如何应用床旁超声指导ARDS患者的撤机

作者：孙丽娜

单位：北京大学第三医院呼吸与危重症医学科

1. ARDS撤机的核心定义

ARDS是非心源性肺水肿引起的胸部影像学以双侧非均一性渗出并伴以严重低氧的一系列临床综合征，其病死率高达35%～45%。机械通气是ARDS患者重要的生命支持干预措施之一，10%～20%的患者会经历撤机困难。而撤机失败也会增加ARDS患者的死亡风险。

撤机过程：指从第一次尝试脱离呼吸机到最终撤机结果（成功或失败）的全过程。

成功撤机：拔除气管插管后48 h内无需再次插管。

成功撤机的临床意义: 第一次尝试撤机后, 每延迟1天成功脱机, 都与患者死亡率增加有关。

2. 撤机失败的多系统原因

撤机失败源于呼吸能力与呼吸负荷的失衡, 涉及多系统异: ①肺部: 异质性肺损伤导致通气/换气功能障碍; ②心脏: 潜在舒张功能障碍, 撤机后胸腔负压增加心脏负荷, 诱发肺水肿; ③膈肌: 长时间机械通气、炎症、镇静药物等可导致膈肌功能障碍; ④其他: 代谢紊乱、感染未控制等。这些因素会导致患者呼吸能力与呼吸负荷之间的不平衡, 使其难以过渡到自主呼吸。

目前临床广泛采用自主呼吸试验（SBT）评估撤机可行性，常用方法包括低水平压力支持（PSV 5～8 cmH2O）、T管法或低水平CPAP（5 cmH2O），持续30～120 min。其优势为安全、实用，但存在明显的局限性：①预测效能有限：即使SBT成功，仍有3%～30%的患者需再次插管；②无法明确原因：仅能判断“能否撤机”，但不能解释“为何失败”，难以指导后续治疗调整。

床旁超声弥补了传统方法的不足，其核心优势包括：

（1）多系统评估：可同时评估肺、心脏、膈肌等与撤机相关的关键器官。

（2）无创便捷：无需辐射或侵入性操作，可床旁即时完成。

（3）动态指导：不仅能预测撤机结果，还能协助寻找失败原因，助力成功脱机。

1. 肺部超声评估

1.1  肺部超声评分（LUS）

肺部超声的分区方法：将双肺分为前、侧、后部，每部再分为上下段，共12个区域（图1），每个区域根据通气情况评分（0～3分），总分为0～36分（表1，图2）。

图1  肺部超声分区

图源：Adv Respir Med, 2023, 91(3):203-223.

表1  肺部超声评分

图2  肺部超声评分及超声表现

图源：Adv Respir Med, 2023, 91(3):203-223.

1.2  撤机评估之肺部超声

全肺或前外侧肺部超声评分是撤机失败的独立危险因素。一项前瞻性研究表明，SBT进行60 min时，顺利通过的患者肺部超声评分为12分，而未通过的患者肺部超声评分为17分，拔管后出现呼吸窘迫的患者在SBT结束后的肺部超声评分显著高于成功脱机的患者（19分 vs 15分）。另外一项多中心前瞻性研究发现，SBT后肺部超声评分9分为界值预测拔管撤机失败，敏感性为95%，特异性为66%，AUC为0.797。还有研究显示，在SBT时，在肺前部进行超声检测，大量B线（6条或者更多）与撤机诱发的肺水肿相关。目前研究较为认可的是，SBT后总评分≥17分、前侧肺部B线>6条预示撤机失败。

1.3  对应策略

超声进行胸部评估时，需分两方面操作：①胸腔积液评估：若存在胸腔积液且量多，需行胸腔积液引流；若量少或无积液，则进入下一步。②肺失充气程度评估：若充气正常或轻度失充气，可直接开展再评估；若失充气程度较重，需依据肺部超声表现针对性处理（如肺不张较重时行肺复张、加强痰液引流，肺水肿重者予利尿治疗等）。完成上述处理后，需再次对肺部进行评估，以优化后续治疗。

2. 心脏超声评估

2.1  心脏超声评估指标

心脏的超声评估重点在左心功能（尤其是舒张功能）及右心负荷的评估。

左心功能评估：①收缩功能：左心室射血分数（LVEF）；②舒张功能：心尖四腔心切面，在脉冲波多普勒模式下，选用取样容积放置于二尖瓣瓣环室间隔处或侧壁处测量，多项指标综合评估。

