引用本文： 刘芳欣, 陈昭杰, 王洲, 任永凤, 李健, 殷延华, 钱贝丽. 剪切波弹性成像联合膈肌增厚率及浅快呼吸指数预测机械通气患者撤机结果的临床研究. 中国呼吸与危重监护杂志, 2023, 22(1): 38-43. doi: 10.7507/1671-6205.202209064 复制
机械通气是危重症患者常用的呼吸支持手段，可有效帮助患者维持呼吸功能，当患者原发疾病得到有效控制，呼吸状态趋于平稳需要及时撤除呼吸机，恢复患者自主呼吸功能。研究表明1/3的机械通气患者存在困难撤机，导致这一现象的诸多因素中，呼吸肌功能障碍为主要因素，约占62%[1]。膈肌作为呼吸肌的重要组成部分，膈肌做功占整个呼吸肌的80%，因此在排除原发病导致撤机困难的基础上，评估患者膈肌功能可有效预测撤机结果[2]。研究表明当患者机械通气时长达18～69 h，膈肌不活动导致膈肌慢收缩和快收缩纤维发生明显萎缩，提示膈肌蛋白水解增多，从而导致肌纤维萎缩，硬度发生改变[3]。近年来，膈肌超声日益应用于临床，既往较多研究通过使用常规超声测量膈肌厚度、膈肌收缩增厚率（diaphragm thickening fraction，DTF）及膈肌移动度等可对膈肌功能进行评估，而通过评估膈肌硬度预测机械通气患者撤机结果的研究目前在国内外尚属于空白[4-6]。本研究旨在利用剪切波弹性成像技术（shear wave elastography，SWE）定量测量膈肌剪切模量值（shear modulus，SM）评估机械通气患者自主呼吸试验（spontaneous breathing test，SBT）时膈肌弹性改变情况，进一步探讨其与DTF、浅快呼吸指数（rapid shallow breathing index，RSBI）联合应用在预测机械通气患者撤机结果中的应用价值。
1 资料与方法
1.1 临床资料
选取2022年1月—2022年9月在我院重症监护病房接受机械通气治疗且准备拔管的患者52例，年龄21～84岁，平均年龄（62.2±14.1）岁。纳入标准：（1）年龄≥18周岁；（2）机械通气时间>48 h；（3）呼吸衰竭症状缓解，原发疾病得到控制；（4）生命体征平稳，符合撤机标准时行SBT。排除标准：（1）存在膈肌或膈神经损伤；（2）存在呼吸中枢抑制相关疾病；（3）存在气胸或大量胸腔积液；（4）存在膈下感染、连枷胸；（5）图像质量较差或无法接受超声检查者。本研究由亳州市人民医院伦理委员会审查通过（亳医伦审2022第192号）。
1.2 方法
1.2.1 SBT
机械通气患者满足下列条件时行SBT：（1）氧和状况平稳；（2）呼气末正压通气（positive end expiration pressure，PEEP）<5 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）；（3）有自主咳嗽的能力；（4）已停用镇静药和血管升压类药物；（5）格拉斯哥昏迷量表评分≥13分，短期内未应用肌松药物。SBT筛查时采用低水平压力支持通气。呼吸机模式设置为：压力支持5 cm H2O（1 cm H2O=0.098 kPa），PEEP=5 cm H2O，FiO2=0.35，持续30 min。如出现以下情况立即终止（即SBT失败）：呼吸困难、烦躁、大汗或嗜睡，外周动脉血氧饱和度下降≥5%，呼吸频率>35次/min；心率>140次/min或升高增幅>20%，发生新的心律失常；收缩压增幅>20%。如未出现上述情况，则SBT成功，患者撤离机械通气。根据撤机结果分为成功组和失败组。成功撤机标准为患者撤机48 h后不须机械通气辅助通气，可维持自主呼吸。失败撤机标准为终止机械通气48 h内患者不能坚持自主呼吸，需要再次使用有创或无创机械通气辅助或撤机48 h内死亡。
