綜合性呼吸訓(xùn)練對頸髓損傷患者呼吸功能的效果

徐東紅，何雅琳，朱云霞，丁 怡，夏松成，王惠芳

上海市養(yǎng)志康復(fù)醫(yī)院(上海市陽光康復(fù)中心)，上海市201619

由于醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，高位脊髓損傷存活的患者明顯增多，這些患者絕大多數(shù)存在不同程度的肺功能障礙。Anke等[1]報道，這類患者由于部分或完全失神經(jīng)支配，參與呼吸的肌肉部分或完全癱瘓，胸廓運(yùn)動減弱或消失，由胸式呼吸模式改為腹式呼吸運(yùn)動模式，常存在限制性通氣功能障礙，一些術(shù)后早期患者因?yàn)榕P床、咳嗽無力等原因往往并發(fā)肺部感染，存在阻塞性通氣功能障礙或混合性通氣功能障礙[2-3]。此后Spungen等[4-5]報道，高位脊髓損傷患者即使無明顯肺部感染，也存在氣道阻塞，其原因可能與高位脊髓損傷患者的肺失去交感神經(jīng)支配，副交感神經(jīng)占優(yōu)勢有關(guān)。

臨床發(fā)現(xiàn)，來本院進(jìn)行康復(fù)治療的脊髓損傷患者雖以病情平穩(wěn)的恢復(fù)期患者為主，一般肺部感染已經(jīng)得到控制，生命體征比較平穩(wěn)，但大多數(shù)仍然并發(fā)明顯的肺功能異常，特別是頸部脊髓損傷患者，絕大多數(shù)存在明顯的限制性肺通氣功能障礙，少數(shù)并發(fā)阻塞性通氣功能障礙。

國外已報道較多關(guān)于給予脊髓損傷患者各種不同形式的呼吸訓(xùn)練對這類患者呼吸功能的影響，如Postma等[6]報道一項(xiàng)單盲隨機(jī)對照臨床研究(共40例脊髓損傷患者)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)吸氣肌抗阻訓(xùn)練，患者最大吸氣壓及心理狀態(tài)有短期的改善，但是肺活量、氣道流速、生活質(zhì)量、肺部并發(fā)癥與對照組比較無明顯改善。Roth等[7]將29例T1以上脊髓損傷住院康復(fù)患者隨機(jī)分為對照組和治療組，給予治療組呼氣肌抗阻訓(xùn)練，兩組肺活量(forced vital capacity,FVC)、第一秒用力呼氣量(forced expiratory volume in 1 second,FEV1)、補(bǔ)呼氣量(expiratory reserve volume,ERV)均較入組時改善(隨機(jī)對照臨床研究)，最大呼氣壓與入組時比較也有改善，但只在治療組有顯著性差異，且多變量分析不能提示治療組與對照組比較，肺功能有明顯改善。這些研究的設(shè)計、患者脊髓損傷平面、嚴(yán)重程度都不一致，不能進(jìn)行Meta分析，故有學(xué)者認(rèn)為，頸部脊髓損傷患者經(jīng)過各種物理治療后，呼吸功能的好轉(zhuǎn)不能完全排除肺功能的自然恢復(fù)[8]。

目前高位脊髓損傷患者數(shù)量眾多，肺功能明顯受損，且沒有有效的治療方法提升呼吸功能。本研究將各種呼吸訓(xùn)練相結(jié)合，即進(jìn)行綜合性呼吸訓(xùn)練，觀察其對高位脊髓損傷恢復(fù)期患者肺功能的作用以及安全性如何，為康復(fù)訓(xùn)練提供臨床依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2011年11月至2016年12月在本院住院康復(fù)治療的頸髓損傷患者(C3～C6，ASIAA～D級)，病情進(jìn)入穩(wěn)定階段，有自主呼吸，氣管切開套管已經(jīng)拔除或已經(jīng)堵管。該臨床研究獲得本院倫理委員會的同意。

診斷標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)患者的外傷史及影像學(xué)檢查，脊髓損傷診斷明確，病變部位在頸段。