右心负荷评估: 通过下腔静脉(IVC)直径及呼吸相变异率判断血容量状态, 指导液体管理。

2.2  撤机失败心脏方面的原因

ARDS患者近1/3存在舒张性心功能不全。撤机后吸气时胸腔内为负压，导致右心及左心的负荷均增加，肾上腺素能张力增加，氧气的需求增多，但输送减少。心功能不全导致肺水肿（WIPO）。一项单中心研究显示SBT失败案例中，59%发生了撤机诱导的肺水肿。心脏病、慢性呼吸衰竭及肥胖是WIPO的独立危险因素。最新的Meta分析显示左心舒张功能不全（而非收缩功能）是撤机失败的最重要因素。

2.3  撤机评估之心脏舒张功能指标

（1）E/A比值：二尖瓣前向血流（舒张快速充盈期）E峰与A峰（心房收缩期即舒张晚期）流速比值，E/A正常为1～2，<1提示舒张功能障碍，>2提示限制性充盈障碍。该比值受年龄因素影响，随着年龄增长而降低，还具有负荷依赖性，受心动过速影响，不适用与房颤及房扑患者。

（2）二尖瓣环舒张早期运动速度e': 间隔侧e'<7 cm/s, 侧壁侧e'<10 cm/s, 提示舒张功能减低。该指标随年龄增长而降低。对于节段性室壁运动异常、二尖瓣重度钙化、外科置换瓣环或人工二尖瓣及心包疾病的患者准确性有限。

（3）E/e': 二尖瓣前向血流(快速舒张期)E峰/二尖瓣环舒张早期运动速度e'比值, 是评价左室舒张功能的理想指标, 也是撤机失败最强的关联指标; E/e'<8提示舒张功能正常; >14提示舒张功能异常; 8～14为可疑舒张功能不全, 需要结合其他指标综合判断。对于冠心病、节段性室壁运动异常患者, 其准确性会降低。

2.4  对应策略

对循环系统进行评估时，先聚焦右心功能、左心室收缩及舒张功能。若评估结果异常，需探寻左心房压升高的根源，据此选定处理手段，例如正性肌力治疗、利尿等，以优化方案；若评估为正常或基本正常，可直接进入再评估环节，后续依据需求决定是否再次评估调整。

3. 膈肌超声评估

膈肌是呼吸的核心动力肌，其功能直接影响撤机结局。在平静呼吸的通气过程中，膈肌发挥功能占据75%，在脱机过程中膈肌功能障碍的发生率为23%～84%。导致ARDS患者膈肌功能障碍的原因有：长时间机械通气、全身炎症反应、镇静药物的应用、低白蛋白血症等。膈肌及其收缩性可通过不同的超声方法显示和评估，通常通过检测右侧膈肌来评估，除非手术或损伤因素单侧出现问题，需要两侧同时评估。

3.1  膈肌移动度

（1）测量方法：患者取平卧位，平静呼吸时测量，选择3.5～5 MHz相控阵探头，置于肋缘下锁骨中线和腋前线之间区域，指向头侧，以肝脏（或脾脏）作为声窗，Mark点朝外下方，取样线垂直于膈肌，置于移动度最大处。观察每个呼吸周期膈肌位移（B模式、M模式）距离，测量3个呼吸周期，取平均值。

（2）临床意义：膈肌移动度可预测拔管后1周内再插管风险。双侧膈肌功能障碍影响脱机，单侧膈肌功能障碍不延长脱机时间。多项研究界定提示膈肌功能障碍的界值不同：11～25 mm。2022年危重症超声膈肌测量共识界定值为2 cm，即安静呼吸状态下膈肌移动度<2 cm提示膈肌功能障碍。膈肌移动度因不同的身高、性别而异；此外，还受到呼吸机设置的影响，例如潮气量越大，膈肌移动度增加，PEEP越大，膈肌移动度减少。

3.2  膈肌厚度及增厚率

（1）测量方法：患者取平卧位或半卧位，平静呼吸时测量；线性高频探头，10 Hz，置于腋中线或腋前线8～11肋间，垂直于胸壁皮肤，探头Mark点向上，从头侧向尾侧滑动，吸气相及呼气相膈肌厚度，胸膜内壁及腹膜内壁之间，测量3个呼吸周期，取平均值。膈肌增厚率（TFdi）=（吸气厚度-呼气厚度）/呼气厚度×100%。

需要明确的是，如图3所示，膈肌以橙色标识，胸膜为黄色，腹膜为绿色。测量时需注意：应选取胸膜与腹膜之间的内径作为测量对象，避免将两层膜的厚度计入测量值（否则会导致结果偏差）。操作上需重复测量三次，最终取其平均值以保证数据的准确性。

图3  膈肌厚度测量

图源：Crit Care Clin, 2025, 41(3):541-553.