1.2.2 超声测量DTF
SBT 30 min时或SBT失败再次连接呼吸机之前进行膈肌超声检查。应用迈瑞Resona 7彩色超声仪器，高频线阵探头L11-3U，频率3 MHz～11 MHz，患者取仰卧位、床头抬高30°，探头置于右侧腋前线第8～10肋间与肋骨下缘交汇处，垂直于胸壁探查，清晰显示低回声的膈肌组织位于肝脏浅方，由腹膜与胸膜相对应的两条高回声线包围，正常情况下患者吸气后膈肌朝向探头移动，启用M型超声，使取样线垂直于两条高回声平行线，连续观察至少3个呼吸周期内的膈肌运动（图1），记录1个呼吸周期内最大和最小膈肌厚度，计算吸气末至呼气末之间膈肌厚度变化百分比，即为DTF［（吸气末膈肌厚度–呼气末膈肌厚度）/呼气末膈肌厚度×100%］，测量3次取平均值。
图1
M型超声观察膈肌厚度
1：呼气末膈肌；2：吸气末膈肌。
1.2.3 膈肌剪切波弹性成像
检查设备及方法同上述，探头置于右侧腋前线与腋中线第8～10肋间，垂直胸壁，并轻置于皮肤表面，避免加压，涂抹适量耦合剂，探头垂直于膈肌矢状面以获取与膈肌肌束方向平行的纵向视图（在胸壁皮肤上做出标记，后续重复测量时使用同一位置），经过2～3个呼吸周期后，清晰稳定显示上述膈肌结构，启动实时SWE模式，标尺范围设定为0～66.7 kPa，弹性取样框覆盖感兴趣区，大小固定设置为16 mm×11 mm，嘱患者平静呼吸，于呼气末屏气约3 s，点开可信度按键，当可信度超过90%时，采集并存储动态弹性图像以备后续图像处理分析（图2）。在弹性图上，启用Q-Box功能测量感兴趣区内膈肌组织硬度值，Q-Box测量框为1～2 mm大小的圆形框，连续3个呼吸周期，每个呼吸周期于呼气末重复测量4次取平均值。若患者呼吸频率过快，无法获取高质量稳定均匀颜色的SWE图时，测得SM不纳入数据分析。所有超声检查由同一名具有5年以上重症超声工作经验的超声科医师进行操作。
图2
SWE测量膈肌SM
1.2.4 其他观察参数
记录患者年龄、性别、体重指数（body mass index，BMI）、急性生理学和慢性健康状况评价Ⅱ（acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ，APACHEⅡ）、心率、平均动脉压、氧合指数（PaO2/FiO2）、动脉血二氧化碳分压（arterial partial pressure of carbon dioxide，PaCO2）、RSBI等指标。
1.3 统计学方法
采用SPSS 16.0统计软件。所有计量资料均行正态性检验，服从或近似服从正态分布的采用均数±标准差（
±s）表示，组间比较采用独立样本t检验。计数资料用例数表示，组间比较采用χ2检验或者校正χ2检验。不符合正态分布的计量资料用中位数（四分位数）［M（P25，P75）］表示，组间比较采用独立样本秩和检验。采用多因素二元Logistic回归分析影响撤机结果的因素，绘制ROC曲线评价RSBI、DTF、膈肌硬度值单独及联合应用对撤机成功的预测价值。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组一般临床资料比较
52例患者中撤机成功39例，失败13例。两组年龄、性别、BMI、APACHEⅡ评分等指标比较差异无统计学意义（P>0.05）。撤机成功组SBT前机械通气时间小于撤机失败组，差异有统计学意义（P<0.05）。结果见表1。
