呼吸肌訓練在腦卒中患者肺康復中的應用進展

戴勇 黃懷

腦卒中發(fā)病率、致殘率與死亡率較高，世界衛(wèi)生組織估計全球每年有1500萬新發(fā)腦卒中患者，國內(nèi)數(shù)據(jù)顯示我國每年新發(fā)腦卒中患者有200萬～300萬[1-4]?！吨袊酪虮O(jiān)測數(shù)據(jù)集2015》顯示我國居民腦卒中死亡率為22.39%，居死因順位第2位[2]。呼吸功能障礙在腦卒中患者中較普遍。肺康復是基于患者全面評估而開展的綜合干預措施，旨在改善患者生理、心理狀態(tài)以及提高健康行為的長期依從性[5]。呼吸肌訓練是肺康復常用的關鍵技術，具有增強腦卒中患者呼吸肌肌力與耐力、改善呼吸功能及呼吸系統(tǒng)癥狀、預防并發(fā)癥、增強運動能力、提高生活質(zhì)量的作用，在腦卒中患者的肺康復中越來越重要[6]。

一、腦卒中患者呼吸系統(tǒng)功能障礙原因

腦卒中患者可存在明顯的呼吸功能障礙，可伴有呼吸模式改變、呼吸肌肌力下降、呼吸困難、睡眠呼吸暫停癥狀等，可能的原因包括原發(fā)病變引起的神經(jīng)源性損傷、并發(fā)癥及醫(yī)源性損傷等[7-10]。

（一）神經(jīng)源性損傷

腦卒中是由腦血管病變導致的一組疾病，以突然發(fā)病、迅速出現(xiàn)局灶性或彌漫性腦功能缺損為臨床特征，包括缺血性卒中與出血性卒中。病變部位在腦部可誘發(fā)炎癥反應、氧化應激反應、代謝異常、興奮毒性及細胞凋亡等一系列病理生理反應，累及呼吸中樞、破壞與呼吸相關的神經(jīng)傳導通路，導致肺通氣和（或）肺換氣異常等呼吸系統(tǒng)功能障礙[11]。患者可存在呼吸中樞驅動能力減退、呼吸運動的感覺傳導與控制能力下降，表現(xiàn)為呼吸肌功能障礙、呼吸壓力降低、呼吸困難、呼吸模式改變等。腦組織及神經(jīng)源性損傷是導致患者呼吸功能障礙的主要原因，如Kim等[12]認為腦卒中導致的呼吸中樞節(jié)律異常、神經(jīng)傳導通路中斷與球麻痹是引起患者過度換氣甚至呼吸衰竭的主要原因。此外腦卒中患者合并有運動和深感覺障礙，進一步加重了呼吸功能障礙，Naghavi等[13]稱腦卒中引起的上運動神經(jīng)元損傷可導致患者運動通路及功能異常，也可在一定程度引起本體感覺反饋減少，患者可出現(xiàn)包括呼吸肌在內(nèi)的骨骼肌萎縮，肌力、耐力下降等，限制正常的呼吸運動。

（二）并發(fā)癥損傷

腦卒中患者易并發(fā)多種并發(fā)癥，如誤吸、繼發(fā)性肺炎和睡眠呼吸暫停等[7]。其主要原因包括：（1）卒中后，患者可伴有意識、咳嗽、吞咽和運動功能等障礙，咳嗽反射減退或喪失，分泌物大多殘留于體內(nèi)，卒中相關性肺炎易發(fā)；（2）腦卒中可誘導免疫抑制，患者機體免疫功能下降，感染風險增加；（3）卒中后患者活動與運動受限，尤其是急性期和重癥患者，循環(huán)、胃腸道、睡眠及精神心理等功能障礙多見。肺炎感染是患者常見的并發(fā)癥，繼發(fā)肺炎的患者往往呼吸功能更差、住院時間更長、需要更多治療和護理。此外，腦卒中后并發(fā)癥還包括中樞性呃逆、異位骨化、肩手綜合征、肩關節(jié)脫位、中樞性疼痛、水電解質(zhì)紊亂、心衰、下肢靜脈血栓、抑郁、焦慮等[14]。這些并發(fā)癥均可能引起或加重患者呼吸功能障礙，病情進一步加重，阻礙康復的進展甚至導致患者死亡。

