劉濱濱 吳華煉 鄭秀丹 胡仕敏 付貞艷 權(quán)明桃
(1.廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院,廣西 南寧 530021;2.遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院,貴州 遵義 56300)
膈肌為人體最主要的呼吸肌,主導(dǎo)人體60%~70%的通氣需要[1],膈肌去負(fù)荷后,可導(dǎo)致膈肌迅速萎縮。呼吸機(jī)相關(guān)膈肌功能障礙(ventilator-induced diaphragmatic dysfunction,VIDD)是由于危重癥患者長時間機(jī)械通氣后引發(fā)膈肌張力下降、膈肌萎縮和結(jié)構(gòu)損傷等,導(dǎo)致膈肌收縮功能下降[2]。VIDD普遍存在于機(jī)械通氣患者中,64%的機(jī)械通氣患者在入院時即可引起VIDD[3]。VIDD嚴(yán)重影響患者的預(yù)后,可導(dǎo)致撤機(jī)困難和呼吸機(jī)依賴,降低患者的撤機(jī)成功率,從而延長機(jī)械通氣時間、ICU住院時間,增加院內(nèi)死亡率,影響患者院后生存率[4]。研究[5]顯示,危重癥患者膈肌功能障礙合并ICU獲得性衰弱者撤機(jī)失敗率和死亡率為分別為86%和39%。另有研究[6]證實(shí),在院內(nèi)發(fā)生膈肌功能障礙的患者2年生存率降低了4%。VIDD的病因和發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,目前在藥物治療上尚處于探索階段,許多學(xué)者對VIDD藥物治療的建議也未達(dá)成共識。因此,從護(hù)理角度出發(fā)預(yù)防VIDD具有重要的意義。本文回顧國內(nèi)外危重癥患者關(guān)于VIDD的相關(guān)研究,從VIDD的診斷、發(fā)病機(jī)制、影響因素和預(yù)防方法4個方面進(jìn)行綜述,以期為臨床醫(yī)護(hù)人員預(yù)防VIDD提供參考。
目前VIDD的診斷主要根據(jù)顫搐性跨膈壓(twitch transdiaphragmatic prsssure,TwPdi)、膈肌增厚分?jǐn)?shù)(diaphragmatic thickening fraction,TFdi)、膈肌移動度(diaphragm excursion,DE)和膈肌厚度(thickening of the diaphragm,Tdi)進(jìn)行診斷。美國胸科學(xué)會[7]曾建議將經(jīng)皮雙側(cè)膈神經(jīng)電刺激產(chǎn)生的TwPdi作為客觀評估膈肌力量的金標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)TwPdi <11 cmH2O(1 cmH2O≈0.098 kPa)時,即診斷為膈肌功能障礙。但該測量方法操作人員需經(jīng)過培訓(xùn)才能掌握神經(jīng)電刺激定位方法和刺激電極的用力角度,需要花大量的時間尋找個體化膈神經(jīng)刺激點(diǎn),其因操作時間過長,導(dǎo)致臨床實(shí)用性欠佳。研究[8]報(bào)道床旁危重癥超聲技術(shù)因其便宜、安全、無創(chuàng)、可重復(fù)性以及方便床旁操作等,對動態(tài)監(jiān)測膈肌功能和診斷VIDD具有重要意義,更具臨床實(shí)用性。超聲測量膈肌時,當(dāng)TFdi<20%、DE<1 cm、Tdi<0.2 cm即可診斷為膈肌功能障礙[9]。