表1
两组患者一般资料比较［M（P25，P75）/例/（
）］
2.2 两组SBT结束时各参数比较
撤机成功组与失败组比较，心率、平均动脉压差异无统计学意义（P>0.05）；成功组的呼吸频率、RSBI低于失败组，DTF及SM高于撤机失败组，差异均有统计学意义（P<0.05）。结果见表2。
表2
两组患者SBT结束时参数比较［（
）/M（P25，P75）］
2.3 影响撤机结果的多因素二元Logistic回归分析
以撤机结果为因变量（撤机成功=1，撤机失败=0），以SBT前机械通气时间、呼吸频率、RSBI、DTF及SM为协变量行二元Logistic回归分析。结果显示，SBT前机械通气时间、呼吸频率对撤机成功无明显影响，差异无统计学意义，RSBI、DTF及SM是撤机成功与否的独立影响因素，结果见表3。
表3
影响撤机成功的多因素Logistic回归分析结果
2.4 预测撤机结果的ROC曲线分析
RSBI、DTF及SM预测撤机成功的ROC曲线下面积（area under the ROC curve，AUC）分别为0.771［95%置信区间（confidential interval，CI） 0.589～0.953］、0.806（95%CI 0.661～0.951）、0.838（95%CI 0.695～0.981）。SM预测的敏感性较高，但特异性较低，RSBI与DTF预测的敏感性相似，三者联合预测的AUC最高（AUC=0.937，95%CI 0.714～1.0），诊断敏感度、特异度、准确度分别为94.9%、84.6%、92.3%。结果见表4和图3。
表4
撤机参数预测机械通气患者撤机成功的ROC曲线分析
图3
预测撤机成功的因素单独及联合应用ROC曲线图
3 讨论
膈肌是主要的呼吸肌，在自主呼吸过程中发挥重要作用，研究表明膈肌收缩做功可产生整个吸气过程60%～80%潮气量，机械通气时间延长会导致膈肌发生收缩功能障碍，从而出现撤机困难现象[7]。因此，在排除患者原发疾病基础上，评估患者膈肌功能可有效预测撤机结果。有学者提出机械通气患者撤机拔管前需常规行膈肌功能评估[8-9]。临床上评估膈肌功能方法较多，如腹部X线透视、监测跨膈压、膈肌肌电图及刺激膈神经等，但这些技术由于具有辐射性、操作技术复杂、难以床旁即时检测等原因，无法使用于重症患者[10]。超声作为一种新型膈肌功能评估手段，可准确测量机械通气患者膈肌厚度及移动度等，具有易于操作、无创、无辐射、可重复等优势，其在重症医学科中监测膈肌功能的应用越来越受到重视[11]。
本研究依据撤机结果将患者分为撤机成功组和失败组，通过比较两组撤机前临床资料发现，除机械通气时间有差异外，其余观察指标差异均无统计学意义。这是由于通气时间越长，呼吸机相关并发症发生率越高，且长期机械通气还易导致呼吸机依赖，因此时间越长撤机失败的可能性越大。通过比较两组患者SBT结束时参数，发现RSBI及呼吸频率在两组中差异具有统计学意义。RSBI是临床上较为常用的撤机参数，它通过衡量患者呼吸负荷与膈肌力量之间的关系评价呼吸肌的功能，RSBI增高提示膈肌疲劳。有学者认为RSBI对撤机结果的预测价值具有可变性[12]，且多篇研究发现RSBI预测撤机结果的截断值具有较大变异度[13-16]。本研究结果显示RSBI预测撤机成功的AUC为0.771，阈值为70.48次·min–1·L–1，诊断阈值稍高于赵浩天等[16]的研究结果，低于Yang等[17]的研究结果，且远低于撤机标准参考值105次·min–1·L–1，说明RSBI预测撤机成功的阈值波动较大，单独使用不甚理想。
