體外膈肌起搏對(duì)慢性阻塞性肺疾病急性加重病人膈肌功能、呼吸力學(xué)指標(biāo)及氧化應(yīng)激水平的影響

陳 婷,張會(huì)杰,陳玉格

慢性阻塞性肺疾病(COPD)為一類主要表現(xiàn)為肺部氣流持續(xù)性受限的、反復(fù)發(fā)作的氣道炎癥性、慢性疾病,近年來發(fā)展成為致死率僅次于腦卒中和缺血性心臟病的第三大病因[1]。急性加重期為COPD發(fā)展中的關(guān)鍵時(shí)期,急性加重后COPD病人出現(xiàn)肺功能加速減退、氣道阻力上升以及炎癥狀態(tài)加重等,對(duì)其日常、家庭生活造成嚴(yán)重影響[2]。其中,中重度病人還具有較高病死率和再住院率,故如何提高COPD急性加重病人干預(yù)、治療效果在臨床備受關(guān)注[3]。有學(xué)者指出,要改善COPD病人呼吸困難以及運(yùn)動(dòng)耐力下降等癥狀,需在常規(guī)機(jī)械輔助、氧療以及藥物對(duì)癥治療基礎(chǔ)上配合以適當(dāng)?shù)男睦砀深A(yù)、膈肌以及呼吸康復(fù)干預(yù)等[4]。而膈肌作為重要的呼吸肌,實(shí)施膈肌功能鍛煉對(duì)于改善病人呼吸功能、延緩疾病進(jìn)展、避免呼吸衰竭等有積極作用。有文獻(xiàn)指出,體外膈肌起搏可通過給予體表電極刺激使病人膈肌反應(yīng)性收縮,進(jìn)而使通氣、氧代謝和肺功能得到改善[5],但該研究未對(duì)體外膈肌起搏對(duì)COPD病人膈肌功能、呼吸力學(xué)指標(biāo)及氧化應(yīng)激等方面的影響進(jìn)行深入研究。因此,本研究擬進(jìn)一步研究體外膈肌起搏應(yīng)用于急性加重期COPD病人的效果及對(duì)病人膈肌功能、氧化應(yīng)激水平及呼吸力學(xué)指標(biāo)的影響,現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019年1月—2020年12月本院慢性阻塞性肺疾病急性加重(AECOPD)病人110例作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn):①符合相關(guān)指南中COPD的診斷標(biāo)準(zhǔn)[6];②認(rèn)知正常,且肺功能分級(jí)為Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí);③病人及家屬知情同意,簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):①之前有安裝心臟起搏器者;②合并危重哮喘、呼吸衰竭等其他肺部疾病以及中毒者;③合并有心臟病等對(duì)呼吸代謝有影響的疾病者等。本研究已獲倫理委員會(huì)許可(批號(hào):2022-03-B030)。采用隨機(jī)數(shù)字表法將入選病人分為觀察組與對(duì)照組各55例。觀察組女21例,男34例;慢性阻塞性肺疾病全球倡議(global initiative for chronic obstructive lung disease,GOLD)分級(jí)為Ⅱ級(jí)24例,Ⅲ級(jí)31例;年齡53～62(50.86±6.13)歲。對(duì)照組女19例,男36例;GOLD分級(jí)為Ⅱ級(jí)26例,Ⅲ級(jí)29例;年齡53～62(51.53±5.99)歲。兩組病人一般資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 對(duì)照組 病人接受入院常規(guī)止咳、維持酸堿平衡、電解質(zhì)糾正、祛痰、抗感染及吸氧等對(duì)癥治療,病人疾病穩(wěn)定后依據(jù)病人耐受程度予以相應(yīng)的呼吸康復(fù)訓(xùn)練。