VIDD發(fā)生機(jī)制較為復(fù)雜,目前尚未完全明確[10]。有研究[11]報(bào)道,VIDD是機(jī)械通氣的一種可預(yù)防的潛在并發(fā)癥。王夢麗等[12]將VIDD的發(fā)生機(jī)制概括為:(1)膈肌纖維結(jié)構(gòu)變化。(2)氧化應(yīng)激。(3)線粒體的損傷。(4)脂質(zhì)代謝異常。何遠(yuǎn)超等[13]綜述機(jī)械通氣下VIDD的發(fā)生機(jī)制為:(1)膈肌線粒體損傷及過氧化物產(chǎn)生增加。(2)膈肌氧化應(yīng)激增加。(3)膈肌蛋白質(zhì)水解。(4)膈肌自噬。(5)膈肌RyR1重塑。潘科等[14]將其概括為組織學(xué)和力學(xué)改變、病理和生理學(xué)的變化,其中膈肌氧化應(yīng)激反應(yīng),蛋白質(zhì)的分解代謝、合成及自噬等作用,在不破壞膈肌神經(jīng)傳導(dǎo)的前提下改變膈肌肌纖維的數(shù)量及質(zhì)量,從而導(dǎo)致VIDD。Zhang[15]研究中失血性休克可加重VIDD,原因?yàn)槭а孕菘丝蓪?dǎo)致全身炎癥反應(yīng)。Jung等[16]探討重癥監(jiān)護(hù)室膿毒癥患者對膈肌的功能變化,研究顯示機(jī)械通氣并發(fā)膿毒癥的患者膈肌萎縮與肌力下降比無膿毒癥的患者更為顯著。雖然還未明確VIDD的發(fā)生機(jī)制,但許多學(xué)者認(rèn)為氧化應(yīng)激和全身相關(guān)炎癥為導(dǎo)致VIDD的主要相關(guān)因素[17]。
3.1呼吸機(jī)通氣模式 呼吸機(jī)通氣模式中控制通氣模式使患者膈肌完全處于制動狀態(tài),容易引起膈肌的萎縮和收縮功能障礙,導(dǎo)致膈肌力量的喪失。因此,影響膈肌功能的決定性因素之一是控制機(jī)械通氣。在一項(xiàng)大鼠實(shí)驗(yàn)中,控制機(jī)械通氣會導(dǎo)致蛋白水解和蛋白質(zhì)合成減少,引起膈肌損傷,而壓力支持通氣模式,可保留膈肌蛋白質(zhì)的含量,無明顯的膈肌氧化損傷。在這項(xiàng)動物實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)機(jī)械通氣12~18 h后,膈肌纖維就可出現(xiàn)明顯的萎縮[18]。Levine等[19]在人類試驗(yàn)上也獲得類似的研究結(jié)果,接受控制機(jī)械通氣患者1型和2型膈肌纖維比健康人減少了53%和57%。輔助機(jī)械通氣下患者存在自主呼吸,對膈肌功能的影響較小。一項(xiàng)前瞻性觀察性的研究[20]中,患者控制機(jī)械通氣時間>48 h,再轉(zhuǎn)為輔助機(jī)械通氣,結(jié)果顯示控制機(jī)械通氣時,Tdi明顯減少,轉(zhuǎn)為輔助通氣后可恢復(fù)部分膈肌厚度。因此,輔助機(jī)械通氣可一定程度上避免膈肌萎縮,防止控制機(jī)械通氣模式引起的膈肌萎縮和膈肌收縮力下降。
3.2機(jī)械通氣時間 機(jī)械通氣時間為VIDD主要影響因素之一,膈肌萎縮的速度與機(jī)械通氣時間關(guān)系密切。機(jī)械通氣早期患者即可出現(xiàn)膈肌功能障礙,并呈時間依賴性,機(jī)械通氣時間越長膈肌萎縮越嚴(yán)重。Sklar等[21]研究表明,在機(jī)械通氣早期患者膈肌活動水平較低,50%的患者在1 d內(nèi)不能恢復(fù)膈肌活動,增加了發(fā)生VIDD的風(fēng)險(xiǎn)。Goligher等[22]探討膈肌隨機(jī)械通氣時間的變化,發(fā)現(xiàn)機(jī)械通氣患者隨著時間的延長,Tdi呈下降趨勢,在機(jī)械通氣第7天,44%的患者Tdi減少10%以上,而拔管和未進(jìn)行機(jī)械通氣的患者Tdi不隨機(jī)械通氣時間發(fā)生改變。
