期，气管内导管拔除是临床麻醉中高风险阶段[1]。肌松残余引起呼吸肌无力、肺通气功能受损、咳嗽及吞咽等保护性反射减退等，影响全麻术后拔管结局。膈肌是第一个恢复肌力的肌肉，抵抗肌松药能力最强[2]。膈肌作为主要呼吸肌，产生60~80%潮气量，其功能障碍可导致术后呼吸并发症发生。据报道，围拔管期严重呼吸并发症发生率为4~9%，其中0.06~0.19%需再插管[1]。因此，应选择能准确评估全麻术后患者膈肌功能的方法。研究表明，膈肌超声可能成为神经肌肉监测领域的一种床边综合工具，用于监测接受神经肌肉阻滞剂外科患者的隐匿性肌松残余化[3]，以指导全麻术后拔管。本文就膈肌超声预测全麻术后拔管结局的研究进展进行综述。

1 临床常用拔管指标及不足

1.1 临床征象 以患者清醒后脱机，吸入空气或40%氧气，脉搏血氧饱和度（Saturation of Pulse Oxygen，SpO2）维持正常；进行指令性动作等指标指导拔管[4]。临床麻醉中仅单纯依据临床征象，拔管后发生肌松残余可能性较大，闫红珊等人[5]研究证实，尽管拔管后40 min，用力肺活量、1 s用力呼气容积、最大通气量仅恢复至术前的（66.1±17.9）%、（61.34±17.1）%和（61.84±17.4）%，显著低于术前基础值，提示拔管早期呼吸功能受损。

1.2 神经肌肉监测仪 临床最常通过四个成串刺激（Train of Four Stimulation，TOF）评估拇内收肌对神经刺激反应以判断是否存在肌松残余[6]。但研究发现，四个成串刺激比值（Train of Four Stimulation Ratios，TOFR）>0.9时，某些呼吸指标仍低于基础值，用力肺活量、1 s用力呼气容积等指标也未恢复至术前的水平，提示呼吸肌肌力尚未完全恢复[5]。

2 超声测量膈肌的优势

超声具有无创、安全、实时、无电离辐射且可床旁等特点，克服电子计算机断层扫描（Computed Tomography，CT）、磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）等成像技术存在电离辐射、转运困难大、成本高等缺点。且超声能定性定量评价膈肌的形态学和功能学。加之经证实，超声测量左右膈肌观察者内重复性分别为96%和94%，观察者间重复性分别为95%和91%[7]，使其成为膈肌成像的替代方法，用于监测膈肌功能、预测拔管结局[8]。

3 膈肌超声参数

3.1 膈肌厚度及膈肌厚度恢复率

3.1.1 测量计算方法 受检者取仰卧位，床头抬高20~40°，将高频线性探头置于右侧腋前线，探头垂直于胸壁8~9肋间，显示膈肌对合区超声图像。B超下，图像由三层结缔组织组成，上下高回声区为胸膜层和腹膜层，中间混合型回声区由膈肌和筋膜组成。测量平静呼气末和最大吸气末膈肌厚度，膈肌厚度变化率为吸气末膈肌厚度与呼气末膈肌厚度之差与呼气末膈肌厚度的比值。

3.1.2 临床应用 研究报道，呼气末膈肌厚度和膈肌厚度恢复率与TOF值呈正相关，TOF值为75%，膈肌厚度增加明显；TOF值在90~100%，膈肌厚度增加显著，提示超声监测膈肌厚度可作为指导全麻术后拔管的临床指标[9]。在Govanni等人研究中证实膈肌厚度变化率>36%时，可预测拔管成功[10]。

3.2 膈肌移动度及其相关参数

3.2.1 测量计算方法 受检者取仰卧位，床头抬高20~40°，将低频凸阵超声探头置于右腋前线与锁骨中线间的肋下区域，肝脏作为声学窗，探头指向头部。B超下，以胆囊为参照点，膈肌描记成环绕肝脏的一条粗大高回声曲线。调整探头方向，获得膈肌最大凸度图像以完成定位。保持超声波束垂直于右侧膈肌后1/3（不小于70°），M型超声记录膈肌运动并进行数据测量。正常情况下，膈肌在M模式下显示为随呼吸自由运动的高回声线，该线在时间上呈正弦曲线波形。膈肌移动度（Diaphragmatic Excursion，DE）是回声线吸气峰到基线的距离；吸气时间是从吸气曲线开始到穿过吸气峰的假想垂直线的基线距离。近年来，研究者们引入预测撤机的两个新参数，即膈肌偏移－时间指数（Diaphragm Excursion-Time Index，E-T指数）和膈肌峰值吸气振幅时间（Time to Peak Inspiratory Amplitude of The Diaphragm，TPIAdia）。E-T指数是膈肌移动度与吸气时间的乘积，它反映了脱机时膈肌做功承担的吸气阻力[11]。TPIAdia是从膈肌收缩开始到膈肌吸气位移最大振幅所需时间。

