国内慢性阻塞性肺疾病患者有创机械通气撤机应用膈肌超声诊断价值的Meta分析

李志勇 石福艳 张培荣

1潍坊医学院临床医学院261053；2潍坊医学院261053；3潍坊医学院附属医院重症医学科261031

COPD 是一种呼吸系统的常见病和多发病，居全球死亡原因的第3位[1]。在中国COPD 的患病率高达8.6%[2]。有调查显示中国COPD 死亡总人数占全球COPD 死亡总人数的31.1%[3]。对于有适应证的COPD 患者建议及早改用有创机械通气治疗[1，4]，然而COPD 患者脱机失败率较高，成功脱机对于改善患者的预后至关重要，因此准确的判断脱机时机是对临床医师的挑战。

目前的脱机指南推荐自主呼吸试验(spontaneous breat hing trial，SBT)作为预测脱机的工具[1，5]。虽然SBT 不影响COPD 患者机械通气的持续时间，但SBT 策略的结果不适用于所有需要机械通气的COPD 患者。近年来，膈肌超声检查逐渐成为评估膈肌功能和预测撤机结果的床旁工具，常用于评估预测膈肌功能的超声指标有膈肌位移 (diaphrag m excursion，DE)和膈肌厚度分数(diaphrag m t hickness fraction，DTF)[6]。

但是，膈肌超声检查预测撤机结果仍然存在争议。例如，一些研究报道DE 和DTF 在预测撤机结果方面具有高度敏感度和特异度[7-8]，而其他研究结果则相反[9-10]。为了获得国内对COPD 患者可靠的结论，我们对国内相关研究结果进行本Meta分析，总结膈肌超声指标在国内COPD 患者中预测撤机的临床诊断价值。

1 资料与方法

我们按照预定的方案进行了系统评价，由于是对以前研究的分析工作，不需要伦理委员会批准。

1.1 文献检索 在 Pub Med、EMBASE、Cochrane Librar y、Web of Science、中国生物医学文献服务系统、中国知网、万方、维普等数据库中查找相关文献，截至2019年12月31日，使用以下 检 索 词：COPD、 机 械 通 气 (mechanical ventilation)、呼吸机撤机 (ventilator weaning)、超 声 检 查 (ultrasonography)、 膈 肌 超 声(diaphrag m ultrasound)、膈肌位移 (diaphrag m excursion)、膈肌厚度分数 (diaphrag m t hickness fraction)等，进行了全面而系统的文献检索，以求查找到可能相关的论文。

1.2 文献的纳入、排除标准

1.2.1 纳入标准 (1)研究类型：膈肌超声对撤机的诊断性试验性研究；(2)研究对象：年龄≥18岁，明确诊断为COPD 的中国患者或对照参与者；(3)以英文或中文出版；(4)提供了足够的数据来重建2×2列联表；(5)重点关注膈肌超声检查预测撤机结果的临床诊断价值。

1.2.2 排除标准 (1)重复发表文献； (2)综述、会议摘要、个案报道等文献；(3)若使用同一研究样本进行两次或多次发表报道，则选择样本例数多的文献；(4)无法获取完整诊断四格表或联系作者后仍无法提供可用原始数据的文献。

1.3 文献筛选和数据提取 根据设定标准对文献的标题和摘要进行独立的初步筛选研究，剔除不符文献，然后对全文进行审查，确定纳入研究。提取内容包括：(1)一般信息(作者、年份、地区、患者入住科室等)；(2)患者信息 (年龄、性别、样本量含量等)；(3)超声探头位置；(4)各诊断指标的截断值、敏感度、特异度、准确度、曲线下面积(area under cur ve，AUC)及与四格表相关数据；(5)偏倚风险评价要素信息。

