體表膈神經(jīng)電刺激對(duì)腦卒中恢復(fù)期呼吸功能的效果

鄒盛國(guó)，吳建賢，張金牛

安徽醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，安徽合肥市230601

腦卒中不僅影響患者的運(yùn)動(dòng)功能，還影響呼吸肌功能[1]，可表現(xiàn)為呼吸肌肌力和耐力下降，以及肺功能降低[2-4]，許多腦卒中患者呼吸肌肌力甚至不到健康成人標(biāo)準(zhǔn)的50%[5]。一項(xiàng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)表明，呼吸肌訓(xùn)練可增強(qiáng)腦卒中患者呼吸肌力量[5]。一項(xiàng)Meta分析指出，閾值壓力負(fù)荷呼吸肌訓(xùn)練可改善腦卒中患者呼吸肌功能[6]。

體表膈神經(jīng)電刺激應(yīng)用功能性電刺激(functional electrical stimulation,FES)，對(duì)患者膈神經(jīng)體表投射點(diǎn)進(jìn)行電刺激，達(dá)到增強(qiáng)膈肌功能的目的[7]。本研究觀察體表膈神經(jīng)電刺激對(duì)腦卒中患者呼吸功能的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2017年10月至2018年7月，選取本科住院的腦卒中恢復(fù)期患者30例，診斷符合第四屆全國(guó)腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議制定的診斷標(biāo)準(zhǔn)[8]，并經(jīng)顱腦CT或MRI證實(shí)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡30～70歲；②首次發(fā)作腦卒中；③病程3～12周；④生命體征穩(wěn)定；⑤知情同意并簽署知情同意書。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①其他神經(jīng)系統(tǒng)疾??；②有體外膈肌起搏器禁忌癥，如氣胸、活動(dòng)性肺結(jié)核、佩戴心臟起搏器等；③并發(fā)嚴(yán)重心、肺、腎疾??；④嚴(yán)重認(rèn)知障礙或精神障礙，無法配合；⑤嚴(yán)重口角歪斜，影響呼吸功能測(cè)試；⑥慢性阻塞性肺疾病。

本研究經(jīng)安徽醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)審查批準(zhǔn)。

隨機(jī)數(shù)字表法將患者分為對(duì)照組和觀察組，每組15例。由于無法良好配合治療及呼吸功能評(píng)估、出院等原因，3例(對(duì)照組1例，觀察組2例)患者退出研究，最終27例患者完成本研究。兩組性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)、腦卒中類型、病程、吸煙史等資料無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

1.2 方法

兩組均接受常規(guī)綜合康復(fù)，包括肌力訓(xùn)練、神經(jīng)發(fā)育療法、本體神經(jīng)肌肉促進(jìn)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)、肌電生物反饋等。每次40 min，每天1次，每周6 d，共4周。

觀察組采用HLO-GJ13A體外膈肌起搏器(external diaphragm pacemaker,EDP)(廣州雪利昂生物科技有限公司)。治療時(shí)保持環(huán)境安靜，囑患者放松，取半臥位。用清水或酒精清潔電極處皮膚；干燥后，將小電極貼于胸鎖乳突肌外緣下1/3處，大電極貼于鎖骨中線與第二肋間相交處。脈沖頻率40 Hz，刺激頻率9次/min，每次30 min，逐漸增加刺激強(qiáng)度，具體強(qiáng)度根據(jù)患者耐受情況調(diào)整。每天1次，每周6 d，共4周。

電刺激的正常感覺包括(但不限于)貼片部位發(fā)麻、震動(dòng)感、蟻行感或壓迫感、手臂內(nèi)收、咳嗽次數(shù)增加、排痰沖動(dòng)、呼吸較輕松等。如感覺疼痛、頭暈等不適，可能因?yàn)榇碳?qiáng)度過大，可適當(dāng)下調(diào)刺激強(qiáng)度。嚴(yán)禁將電極片貼在胸鎖乳突肌內(nèi)側(cè)甲狀軟骨上緣水平的頸動(dòng)脈竇處，刺激此處可能會(huì)出現(xiàn)頭暈、頭痛、視力模糊、全身軟弱等不適，應(yīng)迅速移除電極片并平臥，一般可很快恢復(fù)。

1.3 評(píng)定方法

分別于治療前和治療4周后，由同一名康復(fù)醫(yī)師對(duì)兩組進(jìn)行肺通氣功能和呼吸肌力量測(cè)定。該醫(yī)師對(duì)分組和治療不知情。