嚴(yán)重程度評估標(biāo)準(zhǔn)：美國脊柱損傷協(xié)會脊髓損傷神經(jīng)學(xué)的分類ASIA2000。

納入標(biāo)準(zhǔn)：意識清楚，無智力障礙，無精神疾病，能進(jìn)行交流，患者知情同意，自愿參加。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①存在腦損傷、肺部挫裂傷、肋骨骨折等，病情偏重，不能進(jìn)行肺功能測試；②氣管切開切口尚未封堵；③臨床試驗(yàn)前存在肺部感染或嚴(yán)重心肺腎疾??；④認(rèn)知差、依從性差，不配合治療。

將入組的100例患者根據(jù)區(qū)位隨機(jī)法分為對照組(n=50)和觀察組(n=50)。兩組性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)、病程、年吸煙量、損傷平面、ASIA分級均無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

表1 兩組一般資料比較

1.2 方法

對照組采用常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練，包括電動起立床、下肢機(jī)器人減重步行訓(xùn)練等，加強(qiáng)殘存肌力、全身耐力、生活技巧等訓(xùn)練；每天總訓(xùn)練時間8 h，每周6 d，持續(xù)2個月。

觀察組在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練基礎(chǔ)上增加綜合性呼吸訓(xùn)練，包括吸氣肌訓(xùn)練、呼氣肌訓(xùn)練、圓唇呼吸、咳嗽訓(xùn)練等；每天進(jìn)行常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練6 h，綜合性呼吸訓(xùn)練2 h，總訓(xùn)練時間8 h，每周6 d，持續(xù)2個月。

1.3 肺功能測試

所有患者訓(xùn)練前及2個月后均用肺功能儀(意大利COSMED)檢查患者肺通氣功能。每天測試前進(jìn)行機(jī)器定標(biāo)，減少機(jī)器造成的試驗(yàn)誤差，指定一個專門治療師對患者進(jìn)行肺功能測試。測試前仔細(xì)解釋并示范具體測試方法。

輸入患者身體狀況數(shù)據(jù)(如性別、年齡、身高、體質(zhì)量等)，機(jī)器自動測出其預(yù)計值，用鼻夾夾住患者鼻孔，牙齒咬住且口唇包裹住咬嘴，盡量做到口角不漏氣，采用坐姿連續(xù)測試3次，取最佳值。機(jī)器自動將其肺功能各項(xiàng)指標(biāo)實(shí)際測量值與其預(yù)計值進(jìn)行比較，肺功能各項(xiàng)指標(biāo)均以實(shí)測值占預(yù)計值的百分比表示。

觀察指標(biāo)包括FVC、FEV1、25%肺活量時的最大呼氣流量(maximum expiratory flow rate with remaining 25%vital capacity,MEF25%)和每分鐘最大通氣量(maximum ventilation volume,MVV)，同時比較兩組之間肺功能各項(xiàng)指標(biāo)的變化程度，觀察肺部感染發(fā)生率及是否出現(xiàn)骨折、體位性低血壓、心絞痛等不良事件。

肺部感染診斷標(biāo)準(zhǔn)：①咳嗽、咳痰、呼吸加深加快；②存在肺部啰音；③發(fā)熱，體溫超過37.5℃；④肺部影像學(xué)檢查有炎性浸潤改變；⑤痰液細(xì)菌培養(yǎng)呈陽性。出現(xiàn)以上各項(xiàng)中的3項(xiàng)可以診斷為肺部感染。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，計量資料用表示，計數(shù)資料用百分比表示，描述性統(tǒng)計用于總結(jié)患者一般資料。肺功能指標(biāo)經(jīng)正態(tài)檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布，方差齊性檢驗(yàn)，方差齊。治療前后肺功能比較采用配對樣本t檢驗(yàn)，兩組間肺功能各參數(shù)值變化的比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。計數(shù)資料如肺部感染率經(jīng)連續(xù)性修正后采用χ2檢驗(yàn)。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

對照組訓(xùn)練后FVC、FEV1均增加(P＜0.05)，但訓(xùn)練前后差值分別為(2.7±7.7)%、(3.8±8.1)%小于臨床最小重要差異(5%)，故認(rèn)為對照組患者肺通氣功能無明顯改善。觀察組訓(xùn)練后FVC、FEV1、MEF25%和MVV均顯著增加(P＜0.001)，且訓(xùn)練前后差值均大于臨床最小重要差異。觀察組訓(xùn)練前后FVC、FEV1、MEF25%和MVV差值均顯著大于對照組(P＜0.001)。見表2。