3.2.2 临床应用 （1）膈肌移动度：在生理状况下，膈肌每下降1 cm，通气量增加250~300 ml，说明膈肌是肺活量的产生器官，研究证实膈肌移动度与肺活量呈显著相关（r=0.839）[12]。临床中应用膈肌移动度反映拔管后患者潮气量恢复情况以指导拔管时机选择，在Osman和Hashim实验中，自主呼吸试验期时，膈肌移动度小于10 mm，预测拔管失败的敏感性为83.3%，特异性为100%，受试者工作特征曲线下面积（Area Under the Receiver Operator Characteristic Curve,AUC）为0.83[13]。（2）膈肌 E-T指数 : Palkar等人[11]发现，从辅助呼吸到自主呼吸试验期过渡时，膈肌承受的机械负荷增加。当通气功能使膈肌位移保持不变或增加，或延长吸气时间时，可产生较高的膈肌E-T指数以克服自主呼吸试验期间增加的机械负荷，增加成功拔管的可能性。他们还发现E-T指数>0.92 cm·s（厘米乘以秒）时，预测脱机成功敏感性是90%，AUC为0.66，研究结果提示自主呼吸试验期间超声测量膈肌E-T指数将有助于预测拔管结局。（3）TPIAdia：Theerawit等人[14]研究发现TPIAdia与呼吸浅快指数有很强的相关性，提示TPIAdia和膈肌强度存在一定关系。膈肌强度指膈肌产生力量的能力，膈肌耐力是指膈肌在一段时间内承受力量的能力。一般来说，较长的TPIAdia会增加膈肌移动度。研究数据表明膈肌峰值吸气振幅时间>0.8 s时，预测脱机成功的敏感度为92%，阳性预测值为89%[14]。

3.3 膈肌浅快呼吸指数 呼吸浅快指数（The Rapid Shallow Breathing Index，RSBI）是临床上常用预测拔管结果的指标之一，为呼吸频率（Respiratory Rate，RR）与潮气量的比值，反映包括膈肌与辅助呼吸肌在内所有呼吸肌功能。健康人膈肌在产生潮气量中发挥重要作用，膈肌功能障碍时，辅助吸气肌则发挥代偿作用，这会“掩盖”膈肌功能障碍。研究表明，辅助呼吸肌较膈肌更容易疲劳和虚弱，代偿作用不能长期维持足够的通气[15]，故RSBI可能提供假阳性的拔管标准，导致拔管失败发生。于是，研究者提出膈肌浅快呼吸指数（Diaphragmatic Rapid Shallow Breathing Index，D-RSBI），通过膈肌移动度代替潮气量，即D-RSBI=RR/DE。Abbas等人[16]应用D-RSBI指导慢性阻塞性肺疾病患者脱机结局的研究中证实D-RSBI >1.9 min/ml（分钟每毫升）时，预测脱机的灵敏度为84.6%，特异度为100%，准确度为96%，说明D-RSBI在评估膈肌功能和预测拔管结果方面的优越性。