1.2.2 觀察組 在對(duì)照組呼吸康復(fù)訓(xùn)練基礎(chǔ)上實(shí)施體外膈肌起搏。指導(dǎo)病人平臥、頭后仰,充分暴露病人胸鎖乳突肌,醫(yī)護(hù)人員確定病人鎖骨中線第二肋間、胸鎖乳突肌下端外緣1/3處為放置電極片位置,表皮用75%乙醇(北海國發(fā)海洋生物產(chǎn)業(yè)股份有限公司制藥廠,桂衛(wèi)消證字(2007)第0010號(hào))擦拭消毒,清潔脫脂后待其干燥,胸鎖乳突肌下端外緣1/3處放置電極片負(fù)極,鎖骨中線第二肋間放置電極片正極進(jìn)行治療。刺激強(qiáng)度從低檔向高檔逐漸增強(qiáng),以刺激過程中病人可耐受、平靜且無不適感為前提,且干預(yù)期間囑病人避免言語、轉(zhuǎn)頭等動(dòng)作,防止電極片松動(dòng)或脫落。體外膈肌起搏脈沖頻率設(shè)置為30～50 Hz,起搏頻率每分鐘9～15次,脈沖電壓0～15 V,每次20 min,每日1次。兩組均持續(xù)干預(yù)3周。

1.3 觀察指標(biāo)

1.3.1 臨床療效 依據(jù)COPD診療指南[7]中呼吸困難程度評(píng)估療效。呼吸困難程度改善≥2級(jí)為顯效;呼吸困難程度改善1級(jí)為有效;呼吸困難程度加重或無改變?yōu)闊o效。總有效=有效+顯效。

1.3.2 膈肌功能 干預(yù)前及干預(yù)1周末,指導(dǎo)病人取仰臥位,使用超聲測量病人膈肌厚度、深呼吸時(shí)以及平靜呼吸時(shí)采集吸氣相,記錄病人右側(cè)膈肌兩次吸氣相最大移動(dòng)幅度,取均值為膈肌移動(dòng)度。

1.3.3 呼吸力學(xué)參數(shù) 干預(yù)前及干預(yù)3周末,采用呼吸機(jī)(上海聚慕醫(yī)療器械有限公司,型號(hào)PA-700A型)對(duì)病人氣道峰壓、氣道阻力及呼吸壓力進(jìn)行測定。

1.3.4 氧化應(yīng)激指標(biāo) 干預(yù)前及干預(yù)3周末,以化學(xué)比色法測定病人超氧化物歧化酶(SOD)、血清丙二醛(MDA)及谷胱甘肽(GSH)等氧化應(yīng)激指標(biāo)。

2 結(jié)果

表1 兩組病人臨床療效比較

表2 兩組病人干預(yù)前、干預(yù)1周末膈肌功能比較 單位:cm

表3 兩組干預(yù)前、干預(yù)3周末呼吸力學(xué)參數(shù)比較

表4 兩組干預(yù)前、干預(yù)3周末氧化應(yīng)激指標(biāo)比較

3 討論

COPD急性加重與諸多誘因關(guān)系密切,現(xiàn)已明確的可能原因包括強(qiáng)調(diào)COPD受感染等外界因素影響而發(fā)生的British假說以及認(rèn)為COPD和哮喘存在部分重疊的Dutch假說[8]。COPD病人氣道中長期定植的病毒、細(xì)菌以及非典型病原菌等引起的感染因素,局部內(nèi)環(huán)境出現(xiàn)抗蛋白酶-蛋白酶系統(tǒng)的紊亂引起基質(zhì)金屬蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶及彈性蛋白酶等分泌異常,導(dǎo)致肺部相應(yīng)結(jié)構(gòu)被破壞和病人支氣管肺泡上皮以及痰液中細(xì)菌等病原體水平高于機(jī)體以及穩(wěn)定期負(fù)荷閾值使疾病急性加重等[9],致使病人出現(xiàn)咳嗽加重、呼吸困難以及痰量增加明顯且表現(xiàn)為膿性等短期內(nèi)呼吸道癥狀惡化改變,使病人肺功能快速減退,氣道阻力以及炎癥加劇,損傷肺部結(jié)構(gòu)及肺功能[10]。臨床治療該病主要以藥物對(duì)癥治療、機(jī)械通氣配合以肺部康復(fù)等干預(yù)措施進(jìn)行癥狀緩解和預(yù)后改善[11]。