（三）醫(yī)源性損傷

腦卒中康復治療是一個長期過程，需要醫(yī)生、治療師、護士、患者及家屬等共同參與。但在康復過程中，多種可控或不可控的醫(yī)源性因素如藥物治療、機械通氣等均可誘發(fā)或加重呼吸系統(tǒng)功能障礙，阻礙卒中患者康復進程[15]。如急性期腦卒中患者，基于預防摔倒、扭傷和復發(fā)等風險，醫(yī)生常采用鎮(zhèn)靜、制動與臥床休息等方法，但這些措施加重患者骨骼肌萎縮與功能障礙，也增加了患者呼吸系統(tǒng)風險。長期臥床可導致全身肌肉萎縮與胸廓活動受限，伴有膈肌重力的應力作用減弱，膈肌縱向移動度減少，使肺泡通氣量下降，引起肺通氣/血流比值降低；生理無效腔增加，導致呼吸模式異常與肺部分泌物排除困難，進一步增加肺部感染風險[16-17]。腦卒中患者是營養(yǎng)不良的高危群體，常由于吞咽困難不能經(jīng)口進食，長期的腸內(nèi)營養(yǎng)導致患者消化與免疫功能進一步退化[10]。需要機械通氣支持的重癥卒中患者，長時間的機械通氣可造成患者呼吸道黏膜損傷，細菌更容易進入肺部促發(fā)感染，而且在通氣狀態(tài)下，氣道阻力增加，呼吸肌負荷加重，引起患者呼吸肌疲勞[18]。濫用抗生素可抑制和殺滅有益菌群，機體免疫力下降，不利于康復治療和患者功能恢復[19]。

二、呼吸肌訓練的作用

呼吸肌在呼吸運動與肺康復中具有關鍵作用，呼吸肌功能障礙可引起急性期和重癥腦卒中患者心肺適應性、活動耐量下降，延緩神經(jīng)功能的恢復、延長住院時間和增加住院費用，甚至導致患者死亡，也不利于出院患者日常生活活動能力和生活質(zhì)量的提高。作為肺康復的關鍵技術之一，呼吸肌訓練在腦卒中患者肺康復中的作用更加顯著。

（一）改善呼吸等神經(jīng)中樞功能

為阻止腦卒中病變部位進一步擴大，最大限度保留殘存功能，改善受損功能，呼吸肌訓練可早期介入。以呼吸肌為訓練的主要靶器官，在提高呼吸肌肌力、耐力的同時，能夠改善肺活量、血液循環(huán)、血氧飽和度、動脈血氧分壓等，可有效地控制患者心率、血壓及情緒，對于腦卒中患者血液循環(huán)系統(tǒng)功能及骨骼肌功能具有維護和提高作用，能在一定程度上預防病情惡化，加快病灶吸收以及側支循環(huán)的建立。此外，呼吸肌訓練能夠增加呼吸肌肉的感覺和運動傳導，加強與呼吸中樞的聯(lián)系，穩(wěn)定由腦卒中導致的異常神經(jīng)傳導通路，且有研究表明越早介入療效越好[16]。因此，腦卒中患者呼吸肌訓練可以改善包括呼吸在內(nèi)的中樞神經(jīng)功能。