1.4 统计学分析 使用Review Manager 5.3对纳入研究进行质量评估。应用Meta-Disc 1.4进行统计分析。用Cochran Q 检验和I2统计学判断异质性，当P ＜0.05或I2＞50%时，则存在异质性。根据异质性的有或无，分别选用随机效应模型或固定效应模型进行合并，计算合并效应大小。计算合并敏感度、特异度、阳性似然比、阴性似然比、诊断比值比 (diagnostic odds ratio，DOR)；绘制综合受试者工作特征曲线，AUC判断其诊断价值。P ＜0.05为差异有统计学意义。用Spear man相关分析法判断阈值效应。通过对超声指标的逐一试验来发现敏感性分析，以找出异质性的来源，并评估其结果的可靠性。通过Stata12 的Begg's检验和Egger's检验估计可能的发表偏倚。

2 结果

2.1 文献检索 根据研究目的将检索词组合后在所列数据库中共检索原始文献549篇，根据检索策略的设置及文章标题和摘要的筛选排除463篇，根据纳入和剔除标准排除80 篇，最终有6 篇文章[11-16]纳入本Meta分析。过程见图1。

2.2 纳入研究的特征和质量

2.2.1 纳入研究的特征 6项膈肌超声试验被纳入最终的Meta 分析。这些研究发表于2016 至2019年，来自我国不同的省市。其中有3 项研究指标是DE (n =212)，有3 项研究指标是DTF(n=200)，纳入研究的特征见表1。

2.2.2 纳入研究的质量 以QUADAS-2 评估研究质量[17]评价纳入研究质量，该过程由两名评价者独立完成，如有分歧，邀请第3名评价者协商解决。见图2。

2.3 统计分析结果

2.3.1 纳入研究数据特点 根据文献提供资料，按Meta-Disc要求输入数据，见表2。

图1 文献检索筛选流程图

表1 纳入研究特点

图2 纳入研究的质量评价

2.3.2 DE、DTF 及联合后对撤机诊断价值 DE之间存在异质性(P ＜0.001，I2＞50%)，使用随机效应模型进行合并；DTF 之间无显著异质性(P ＞0.05，I2＜50%)，使用固定效应模型进行合并；DE与DTF 联合后在敏感度、特异度和阳性预测值方面存在个体差异性 (P ＜0.001，I2＞50%)，应用随机效应模型进行合并；而在阴性预测值和诊断比值比方面无明显异质性(P ＞0.05，I2＜50%)，应用固定效应模型进行合并。见表3～5。

2.3.3 探讨异质性

2.3.3.1 阈值效应 阈值效应的有无用Spear man相关系数和Moses'model(D=a+bS)来检验，P ＜0.05为差异有统计学意义。结果发现本Meta分析不存在阈值效应。见表6。

2.3.3.2 Meta回归 Meta回归探讨异质性来源主要是与研究相关的变量如：试验设计类型、文献质量高低、自主呼吸试验时间。在逐一删除试验后，研究之间的异质性没有显著降低。在该Meta分析中，观察到了显著的异质性。可能与纳入的研究数量较少、样本含量小和文献间的标准差异有关。因此，需要进行大规模的标准试验来确定本研究的结果。

2.4 发表偏倚 通过Stata12 的Begg's检验和Eegg's检验估计发表偏倚，检验相关的P 值分别为0.734和0.715，没有发表偏倚的证据。

3 讨论

膈肌功能障碍是COPD 患者撤机失败的主要原因[18]。膈肌是机体最主要的呼吸肌，膈肌易受心胸手术、低血压，缺氧、药物、败血症、营养不良等因素损害而发生膈肌功能障碍。机械通气本身亦可以引起呼吸机相关的膈肌功能障碍[19]。此外，膈肌功能障碍导致许多肺部并发症，包括肺不张和肺炎等，均是撤机失败的危险因素[20]。因此，撤机前明确膈肌功能状态，可以有效避免撤机失败。

膈肌功能评估的金标准为膈肌压力检测或膈肌肌电图[21-22]，X线、CT扫描或磁共振成像均是评估膈肌功能的工具。然而，这些方法都存在严重的缺陷，例如侵入性操作、辐射、成本高、机械通气患者执行困难等不便而限制了临床广泛应用。快速浅呼吸指数和分钟通气量是评估所有呼吸肌功能的撤机参数，而不是特异评估膈肌的指标。

