膈肌功能障碍和超声围手术期 (DiaphPeriop)

背景

每年都有相当一部分人接受手术，在瑞典，每年登记的手术约有 600,000 例。 手术后发生的并发症包括伤口感染、尿路感染、静脉血栓栓塞和肺炎。 术后肺炎是第三大最常见的并发症，会显着增加发病率和死亡率 (1)。 此外，它还会延长住院时间 (LOS)，增加医疗费用和再次入院率。 术后肺炎的发生率取决于不可改变的因素，例如手术类型、年龄、性别和术前功能状态，但也取决于可改变的因素，例如吸烟和遵守预防措施 (2)。 然而，与围手术期相比，在 ICU 中对肺炎预防措施的研究和使用更多。 瑞典目前的术后肺炎负担目前尚不清楚。 此外，在围手术期设置中很少使用预后检查和预防措施。 众所周知，膈肌功能障碍会影响腹部大手术后的患者，并且会影响术后结果 (3, 4)。 隔膜功能障碍背后的机制尚不清楚，但动物研究表明，术后炎症可能会在暴露后数小时内削弱隔膜 (5)。 术后呼吸系统并发症的部分原因是膈肌功能恶化，并导致发病率和死亡率增加 (6)。 在心脏和上腹部手术患者中，膈肌偏移和增厚的超声测量被证明有助于排除膈肌功能障碍 (7, 8)。

可以使用超声测量隔膜偏移、隔膜厚度、增厚或隔膜密度来诊断隔膜功能障碍。 这些检查具有很高的观察者内部和观察者间可靠性，是非侵入性和非电离成像技术。 这与抽动膈神经磁刺激形成鲜明对比，后者是测量膈肌功能的黄金标准技术，可靠但具有侵入性 (9)。 电阻抗断层扫描 (EIT) 是一种非侵入性无辐射成像技术，可提供局部肺通气和肺容量 (10) 的实时图像和数据，以及与隔膜功能障碍和后期肺不张发展的相关性，如超声评估横膈膜不清楚。 此外，肺活量测定法恢复的肺容积参数与隔膜超声参数和后来的呼吸系统并发症之间也缺乏明确的关系。

隔膜超声以前曾用于识别严重的功能障碍。 然而，识别功能障碍的早期迹象可能会在围手术期采取重要行动，以避免早期膈肌功能障碍的进展和持续，从而增加并发症的风险。

知识差距 围手术期膈肌超声能否预测术后病房出院后的呼吸并发症？ 超声定义的膈肌功能障碍是否与 EIT 和肺活量测定法显示的肺容量和肺功能变化相关？

假设 我们假设表明膈肌功能障碍的膈肌超声参数可以预测围手术期的呼吸并发症。

目标 总体目标 对围手术期的呼吸系统并发症进行全面映射，并确定通过膈肌超声确定的膈肌功能障碍是否有助于预测大手术后的呼吸系统并发症。

具体目标

1. 确定在主要择期腹部、盆腔或血管手术前后用膈肌超声测量衰减的膈肌功能是否可以预测 30 天时的呼吸并发症。
2. 确定在急性腹部、盆腔或血管大手术前后用隔膜超声测量的隔膜功能减弱是否可以预测 30 天时的呼吸系统并发症。

术后第一周的主要终点肺炎与膈肌功能下降有关。

次要终点术后病房或病房脱氧<90%，术后病房或病房呼吸急促>30次/分钟，术后病房PaO2<9，术后病房PaCO2>7，需要气管插管，需要无创通气 (NIV)。

研究设计 前瞻性非随机观察研究

纳入标准

1. 成人，≥18岁
2. 计划在研究期间在索尔纳卡罗林斯卡大学医院进行选择性（研究 1）或急性（研究 2）腹部、血管或盆腔手术

排除标准

1. 慢性肺病
2. 无法给予同意的患者
3. 怀孕

方法

在卡罗林斯卡大学医院接受开放式腹部、盆腔或血管手术的 18 岁及以上患者将在手术前和从术后病房出院前接受横膈膜超声检查，测量横膈膜偏移、厚度和密度。 手术后 30 天内的呼吸系统并发症将从患者的图表中记录下来，并与超声参数相关联。

1. 在第一项研究中，选择性腹部、盆腔或血管手术患者将在术前和术后单元（2-3 次）接受隔膜超声检查。 将在病房观察患者的脉搏血氧饱和度、氧气需求、生命参数等。 这些参数将与 30 天时登记的呼吸系统并发症相关联。
2. 在第二项研究中，急性腹部、盆腔或血管手术患者将在术前（麻醉前在手术台上）和术后单元（2-3 次）接受横膈膜超声检查，随后在病房观察脉搏血氧仪、氧气需求、生命参数等。检索到的参数将与 30 天时登记的呼吸系统并发症相关联。

在这些研究之前，该方法将根据标准进行验证。

隔膜的检查将使用通常在单位使用的超声波机器进行。 将频率为 2.5-3.5 MHz 的弯曲传感器或频率为 7.5-10 MHz 的线性传感器置于仰卧位，在左右肋弓处测量吸气时横膈膜的运动，吸气时隔膜增厚和隔膜密度。 检查无痛、无创、无辐射，大约需要 15 分钟。

