體外膈肌起搏預(yù)防老年腹部手術(shù)后肺部并發(fā)癥的初步研究

梁致如，付玲霞，任 杰，王 元，桂 壽，張培城，王 松，劉朝陽(yáng) 解放軍總醫(yī)院第二醫(yī)學(xué)中心 綜合外科，北京 008； 安徽省軍區(qū)蕪湖第一離職干部休養(yǎng)所，安徽蕪湖 000； 北京衛(wèi)戍區(qū)海淀第二十三離職干部休養(yǎng)所，北京 0009； 北京衛(wèi)戍區(qū)海淀第二十退休干部休養(yǎng)所，北京 00090； 北京衛(wèi)戍區(qū)海淀第五十一離職干部休養(yǎng)所 00； 北京衛(wèi)戍區(qū)西城第一退休干部休養(yǎng)所，北京 000

術(shù)后肺部并發(fā)癥(postoperative pulmonary complications，PPCs)是老年腹部手術(shù)后常見(jiàn)并發(fā)癥和重要死因，主要包括肺不張、肺部感染和呼吸衰竭[1-2]。PPCs在老年腹部手術(shù)后發(fā)生率為5%～40%，可導(dǎo)致住院時(shí)間延長(zhǎng)、費(fèi)用提高和死亡率增加，是預(yù)后不良的重要因素[3-5]。因此，積極預(yù)防和治療PPCs是保障老年腹部手術(shù)患者術(shù)后安全的重要環(huán)節(jié)。預(yù)防PPCs臨床措施很多，但真正簡(jiǎn)便有效的方式很少，需進(jìn)一步探索預(yù)防術(shù)后PPCs的有效方法。研究表明，膈肌功能障礙與PPCs發(fā)生密切相關(guān)[6]。而腹部手術(shù)常會(huì)影響患者的膈肌功能。體外膈肌起搏器(extracorporeal diaphragm pacemaker，EDP)通過(guò)功能性電刺激膈神經(jīng)引起膈肌規(guī)律收縮舒張，提高膈肌功能，從而改善肺通氣功能。已證實(shí)其對(duì)慢性阻塞性肺疾病、呼吸衰竭、慢性心衰等治療有效[7-9]。此外有研究表明，體外膈肌起搏促進(jìn)痰液排出，有利于肺部感染的控制[10]。因此推測(cè)體外膈肌起搏能夠預(yù)防老年腹部手術(shù)PPCs。本研究通過(guò)前瞻性病例對(duì)照研究，觀察體外膈肌起搏器預(yù)防老年腹部手術(shù)PPCs的效果及其對(duì)肺功能的影響，為腹部手術(shù)后開(kāi)展外膈肌起搏提供依據(jù)，旨在降低老年外科手術(shù)PPCs發(fā)生 率和死亡率、提高老年術(shù)后生活質(zhì)量。

對(duì)象與方法

1 研究對(duì)象 采用前瞻性病例對(duì)照研究。選取2019年1月- 2020年10月于解放軍總醫(yī)院第二醫(yī)學(xué)中心綜合外科重癥監(jiān)護(hù)室擬實(shí)施全麻腹部手術(shù)老年患者。入選標(biāo)準(zhǔn)：1)年齡 ≥ 65歲；2)擇期全麻腹部手術(shù)；3)術(shù)前評(píng)估心肺功能可耐受手術(shù)；4)簽署知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：1)心臟起搏器置入；2)術(shù)后存在譫妄等不能配合治療的情況；3)術(shù)后生命體征不穩(wěn)定，未簽署知情同意書(shū)。依據(jù)入選和排除標(biāo)準(zhǔn)共納入51例患者，隨機(jī)分為體外膈肌起搏器治療組(EDP組)26例和VEST氣道清 除系統(tǒng)治療組(Vest TM組)25例。

