膈肌吸气振幅作为心脏手术后肺部并发症的预测指标

心脏手术是对各种心血管病理的关键干预措施，但常常伴有一系列术后并发症。1 在各种发病率中，术后肺部并发症 (POPC) 是一项重大的临床挑战，会导致发病率、死亡率增加等不良后果，并增加医疗保健支出。2

尽管手术方法和围手术期护理方案取得了显着进步，但 POPC 仍然会发生，据报道，冠状动脉旁路移植术后的发生率为 3-16%，心脏瓣膜手术后的发生率为 5-7%。 3 POPC 涵盖多种问题，如肺不张、肺炎、心源性肺水肿、急性呼吸窘迫综合征、气胸、胸腔积液、膈神经损伤和长时间机械通气 (PMV)2。

膈肌作为主要的呼吸肌，在维持肺功能中发挥着关键作用。 4 心脏手术后最​​佳的肺再扩张需要正常的膈肌功能，特别是在呼吸功较高的情况下（由于疼痛等）。 它的功能对于通过充分咳嗽帮助有效清除呼吸道分泌物也至关重要。2 术前增强吸气肌力量的干预措施（通过激励性肺活量计）以及术后期间使用无创通气 (NIV)（通过机械减压）已被证明可以有效降低 POPC 的发生率。2

心脏手术围术期膈肌功能障碍 (DD) 的发生率高达 20%。5 心脏手术后膈肌功能障碍是一个复杂的现象，其病因是多因素的，包括膈神经损伤（由于局部冰泥使用、手术创伤等） ，或在乳内动脉解剖过程中结扎其血液供应）以及与体外循环（CPB）相关的有害炎症后遗症（来自高水平的细胞因子和线粒体氧化应激）。 6

短暂性膈肌损伤在心脏手术后经常发生，可归因于各种围手术期因素，包括胸骨切开术相关的疼痛、胸部动力学的机械约束、电解质紊乱和胸腔内液体积聚。 7 然而，一部分患者表现出明显的 DD，这给临床管理带来了明显的挑战，并可能对总体结果产生深远的影响。 了解 DD 对术后肺功能的影响对于优化患者护理和临床结果至关重要。 它的发生与一系列呼吸道并发症有关，从肺炎到机械通气脱机困难7。 尽管具有临床意义，但它仍然是 POPC 的一个未被充分评估的病因。 4

研究 DD 的传统诊断方式，特别是跨膈压力测量，为膈肌功能提供了有价值的见解，尽管受到固有侵入性和识别单侧功能障碍的限制。8 近年来，护理点超声检查 (POCUS) 的出现已成为实时监测 DD 的一种有前途的方式。 与传统方法相比，它提供了一种更容易获得和可行的方法，可提供有关膈肌运动的即时反馈，并有助于及时干预（例如引流胸腔积液或根据需要进行 NIV）9。

迄今为止，超声引导的膈肌功能已通过膈肌吸气振幅 (DIA) {也称为膈肌偏移 (DE)}和膈肌增厚/增厚分数的指标进行了研究。 9 这两项测量值均已显示在心脏手术术后有所下降，并且与 POPC 的发生密切相关。6

还检查了增厚分数的预测价值和可靠性（与传统诊断方式相比）。 它已被确立为一种可靠的工具。2 然而，据观察，与 DE/DIA 相比，其再现性和床边操作的简易性较差，观察者间变异性较高，阻碍了其广泛使用。 9 事实证明，DIA/DE 在护理点情况下是一种更简单的测量方法。9 然而，迄今为止，尚未在心脏外科患者队列中研究其预测价值。

因此，我们的目标是通过探索超声检查测量的 DIA 作为预测 POPC 发生的预测工具的效用来解决这一差距。 我们假设 DIA 可以预测心脏手术患者 POPC 的发生。

超声检查测量将在手术前一天 (T0) 和术后第 1 天 (T1) 在心脏手术恢复室 (CSRU) 进行。 测量将在半卧位（床倾斜 30-450 度）的安静 (Q) 和深 (D) 呼吸期间在右侧和左侧进行。

在安静和深呼吸期间将进行三次测量，并得出平均值（Qavg 和 Davg）。 这将对左右半膈肌（手术前和手术后）进行。 因此，对于每位患者，总共将获得 8 次膈肌测量结果（4 次在手术前，另外 4 次在手术后）。

膈肌吸气幅度的测量技术和定义：

所有检查均由 Sonosite SII 超声机（FUJIFILM Sonosite Inc，Bothell，WA，USA）使用 3.5-to5 MHz 相控阵探头或 3-12 MHz 线性探头进行。 调查员将站在患者的右侧。 对于每个患者，为了确保所有测量都是从同一声窗进行的，将测量探头放置位置与腋中线上胸腔下肢之间的距离，并将其用作后续检查的参考部位。术后期间。