（二）防治并發(fā)癥

呼吸肌肌力的下降是導致卒中患者呼吸功能障礙的重要原因，也是引起并發(fā)癥的風險因素之一。Rattes等[20]指出腦卒中患者最大吸氣壓（maximal inspiratory pressure，MIP）和最大呼氣壓（maximal expiratory pressure，MEP）較正常人分別下降41.39 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）和54.62 cmH2O；在急性卒中單元、普通病房和康復病房中的卒中相關性肺炎發(fā)生率為3.9%～45.0%，中位發(fā)生率為7.4%，尤其是重癥監(jiān)護病房的發(fā)病率最高，為4.1%～56.6%，中位數(shù)為27.0%。此外，有1/3急性卒中患者在住院期間因肺炎而死亡[21]。Kulnik等[9]對卒中15 d內(nèi)的78例腦卒中患者開展呼吸肌訓練，患者呼吸功能與咳嗽能力得以改善，如MIP增加7 cmH2O（95%CI：1～14），MEP增加13 cmH2O（95%CI：1～25）。呼吸肌訓練也可改善腦卒中急性期患者胸壁通氣模式和容積分布，呼吸肌訓練后患者呼吸肌肌力、每分鐘通氣量、平均吸氣量與呼氣量、胸腔容積、肺活量等肺功能相關指標均有改善[22]。在并發(fā)癥防治方面，呼吸肌訓練可有效改善咳嗽和吞咽功能，防止誤吸并及時有效地促進分泌物排除，降低肺炎及其他感染風險[7,23]；此外，呼吸肌訓練也有助于血流灌注比例的改善及機體活動的開展，能明顯降低靜脈血栓、心功能下降、肌肉萎縮等其他并發(fā)癥的風險。

（三）促進軀干穩(wěn)定性

與健康同齡個體相比，腦卒中患者的軀干平衡與協(xié)調(diào)能力顯著降低，軀干和骨盆明顯不對稱，故常表現(xiàn)出姿勢搖擺幅度增大，動態(tài)穩(wěn)定性和減重能力下降，動態(tài)穩(wěn)定性下降，患側重心轉移能力受損，坐位和站立時更容易摔倒[24]。Lee等[22]研究結果顯示腦卒中患者呼吸肌功能與軀干功能和平衡能力呈正相關，呼吸肌功能越強，軀干功能和平衡能力越高（P＜0.05）。在Messaggi-Sartor等[6]的研究中發(fā)現(xiàn)呼氣肌與吸氣肌共同收縮是軀干平衡與穩(wěn)定的另一重要因素，腹橫肌、腹內(nèi)斜肌、腹外斜肌、腹直肌和膈肌是核心肌群的組成部分，具有維持人體平衡與協(xié)調(diào)的作用，但同時也是主要的呼吸肌，對這些肌肉進行呼吸肌訓練，不僅可以維持和改善呼吸功能，也能改善卒中患者的軀干穩(wěn)定性，加強平衡與協(xié)調(diào)能力。此外，Haruyam等[25]認為核心穩(wěn)定性與腹內(nèi)壓力和壓力中心有關，即橫膈膜壓力與腹前外側肌群的肌肉收縮可引起姿勢改變，因此呼吸肌肉的厚度是影響軀干穩(wěn)定性的重要因素。由此表明，腦卒中患者開展呼吸肌訓練可改善核心穩(wěn)定肌群肌力、腹內(nèi)壓和壓力中心，促進軀干穩(wěn)定性、平衡能力及正常步態(tài)的恢復，提高活動與運動功能。

（四）提高運動耐量

運動耐量是指機體所能達到或承受的最大運動量，反映了心、肺、骨骼肌的整體功能，與患者呼吸功能、活動與運動能力和生活質(zhì)量密切相關。受臥床、制動及藥物治療等醫(yī)源性因素影響，腦卒中患者運動耐量普遍下降，表現(xiàn)為活動與運動受限、心肺功能下降、呼吸肌易疲勞等。有效減輕醫(yī)源性因素造成的損傷，可改善腦卒中患者的運動耐量和生活質(zhì)量。越來越多的證據(jù)表明呼吸肌訓練可改善血流狀況，提高心肺功能，促進血液循環(huán)恢復，增強心血管與骨骼肌系統(tǒng)功能，縮短患者臥床和制動等醫(yī)源性損傷時間，減緩或防止骨骼肌肉萎縮，提高患者運動能力；避免膈肌的“竊流現(xiàn)象”，緩解肌肉疲勞癥狀；降低腦卒中復發(fā)風險，緩解患者擔憂、焦慮的情緒，加快康復進程和提高生活質(zhì)量[23-25]。Jung等[24]認為呼吸肌訓練可改善和恢復心肺功能，提高氣體交換水平和氧轉運能力，促進氧供需平衡，從而降低卒中的復發(fā)風險，研究中將45例受試者隨機分為2組：吸氣肌訓練組（inspiratory muscle training group，IMTG）及對照組，經(jīng)過6周治療后，IMTG卒中患者運動能力及生活質(zhì)量較訓練前和對照組明顯改善。張瑋凇等[26]認為呼吸肌訓練能夠有效改善腦卒中患者肺功能，并能提高神經(jīng)、消化、循環(huán)、肌肉等多個系統(tǒng)功能，提升患者運動能力和生活質(zhì)量。因此呼吸肌訓練可提高腦卒中患者運動耐量，并可降低復發(fā)風險和減輕醫(yī)源性損傷。

