呼吸

即时膈肌超声: 预测儿童肺炎严重程度和结局的客观工具

作者: 戴福伦 来源:肺康复论坛 日期:2021-04-16
导读

         肺炎是儿童最常见的严重感染之一。评分系统已被用来量化疾病的严重程度,但它们是基于临床发现,受到临床医生的主观因素影响。我们假设膈肌超声参数可能是一种新的客观评估儿童肺炎严重程度和预测结局的有用工具。

关键字:  儿童肺炎 | 膈肌超声 

        摘要

        背景:

        肺炎是儿童最常见的严重感染之一。评分系统已被用来量化疾病的严重程度,但它们是基于临床发现,受到临床医生的主观因素影响。我们假设膈肌超声参数可能是一种新的客观评估儿童肺炎严重程度和预测结局的有用工具。

        方法:

        在儿科急诊室对1个月至18岁的肺炎患儿进行前瞻性评估。应用儿童呼吸严重程度评分(PRESS)评估疾病的严重程度,并行膈肌超声检查。计算吸气末和呼气末膈肌厚度、膈肌增厚分数、膈肌移动度、吸气斜率、呼气斜率和呼吸周期的总持续时间。

        结果:

        共纳入96例患者。吸气斜率和呼气斜率与呼吸频率和住院时间呈正相关,与氧饱和度呈负相关。此外,膈肌增厚分数与呼吸频率和急诊科入住时间呈负相关。临床评分较高患者的吸气斜率和呼气斜率增加,而膈肌增厚分数下降。

        结论:

        对于肺炎患者,膈肌超声是一个评估膈肌功能障碍的有前景的、有用的工具。膈肌参数,尤其是膈肌增厚分数、吸气斜率和呼气斜率,可以提供客观可靠的信息来预测疾病的严重程度、呼吸支持的需求和结局。

        01

        背 景

        全球范围内,肺炎是儿童中最常见的严重感染之一。大多数患儿在门诊进行治疗,在急诊科的住院率为19%~69%。虽然肺炎诊断是基于临床参数,但缺乏非常具体的诊断标准。胸部X光不是常规推荐,但是针对三级医院临床诊断为严重肺炎的儿童,WHO建议采用胸部X光。可以使用人口统计学特征、风险因素和临床参数来预测疾病的严重程度,但这在急诊科可能很困难。评分系统已被用于量化疾病的严重程度和预后,但它们是基于临床发现,受到临床医生的主观因素的影响。生物标记物可用于诊断、鉴别细菌或病毒病因、预测疾病严重程度和近期预后,但应用它联合评估以反映病理生理学途径时,它是昂贵的。因此,开发客观、有用的参数来反映疾病的严重程度和结局是至关重要的。膈肌是主要的呼吸肌,膈肌功能障碍可能导致严重的呼吸问题。最近,膈肌超声已被用于评估心脏术后的膈肌疲劳,预测成人和儿科ICU中的脱机结局。但是,尚无研究在肺炎儿童中应用膈肌超声进行评估。我们假设,针对急诊科内既往健康的肺炎患儿,膈肌超声可能是一种新的有用的工具,它可以客观地评估疾病的严重程度,并预测其预后。

        02

        方 法

        略

        M超下的膈肌活动

        A-B:吸气斜率,B-C:呼气斜率,D-E:膈肌移动度,A-C:呼吸周期的总持续时间

        03

        结 果

        3.1 研究人群

        共纳入96例患者,中位年龄为30.0个月(IQR:10.0-60.0),男性48例(50.0%),女性48例(50.0%)。根据PRESS分类,7例(7.3%)为0级,16例(16.7%)为2级,28例(29.2%)为3级,28例(29.2%)为4级,4例(4.2%)为5级。3名患者需要经鼻高流量氧疗(HFNC),1名患者需要双水平气道正压通气(BiPAP)治疗。儿科急诊的中位住院时间为20.0小时(IQR:12.0-34.5)。17例(17.7%)入住病房,病房的中位住院时间为22.0小时(11.5-45.0)。住院总时间为67.0小时(IQR:43.0-101.0)。

        3.2 超声检查结果

        超声检查结果如下: 胸膜下实变70例(72.8%),融合B线19例(19.8%),局部多发B线4例(4.1%),胸腔积液3例(3.1%)。表1为受试者的M超结果,包括吸气末膈肌厚度(TEI)、呼气末膈肌厚度(TEE)、膈肌增厚分数(TF)、膈肌移动度(EXC)、吸气斜率(IS)、呼气斜率(ES)和呼吸周期总持续时间(TRC)。研究发现,入急诊科时的吸气斜率和呼气斜率与呼吸频率和住院时间呈明显正相关,与血氧饱和度呈负相关(见表2)。此外,膈肌增厚分数与呼吸频率(p=0 .022,r=0. 236)和急诊住院时间(p=0.016,r=0. 256)呈负相关。

