, 文海燕1, 吴萍2, 刘冬辉1, 侯丽彦1, 赵影1 1. 保定市第二中心医院 重症医学科, 河北 保定 072750;
2. 保定市第二中心医院 新生儿科, 河北 保定 072750
2020-06-30 收稿, 2020-11-11 录用
*通讯作者: 贾松
摘要: 为探究超声心动图（TTE）、膈肌活动度（DE）超声及血清N-末端脑钠肽前体（NT-proBNP）检测三者联合对有创机械通气患者撤机结局的预测价值，本研究选取行有创机械通气的呼吸衰竭患者85例，分别行TTE超声检查、DE超声及自主呼吸实验（spontaneous breathing trial，SBT），观察患者撤机结局。结果显示，85例患者中，撤机失败者占30.59%，撤机成功者占69.41%。SBT后撤机失败组患者的E、E/e'、NT-proBNP高于撤机成功组（P < 0.05），DE值低于撤机成功组（P < 0.05）。二元Logistic回归分析显示，E/e'、DE、NT-proBNP均为有创机械通气患者撤机结局的影响因素（P < 0.05）；另ROC曲线显示，E/e'、DE、NT-proBNP三项联合预测撤机失败的AUC为0.989，高于单项检测。本研究提示心脏及DE超声联合血清NT-proBNP对有创机械通气患者撤机结局的预测价值较高。
关键词: 超声心动图膈肌活动度NT-proBNP有创机械通气撤机
The Predictive Value of Cardiac Ultrasound and Diaphragmatic Activity Ultrasound Combined with Serum NT-proBNP in Patients with Invasive Mechanical Ventilation
JIA Song1
, WEN Haiyan1, WU Ping2, LIU Donghui1, HOU Liyan1, ZHAO Ying1 1. Intensive Care Unit, Baoding No.2 Central Hospital, Baoding 072750, Hebei, P. R. China;
2. New Pediatric Department, Baoding No.2 Central Hospital, Baoding 072750, Hebei, P. R. China
*Corresponding author: JIA Song
Abstract: The purpose of this article is to explore the value of echocardiography (TTE), phrenic activity (DE) ultrasound and serum N-terminal brain natriuretic peptide precursor (NT-proBNP) in predicting the outcome of patients with invasive mechanical ventilation after extubation. In this study, 85 patients undergoing invasive mechanical ventilation due to respiratory failure were selected as the research group. TTE ultrasound examination, DE ultrasound examination and SBT test were performed respectively to observe the outcome of patients after extubation. The results showed that among the 85 patients, 30.59% were unsuccessful and 69.41% were successful. After the SBT test, the E, E/e' and NT-proBNP values of the failed extubation group were higher than those of the successful extubation group (P < 0.05), while DE value was lower than that of the successful extubation group (P < 0.05). Binary logistic regression analysis showed that E/e', DE and Nt-proBNP were all influencing factors (P < 0.05). In addition, the ROC curve showed that the the combined AUC of E/e', DE, NT-proBNP predicting the failure was 0.989, which was higher than any single test. It suggested that the predictive value of cardiac and DE ultrasound combined with serum NT-proBNP for successful extubation of patients with invasive mechanical ventilation was relatively high.