表2 纳入研究的数据及特点

表3 国内COPD 患者有创机械通气撤机应用膈肌超声DE的诊断价值表 [水平 (95%CI)]

表4 国内COPD 患者有创机械通气撤机应用膈肌超声DTF的诊断价值表 [水平 (95%CI)]

表5 国内COPD 患者有创机械通气撤机应用膈肌超声DE联合DTF的诊断价值表 [水平 (95%CI)]

表6 各指标阈值效应检验表

膈肌超声成为评估膈肌功能的可视化工具，可为预测COPD 患者撤机提供可靠的临床信息，备受临床医师的关注。然而，相关研究的结果不一致，超声检查指标的临床意义存在争议，如Haji等[23]证实DE与跨膈压力相关，并提示DE可以反映膈肌功能障碍；Umbrello等[24]认为DTF 是呼吸功能和膈肌收缩功能的可靠指标。另外，COPD患者膈肌超声检查指标不统一，如张声等[25]以膈肌收缩速度为指标进行研究，窦志敏等[26]以膈肌浅快呼吸指数为指标开展研究。因其不符合该Meta分析纳入标准，未被纳入该分析。

本研究数据分析中，DE 和DTF 均反映了隔肌吸气的能力。DE、DTF和DE与DTF联合的汇总敏感度分别为0.872、0.840和0.856，特异度分别是0.644、0.827和0.728。DE 的敏感度高，特异度相对低，DE 主要与吸入量相关，DE 在没有机械通气支持的情况下更有意义[24]。DTF 特异度高，且敏感度和特异度较均衡。吸气末测量的隔肌厚度与最大吸气压力相关[27]，呼吸过程中隔肌厚度的变化与肺容量密切相关[23]，DTF 反映了膈肌的主动收缩功能[28]，因此，DTF 应该测量以评估国内COPD 患者的膈肌功能进而预测撤机时机。

统计分析综合受试者工作特征曲线和AUC 用于评估整体诊断性能，DE、DTF和DE与DTF联合的AUC 分别为0.938 8、0.898 4和0.909 5，数据表明在预测拔管结果方面具有令人满意的诊断准确性。本研究分析了诊断比值比以评估诊断准确性，诊断比值比越大，诊断准确性越高。在这项分析中，DE、DTF和DE与DTF联合的诊断比值比分别为47.858、23.742和31.184，说明了高诊断准确性。两者联合后可均衡差异，克服单一指标的不足，建议联合应用。

最近发表了类似的系统评价和Meta分析[29]。但是，纳入标准、参考标准和主要临床终点分析与本研究不同。本研究主要集中在研究膈肌超声预测国内COPD 患者撤机的试验，这使得它更具特异性和可靠性。此外，我们的论文中包含了最新的试验，因此结果更加可靠。

在本Meta分析中，我们可以发现存在显著的异质性。然而，经分析表明，这种Meta分析的结果是稳健可靠的。但由于纳入研究数量有限，我们无法探索潜在异质性的来源。如检查时超声探头位置的变化，测量结果会发生偏差；受检者姿势的不同也会使测量结果发生偏差。另外，检查时机的选取也会对指标产生影响，如在STB 时，由于膈肌疲劳，可能会使DTF 变化。此外，检查结果的准确性与操作者的经验和技术有关。

本Meta分析存在一些局限性。首先，它仅是对我国COPD 患者的包括以中、英文发表的文章进行分析，可能存在发表偏倚的影响。其次，没有考虑性别的影响，男性膈肌的偏移量和厚度比女性大。第三，纳入研究的数量少，可能没有充分评估诊断的准确性，也无法找到异质性的来源。

尽管存在上述限制，但本Meta 分析结果表明，膈肌超声检查是国内COPD 患者一种可靠的、准确的预测撤机工具。DTF 敏感度和特异度较均衡，可作为单独参数预测撤机结果；DE 与DTF联合可以克服单一指标的不足，建议联合应用。随着我国膈肌超声技术的不断研究和探索，膈肌超声将会在膈肌功能的评估、机械通气撤机、人机同步呼吸等方面有更新的认知。期待更多的发现以推动医学进步。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突