納入試驗(yàn)時兩組患者均無肺部感染，訓(xùn)練過程中對照組8例發(fā)生肺部感染(8/50，16%)，觀察組發(fā)生4例(4/50，8%)，兩組間無顯著性差異(P＞0.05)。見表3。

兩組患者均未出現(xiàn)骨折、低血糖、心絞痛等不良事件。兩組患者中各有2例C3ASIA/A～B級男性患者數(shù)次出現(xiàn)體位性低血壓(出現(xiàn)頭暈，意識始終清楚，血壓70～90/45～60 mmHg)，予以放低輪椅靠背，穿彈力襪、腹部戴彈力腹圍后好轉(zhuǎn)。

3 討論

對于脊髓損傷患者，尤其是高位脊髓損傷患者，其心肺功能直接關(guān)系到患者的生命。Jackson等[9]及Berlowitz等[10]均報道，頸部脊髓損傷患者呼吸功能明顯降低。C2以上平面完全性脊髓損傷患者死亡率極高，而且難以脫離呼吸機(jī)[11-12]。Postma等[6]報道，脊髓損傷患者哪怕進(jìn)入恢復(fù)期(或慢性期)，由于缺乏運(yùn)動等原因引起肥胖、吸氣肌力量減弱、體能下降等，導(dǎo)致相當(dāng)一部分患者肺功能下降，下降的幅度明顯超過年齡增長所致的肺功能下降。

脊髓損傷患者由于參與呼吸的肌肉失去神經(jīng)支配、膈肌運(yùn)動失常、反射性胸腹部肌肉肌張力升高、咳嗽無力等原因引起肺功能明顯降低，主要是限制性通氣功能障礙，少數(shù)存在氣道阻塞[3,13-14]。腹式呼吸訓(xùn)練(膈肌呼吸)、吸氣肌訓(xùn)練、圓唇呼吸、咳嗽訓(xùn)練等常被用于改善脊髓損傷患者的肺功能，但是具體療效各家報道均不一致，總體而言效果不夠明顯[6-7,10,15-17]。將這些呼吸訓(xùn)練方式相結(jié)合，即綜合性呼吸訓(xùn)練是否對改善這類患者的呼吸功能更加有效，目前尚未見文獻(xiàn)報道。本研究以常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練作為對照，觀察在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練基礎(chǔ)上給予綜合性呼吸訓(xùn)練對這類患者肺功能的療效及安全性，包括對FVC、FEV1、MEF25%、MVV及肺部感染率的影響。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，來本院康復(fù)訓(xùn)練的頸部脊髓損傷患者肺通氣功能明顯降低，其肺活量為預(yù)計值的44%～46%，而這類患者的肺彌散功能基本正常(總彌散量降低，其降低的百分比與FVC降低的百分比一致，彌散率正常)，這與Forner[18]的報道一致。

對照組經(jīng)過常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練2個月，肺功能也有好轉(zhuǎn)的趨勢，這與Terson de Paleville等[19]及Soyupek等[20]研究發(fā)現(xiàn)，在帶有輔助裝置的跑臺上進(jìn)行減重步行訓(xùn)練可能通過神經(jīng)重塑改善患者肺功能結(jié)果一致，本研究中常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練包括減重跑臺步行訓(xùn)練。對照組經(jīng)常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練2個月后，F(xiàn)VC及FEV1較訓(xùn)練前有好轉(zhuǎn)，但試驗(yàn)前后差異均未超過臨床最小重要差異(5%)[21-22]，無明顯臨床意義；另外代表小氣道通暢程度的MEF25%及反映呼吸耐力的MVV變化無統(tǒng)計學(xué)意義，故對照組實(shí)驗(yàn)前后的差異不能排除抽樣誤差或?qū)嶒?yàn)誤差所造成的假象，即對照組訓(xùn)練前后肺通氣功能無明顯改善。該結(jié)果說明對照組患者肺功能無明顯降低，常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練對于維持這類患者的肺功能有一定程度的幫助，其可能機(jī)制考慮與常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練提高患者體能，降低呼吸肌肉的肌張力等有關(guān)[19-20]。

本研究觀察組各項(xiàng)肺功能指標(biāo)均有不同程度的好轉(zhuǎn)，試驗(yàn)前后差值均大于臨床最小重要差異，說明觀察組訓(xùn)練后肺功能明顯改善。