Key words: echocardiographydiaphragmatic activityNT-proBNPinvasive mechanical ventilationextubation
有创机械通气多用于危重症患者，其可有效改善患者低氧症状，对患者原发病的治疗具有重要作用[1]。但有资料指出，有创机械通气患者中20%~30%可能出现呼吸机依赖，且通气过程中易产生气压伤、呼吸机相关肺炎等并发症，而撤机失败易增加患者死亡风险，故尽早成功撤机至关重要[2]。研究表明，心功能不全及膈肌功能障碍是造成撤机失败的主要原因[3]。早期临床多以自主呼吸实验(spontaneous breathing trial，SBT)结果为撤机评估标准，但其无法对患者心肺及膈肌功能进行评估。膈肌超声可有效检测患者膈肌活动度(diaphragmatic activity，DE)；而NT-proBNP为心脏压力负荷下产物，其水平高低可反映患者心肌功能，且与心衰程度密切相关[4, 5]。基于此，本研究以85例有创机械通气患者为研究对象，探讨了心脏及DE超声联合NT-proBNP检测对有创机械通气患者撤机成功的预测价值，以期为临床撤机提供参考。
1 资料与方法1.1 一般资料选取2018年2月~2019年2月在本院行有创机械通气治疗的呼吸衰竭患者85例为研究对象。病例纳入标准：①均行有创机械通气治疗；②年龄>18岁；③有创机械通气治疗>48 h；④临床资料完整，能够配合完成本次研究者。排除标准：①既往存在膈肌麻痹病史者；②合并恶性肿瘤患者；③通气治疗期间自行拔管者；④智力或精神障碍不能配合本研究者。入选患者中，包括重症肺炎且伴呼吸衰竭者40例、慢性阻塞性肺疾病急性加重(acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD)者21例、心力衰竭者18例，其他6例。男52例、女33例；年龄34~75岁，平均(59.56±5.82)岁；体质量指数(body mass index，BMI)19~28 kg/m2，平均(22.62±2.45)kg/m2。本研究征得本院医学伦理委员会批准。
1.2 方法(1) 于SBT开始前30 min与结束后30 min行TTE超声检查：患者取半卧位，使用索诺声超声相控阵探头，于心尖部对患者心尖四腔进行扫描，获得心尖四腔图后，在二尖瓣小叶定位脉冲波多普勒，测量其舒张期的E波，然后继续使用脉冲波组织多普勒在二尖瓣外测量其舒张早期的e′，两次均取最大流速，计算E/e′值。所有测量在呼吸末期进行，测量3次，取平均值。
(2) 于SBT开始前30 min与结束后30 min行膈肌活动度(DE)检测：患者取半卧位，使用床旁超声机对患者膈肌活动度进行检测。检测时将探头置于右侧肋缘下与右侧腋前线交叉点处，启用2D模式，并使D线与后膈肌保持垂直，后在M超模式下，对患者DE进行测量，记录测量值至少3次，取平均值。
(3) 血清NT-proBNP检测：于SBT前后分别抽取患者静脉血3 mL，以3000 r/min离心，取上层备测。NT-proBNP水平采用罗氏全自动电化学发光免疫分析系统测定。
(4) SBT试验：患者取半卧位，进行T-管模式，同时管内给氧，氧流量保持5 L/min，持续60 min，记录且其相关血气值。
1.3 评判标准(1) SBT成功标准：血氧饱和度(SPO2)≥90%，血氧分压(PaO2)≥60 mmHg且增加≤10 mmHg，吸入氧浓度百分比(FiO2)≤40%，pH≥7.32，HR < 140次/min，同时患者精神状态良好，无呼吸做功增加现象。
(2) 撤机结局评判：若患者SBT成功，则进行撤机拔管，并监测患者48 h内的状况；若患者SBT失败，则进行再次通气治疗。其中以48 h内未再次插管或呼吸机通气为撤机成功，反之则为撤机失败。
(3) 急性生理与慢性健康评分(acute physiology and chronic health evaluation，APACHE Ⅱ)：包括三部分，即急性生理评分、年龄评分及慢性健康评分，理论最高分71分，分数越高，病情越严重。
1.4 统计学处理采用统计软件SPSS 22.0处理数据，计数资料用n(%)表示，行χ2检验；计量资料用(x±s)表示，行独立样本t检验；撤机结局的影响因素采用二元Logistic回归分析；撤机结局预测采用ROC曲线分析，曲线下面积(area under curve，AUC)0.7~0.9为预测价值较好，AUC值>0.9时预测准确性高。P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果2.1 撤机结局85例患者中，撤机失败者26例(30.59%)，撤机成功者59例(69.41%)。
2.2 撤机成功组和失败组患者临床资料比较结果显示，两组患者性别、年龄、BMI、舒张压、收缩压、总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、合并症及疾病构成差异均无统计学意义(P>0.05)，而APACHE Ⅱ评分差异显著(P < 0.05)。见表 1。
表1
 表 1 撤机成功、失败组患者临床资料比较
| 表 1 撤机成功、失败组患者临床资料比较 |
2.3 撤机成功组和失败组患者预测参数比较结果显示，两组患者行SBT前的PH、PaO2/FiO2、E、E/e′、DE及SBT后的PH、PaO2/FiO2值等差异无统计学意义(P>0.05)，而撤机失败组SBT后的E、E/e′高于撤机成功组(P < 0.05)，DE值低于撤机成功组(P < 0.05)。见表 2。