三、呼吸肌訓練的實施

（一）適應證與禁忌證

腦卒中患者呼吸肌訓練的開展須以安全性為前提，把握適應證與禁忌證。不少報道指出呼吸肌訓練對急性期、恢復期或后遺癥期的腦卒中患者均有效，目前對腦卒中患者開展呼吸肌訓練的納入標準為：患者生命體征平穩(wěn)、生理穩(wěn)定；伴有呼吸肌無力，存在自主呼吸；認知良好，神經(jīng)功能缺損評分在5～25分，能夠理解和主動配合呼吸肌訓練的開展；年齡≥18歲等[7]。對于存在以下情況的腦卒中患者則應慎用或禁用：生命體征不穩(wěn)定；血流動力學不穩(wěn)定；嚴重認知障礙或意識障礙患者；有嚴重心、肝、腎、肺等臟器疾?。桓哐獕嚎刂撇患?，定義為在過去24 h內(nèi)血壓高于180/100 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）；最近3個月有過胸部手術或腹部手術；嚴重的口腔失用癥，嚴重的面神經(jīng)麻痹或其他口咽部結構異常；進行氣管造口術，無自主呼吸的機械通氣患者；以肺容量為標準的限制性肺疾病，肺活量測定法在第1秒內(nèi)用力呼氣量（forced expiratory volume in first second，F(xiàn)EV1）<80%，且FEV1占用力呼氣量(forced vital capacity，F(xiàn)VC)的比例≤0.7；妊娠婦女等[20]。

（二）呼吸肌評估

腦卒中患者呼吸肌評估應掌握基本點，把握關鍵點，重點包括呼吸肌肌力、耐力、呼吸肌緊張度和使用情況。呼吸功能的常規(guī)評估，即容積、最大自主通氣量、流量和氣體交換指數(shù)，可提供有關呼吸肌性能的有用的間接信息，如評估肌肉無力的嚴重程度、功能障礙的后果和改善情況，也可從呼吸模式中判斷是否呼吸肌功能障礙。呼吸肌評估方法多樣，內(nèi)容包括肌力與耐力評估，但簡單、無創(chuàng)、低廉的方案仍是首選。臨床中，可通過測試MEP、MIP、跨膈壓和鼻吸氣壓力等評估呼吸肌肌力，在多數(shù)情況下可運用呼吸肌訓練裝置測定，如Power Breath可評估MIP，賽客呼吸訓練器（XEEK）可評估MIP與MEP。此外，MIP和MEP受性別、年齡和受試者主觀努力因素的影響，需要多次測定，選取最佳值，通常為3次；當呼吸肌壓力測量值差異較大時，為進一步獲得更為準確、詳細的評估也可選用侵入性膈肌電刺激或磁刺激。呼吸肌耐力評估的常用指標為膈肌張力時間指數(shù)，也可通過測量重復亞劑量吸氣負荷（60%～75%MIP）維持的時間進行評估。在不借助上述輔具的條件下，呼吸肌的評估還包括肺活量測定法，膈肌超聲、膈肌肌電圖以及直接觀察法等，具體操作如屏氣試驗、吹蠟燭試驗、爬樓梯試驗等，此外還可通過視覺、觸覺體會患者的呼吸模式以評估呼吸肌的緊張度、使用情況。