2 干預(yù)方法 1)EDP組：采用廣州雪利昂生物科技有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為HLO-GJ13A體外膈肌起搏器進(jìn)行治療。操作方法：囑患者取平臥位，清潔皮膚后在雙側(cè)胸鎖乳突肌外緣下1/3位置貼起搏電極，在雙側(cè)鎖骨中線(xiàn)第二肋間胸大肌表面貼輔助電極，膠布固定后設(shè)置參數(shù)：起搏頻率15次/min，脈沖頻率40 Hz，調(diào)節(jié)刺激強(qiáng)度從低到高逐漸升至患者所能耐受的最高刺激強(qiáng)度后開(kāi)始治療，治療時(shí)間30 min/次。2)Vest TM組：采用美國(guó) Hil-l Rom有限公司生產(chǎn)的VEST氣道清除系統(tǒng)進(jìn)行治療。囑患者取平臥位，根據(jù)患者體形調(diào)整背心至大小合適，使其舒適地與患者腋下貼合，設(shè)置頻率8～10 Hz，壓力范圍1～4，治療時(shí)間15 min。兩組均由術(shù)后第1天開(kāi)始連續(xù)治療5 d，2次/d，上下午各1次。兩組均進(jìn)行常規(guī)氧氣霧化治 療。

3 觀察指標(biāo) 1) 肺部并發(fā)癥，包括肺不張、肺部感染和呼吸衰竭；肺部感染診斷按照醫(yī)院獲得性肺炎診斷標(biāo)準(zhǔn)；肺不張?jiān)\斷通過(guò)術(shù)后第3天胸片表現(xiàn)，并對(duì)比術(shù)前檢查胸片結(jié)果確立。2) 肺功能，采用德國(guó)JAEGER公司生產(chǎn)的肺功能儀(型號(hào)：MS-IOS)分別于術(shù)前1 d和術(shù)后5 d治療后檢測(cè)患者肺功能，記錄用力肺活量(forced vital capacity，F(xiàn)VC)、一 秒 量(forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1)，計(jì)算一秒率(FEV1/FVC)。3)排痰量，囑患者深呼吸后屏氣3 s，咯出深部痰，收集于一次性集痰器中，分別在術(shù)后1 d、3 d、5 d記錄患者24 h排痰量。4)血?dú)夥治?，采用全自?dòng)動(dòng)脈血?dú)夥治鰞x，分別在術(shù)前和術(shù)后1 d、3 d、5 d治療完成患者安靜休息1 h后采集橈動(dòng)脈血5 mL，檢測(cè)動(dòng)脈血?dú)夥治觥?)經(jīng)皮血氧飽和度，采用歐美達(dá)公司生產(chǎn)的Biox 3740指夾式脈搏血氧儀監(jiān)測(cè)患者食指脈氧飽和度。6) 疼痛評(píng)分，采用視覺(jué)模擬 評(píng)分(visual analogue scale，VAS) 測(cè)定。

4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 使用SPSS23.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量數(shù)據(jù)均通過(guò)正態(tài)性檢驗(yàn)，以 xˉ±s表示，兩組間比較為成組t檢驗(yàn)或校正t檢驗(yàn)(統(tǒng)計(jì)量為t)。組內(nèi)前后比較為配對(duì)t檢驗(yàn)(統(tǒng)計(jì)量為t)。重復(fù)觀測(cè)資料則行重復(fù)測(cè)量方差分析(球檢驗(yàn)校正為HF法，統(tǒng)計(jì)量為F)+兩兩組間比較LSD-t檢驗(yàn)(統(tǒng)計(jì)量為L(zhǎng)SD-t) + 兩兩組內(nèi)(時(shí)間維度)比較差值t檢驗(yàn)(統(tǒng)計(jì)量為t)。計(jì)數(shù)資料以例數(shù)及率表示，組間比較為χ2檢驗(yàn)或校正χ2檢驗(yàn)(統(tǒng)計(jì)量為χ2)或精確概率檢驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)推斷的檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05(雙側(cè)檢驗(yàn))。重復(fù)測(cè)量分析之時(shí)間維度的多次比較按 Bonferroni校正法調(diào)整檢驗(yàn)水準(zhǔn)。