COPD病人存在不同程度的骨骼肌和呼吸肌萎縮,緩解該病病人膈肌疲勞有利于其下肢疲勞、呼吸困難等癥狀的改善以及生活能力和運(yùn)動(dòng)耐力的提升[12]。體外膈肌起搏可通過體表電極、導(dǎo)線以及發(fā)射器對(duì)機(jī)體膈神經(jīng)產(chǎn)生體外刺激,引起膈肌收縮,使膈肌移動(dòng)距離上調(diào),從而可使COPD病人通氣功能得到改善[13]。本研究干預(yù)1周末,觀察組病人膈肌移動(dòng)度和膈肌厚度均略高于對(duì)照組(P>0.05);干預(yù)3周末,觀察組病人氣道阻力、呼吸壓力以及氣道峰壓等反映膈肌功能的指標(biāo)均低于對(duì)照組,氧化應(yīng)激有關(guān)指標(biāo)GSH、SOD均高于對(duì)照組,MDA低于對(duì)照組(P<0.05);觀察組病人總有效率高于對(duì)照組(P<0.05)。提示COPD急性加重病人常規(guī)對(duì)癥干預(yù)基礎(chǔ)上實(shí)施體外膈肌起搏,有利于病人呼吸功能改善,對(duì)抗氧化應(yīng)激狀態(tài)進(jìn)而提高臨床療效。可能的原因:體外膈肌起搏電極刺激后可對(duì)膈神經(jīng)產(chǎn)生向心性興奮作用,膈神經(jīng)產(chǎn)生的神經(jīng)沖動(dòng)沿相應(yīng)纖維上行達(dá)脊髓,刺激呼氣中樞,同時(shí)對(duì)吸氣中樞產(chǎn)生抑制作用[14];還可產(chǎn)生膈神經(jīng)離心性興奮作用,神經(jīng)沖動(dòng)下行到達(dá)末梢神經(jīng),使膈肌相關(guān)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)纖維興奮,使吸氣加深,兩種興奮作用綜合作用下可有效促進(jìn)病人呼氣、吸氣間的轉(zhuǎn)化、交替,增加補(bǔ)呼氣量,從而使病人呼吸困難得到改善,活動(dòng)耐力增加[15]。研究顯示,中、輕度COPD病人體內(nèi)均存在Ⅰ型、Ⅱ型膈肌纖維萎縮,膈肌收縮能力降低,膈肌起搏刺激可使病人相應(yīng)肌纖維直徑增加,還可使其中的二核苷酸、腺嘌呤等水平下調(diào),脂肪滴及線粒體增加,使膈肌強(qiáng)度、移動(dòng)度、耐力等增加,從而緩解病理狀態(tài)下膈肌疲勞,使膈肌萎縮情況改善[16]。此外,有學(xué)者發(fā)現(xiàn)超低頻復(fù)合生理頻率慢性電刺激對(duì)穩(wěn)定期COPD病人膈肌抗疲勞以及收縮能力有明顯提高效果,還可使穩(wěn)定期COPD病人即時(shí)膈肌平均移動(dòng)度增加,對(duì)膈肌運(yùn)動(dòng)程度也有一定提升效果,從而有效改善病人呼吸以及膈肌功能[17]。COPD病人體內(nèi)存在抗氧化和氧化系統(tǒng)的紊亂,病人抗蛋白酶以及脂質(zhì)過氧化酶活性被抑制,進(jìn)而使黏液分泌增加,損壞肺組織以及氣道上皮進(jìn)而加重病情[18]。體外膈肌起搏以及呼吸康復(fù)等干預(yù)措施可使病人胸廓活動(dòng)范圍、通氣量以及運(yùn)動(dòng)幅度增加,平衡呼氣和吸氣交換,使病人存在的缺氧狀態(tài)得到明顯改善,進(jìn)而使缺氧狀態(tài)引起的氧化應(yīng)激明顯改善[19-20]。

綜上所述,體外膈肌起搏可通過體外電刺激膈神經(jīng),使神經(jīng)沖動(dòng)離心及向心雙向傳導(dǎo),對(duì)機(jī)體吸氣、呼氣間的轉(zhuǎn)化、交替進(jìn)行調(diào)節(jié),還可增加膈肌纖維中線粒體等使病人膈肌活動(dòng)度和強(qiáng)度增加,從而有效增加COPD病人補(bǔ)呼氣量,改善其缺氧引起的氧化應(yīng)激狀態(tài)以及呼吸、膈肌功能,提升治療效果。本研究僅觀察了干預(yù)3周末的效果,觀察時(shí)間較短,而體外膈肌起搏以及肺康復(fù)需長期干預(yù)才可獲得長期、顯著的效果,后期將延長干預(yù)周期,研究體外膈肌起搏中、遠(yuǎn)期效果和病人預(yù)后情況,以期為COPD急性加重病人治療提供參考。