（2）临床意义：膈肌厚度反映膈肌收缩强度，但不能反映膈肌的耐力及疲劳度。体重指数、性别、患者体位均会影响测量。炎症、纤维化及水肿等因素可导致膈肌厚度增加，容易高估有效肌肉质量。正压通气减少患者自主呼吸用力，减少吸气末膈肌厚度，PEEP降低膈肌静息位置，增加呼气末肌肉厚度。膈肌厚度与基线比较降低10%，与肌肉萎缩相关。膈肌增厚率与预测撤机成功的阈值为20%～36%不等，取决于不同的脱机试验方案。一项单中心ARDS前瞻性研究未发现有预测价值，解释为测量值小，易波动，部分患者如肥胖、术后患者操作难度高以及质控问题等。2022年危重症超声膈肌测量共识并未制定界值。

3.3  联合指标

（1）膈肌移动度校正的浅快呼吸指数（D-RSBI）：反映膈肌的功能状态。用膈肌移动度（DE）替代潮气量校正浅快呼吸指数，>1.3预测患者撤机失败的可能性大（敏感性和特异度分别为88%～94.1%，64.7%～82%）。

（2）LUS+2.43×D-RSBI：≤14.273独立于SOFA评分、氧合指数（机械通气前）、ARDS病因预测拔管撤机成功；>14.273与ARDS患者ICU及住院死亡率具有相关性（P<0.001）。

3.4  对应策略

对膈肌进行评估时，若在“膈肌增厚分数”“膈肌位置”评估中发现明显异常，或在“膈肌最大位移”评估中发现其明显下降，可采用神经肌肉电刺激、呼吸锻炼康复、优化自主呼吸试验等方式处理。完成处理后，需再次对膈肌进行评估，形成循环，以动态监测膈肌功能改善情况。

表2对前文所述心、肺、膈肌超声评估的撤机风险界值进行了系统整合。在SBT流程中，若检测发现：①心脏维度：SBT前LVEF＜40%，或SBT前后二尖瓣血流E/A比值＞2、E/e'比值＞13；②肺部维度：SBT结束时肺部超声评分≥17，或SBT过程中前侧肺野B线≥6条；③膈肌维度：SBT时膈肌位移＜10 mm，或膈肌增厚分数≤20%～36%。当出现上述任一超声指标达界值情况，提示患者撤机后再插管或呼吸衰竭风险升高，需谨慎决策撤机操作，可进一步结合临床症状、多指标动态监测，优化呼吸支持策略后再评估撤机可行性。临床与超声相结合的脱机评估流程见图4。

表2  超声导向自主呼吸试验失败指数

图源：Curr Opin Crit Care, 2022, 28(3):322-330.

图4  临床与超声相结合的脱机评估流程

1. 床旁超声的优劣势

危重症超声具备操作便捷、快速可重复、无创且安全的优势，能在床旁及时为临床决策提供依据。然而，其应用也存在局限：缺乏统一的共识与指南，操作流程存在多样性，高度依赖操作者的规范程度，对呼吸危重症医师的超声技术熟练掌握程度要求高，且各评估指标的界值尚未达成一致，难以实现标准化应用，这些都对其广泛、精准推广形成挑战，需后续通过完善规范、强化培训等逐步解决。

2. 挑战与未来方向

床旁超声技术面临操作者依赖性强、缺乏标准化培训体系及动态监测受限等挑战，未来可借AI建标准化培训体系、用可穿戴探头或人工智能破动态监测困局；还可结合膈肌超声与膈神经电刺激，构建生物电-机械耦合评估模型；并探索超声造影，评估膈肌微循环灌注、揭示缺血性损伤机制，推动其发展。

床旁超声通过肺、心脏、膈肌的多系统评估，为ARDS患者撤机提供了精准、动态的指导工具，不仅能提高撤机成功率，还能明确失败原因，优化个体化治疗。未来需通过技术革新与规范化推广，进一步发挥其在危重症呼吸支持中的价值。

作者介绍

孙丽娜

北京大学第三医院呼吸与危重症医学科，博士，副主任医师；中国医师协会呼吸医师分会危重症医学工作委员会青年委员；专业方向：慢性气道疾病，重症感染；主要学术成就：主持国自然青年基金项目1项，发表多篇SCI和核心期刊学术论文。

本文仅用于学术内容的探讨和交流，不用于任何商业和推广，亦不作为最终的临床决策。临床实践需根据患者的具体情况选择适宜的处理措施。