        表1 受试者的膈肌指标

        表2 吸气斜率、呼气斜率、呼吸频率、氧饱和度和住院时间的相关性

        针对临床严重程度进行分组时,为了使每组的患者数相同,将PRESS 0-1级的患者合并为一组,4-5级合并为一组,最终针对四个组的临床严重程度评分进行评估,如下所示: PRESS评分0-1级、2级、3级和4-5级。使用重复测量方差分析,随后进行事后分析,发现这四组之间的吸气斜率和呼气斜率存在显著差异;临床评分较高者的吸气斜率和呼气斜率增加(p <0 .001)(图1)。临床评分与吸气斜率(p < 0.01,r=0.541)和呼气斜率(p < 0.01,r=0 .429)呈正相关。各组间的膈肌增厚分数也有显著差异;临床评分较高者的膈肌增厚分数较低(p=0 .001)(图1),膈肌增厚分数与临床评分呈负相关(p < 0.01,r=0. 318)。重度组(PRESS 4-5)的膈肌移动度高于轻度和中度组(PRESS 0-3),虽然该差异无统计学意义。需要呼吸支持(经鼻高流量氧疗或双水平气道正压通气)的患者具有较高的吸气斜率和呼气斜率:需要呼吸支持患者的吸气斜率为0.724±0.172 cm/s,呼气斜率为0.499±0.088cm/s;对于不需要呼吸支持患者的吸气斜率为0.321±0.121cm/s,呼气斜率为0.299±0.011 cm/s [p=0.001,p=0.004]。

        图1 不同PRESS分组的吸气斜率(IS)、呼气斜率(ES)、膈肌增厚分数(TF)的变化

        ROC曲线分析发现,对于PRESS 4-5级患者,吸气斜率的曲线下面积为0.805 (95%CI:0.670-0.910),吸气斜率的临界值为0.277cm/s时,其灵敏度和特异度分别为87.5%和51.9%;呼气斜率的曲线下面积为0.761 (95%CI:0.650-0.890),呼气斜率的临界值为0.248cm/s时,其灵敏度和特异度分别为87.5%和58.2%(图2)。

        图2 PRESS 4-5级患者的吸气斜率(IS)和呼气斜率(ES)的ROC曲线分析

        讨论(摘译)

        一些研究评估了健康婴儿/儿童的膈肌参数的正常值。一项研究针对既往健康的毛细支气管炎患儿(1-12个月),应用膈肌超声预测呼吸窘迫的严重程度和结局。相关研究多应用膈肌移动度、膈肌厚度和膈肌增厚分数作为膈肌参数,本研究是第一项应用膈肌超声评估呼气速率的研究。

        El-Halaby等评估了健康婴儿和儿童的膈肌移动度和厚度。根据年龄,他们将患者分为四组,并获得测量结果。与他们的研究结果比较,本研究中患者的膈肌移动度和膈肌厚度均低于他们的研究结果,甚至低于其年龄最小组,说明肺炎导致了膈肌功能障碍。此外,膈肌增厚分数与肺炎的严重程度相关,表明膈肌收缩力随着疾病严重程度的进展而降低。吸气斜率和呼气斜率也与PRESS评分相关,表明在严重肺炎时吸气和呼气努力增加。住院时间与吸气斜率和呼气斜率相关。Buonsenso等发现,重度毛细支气管炎患者的膈肌增厚分数低于中度或轻度组,但无统计学差异。毛细支气管炎患者首次评估时发现,膈肌增厚分数与血氧饱和度相关。中度超声评分患者的膈肌移动度低于轻度或正常评分者,但轻度和正常超声评分之间的差异无统计学意义。他们的结论为,毛细支气管炎需要呼吸支持的患者的吸气斜率更高,这与本研究发现一致。此外,本研究显示,吸气斜率和呼气斜率均与呼吸支持的需求有关,这表明更高的吸气和呼气努力可预测更差的结局。吸气斜率和呼气斜率与呼吸频率存在显著的正相关,与入急诊时评估的血氧饱和度呈负相关。此外,膈肌增厚分数与呼吸频率呈负相关。有趣的是,膈肌移动度在各PRESS组间未见差异。这种差异可能源自毛细支气管炎和肺炎的病理特征不同。

        本研究的局限性:①样本量不够大,无法根据年龄和体重分组,并根据严重程度评分比较其膈肌超声参数。然而,本研究的膈肌移动度和膈肌增厚分数低于另一项研究中年龄最小组(健康受试者)的值,说明肺炎确实会导致膈肌功能障碍。②未获得恢复后的膈肌超声结果,因此没有比较健康期和患病期的结果。

        总之,膈肌超声可能是评估肺炎患者膈肌功能障碍的一个有前景的、有用的工具。膈肌参数,尤其是膈肌增厚分数、吸气斜率和呼气斜率,可以提供客观可靠的信息来预测疾病的严重程度、呼吸支持的需求和结局。然而,需要更大样本量的研究来揭示膈肌超声在不同诊断的儿童中的益处。

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