（三）呼吸肌訓練方法

腦卒中患者呼吸肌訓練的方法多樣，主要包括依托呼吸訓練輔具的呼吸肌訓練、神經(jīng)生理促進療法、呼吸模式訓練等。

卒中患者在需要耐力的有氧運動中，更容易感到疲勞，可導致患者主動降低訓練強度或減少訓練的參與[18]。呼吸訓練輔具的使用有助于保證訓練的強度，提高訓練質(zhì)量。基于卒中患者呼吸肌功能狀況，目前常用呼吸訓練輔具主要以抗阻訓練與吸氣肌訓練為主，如：閾值負荷呼吸訓練器可通過調(diào)節(jié)阻力負荷，以改善呼吸肌肌力；三球呼吸訓練器可指導患者控制呼吸流速，以球漂浮的數(shù)量和時間訓練呼吸肌肌力與肌耐力。Kim等[12]報道了個性化呼吸肌訓練裝置結合常規(guī)物理治療運動可改善腦卒中患者的肺功能和運動能力，在常規(guī)治療的基礎上，干預組增加20 min閾值負荷呼吸訓練器訓練，4周后，干預組FVC、FEV1、FEV1/FVC、呼氣峰流量（peak expiratory flow，PEF）、6 min步行試驗、改良伯格呼吸困難量表評分較訓練前及對照組均明顯改善。

神經(jīng)生理促進療法能刺激呼吸肌本體感受，改善呼吸肌功能和呼吸系統(tǒng)癥狀，緩解由中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷引起的呼吸肌神經(jīng)控制障礙和呼吸模式異常。呼吸肌牽拉是神經(jīng)生理促進刺激法的一種，通過肌肉結構適應等機制增加結締組織、血管組織、皮膚組織和神經(jīng)組織等組織的延展性，緩解胸壁緊張度，增強胸壁擴張能力和改善腦卒中患者通氣模式[27]。Rattes等[20]觀察呼吸肌牽拉訓練對腦卒中患者通氣模式和容積分布的療效，將卒中伴右側偏癱患者隨機分為干預組與對照組，在患者關節(jié)活動范圍耐受的條件下牽拉干預組患者頸部肌群、上背部肌群、胸大肌與側胸部肌群，經(jīng)過4周訓練，干預組患者通氣模式明顯改善，每分鐘靜息通氣量顯著升高（2.90 L/min，P＜0.001），肺容積增加30 mL（P=0.028、0.041）?；诤粑到y(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡控制模式訓練，神經(jīng)生理促進療法還包括壓迫上、下胸段脊柱法，前拉底部抬舉法，持續(xù)徒手壓迫法，口周壓迫法，腹部協(xié)同收縮法等。

呼吸模式的訓練對于改善腦卒中患者的呼吸肌功能同樣重要。異常的呼吸模式常被認為是呼吸肌結構或功能異常導致，呼吸肌訓練可改善呼吸肌肌力與耐力，有助于促進正常的呼吸模式。對于能夠主動配合的腦卒中患者，有學者認為通過控制性深慢呼吸訓練、縮唇呼氣訓練、胸廓訓練、腹肌訓練、呼吸操等呼吸再訓練方法改善和培養(yǎng)正確的呼吸模式，從而改善呼吸肌功能[28]。如Joo等[29]在常規(guī)鍛煉的基礎上，治療組增加膈肌呼吸鍛煉和縮唇呼吸鍛煉各15 min，經(jīng)過4周治療，治療組患者呼吸肌肌力與呼吸功能有明顯改善（P<0.05）。Seo等[30]采用包含14個不同游戲的應用程序對患者呼吸模式進行訓練，得出相似的結果。腦卒中患者呼吸肌訓練方式多樣，不同訓練方法的側重點與患者所需要的努力不同，臨床應結合患者病情與康復需要，選擇個體化訓練手段。