3.3鎮(zhèn)靜 機(jī)械通氣患者常需使用鎮(zhèn)靜藥物,以減輕患者因插管引起的疼痛和不舒適,但長時間的鎮(zhèn)靜使膈肌處于不運(yùn)動的狀態(tài),導(dǎo)致膈肌運(yùn)動恢復(fù)延遲和萎縮[23]。Breuer等[24]觀察右美托咪定對機(jī)械通氣小鼠膈肌功能的影響,發(fā)現(xiàn)使用右美托咪定鎮(zhèn)靜24 h后,小鼠的膈肌功能受到損害。另外一項(xiàng)動物研究[25]發(fā)現(xiàn)咪達(dá)唑侖鎮(zhèn)靜期間,機(jī)械通氣12 h可導(dǎo)致比右美托咪啶和異丙酚更嚴(yán)重的膈肌功能障礙。將右美托咪定和丙泊酚分別作用于機(jī)械通氣患者時,右美托咪定對膈肌功能的影響更小[26]。鎮(zhèn)靜劑可使膈肌收縮功能下降,但不同的鎮(zhèn)靜劑對膈肌功能的影響存在差異。目前的研究顯示,使用右美托咪定影響更小,但是缺少強(qiáng)有力的證據(jù),還需擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步研究鎮(zhèn)靜劑對膈肌功能的影響。
3.4其他 膈肌自身相對于肢體骨骼肌更容易發(fā)生萎縮,發(fā)生萎縮的速度為其他骨骼肌的8倍[27]。機(jī)械通氣時間>48 h的患者,ICU獲得性衰弱的發(fā)生率為20%,但膈肌功能障礙的發(fā)生率高達(dá)80%[28]。研究[29]顯示,VIDD合并膿毒癥的患者可在機(jī)械通氣24 h后使膈肌收縮力下降80%,會加重VIDD。此外,年齡、營養(yǎng)不良、電解質(zhì)紊亂、低氧血癥亦是加重VIDD的因素[30]。
隨著對VIDD研究的不斷深入,重癥醫(yī)務(wù)人員對預(yù)防VIDD也越來越重視。目前,預(yù)防VIDD的方法為綜合預(yù)防方法,包括呼吸機(jī)模式的選擇、合理鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛、盡早脫機(jī)及物理預(yù)防等[30]。物理預(yù)防多采用吸氣肌訓(xùn)練、體外膈肌起搏器、早期活動等方法,但預(yù)防效果均未得到明確肯定。在物理預(yù)防的實(shí)施人員方面,一般以康復(fù)團(tuán)隊(duì)來實(shí)施,在國外ICU患者的吸氣肌訓(xùn)練主要由經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的物理治療師聯(lián)合醫(yī)生共同完成,醫(yī)生負(fù)責(zé)評估病情,物理治療師負(fù)責(zé)整個吸氣肌訓(xùn)練的過程[31]。而國內(nèi)物理治療師和呼吸治療師資源缺乏且分配不均,以護(hù)士為主導(dǎo)的康復(fù)團(tuán)隊(duì)在重癥患者康復(fù)中發(fā)揮重要作用[32]。
4.1吸氣肌訓(xùn)練 吸氣肌訓(xùn)練是一種通過對以膈肌呼吸為主的吸氣肌施加負(fù)荷以提高膈肌肌肉力量和耐力的訓(xùn)練方法[33]?,F(xiàn)危重癥機(jī)械通氣的患者吸氣肌訓(xùn)練主要包括2種方式,分別為采用閾值負(fù)荷壓力儀和調(diào)節(jié)呼吸機(jī)觸發(fā)靈敏度進(jìn)行吸氣肌訓(xùn)練。閾值壓力負(fù)荷吸氣肌訓(xùn)練是患者借助壓力負(fù)荷儀器鍛煉相關(guān)吸氣肌群,使其肌力和耐力得以增強(qiáng),達(dá)到提高肺康復(fù)效果的目的[34]。閾值壓力負(fù)荷儀應(yīng)用較為廣泛的是Power Breath K5,常用的壓力范圍為9~41 cmH2O,初始負(fù)荷一般為最大吸氣壓的30%~50%[35]。調(diào)節(jié)呼吸機(jī)觸發(fā)靈敏度的吸氣肌訓(xùn)練,一般將呼吸機(jī)設(shè)置為壓力控制模式,訓(xùn)練前先測量患者的最大吸氣負(fù)壓,初次訓(xùn)練時將呼吸機(jī)觸發(fā)靈敏度設(shè)置為最大吸氣負(fù)壓的20 % ,最大耐受訓(xùn)練時間和訓(xùn)練負(fù)荷根據(jù)患者的耐受情況逐漸增加或減弱[35]。