一些研究表明DTF在28%～36%之间对预测机械通气患者撤机成功与否有较好的敏感性和特异性[18-20]，Gursel等[21]认为当DTF<20%时即为膈肌功能障碍。本研究结果显示撤机成功组DTF明显高于撤机失败组，阈值为30.0%，与伍松柏等[20]研究结果相似，诊断敏感性79.5%、特异性76.9%，进一步表明DTF是较为可靠的评估膈肌功能的指标，可用于预测撤机结果。这主要由于膈肌功能与吸气增厚相关，DTF通过测量吸气与呼气厚度变化率，反映膈肌收缩情况，从而评估呼吸肌做功性能。
SWE为评估肌肉力学性能和肌肉硬度提供了可靠的量化测量指标[22-25]，SWE测量的SM越高表示肌肉越硬，SWE被建议作为评估肌肉质量和体内力学性能随时间变化的工具[23，26]。临床上SWE通常用于评估运动医学中的肌腱损伤和肌肉疾病中的肌肉力学特性[27-28]。机械通气导致膈肌功能障碍包括膈肌肌力减弱和膈肌瘫痪，分别表示膈肌肌力部分或全部丧失，发生机制可能包括膈肌废用性萎缩、全身炎症反应、肌纤维长度变短及皮质类固醇激素的应用等。Aarab等[29]采用危重患者和机械通气仔猪进行转化研究，测量患者和仔猪的SM和膈肌厚度，并对仔猪进行跨膈压测量和膈活检，结果显示SM的减少与膈肌产力丧失、慢速和快速纤维萎缩以及脂滴积聚增加有关，这表明重症患者膈肌组织硬度降低与肌肉损伤和肌力虚弱的发展相一致。Flatres等[30]研究显示危重患者膈肌硬度小于健康对照组，且膈肌硬度的测量在不同观察者之间一致性良好，证明SWE是评估健康对照组和危重患者肢体肌肉和膈肌功能的可靠技术。本研究通过比较撤机成功组和失败组膈肌SM，发现失败组SM低于成功组，差异有统计学意义，阈值为10.0 kPa，诊断敏感性高达100.0%，AUC达0.838，高于DTF（AUC=0.806），说明SWE评估膈肌SM有助于预测机械通气患者能否撤机成功，优于通过常规超声测量DTF的预测价值。这主要是由于SWE通过测量膈肌硬度更能客观反应膈肌肌力变化，进而了解膈肌组织学改变，评估膈肌功能，且具有较高可重复性[25]。然而，单一依靠测量膈肌SM预测撤机结果亦会出现一定的误诊率，因此在临床上使用SWE应与DTF、RSBI及其他临床资料相结合共同预测撤机结果。在此基础上，本研究进一步行多因素Logistic回归分析，结果显示RSBI、DTF、SM是撤机失败的独立危险因素，三者均为预测撤机成功的有效参数。本研究ROC曲线分析显示，RSBI、DTF、SM联合检测AUC显著高于三个参数单独应用，诊断敏感性、特异性及准确性均有所提高，表明联合检测对预测机械通气患者撤机成功的效果更佳，而单一检测参数中，SM具有较好的预测价值。
本研究为单中心、小样本、回顾性研究，存在一些局限性。首先，未充分、完全分析影响机械通气通气的其他因素，受样本量限制，未对原发疾病及病情严重程度进行分组、分层逐步分析，有待于扩大样本量进行临床前瞻性研究进一步验证。其次，超声评估准确性受操作者经验和技术依赖性影响。由于左侧膈肌受胃肠气体影响，无法常规获取切面，本次研究仅纳入右侧膈肌功能进行评估，因此不适应于单侧膈肌功能障碍者。最后，SWE技术本身也具有一些局限性。SWE由于采样率较低（1～2 Hz），以致对于呼吸急促患者难以取得高质量SWE图像，尽管本组患者均严格按照质控标准测量SM，但仍有可能存在测量误差。此外，肌肉组织间各向异性伪像亦可导致测量SM出现误差。