表2
表 2 撤机成功、失败组患者预测参数比较
| 表 2 撤机成功、失败组患者预测参数比较 |
2.4 撤机成功组和失败组患者血清NT-proBNP比较结果显示，两组患者SBT前血清NT-proBNP差异无统计学意义(P>0.05)，SBT后撤机失败组患者的血清NT-proBNP显著高于撤机成功组，差异具有统计学意义(P < 0.05)。见表 3。
表3
表 3 撤机成功组和失败组患者血清NT-proBNP比较
| 表 3 撤机成功组和失败组患者血清NT-proBNP比较 |
2.5 撤机结局的Logistic回归分析以“患者撤机结局”为因变量(赋值：0=失败，1=成功)，以“E/e′、DE、NT-proBNP”为自变量定量参数，纳入二元Logistic回归分析。结果显示，E/e′、DE、NT-proBNP均为影响有创机械通气患者撤机结局的影响因素(P < 0.05)。见表 4。
表4
表 4 撤机结局的Logistic回归分析
| 表 4 撤机结局的Logistic回归分析 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.6 E/e′、DE、NT-proBNP对撤机失败的预测效果ROC曲线(见图 1)分析显示，E/e′、DE、NT-proBNP预测撤机失败的AUC分别为0.821、0.732、0.846，均具有一定准确性, 见表 5。Cut-off值以ROC曲线靠左上方最大约登指数为切点，E/e′敏感度为61.5%、特异度为94.9%，DE敏感度为76.9%、特异度为62.7%，NT-proBNP敏感度为80.8%、特异度为84.7%，预测价值较好, 详见表 6。
图 1
 | 图 1 E/e′、DE、NT-proBNP及联合检测诊断撤机结局的ROC曲线 |
表5
表 5 E/e′、DE、NT-proBNP对撤机结局的预测效果
| 表 5 E/e′、DE、NT-proBNP对撤机结局的预测效果 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
表6
表 6 E/e′、DE、NT-proBNP对撤机结局的分析效能
| 表 6 E/e′、DE、NT-proBNP对撤机结局的分析效能 |
以E/e′、DE、NT-proBNP回归系数得出三项联合的数值计算公式为：三项联合=E/e′+ (3.014)/(-3.293)×DE+(-0.003)/(-3.293)×NT-proBNP，统计分析得出联合数据。ROC结果显示，三项联合预测AUC为0.989，敏感度为96.2%、特异度为94.9%，说明联合预测价值较高。见表 5和表 6。
3 讨论目前，有创机械通气多用重症监护病房，其不仅可保证患者气道通畅，而且对于低氧血症、CO2潴留及代谢异常患者均具有重要改善作用。但治疗过程中，长时间的通气治疗易导致患者气压伤、肺炎等发生，造成不良预后。而且通气时间延长与ICU患者原发病发展、死亡风险的增加及治疗费用密切相关。故评估有创机械通气能否顺利撤机至关重要。
已有较多研究指出，有创机械通气患者顺利撤机与患者心肺功能、膈肌功能、脑功能及呼吸功能等较多因素紧密相关[6]。而TTE超声可有效识别患者心力衰竭，并根据患者SBT期间的血流动力学变化准确且高效的筛查出高危心衰患者，对患者心功能的评估具有重要作用[7]。其中当超声成像显示心肌舒张受损时，提示患者心肌功能异常。如患者左心室舒张功能障碍，可影响患者右心室充盈及心输出量，增大撤机难度。另据文献报道，运动时正常情况下，患者左心室舒张压随心肌舒张的增强而降低，而对于心力衰竭者，此表现并不明显[8, 9]。而E/e′可较好评估撤机期间患者左心室充盈增加情况。本研究中，SBT后撤机失败组患者的E/e′值显著高于成功组，提示撤机失败组患者舒张功能存在障碍。据ROC曲线显示，E/e′预测撤机失败的AUC、特异度均较高，提示TTE超声对患者心功能的评估及是否顺利撤机的预测价值较好。
膈肌功能障碍是影响通气患者顺利撤机的另一因素。临床资料显示，膈肌为SBT时的重要呼吸肌，其产生的总潮气量可达肺部的75%~98%[10]。膈肌无力可造成膈肌萎缩，降低膈肌活动度[11]。有创机械通气治疗中，膈肌功能障碍发生率较高，其对通气时间的延长及撤机成功率的降低均具有较大影响。患者自发呼吸困难或无自发呼吸时，其膈肌功能丧失，因此DE显著降低[12, 13]。本研究中，SBT后撤机失败组患者的DE值显著低于成功组，此结果提示，膈肌活动度越差，患者呼吸功能障碍越严重，因此撤机失败率较高。
NT-proBNP主要由心脏分泌，可作为心力衰竭的重要调节因子。资料指出，NT-proBNP升高多见于心功能不全者，当NT-proBNP水平异常提高时，提示患者心脏储备功能下降[14]。已有研究证实，BNP浓度升高是致撤机失败的独立危险因素。但本研究中，SBT结束时撤机失败组NT-proBNP水平显著高于成功组，该结果与张银霞[15]研究结果一致，提示心脏储备不足可能导致随后的呼吸功能不全和撤机失败。另ROC曲线显示，DE预测撤机失败的AUC较高，预测价值较好。上述三项联合预测价值更高。
综上所述，心脏及DE超声联合血清NT-proBNP对有创机械通气患者撤机结局的预测价值较高，可用于患者临床撤机指导，对提高有创机械通气患者撤机成功率具有一定意义。
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