吸煙明顯影響通氣功能，而且最先影響小氣道的功能。本研究觀察組與對照組比較吸煙年支數(shù)差異雖然無顯著性差異，但可以看出觀察組吸煙年支數(shù)有高于對照組的趨勢。即便如此，觀察組患者肺通氣功能的改善仍明顯好于對照組，表明在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合性呼吸訓(xùn)練，對于頸髓損傷恢復(fù)期患者的肺通氣功能有更大的獲益，長期吸煙者更有必要在戒煙的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合性呼吸訓(xùn)練。

脊髓損傷患者肺功能初期的恢復(fù)主要依靠呼吸肌功能的恢復(fù)，同時與脊髓損傷平面以上炎癥和水腫消退有關(guān)[23]；肺功能后期的恢復(fù)主要是由于膈肌功能的恢復(fù)、輔助呼吸肌的參與和胸廓穩(wěn)定性的增加[16]。本實(shí)驗(yàn)觀察組在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合性呼吸訓(xùn)練，吸氣肌、呼氣肌、膈肌、腹肌都得到鍛煉，核心肌群力量也受到鍛煉，胸廓穩(wěn)定性增加，膈肌運(yùn)動的協(xié)調(diào)性改善，故呼吸功能明顯改善。

本研究樣本量小，不能做到雙盲，不能進(jìn)行不同頸髓平面、不同嚴(yán)重程度的研究，兩組間頸部脊髓平面、嚴(yán)重程度均不能做到完全一致，增加了統(tǒng)計學(xué)一類錯誤的風(fēng)險。脊髓損傷急性期、病情較重、并發(fā)意識障礙、部分不能享受工傷待遇或無醫(yī)療保險的患者均未包括在內(nèi)，故該研究納入的患者人群存在局限性，綜合性呼吸訓(xùn)練的療效不能外推至所有脊髓損傷患者。另外兩組患者存在吸煙年支數(shù)的差異，雖然無統(tǒng)計學(xué)意義，但加上患者體能及運(yùn)動障礙的程度不一致，同一組內(nèi)不同個體干預(yù)措施也不可能完全一致，均影響試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

另外，Carter等[24]報道，脊髓損傷平面越高，肺部感染發(fā)生率越高。綜合性呼吸訓(xùn)練包括吸氣肌及呼氣肌的力量訓(xùn)練，呼氣肌力量提高后可以明顯提升咳嗽力量，能有效地進(jìn)行氣道廓清練習(xí)，理論上可以降低肺部感染發(fā)生率。本研究對照組肺部感染率16%(8/50)，觀察組肺部感染率8%(4/50)，雖然觀察組肺部感染發(fā)生率只是對照組的一半，但由于兩組均為脊髓損傷恢復(fù)期患者，病情比較穩(wěn)定，肺部感染發(fā)生率都比較低，樣本量也不夠大，兩組患者的肺部感染率經(jīng)連續(xù)性修正后進(jìn)行χ2檢驗(yàn)，無顯著性差異。要明確綜合性呼吸訓(xùn)練對這類患者肺部感染是否存在明顯的預(yù)防控制作用，需要我們進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，進(jìn)行多中心雙盲臨床研究。另外，兩組在整個臨床試驗(yàn)過程中均未出現(xiàn)嚴(yán)重不良事件，說明不管是常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練還是綜合性呼吸訓(xùn)練，只要對運(yùn)動強(qiáng)度、頻率、每次運(yùn)動持續(xù)時間進(jìn)行監(jiān)控，可以保證患者的安全。

綜上所述，在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合性呼吸訓(xùn)練，對頸部脊髓損傷恢復(fù)期患者的肺功能有更好的短期療效，并且有降低肺部感染的趨勢，只要對訓(xùn)練的強(qiáng)度、頻次、每次訓(xùn)練持續(xù)時間進(jìn)行監(jiān)控，可保證患者的安全。

]

[1]Anke A,Aksnes AK,Stanghelle JK,et al.Lung volumes in tetraplegic patients according to cervical spinal cord injury level[J].Scand J Rehabil Med,1993,25(2):73-77.

[2]West CR,Campbell IG,Shave RE.Resting cardiopulmonary function in paralympic athletes with cervical spinal cord injury[J].Med Sci Sports Exerc,2012,44(2):323-329.