1. 隔膜偏移：

   隔膜在吸气时的运动是用凸面/曲面传感器测量的。 在右侧，探头放置在锁骨中线和肋弓下方的腋前线之间。 探头在内侧、头侧和背侧倾斜，以垂直方式撞击隔膜冲天炉。 在 M 模式下测量和记录吸气时隔膜的位移。

2. 为了测量隔膜增厚，将探头放置在腋前线和腋中线之间的第 8 和第 9 肋骨之间。 右隔膜曲率位于膈肋窦下方 0.5-2 厘米处。 M 模式用于测量在用力残气量 (FRC) 和肺总容量 (TLC) 下从胸膜线到腹膜线的厚度，即在最大吸气时。 正常增厚为 2,7mm +-0.5 mm，低于 2mm (<20%) 的值被认为是病理性的。
3. 隔膜密度在 B 模式下测量，从而使用特殊软件（Image J 或类似软件）创建灰度直方图。 密度以灰度的百分比测量，其中值 >65%（基于健康对照的灰度直方图）被定义为病理性的。

横膈膜的检查将在术前在手术室进行。 术后，尽可能在手术台上对患者进行检查，并在术后病房再进行两次检查。

在术后病房，监测患者的重要功能，并将这些数据记录在 CRF 中（饱和度、脉搏、血压、呼吸频率、疼痛估计）。 药物、麻醉剂、手术时间、麻醉时间、围手术期出血、体液平衡等数据，当患者转入病房时，研究组成员将在第一次超声后24-72h进行复查超声。 在这个时间点，将记录生命参数、药物数据、体液平衡和并发症。

此后，患者将在首次手术后长达 30 天内在 Take Care（如果入住 ICU，则在 Clinisoft）接受有关呼吸系统并发症的随访。

来自隔膜超声的数据将保存在超声机中，并以图片和数字文件的形式导出，以通过受字保护的硬盘。

主要结果的统计比较将通过 Pearson 卡方检验或每个隔膜参数的双尾 Fisher 精确检验进行分析。 将描述基线患者特征数据，并将根据分类或连续参数以及正态或非正态分布酌情分析如上所述的次要结果。 数据将以平均值 ± SD 或 95% CI、中值和范围或数字 (%) 的形式呈现，具体取决于上述内容。

临床相关性

该项目将对瑞典大手术后术后并发症的严重程度进行独特的映射。 几项研究表明，大手术后膈肌无力，使患者容易出现术后呼吸系统并发症。 在围手术期早期发现膈肌无力将有机会通过引入肺炎束、物理疗法和提高对并发症症状的认识来预防呼吸系统并发症。 术后呼吸系统并发症对个人的康复和医疗保健费用构成了巨大挑战。 引入一种有助于预防此类并发症的非侵入性、可靠、廉价且无痛的诊断工具将减少疾病负担和与手术相关的费用。

参考

1. Kazaure HS、Martin M、Yoon JK、Wren SM。 住院外科病房术后肺炎预防计划的长期结果。 JAMA 外科。 2014;149(9):914-8。
2. Chughtai M、Gwam CU、Mohamed N、Khlopas A、Newman JM、Khan R 等。 术后肺炎的流行病学和危险因素。 J Clin Med Res。 2017 年；9(6)：466-75。
3. 福特 GT、Whitelaw WA、Rosenal TW、Cruse PJ、Guenter CA。 人类上腹部手术后的隔膜功能。 美国呼吸系统疾病评论。 1983;127(4):431-6。
4. Berdah SV, Picaud R, Jammes Y. 剖腹手术后表面膈肌肌电图变化。 临床生理功能成像。 2002；22(2)：157-60。
5. Krause KM、Moody MR、Andrade FH、Taylor AA、Miller CC、3rd、Kobzik L 等。 腹膜炎导致大鼠膈肌无力。 Am J Respir Crit Care Med。 1998；157（4 篇 1）：1277-82。
6. Sasaki N、Meyer MJ、Eikermann M. 术后呼吸肌功能障碍：病理生理学和预防策略。 麻醉学。 2013;118(4):961-78。
7. Lerolle N、Guérot E、Dimassi S、Zegdi R、Faisy C、Fagon JY 等。 心脏手术后重度膈肌功能障碍的超声诊断标准[J]. 胸部。 2009;135(2):401-7。
8. Kim SH、Na S、Choi JS、Na SH、Shin S、Koh SO。 通过 M 型超声评估膈肌运动作为上腹部手术后肺功能障碍的预测指标。 麻醉剂 2010;110(5):1349-54。
9. Doorduin J、van Hees HW、van der Hoeven JG、Heunks LM。 监测危重病人的呼吸肌。 Am J Respir Crit Care Med。 2013;187(1):20-7。
10. Lobo B、Hermosa C、Abella A、Gordo F. 电阻抗断层扫描。 安翻译医学。 2018 年；6(2)：26。