综上，SWE技术通过评估膈肌硬度为评价膈肌功能提供新的量化指标，膈肌硬度联合DTF及RSBI可更好地预测机械通气患者成功撤机。
利益冲突：本研究不涉及任何利益冲突。
机械通气是危重症患者常用的呼吸支持手段，可有效帮助患者维持呼吸功能，当患者原发疾病得到有效控制，呼吸状态趋于平稳需要及时撤除呼吸机，恢复患者自主呼吸功能。研究表明1/3的机械通气患者存在困难撤机，导致这一现象的诸多因素中，呼吸肌功能障碍为主要因素，约占62%[1]。膈肌作为呼吸肌的重要组成部分，膈肌做功占整个呼吸肌的80%，因此在排除原发病导致撤机困难的基础上，评估患者膈肌功能可有效预测撤机结果[2]。研究表明当患者机械通气时长达18～69 h，膈肌不活动导致膈肌慢收缩和快收缩纤维发生明显萎缩，提示膈肌蛋白水解增多，从而导致肌纤维萎缩，硬度发生改变[3]。近年来，膈肌超声日益应用于临床，既往较多研究通过使用常规超声测量膈肌厚度、膈肌收缩增厚率（diaphragm thickening fraction，DTF）及膈肌移动度等可对膈肌功能进行评估，而通过评估膈肌硬度预测机械通气患者撤机结果的研究目前在国内外尚属于空白[4-6]。本研究旨在利用剪切波弹性成像技术（shear wave elastography，SWE）定量测量膈肌剪切模量值（shear modulus，SM）评估机械通气患者自主呼吸试验（spontaneous breathing test，SBT）时膈肌弹性改变情况，进一步探讨其与DTF、浅快呼吸指数（rapid shallow breathing index，RSBI）联合应用在预测机械通气患者撤机结果中的应用价值。
1 资料与方法
1.1 临床资料
选取2022年1月—2022年9月在我院重症监护病房接受机械通气治疗且准备拔管的患者52例，年龄21～84岁，平均年龄（62.2±14.1）岁。纳入标准：（1）年龄≥18周岁；（2）机械通气时间>48 h；（3）呼吸衰竭症状缓解，原发疾病得到控制；（4）生命体征平稳，符合撤机标准时行SBT。排除标准：（1）存在膈肌或膈神经损伤；（2）存在呼吸中枢抑制相关疾病；（3）存在气胸或大量胸腔积液；（4）存在膈下感染、连枷胸；（5）图像质量较差或无法接受超声检查者。本研究由亳州市人民医院伦理委员会审查通过（亳医伦审2022第192号）。
1.2 方法
1.2.1 SBT
机械通气患者满足下列条件时行SBT：（1）氧和状况平稳；（2）呼气末正压通气（positive end expiration pressure，PEEP）<5 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）；（3）有自主咳嗽的能力；（4）已停用镇静药和血管升压类药物；（5）格拉斯哥昏迷量表评分≥13分，短期内未应用肌松药物。SBT筛查时采用低水平压力支持通气。呼吸机模式设置为：压力支持5 cm H2O（1 cm H2O=0.098 kPa），PEEP=5 cm H2O，FiO2=0.35，持续30 min。如出现以下情况立即终止（即SBT失败）：呼吸困难、烦躁、大汗或嗜睡，外周动脉血氧饱和度下降≥5%，呼吸频率>35次/min；心率>140次/min或升高增幅>20%，发生新的心律失常；收缩压增幅>20%。如未出现上述情况，则SBT成功，患者撤离机械通气。根据撤机结果分为成功组和失败组。成功撤机标准为患者撤机48 h后不须机械通气辅助通气，可维持自主呼吸。失败撤机标准为终止机械通气48 h内患者不能坚持自主呼吸，需要再次使用有创或无创机械通气辅助或撤机48 h内死亡。