1.3.1 通氣功能

使用X1便攜式肺功能檢測(cè)儀(廈門賽客醫(yī)療器械有限公司)測(cè)定通氣功能?；颊甙察o坐位，使用鼻夾防止鼻腔漏氣，咬住吹嘴。囑患者深吸氣后以最快速度將肺內(nèi)氣體吹盡。重復(fù)3次。記錄用力肺活量(forced vital capacity,FVC)、第1秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in 1st second,FEV1)、峰值呼氣流速(peak expiratory flow,PEF)，計(jì)算FEV1%。

表1 兩組一般資料比較

1.3.2 呼吸肌肌力

通氣功能檢測(cè)后，囑最大深吸氣后快速用力呼氣，重復(fù)3次，記錄最大呼氣壓(maximal expiratory pressure,MEP)。囑患者最大呼氣后快速用力深吸氣，重復(fù)3次，記錄最大吸氣壓(maximal inspiratory pressure,MIP)[9]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。計(jì)數(shù)資料用頻數(shù)表示，采用χ2檢驗(yàn)；計(jì)量資料以(xˉ±s)表示，符合正態(tài)分布的定量資料，組內(nèi)比較采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布的采用秩和檢驗(yàn)。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 通氣功能

治療后，兩組FVC、FEV1和PEF均顯著提高(P＜0.001)，觀察組高于對(duì)照組(P＜0.05)；兩組FEV1%治療前后均無顯著性差異(P＞0.05)。見表2～表5。

2.2 呼吸肌肌力

治療后，兩組MEP和MIP均顯著提高(P＜0.001)，觀察組MIP明顯高于對(duì)照組(P＜0.01)，兩組間MEP無顯著性差異(P＞0.05)。見表6、表7。

3 討論

長(zhǎng)期臥床的腦卒中患者會(huì)出現(xiàn)骨骼肌廢用性萎縮；而膈肌廢用性萎縮的速率為其他骨骼肌的8倍[10]。腦卒中患者M(jìn)IP和MEP均低于健康同齡人的預(yù)計(jì)值[11-12]；腦卒中患者存在膈肌、肋間肌等呼吸肌無力[13-14]。Khedr等[15]發(fā)現(xiàn)，41%腦卒中患者偏癱側(cè)膈肌運(yùn)動(dòng)幅度下降。Jung等[16]通過超聲觀察到單側(cè)偏癱腦卒中患者雙側(cè)膈肌移動(dòng)度均減少。Teixeira-Salmela等[17]發(fā)現(xiàn)，恢復(fù)期腦卒中患者M(jìn)EP和MIP均較健康對(duì)照組降低。

表2 兩組治療前后FVC比較(L)

表3 兩組治療前后FEV1比較(L)

表4 兩組治療前后PEF比較(L/s)

表5 兩組治療前后FEV1%比較(%)

表6 兩組治療前后MEP比較(mmH2O)

表7 兩組治療前后MIP比較(mmH2O)

本研究遵循早期康復(fù)原則，選擇介入時(shí)機(jī)為病程3～12周。該期患者基本度過急性期，生命體征穩(wěn)定；且處于康復(fù)治療黃金期。

傳統(tǒng)呼吸訓(xùn)練，如縮唇呼吸、腹式呼吸、呼吸訓(xùn)練器等，均為間接刺激呼吸肌，且依從性差，完全依從者約占11%[18]。體表膈神經(jīng)電刺激技術(shù)對(duì)膈神經(jīng)施以低頻電脈沖刺激，影響呼吸調(diào)控通路的上行和下行傳導(dǎo)，調(diào)節(jié)膈肌的運(yùn)功節(jié)律和收縮強(qiáng)度[19]。膈神經(jīng)是混合神經(jīng)，由C3-5脊髓前角發(fā)出的神經(jīng)纖維匯集，下行到達(dá)膈?。辉谇靶苯羌∏氨砻?、胸鎖乳突肌外緣下1/3處最表淺[20]，本研究選為刺激的體表部位。

電刺激膈神經(jīng)對(duì)呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生兩種效應(yīng)[21]。①離心性膈神經(jīng)興奮：電刺激膈神經(jīng)，興奮運(yùn)動(dòng)神經(jīng)纖維，產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)，向下傳至神經(jīng)末梢，經(jīng)電-化學(xué)-電傳遞，直接興奮膈肌，表現(xiàn)為深吸氣。②向心性膈神經(jīng)興奮：膈神經(jīng)運(yùn)動(dòng)纖維受刺激興奮時(shí)，感覺纖維也受到刺激，形成神經(jīng)沖動(dòng)向上傳導(dǎo)到脊髓，使呼氣中樞興奮，吸氣中樞抑制，促使吸氣轉(zhuǎn)為呼氣，從而加速吸氣與呼氣活動(dòng)交替，表現(xiàn)為補(bǔ)呼氣增加。Reynolds等[22]證實(shí)，膈神經(jīng)電刺激可以逆轉(zhuǎn)膈肌的快肌纖維和慢肌纖維轉(zhuǎn)換，增加膈肌血液供應(yīng)。Ahn等[23]也發(fā)現(xiàn)，間歇性膈神經(jīng)電刺激可增強(qiáng)膈肌纖維強(qiáng)度。