右半膈评估：

超声探头将放置在锁骨中线和腋前线之间的右前胸壁第九肋间隙处。 探头将定位在头尾部，并将指向头侧、内侧和背侧。 这种探头定向和操纵将有助于在前肋下视图中可视化半膈的后三分之一（此处膈运动最大）。 将使用亮度模式（B 模式）对隔膜进行成像。 将调整探头以获得隔膜对肝脏声窗的连续痕迹（可以看到门静脉的汇合处）。 一旦获得隔膜运动，设置将更改为运动模式（M 模式）。 M 模式下的光标将垂直于隔膜运动放置。 本次检查时扫描速度设置为10次/秒。 从膈肌运动和运动中获得的正弦波将被冻结。 将测量从正弦波波谷到最高回声线以及正弦波峰值到最高回声线的距离。 DIA 值将作为上述两个距离之间的差值而获得。 此后将重复亮度模式成像，患者深呼吸。 如果肋骨阴影干扰成像，探头将向尾部移动，直到可以成像良好的膈肌偏移。 此时，将在深呼吸期间以 M 模式重复测量。

左半膈测量：

探头将放置在腋前线和腋后线之间左侧的外侧胸壁上。 探头将定位在头尾方向，具有头侧、内侧和背侧方向。 将如上所述执行亮度模式和运动模式成像。 DIA 测量值将按照之前的详细说明进行计算。

一旦获得所有同意（麻醉和手术），患者将被陪同进入手术室。 根据美国麻醉师协会的指南，患者将连接到各种监测设备。 所有必需的侵入性插管（静脉和动脉）都将按照标准机构协议进行访问和固定。 将按照机构方案使用 2-5 µg/kg 芬太尼、20-30 µg/kg 咪达唑仑和 2-2.5 mg/kg 丙泊酚诱导全身麻醉 (GA)，目标双谱指数 (BIS) < 60 。 使用 0.1mg/kg 的维库溴铵可实现肌肉松弛。 所有患者均接受控制通气，潮气量为 6ml/kg，呼气末正压为 5cm 水柱。 GA 将通过在空气+氧气混合物中输送的七氟醚来维持，目标潮气末最小肺泡浓度为 0.8-1，BIS 为 40-60。 神经肌肉阻滞将在神经肌肉监测的指导下以 0.25mg/kg 的维库溴铵间歇剂量维持。 这是所有护理标准。

对于所有需要体外循环 (CPB) 的手术，体外循环的机构和撤机将按照标准机构方案进行。 手术完成后，所有患者将被转移到心脏外科康复中心（CSRU），以进行进一步的监测和管理。

术后DIA测量：

对已拔管、半卧位（倾斜30-450°）自主呼吸的患者进行超声检查。 仅当患者的视觉模拟量表疼痛评分 < 3 时才会进行测量。 如果评分> 3，则将给患者静脉注射15mg/kg扑热息痛，并在30分钟后重新评估。 所有患者将在术后第二天就可以活动。

CSRU 中的一般心脏手术后护理（例如血流动力学管理、决定何时拔管、何时开始无创通气 (NIV)、何时重新插管、何时提供氧疗）将由住院医师提供负责心血管麻醉师和不了解 DIA 值的心脏麻醉人员。 术后疼痛将按照机构方案使用多模式镇痛方法进行管理，并将成为标准护理。

由于可视化困难而未能在任何一天获得的值将被视为缺失值。 如果任何患者在超过一天的时间内无法获得这些值，无论是由于技术困难还是在术后 48 小时后需要持续机械通气支持，则将其排除在进一步分析之外。 需要间歇性无创通气的患者，将在停止 NIV 且舒适时获得这些值。 如果患者全天接受连续 NIV，则当天不会进行 USG。 然而，这将在专利关闭 NIV 的第二天完成。

POPC 将根据欧洲围手术期临床结果指南 10 进行诊断，并根据 Clavien-Dindo 11 分类对其严重程度进行分级。 我们的研究感兴趣的 POPC 的三个主要组成部分是肺炎的发生、临床上显着的肺不张或长时间的机械通气。 这些特别令人感兴趣，因为它们对患者的治疗结果有重大影响，并且很可能受到呼吸肌力量的影响。 将随访患者的 POPC 发展情况，直至术后第 5 天（包括 CSRU 中的天数加上心脏手术后病房中的天数）或出院当天（以较早者为准）。 POPC 诊断和评估将由不知道 DIA 值的独立研究者完成。 标准护理是在手术后观察该患者群体中患者的 POPC。