1.2.2 超声测量DTF
SBT 30 min时或SBT失败再次连接呼吸机之前进行膈肌超声检查。应用迈瑞Resona 7彩色超声仪器，高频线阵探头L11-3U，频率3 MHz～11 MHz，患者取仰卧位、床头抬高30°，探头置于右侧腋前线第8～10肋间与肋骨下缘交汇处，垂直于胸壁探查，清晰显示低回声的膈肌组织位于肝脏浅方，由腹膜与胸膜相对应的两条高回声线包围，正常情况下患者吸气后膈肌朝向探头移动，启用M型超声，使取样线垂直于两条高回声平行线，连续观察至少3个呼吸周期内的膈肌运动（图1），记录1个呼吸周期内最大和最小膈肌厚度，计算吸气末至呼气末之间膈肌厚度变化百分比，即为DTF［（吸气末膈肌厚度–呼气末膈肌厚度）/呼气末膈肌厚度×100%］，测量3次取平均值。
图1
M型超声观察膈肌厚度
1：呼气末膈肌；2：吸气末膈肌。
1.2.3 膈肌剪切波弹性成像
检查设备及方法同上述，探头置于右侧腋前线与腋中线第8～10肋间，垂直胸壁，并轻置于皮肤表面，避免加压，涂抹适量耦合剂，探头垂直于膈肌矢状面以获取与膈肌肌束方向平行的纵向视图（在胸壁皮肤上做出标记，后续重复测量时使用同一位置），经过2～3个呼吸周期后，清晰稳定显示上述膈肌结构，启动实时SWE模式，标尺范围设定为0～66.7 kPa，弹性取样框覆盖感兴趣区，大小固定设置为16 mm×11 mm，嘱患者平静呼吸，于呼气末屏气约3 s，点开可信度按键，当可信度超过90%时，采集并存储动态弹性图像以备后续图像处理分析（图2）。在弹性图上，启用Q-Box功能测量感兴趣区内膈肌组织硬度值，Q-Box测量框为1～2 mm大小的圆形框，连续3个呼吸周期，每个呼吸周期于呼气末重复测量4次取平均值。若患者呼吸频率过快，无法获取高质量稳定均匀颜色的SWE图时，测得SM不纳入数据分析。所有超声检查由同一名具有5年以上重症超声工作经验的超声科医师进行操作。
图2
SWE测量膈肌SM
1.2.4 其他观察参数
记录患者年龄、性别、体重指数（body mass index，BMI）、急性生理学和慢性健康状况评价Ⅱ（acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ，APACHEⅡ）、心率、平均动脉压、氧合指数（PaO2/FiO2）、动脉血二氧化碳分压（arterial partial pressure of carbon dioxide，PaCO2）、RSBI等指标。
1.3 统计学方法
采用SPSS 16.0统计软件。所有计量资料均行正态性检验，服从或近似服从正态分布的采用均数±标准差（±s）表示，组间比较采用独立样本t检验。计数资料用例数表示，组间比较采用χ2检验或者校正χ2检验。不符合正态分布的计量资料用中位数（四分位数）［M（P25，P75）］表示，组间比较采用独立样本秩和检验。采用多因素二元Logistic回归分析影响撤机结果的因素，绘制ROC曲线评价RSBI、DTF、膈肌硬度值单独及联合应用对撤机成功的预测价值。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组一般临床资料比较
52例患者中撤机成功39例，失败13例。两组年龄、性别、BMI、APACHEⅡ评分等指标比较差异无统计学意义（P>0.05）。撤机成功组SBT前机械通气时间小于撤机失败组，差异有统计学意义（P<0.05）。结果见表1。
表1
两组患者一般资料比较［M（P25，P75）/例/（）］