本研究顯示，在常規(guī)綜合康復(fù)治療基礎(chǔ)上增加體表膈神經(jīng)電刺激，可提高腦卒中患者吸氣肌肌力，改善通氣功能?？赡荏w表膈神經(jīng)電刺激主要改善膈肌功能，而膈肌是最主要的吸氣肌[24]，在肺通氣中起重要作用，膈肌功能的提高為肺通氣功能的改善提供了基礎(chǔ)。而常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練也在一定程度上改善恢復(fù)期腦卒中患者的呼吸功能，可能的機(jī)制為常規(guī)康復(fù)提高患者活動(dòng)量，加快血氧交換、血液循環(huán)速度，改善膈肌營(yíng)養(yǎng)，從而改善通氣功能和呼吸肌力[12]。

近幾年腦卒中患者呼吸肌訓(xùn)練的臨床研究中多采用MEP和MIP評(píng)估膈肌力量，采用FVC、FEV1、PEF、FEV1%評(píng)估肺通氣功能，但這種評(píng)估需要受試者的積極配合，并使用正確的呼吸技術(shù)，才能準(zhǔn)確反映呼吸功能。由于許多腦卒中患者存在中樞性面癱，有不同程度口角歪斜、漏氣等情況，各項(xiàng)呼吸功能測(cè)試結(jié)果可能存在誤差；呼吸功能評(píng)估也受受試者的動(dòng)機(jī)和警覺性的影響，而本組患者年齡、文化程度、認(rèn)知水平不同，因此對(duì)腦卒中患者這一特殊群體呼吸功能的準(zhǔn)確評(píng)估，是同類研究共同面對(duì)的議題。

本研究采用EDP實(shí)施體表膈神經(jīng)電刺激，EDP以體表電極的方式刺激膈神經(jīng)，治療效果可能受頸部皮下脂肪厚度、胸鎖乳突肌發(fā)達(dá)程度、膈神經(jīng)解剖位置的深淺和走行影響，存在較大個(gè)體差異。本研究在治療過程中除觀察到電極貼片部位有麻木感及蟻行感外(正常低頻電刺激感覺)，還觀察到患者出現(xiàn)咳嗽沖動(dòng)、被動(dòng)吸氣、輕微呃逆等現(xiàn)象，均為膈神經(jīng)受刺激引起；也有部分患者沒有出現(xiàn)上述膈神經(jīng)刺激表現(xiàn)，而出現(xiàn)聳肩、輕微咽部發(fā)癢，可能的機(jī)制為電刺激膈神經(jīng)直接作用于周圍神經(jīng)、神經(jīng)根或功能運(yùn)動(dòng)點(diǎn)，導(dǎo)致鄰近肌群同步激活[25]，但并不代表膈神經(jīng)未受到刺激。膈神經(jīng)有效刺激的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)也是影響研究結(jié)果另一個(gè)值得探討的因素。另外有部分患者由于治療過程中頭部轉(zhuǎn)動(dòng)、皮膚表面油脂較厚、電極片損耗等原因，出現(xiàn)小電極松動(dòng)，導(dǎo)致治療無效以及局部放電出現(xiàn)疼痛，可酒精擦拭皮膚，更換新的電極片，囑患者治療過程中盡量減少言語、大笑、轉(zhuǎn)頭和劇烈運(yùn)動(dòng)，以保證治療有效性。

綜上所述，本研究表明，體表膈神經(jīng)電刺激可輔助提高恢復(fù)期腦卒中患者的吸氣肌肌力，改善通氣功能。與傳統(tǒng)主動(dòng)呼吸肌訓(xùn)練相比，體表膈神經(jīng)電刺激作為一種被動(dòng)呼吸訓(xùn)練方法，操作簡(jiǎn)單、無創(chuàng)，依從性較高；但個(gè)體療效差異較大也不可忽略。值得進(jìn)一步研究。

由于評(píng)估難度大、訓(xùn)練周期長(zhǎng)等原因，本研究最終納入的樣本量較少。體表膈神經(jīng)電刺激對(duì)腦卒中患者的長(zhǎng)期療效，仍有待加大樣本量，進(jìn)行長(zhǎng)周期、多中心隨機(jī)對(duì)照研究。膈神經(jīng)有效刺激的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)可能是后續(xù)研究的重點(diǎn)。