結(jié) 果

1 兩組基線(xiàn)資料比較 兩組患者年齡、性別、吸煙人數(shù)、APACHEⅡ評(píng)分、手術(shù)種類(lèi)、麻醉插管方式等指標(biāo)比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。見(jiàn) 表1。

表1 兩組患者基線(xiàn)特征比較Tab. 1 Comparison of general data between the EDP group and the Vest TM group

2 兩組術(shù)后肺部并發(fā)癥發(fā)生率比較 兩組均無(wú)死亡病例。EDP組術(shù)后肺部并發(fā)癥總發(fā)生率(15.38%)低于對(duì)照組(28%)，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0 .05)。見(jiàn)表2。

表2 兩組術(shù)后肺部并發(fā)癥比較(n, %)Tab. 2 Comparison of postoperative pulmonary complications between the EDP group and the Vest TM group (n, %)

3 兩組肺功能指標(biāo)比較 兩組術(shù)前肺功能指標(biāo)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。術(shù)后兩組三項(xiàng)指標(biāo)均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)。術(shù)后EDP組FVC較術(shù)前顯著下降，F(xiàn)EV1、FEV1/FVC較術(shù)前無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，對(duì)照組三項(xiàng)指標(biāo)均較術(shù)前顯著下降(P＜0.05)，EDP組三項(xiàng) 指標(biāo)下降幅度均顯著低于對(duì)照組。見(jiàn)表3。

表3 兩組肺功能指標(biāo)比較Tab. 3 Comparison of lung function between the EDP group and the Vest TM group

4 兩組血?dú)夥治鲋笜?biāo)比較 兩組術(shù)前PO2、PCO2無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。相比術(shù)前，兩組術(shù)后第1天PO2均明顯下降、PCO2均明顯上升，但兩組間 差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。見(jiàn)表4。

表4 兩組血?dú)夥治鲋笜?biāo)比較Tab. 4 Comparison of arterial blood gas analysis results between the EDP group and the Vest TM group

5 兩組術(shù)后第1天治療前后經(jīng)皮血氧飽和度變化 EDP組操作前經(jīng)皮血氧飽和度為92%±6%，實(shí)施EDP治療過(guò)程中升高至95%±5%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，治療后1 h后下降至93%±6%；VestTM組操作前為92%±5%，實(shí)施治療過(guò)程中下降至90%±6%，治療后1 d回升至91%±6%。經(jīng)兩因素重復(fù)測(cè)量方差分析，大部分時(shí)點(diǎn)間的差異及對(duì)應(yīng)的組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。僅Vest TM組，其治療過(guò)程中的經(jīng)皮血氧飽和度與EDP組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)，與本組治療前比較，也有統(tǒng)計(jì) 學(xué)差異(P＜α’=0.025)。見(jiàn)表5。

表5 兩組術(shù)后第1天治療前后經(jīng)皮血氧飽和度變化比較Tab. 5 Comparison of percutaneous oxygen saturation before and after treatment on the first day after operation between the EDP group and the Vest TM group

6 兩組術(shù)后排痰量比較 術(shù)后排痰量組間整體差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜ 0.05)。但兩兩比較顯示EDP組與Vest TM組術(shù)后第1天、第3天及第5天排痰 量無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。見(jiàn)表6。

表6 兩組排痰量及切口疼痛評(píng)分比較Tab. 6 Comparison of sputum volume and VAS between the EDP group and the Vest TM group