2.2 两组SBT结束时各参数比较
撤机成功组与失败组比较，心率、平均动脉压差异无统计学意义（P>0.05）；成功组的呼吸频率、RSBI低于失败组，DTF及SM高于撤机失败组，差异均有统计学意义（P<0.05）。结果见表2。
表2
两组患者SBT结束时参数比较［（）/M（P25，P75）］
2.3 影响撤机结果的多因素二元Logistic回归分析
以撤机结果为因变量（撤机成功=1，撤机失败=0），以SBT前机械通气时间、呼吸频率、RSBI、DTF及SM为协变量行二元Logistic回归分析。结果显示，SBT前机械通气时间、呼吸频率对撤机成功无明显影响，差异无统计学意义，RSBI、DTF及SM是撤机成功与否的独立影响因素，结果见表3。
表3
影响撤机成功的多因素Logistic回归分析结果
2.4 预测撤机结果的ROC曲线分析
RSBI、DTF及SM预测撤机成功的ROC曲线下面积（area under the ROC curve，AUC）分别为0.771［95%置信区间（confidential interval，CI） 0.589～0.953］、0.806（95%CI 0.661～0.951）、0.838（95%CI 0.695～0.981）。SM预测的敏感性较高，但特异性较低，RSBI与DTF预测的敏感性相似，三者联合预测的AUC最高（AUC=0.937，95%CI 0.714～1.0），诊断敏感度、特异度、准确度分别为94.9%、84.6%、92.3%。结果见表4和图3。
表4
撤机参数预测机械通气患者撤机成功的ROC曲线分析
图3
预测撤机成功的因素单独及联合应用ROC曲线图
3 讨论
膈肌是主要的呼吸肌，在自主呼吸过程中发挥重要作用，研究表明膈肌收缩做功可产生整个吸气过程60%～80%潮气量，机械通气时间延长会导致膈肌发生收缩功能障碍，从而出现撤机困难现象[7]。因此，在排除患者原发疾病基础上，评估患者膈肌功能可有效预测撤机结果。有学者提出机械通气患者撤机拔管前需常规行膈肌功能评估[8-9]。临床上评估膈肌功能方法较多，如腹部X线透视、监测跨膈压、膈肌肌电图及刺激膈神经等，但这些技术由于具有辐射性、操作技术复杂、难以床旁即时检测等原因，无法使用于重症患者[10]。超声作为一种新型膈肌功能评估手段，可准确测量机械通气患者膈肌厚度及移动度等，具有易于操作、无创、无辐射、可重复等优势，其在重症医学科中监测膈肌功能的应用越来越受到重视[11]。
本研究依据撤机结果将患者分为撤机成功组和失败组，通过比较两组撤机前临床资料发现，除机械通气时间有差异外，其余观察指标差异均无统计学意义。这是由于通气时间越长，呼吸机相关并发症发生率越高，且长期机械通气还易导致呼吸机依赖，因此时间越长撤机失败的可能性越大。通过比较两组患者SBT结束时参数，发现RSBI及呼吸频率在两组中差异具有统计学意义。RSBI是临床上较为常用的撤机参数，它通过衡量患者呼吸负荷与膈肌力量之间的关系评价呼吸肌的功能，RSBI增高提示膈肌疲劳。有学者认为RSBI对撤机结果的预测价值具有可变性[12]，且多篇研究发现RSBI预测撤机结果的截断值具有较大变异度[13-16]。本研究结果显示RSBI预测撤机成功的AUC为0.771，阈值为70.48次·min–1·L–1，诊断阈值稍高于赵浩天等[16]的研究结果，低于Yang等[17]的研究结果，且远低于撤机标准参考值105次·min–1·L–1，说明RSBI预测撤机成功的阈值波动较大，单独使用不甚理想。