膈肌是呼吸動力之源，占靜息呼吸做功的75%～80%，且膈肌發(fā)生廢用性萎縮的速度是其他骨骼肌的8倍[31]。膈肌肌力下降可加重咳嗽、吞咽等功能障礙，增加誤吸、感染和低氧血癥等并發(fā)癥風險。有報道指出腦卒中患者存在膈肌無力、移動度下降等表現(xiàn)，尤其是卒中伴吞咽障礙患者的膈肌移動度下降更為明顯[32-33]。對于需要機械通氣的卒中患者，膈肌功能障礙可導致脫機困難、拔管困難、延長通氣時間等，因此膈肌的訓練及功能改善具有關鍵意義。膈肌起搏治療是一種被動式的呼吸肌訓練方法，是專門針對膈肌進行刺激訓練的手段，通過電刺激膈神經(jīng)誘導膈肌收縮，使膈肌產(chǎn)生接近正常的自主運動，從而防止膈肌的萎縮并改善膈肌功能，主要有體外和植入式兩種形式。體外膈肌起搏具有無創(chuàng)、簡單、安全等優(yōu)勢，除伴氣胸、活動性肺結核、安裝心臟起搏器、處于控制通氣的機械通氣、膿毒血癥及嚴重肺大泡等患者外，具有很強的適用性。

（四）呼吸肌訓練處方

呼吸肌在訓練時可產(chǎn)生適應性生理反應，開展訓練時應把握“超負荷、特異性和可逆性原則”，為達到滿意的呼吸肌訓練效果，需選擇適宜的訓練技術并保證訓練的強度、頻率和時間。由于試驗方法、條件、患者及研究者水平等方面的差異，對于腦卒中患者呼吸肌訓練的強度、頻率和時間的一致性仍存在爭議。Yoo等[21]以訓練時間設置處方，對卒中3個月內(nèi)的患者，依此開展深呼吸訓練、吸氣肌訓練和呼氣肌訓練，每項訓練各10 min，以激勵式肺量計（Hyupsung，韓國首爾）作為吸氣肌訓練輔具，選擇Acapella振動呼氣正壓裝置（Smith Medical，美國明尼阿波利斯）進行呼氣肌肉訓練。Liaw等[34]對卒中6個月內(nèi)的患者開展為期6周、每周5 d的吸氣肌聯(lián)合呼氣肌訓練，閾值負荷為吸氣肌30%～60%MIP，呼氣肌15%～75%MEP。Menezes等[35]對居家的腦卒中患者開展為期8周、每周7 d、每天40 min的高強度的呼吸肌訓練，初始閾值負荷為50%MIP或MEP，操作者每周評估新的呼吸壓力，并以新數(shù)值的50%設定負荷。對于不同程度和不同階段的腦卒中患者，呼吸肌訓練處方存在差異，如急性期或伴機械通氣的重癥腦卒中患者，干預的介入需以生命體征平穩(wěn)為前期，選擇安全的訓練負荷，把握中止指標并密切關注患者癥狀和體征變化；對于慢性期、恢復期和后遺癥期的患者，可適當增加訓練強度和頻率，以獲得更好的療效。目前建議呼吸肌訓練強度通常取MIP或MEP的30%～60%，漸進性周期遞增，大部分薈萃分析建議的時間和頻率是6～12周、每周3～5次、每天1～3組、每組5～30 min[7]。此外應注意患者疲勞感與治療過程中癥狀體征的變化，把握安全性操作原則，以患者耐受為宜；注意提高患者訓練的依從性，訓練維持時間越長，所達到的康復療效越好。

四、總結與展望

腦卒中患者呼吸功能障礙是普遍的，原因是多方面的，腦卒中患者開展呼吸肌訓練在增強呼吸肌力、改善呼吸功能、運動功能、降低復發(fā)風險及提高生活質(zhì)量有重要意義。目前對于卒中引起呼吸系統(tǒng)功能障礙的機制認識尚不完全明確，呼吸肌訓練處方的制定也存在爭議，但已證明腦卒中患者可從開展呼吸肌訓練中獲益。國內(nèi)肺康復的起步較晚，對于呼吸肌訓練在卒中患者肺康復中的應用還存在一些不足：（1）卒中患者介入呼吸肌訓練時機，中止條件與結束訓練的參考指標等尚無統(tǒng)一標準；（2）開展呼吸肌訓練時對患者體位等影響因素的相關研究較少；（3）康復醫(yī)師對個體化訓練處方的制定與實施方面的認識欠缺。隨著國內(nèi)對腦卒中患者肺康復重要性的不斷探索與實施，相信呼吸肌訓練在腦卒中患者肺康復中的應用會更加完善與規(guī)范，在臨床中將有更好的應用前景，能夠發(fā)揮更大的作用。