4 肌松残余的危害及膈肌超声指导全麻术后拔管的优势及应用

4.1 肌松残余的危害及超声膈肌优势 目前，判断肌松残余的金标准是电流刺激尺神经以监测拇内收肌肌力，在TOFR<0.9时认为有肌松残余[17]。残余神经肌肉阻滞作用会引起多种术后呼吸并发症，如低氧血症、反流误吸、肺炎、肺不张等。低氧血症主要与呼吸肌无力，咽喉部肌肉功能障碍有关，造成肺泡有效通气量不足；咳嗽、吞咽等保护性反射减弱，增加反流误吸、肺炎、肺不张等呼吸并发症的发生风险；且肌松残余患者延长麻醉恢复室（Postanesthesia Care Unit，PACU）的停留时间，降低了PACU的运行效率[18]。通过肌松监测仪判断肌力恢复情况，确实在一定程度上减少了肌松残余的发生。但刺激尺神经是有创操作，会引起患者不适影响TOFR值的准确性[19-20]，且因神经检测仪价格昂贵，在临床工作中未能普及[17]。在舒适化医疗环境下，强调地不仅是减轻患者因疾病带来的不适，也要尽可能减少医疗操作给患者带来的不适。超声因其无创、实时、便携等优点成为膈肌成像的替代方法，可用于监测膈肌功能、指导拔管时机选择、减少呼吸并发症的发生。Cavayas等人前瞻性选择期心脏手术，发现吸气时膈肌最大增厚分数为38.1%时可以最大限度地区分术后是否发生肺部并发症。在多因素分析中，术前吸气时膈肌最大增厚低于38.1%可独立预测术后肺部并发症。在择期心脏手术队列中，这一超声参数在识别术后肺部并发症风险较高的患者方面优于常用的衰弱和肌减少症的方法。研究结果表明术前较低的吸气时膈肌最大增厚分数有助于识别心脏手术后肺部并发症风险增加的患者[21]。

4.2 膈肌参数预测术后拔管应用 廖燕凌等人[22]选择非胸腹部全身麻醉手术患者，超声监测拔管时、拔管后30 min吸气末膈肌厚度、呼气末膈肌厚度，计算膈肌厚度变化率。发现与术前比较，拔管时膈肌厚度变化 率差异有统计学意义；与拔管时比较，拔管后30 min膈肌厚度变化率差异有统计学意义。同吴雪梅[9]等人研究结果一样，均证实应用超声评估膈肌厚度变化率可指导全麻术后拔管具有临床可行性。安小凤等人[23]选择全麻下股骨粗隆骨折内固定手术，记录麻醉前、TOF恢复至50%、70%、90%(拔管)、拔管后10 min及30 min平静呼吸时右侧膈肌运动幅度。发现与麻醉前比较，TOF恢复至50%、70%时膈肌运动幅度差异有统计学意义，而TOF 90%时，膈肌运动幅度与麻醉前比较差异无统计学意义，得出超声测量膈肌移动幅度，评估术后呼吸功能恢复及拔管时机是可行的结论。郎珈馨等人[24]根据四个成串刺激肌松监测仪，将全麻术后患者分为肌松残余组与非残余组，发现临床中肌松残余的发生率较高（54.7%），并通过超声监测平静呼吸和用力呼吸时膈肌移动度及厚度等，发现肌松残余患者深呼吸时膈肌厚度变化率与膈肌移动度较低，且与TOFR显著相关，相关系数分别为r=0.351、r=0.580。证实麻醉恢复期采用膈肌超声评估辅助判断肌松残余具有一定的可行性，对临床有参考价值。

此类研究大多数选择非胸腹部择期手术患者，因为胸腹部手术切口疼痛可导致患者浅快呼吸，切口位置及敷料可能遮挡测量位置。且胸腹部手术大多在腔镜下完成，人工气腹会影响患者膈肌运动。刘彬彬等人[25]的研究证实人工气腹后膈肌移动度明显受限，会引起较严重的肺不张，且在麻醉复苏期尚不能恢复到麻醉前水平，这将对判断肌松残余造成干扰。

5 小 结

膈肌超声是一种无创、实时、无辐射、价格低且可在床边操作的膈肌替代成像方法。应用超声监测膈肌参数评估全麻术后患者呼吸功能，有助于临床麻醉医生掌握合适拔管时机，降低呼吸严重并发症的发生率。但是，临床麻醉工作中在考虑到术后膈肌功能恢复的同时，也应关注上呼吸道肌群及肺功能等，综合考虑患者呼吸功能的恢复情况，再进行气管内导管拔除。尽可能减少因拔管时机不当所致的低氧血症、反流误吸等，减少二次插管的发生。综上所述，膈肌超声可作为判断肌松恢复的临床指标，在预测拔管结局等方面具有优越性，但尚无确切具体截断值；各个膈肌参数在判断肌松残余的敏感性与特异性尚未有具体报道；以及在全麻气腹下膈肌超声对判断肌松残余的可行性，仍需要进一步临床研究。因而临床工作中仍需加强肌松监测、合理选择肌松药及拮抗剂、提高对肌松残余的意识，从而减少肌松残余发生，准确把控拔管时机，保障患者安全，改善患者预后。