7 兩組切口疼痛評(píng)分比較 VAS評(píng)分在組間、時(shí)間兩維度上整體差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。EDP組術(shù)后第1天(4.2±1.3 vs 4.5±1.9，P=0.326 6)、第3天(2.5±0.9 vs 2.8±0.9，P=0.209 1)、第5天(1.2±0.8 vs 1.0±0.7，P=0.187 2)治療前與治療時(shí)VAS評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Vest TM組術(shù)后第1天(4.3±1.4 vs 6.4±2.1，P=0.002 1)、第3天(2.4±1.1 vs 3.6±1.7，P=0.003 7)、第5天(1.5±0.7 vs 1.8±0.8，P=0.008 3)治療前與治療時(shí)VAS評(píng)分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩兩比較EDP組術(shù)后第3天起V AS評(píng)分顯著低于Vest TM組(P＜0.05)。見(jiàn)表6。

討 論

膈肌是人體最重要的呼吸肌之一，靜息狀態(tài)下膈肌收縮產(chǎn)生的負(fù)壓可為通氣提供60%～70%需求動(dòng)力，膈肌每下移1 cm潮氣量可增加250～300 mL，因此在維持肺通氣功能方面起到重要作用[11-12]。腹部手術(shù)由于鄰近胸腔，炎癥反應(yīng)、全身麻醉導(dǎo)致膈肌力量減弱，術(shù)后腹內(nèi)壓升高、膈肌上抬導(dǎo)致胸腔容積縮小、肺順應(yīng)性減低及患者傷口疼痛懼怕咳嗽和深呼吸等因素，容易引發(fā)PPCs[13]。膈肌起搏器主要通過(guò)電脈沖刺激膈神經(jīng)，調(diào)節(jié)膈肌收縮節(jié)律和強(qiáng)度，促進(jìn)患者生理性負(fù)壓呼吸。國(guó)外膈肌起搏研究主要集中于體內(nèi)膈肌起搏方面，基礎(chǔ)和臨床研究證實(shí)體內(nèi)膈肌起搏對(duì)大多數(shù)原因引起的肺泡低通氣有效，包括膈肌麻痹、呼吸中樞性疾病、慢性阻塞性肺疾病，但具有創(chuàng)傷性，可導(dǎo)致膈肌損傷、局部感染等醫(yī)源性并發(fā)癥。國(guó)內(nèi)自1987年陳家良等[14]發(fā)明EDP以來(lái)，多項(xiàng)研究已證實(shí)EDP對(duì)上述疾病的治療與體內(nèi)膈肌起搏同樣有效，且有研究表明EDP可促進(jìn)痰液排出，有利于肺部感染的控制。因此推測(cè)體外膈肌起搏能夠預(yù)防老年腹部手術(shù)后PPCs。但目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于體內(nèi)/體外膈肌起搏對(duì)術(shù)后肺部并發(fā)癥的預(yù)防尚未見(jiàn)報(bào)道。

VEST氣道清除系統(tǒng)通過(guò)高頻率振蕩通氣可有效清除呼吸道分泌物，多項(xiàng)研究表明，VEST氣道清除系統(tǒng)可促進(jìn)腹部手術(shù)患者術(shù)后排痰，降低術(shù)后PPCs發(fā)生[15-16]。但使用該裝置時(shí)患者常會(huì)出現(xiàn)胸悶、惡心、嘔吐等不適癥狀，并有傷口疼痛加劇、活動(dòng)性出血、引流管移位等不良事件。本研究以VEST氣道清除系統(tǒng)為對(duì)照組，試驗(yàn)組患者進(jìn)行EDP治療。通過(guò)近兩年的病例收集，完成了兩組共51例來(lái)源于普外、肝膽及泌尿外科患者的肺部并發(fā)癥、肺功能、血?dú)夥治?、?jīng)皮血氧飽和度、排痰量及疼痛評(píng)分指標(biāo)的觀察和比較。