一些研究表明DTF在28%～36%之间对预测机械通气患者撤机成功与否有较好的敏感性和特异性[18-20]，Gursel等[21]认为当DTF<20%时即为膈肌功能障碍。本研究结果显示撤机成功组DTF明显高于撤机失败组，阈值为30.0%，与伍松柏等[20]研究结果相似，诊断敏感性79.5%、特异性76.9%，进一步表明DTF是较为可靠的评估膈肌功能的指标，可用于预测撤机结果。这主要由于膈肌功能与吸气增厚相关，DTF通过测量吸气与呼气厚度变化率，反映膈肌收缩情况，从而评估呼吸肌做功性能。
SWE为评估肌肉力学性能和肌肉硬度提供了可靠的量化测量指标[22-25]，SWE测量的SM越高表示肌肉越硬，SWE被建议作为评估肌肉质量和体内力学性能随时间变化的工具[23，26]。临床上SWE通常用于评估运动医学中的肌腱损伤和肌肉疾病中的肌肉力学特性[27-28]。机械通气导致膈肌功能障碍包括膈肌肌力减弱和膈肌瘫痪，分别表示膈肌肌力部分或全部丧失，发生机制可能包括膈肌废用性萎缩、全身炎症反应、肌纤维长度变短及皮质类固醇激素的应用等。Aarab等[29]采用危重患者和机械通气仔猪进行转化研究，测量患者和仔猪的SM和膈肌厚度，并对仔猪进行跨膈压测量和膈活检，结果显示SM的减少与膈肌产力丧失、慢速和快速纤维萎缩以及脂滴积聚增加有关，这表明重症患者膈肌组织硬度降低与肌肉损伤和肌力虚弱的发展相一致。Flatres等[30]研究显示危重患者膈肌硬度小于健康对照组，且膈肌硬度的测量在不同观察者之间一致性良好，证明SWE是评估健康对照组和危重患者肢体肌肉和膈肌功能的可靠技术。本研究通过比较撤机成功组和失败组膈肌SM，发现失败组SM低于成功组，差异有统计学意义，阈值为10.0 kPa，诊断敏感性高达100.0%，AUC达0.838，高于DTF（AUC=0.806），说明SWE评估膈肌SM有助于预测机械通气患者能否撤机成功，优于通过常规超声测量DTF的预测价值。这主要是由于SWE通过测量膈肌硬度更能客观反应膈肌肌力变化，进而了解膈肌组织学改变，评估膈肌功能，且具有较高可重复性[25]。然而，单一依靠测量膈肌SM预测撤机结果亦会出现一定的误诊率，因此在临床上使用SWE应与DTF、RSBI及其他临床资料相结合共同预测撤机结果。在此基础上，本研究进一步行多因素Logistic回归分析，结果显示RSBI、DTF、SM是撤机失败的独立危险因素，三者均为预测撤机成功的有效参数。本研究ROC曲线分析显示，RSBI、DTF、SM联合检测AUC显著高于三个参数单独应用，诊断敏感性、特异性及准确性均有所提高，表明联合检测对预测机械通气患者撤机成功的效果更佳，而单一检测参数中，SM具有较好的预测价值。
本研究为单中心、小样本、回顾性研究，存在一些局限性。首先，未充分、完全分析影响机械通气通气的其他因素，受样本量限制，未对原发疾病及病情严重程度进行分组、分层逐步分析，有待于扩大样本量进行临床前瞻性研究进一步验证。其次，超声评估准确性受操作者经验和技术依赖性影响。由于左侧膈肌受胃肠气体影响，无法常规获取切面，本次研究仅纳入右侧膈肌功能进行评估，因此不适应于单侧膈肌功能障碍者。最后，SWE技术本身也具有一些局限性。SWE由于采样率较低（1～2 Hz），以致对于呼吸急促患者难以取得高质量SWE图像，尽管本组患者均严格按照质控标准测量SM，但仍有可能存在测量误差。此外，肌肉组织间各向异性伪像亦可导致测量SM出现误差。
综上，SWE技术通过评估膈肌硬度为评价膈肌功能提供新的量化指标，膈肌硬度联合DTF及RSBI可更好地预测机械通气患者成功撤机。
利益冲突：本研究不涉及任何利益冲突。