[3]Johnson KG,Hill LJ.Pulmonary management of the acute cervical spinal cord injured patients[J].Nurs Clin North Am,2014,49(3):357-369.

[4]Spungen AM,Dicpinigaitis PV,Almenoff PL,et al.Pulmonary obstruction in individuals with cervical spinal cord leisions unmasked by bronchodilator administration[J].Paraplegia,1993,31(6):404-407.

[5]Brooks D,O'Brien K.Is inspiratory muscle training effective for individuals with cervical spinal cord injury?A qualitative systematic review[J].Clin Rehabil,2005,19(3):237-246.

[6]Postma K,Haisma JA,Hopman MT,et al.Resistive inspiratory muscle training in people with spinal cord injury during inpatient rehabilitation:a randomized controlled trial[J].Phys Ther,2014,94(12):1709-1719.

[7]Roth EJ,Stenson KW,Powley S,et al.Expiratory muscle training in spinal cord injury:a randomized controlled trial[J].Arch Phys Med Rehabil,2010,91(6):857-861.

[8]Wadsworth BM,Haines TP,Cornwell PL,et al.Abdominal binder use in people with spinal cord injuries:a systematic review and meta-analysis[J].Spinal Cord,2009,47(4):274-285.

[9]Jackson AP,Haak MH,Khan N,et al.Cervical spinal injuries in the elderly:acute postoperative mortality[J].Spine,2005,30(13):1524-1527.

[10]Berlowitz DJ,Wadsworth B,Ross J.Respiratory problems and management in people with spinal cord injury[J].Breathe(Sheff),2016,12(4):328-340.

[11]Jackson AB,Groomes TE.Incidence of respiratory complications following spinal cord injury[J].Arch Phys Med Rehabil,1994,75(3):270-275.

[12]Como JJ,Sutton ER,Mccunn M,et al.Characterizing the need for mechanical ventilation following cervical spinal cord injury with neurologic deficit[J].J Trauma,2005,59(4):912-916.

[13]Detroyer A,Estenne M,Heilporn A.Mechanism of active expiration in tetraplegic subjects[J].N Engl J Med,1986,314(12):740-744.

[14]Hartkopp A,Bronnum-Hansen H,Seidenschnur AM,et al.Survival and cause of death after traumatic spinal cord in injury:a long-term epidemiological survey from Denmark[J].Spinal Cord,1997,35(2):76-85.

[15]Roth EJ,Stenson KW,Powley S,et al.Expiratory muscle training in spinal cord injury:a randomized controlled trial[J].Arch Phys Med Rehabil,2010,91(6):857-861.

[16]Brown R,Dimarco AF,Hoit JD,et al.Respiratory dysfunction and management in spinal cord injury[J].Respir Care,2006,51(8):869-870.

[17]Tamplin J,Berlowitz DJ.A systematic review and meta-analysis of the effects of respiratory muscle training on pulmonary function in tetraplegia[J].Spinal Cord,2014,52(3):175-180.

[18]Forner JV.Lung volumes and mechanics of breathing in tetraplegics[J].Paraplegia,1980,18(4):258-266.

[19]Terson de Paleville D,Mckay W,Aslan S,et al.Locomotor step training with body weight support improves respiratory motor function in individuals with chronic spinal cord injury[J].Respir Physiol Neurobiol,2013,189(3):491-497.

[20]Soyupek F,Savas S,Oztürk O,et al.Effects of body weight supported treadmill training on cardiac and pulmonary functions in the patients with incomplete spinal cord injury[J].J Back Musculoskelet Rehabil,2009,22(4):213-218.

[21]Donohue JF.Minimal clinically important differences in COPD lung function[J].COPD,2005,2(1):111-124.

[22]Postman K,Haisma JA,Groot S,et al.Changes in pulmonary function during the early years after inpatient rehabilitation in persons with spinal cord injury:a prospective cohort study[J].Arch Phys Med Rehabil,2013,94(8):1540-1546.

[23]Haas F,Axen K,Pineda H,et al.Temporal pulmonary function changes in cervical cord injury[J].Arch Phys Med Rehabil,1985,66(3):139-144.

[24]Carter RE.Unilateral diaphragrnatic paralysis in spinal cord injury patients[J].Paraplegin,1980,18(4):267-274.