老年患者腹部手術(shù)后由于創(chuàng)傷、麻醉、疼痛等原因?qū)е码跫×α繙p弱、呼吸幅度減低，常引起肺功能下降，導(dǎo)致PPCs發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加[17]。本研究結(jié)果表明，兩組術(shù)后肺功能指標(biāo)均有所下降，與對(duì)照組相比，EDP組術(shù)后肺功能指標(biāo)FVC、FEV1、FEV1/FVC均顯著高于Vest TM組，證實(shí)EDP可減緩腹部手術(shù)后肺功能的降低程度，在改善術(shù)后肺功能方面優(yōu)于VEST氣道清除系統(tǒng)?？紤]與EDP可增強(qiáng)膈肌收縮力并且擴(kuò)大膈肌移動(dòng)度，增加膈肌血流量，增強(qiáng)有氧代謝，提高膈肌耐力，從而增加了肺通氣量有關(guān)[18]。除改善肺功能外，本研究結(jié)果進(jìn)一步表明，與術(shù)前比較，兩組術(shù)后第1天PO2均顯著下降，但EDP組第1天、第3天、第5天PO2均高于對(duì)照組；與操作前及對(duì)照組比較，實(shí)施EDP時(shí)血氧飽和度顯著升高。因此EDP可減緩腹部手術(shù)后氧分壓降低程度并提高血氧飽和度，提示EDP提高肺功能，增加肺通氣量，達(dá)到改善患者氧合的作用[19-20]，有利于術(shù)后康復(fù)。

膈肌除呼吸泵功能外還具有咳嗽泵功能。平靜呼吸時(shí)僅需約10%最大膈肌肌力，而咳嗽時(shí)需80%最大膈肌肌力，因此當(dāng)膈肌肌力下降時(shí)，咳嗽泵功能最先受損。EDP通過(guò)刺激膈神經(jīng)可反射性誘發(fā)咳嗽、刺激排痰，并且EDP使膈肌活動(dòng)幅度增加，咳嗽時(shí)胸腔內(nèi)正壓較高，氣道清除痰液能力增強(qiáng)[21]。本研究結(jié)果表明，EDP組與Vest TM組比較，術(shù)后第1天、第3天及第5天排痰量無(wú)顯著差異，提示EDP清除呼吸道分泌物效果與Vest氣道清除系統(tǒng)相當(dāng)。

老年患者腹部手術(shù)后，任何刺激都有可能引起術(shù)后疼痛的產(chǎn)生或增加，限制了患者的呼吸運(yùn)動(dòng)和主動(dòng)咳嗽排痰，使患者發(fā)生PPCs風(fēng)險(xiǎn)增加[22]。本研究結(jié)果表明，術(shù)后EDP組腹部手術(shù)患者治療前與治療時(shí)VAS評(píng)分無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，且治療時(shí)VAS評(píng)分顯著低于Vest TM組，提示EDP治療不增加患者疼痛，與Vest TM相比舒適性更好，避免了術(shù)后疼痛的影響，提高了患者使用依從性。

EDP組術(shù)后肺部并發(fā)癥發(fā)生率低于對(duì)照組，但未達(dá)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，考慮與我中心醫(yī)療條件較好、術(shù)后肺部基礎(chǔ)護(hù)理質(zhì)量較高、老年腹部術(shù)后患者肺部并發(fā)癥發(fā)生率較文獻(xiàn)報(bào)道低、病例數(shù)較少有關(guān)。本研究結(jié)果來(lái)自單中心，樣本量較少，有待進(jìn)一步擴(kuò)大研究規(guī)模，納入更多受試者的多中心研究驗(yàn)證結(jié)論。

綜上，本研究首次報(bào)道了EDP在老年腹部手術(shù)患者預(yù)防PPCs中的應(yīng)用，證明EDP能夠減緩老年腹部手術(shù)患者術(shù)后肺功能下降幅度，改善氧合，促進(jìn)術(shù)后痰液排出，從而可能降低老年腹部手術(shù)患者術(shù)后肺部并發(fā)癥發(fā)生率，且耐受性較好，為預(yù)防老年術(shù)后肺部并發(fā)癥提供了一種簡(jiǎn)便、安全的新方法，擴(kuò)展了體外膈肌起搏的適應(yīng)證，對(duì)降低老年術(shù)后PPCs發(fā)生率、提高老年人術(shù)后生活質(zhì)量有一定意義。