吸氣肌訓(xùn)練在肺康復(fù)中已經(jīng)應(yīng)用30余年,但主要應(yīng)用于慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)、心力衰竭、危重癥肌無力[35-36]等疾病的康復(fù)中。近年來,如何預(yù)防機(jī)械通氣患者VIDD的發(fā)生逐漸成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn),有研究[36]表明,以護(hù)士為主導(dǎo)的早期肺康復(fù)治療能有效改善機(jī)械通氣患者的膈肌功能,提高患者的膈肌增厚率、撤機(jī)成功率,降低 VIDD 的發(fā)生率和呼吸機(jī)相關(guān)肺炎發(fā)生率,使機(jī)械通氣時間及 ICU 住院時間縮短。國外學(xué)者大多采用吸氣肌訓(xùn)練來觀察機(jī)械通氣患者的呼吸肌肌力,最大吸氣壓力常被用來評價(jià)呼吸肌肌力。很少有研究報(bào)道超聲監(jiān)測吸氣肌訓(xùn)練對膈肌功能的影響。Moreno等[37]對機(jī)械通氣患者實(shí)施閾值負(fù)荷吸氣肌訓(xùn)練,訓(xùn)練負(fù)荷為最大吸氣壓的50%,結(jié)果顯示該訓(xùn)練方案未能縮短機(jī)械通氣時間、撤機(jī)時間及增加呼吸肌肌力。Cader等[38]對老年機(jī)械通氣患者進(jìn)行閾值負(fù)荷吸氣肌訓(xùn)練,將初始負(fù)荷調(diào)整為30%,每天增加10%,發(fā)現(xiàn)閾值負(fù)荷吸氣肌訓(xùn)練可增加機(jī)械通氣患者的最大吸氣壓、縮短機(jī)械通氣時間。類似的研究[39]使用閾值壓力負(fù)荷儀對長期氣管切開患者行吸氣肌訓(xùn)練,研究者根據(jù)最大吸氣壓每7d調(diào)整訓(xùn)練負(fù)荷,訓(xùn)練后增加了患者的最大吸氣壓,提高了患者60 d生存率。Caruso等[40]根據(jù)最大吸氣壓調(diào)整呼吸機(jī)靈敏度對外科重癥監(jiān)護(hù)病房機(jī)械通氣患者進(jìn)行吸氣肌訓(xùn)練,首次調(diào)節(jié)呼吸機(jī)靈敏度為最大吸氣壓的20%,按階段逐漸增加訓(xùn)練負(fù)荷,但不超過最大吸氣壓的40%,結(jié)果顯示該訓(xùn)練方法對縮短機(jī)械通氣時間和降低重插管率作用不明顯。Vorona等[41]對危重成人進(jìn)行吸氣肌康復(fù)治療的一項(xiàng)系統(tǒng)評價(jià)和薈萃分析,表明吸氣肌訓(xùn)練可提高機(jī)械通氣患者的最大吸氣壓,縮短機(jī)械通氣時間,但納入分析的28項(xiàng)研究中訓(xùn)練方法和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法存在差異,因此研究結(jié)果需進(jìn)一步驗(yàn)證。
國內(nèi)在機(jī)械通氣患者吸氣肌訓(xùn)練方面也有一定研究,多集中在超聲監(jiān)測下觀察患者膈肌功能的變化以及撤機(jī)效果。劉敏等[42]組建醫(yī)護(hù)團(tuán)隊(duì),按計(jì)劃每天調(diào)整患者的呼吸機(jī)觸發(fā)靈敏度,并配合使用沙袋對AECOPD機(jī)械通氣患者進(jìn)行吸氣肌訓(xùn)練,結(jié)果顯示吸氣肌訓(xùn)練實(shí)施訓(xùn)練后吸氣末膈肌厚度(diaphragm thickness at end of inspiratory,DTei)和TFdi顯著增加,訓(xùn)練過程中未發(fā)生護(hù)理不良事件,表明AECOPD患者在超聲監(jiān)測下實(shí)施吸氣肌鍛煉安全可行,且能改善患者的膈肌功能,對預(yù)防VIDD有一定的效果。景閱雯等[43]做了類似的研究,結(jié)果顯示在超聲監(jiān)測下對AECOPD機(jī)械通氣患者實(shí)施吸氣肌訓(xùn)練可增加患者DTei和TFdi,提高撤機(jī)成功率。楊卓等[44]采用主動和被動的呼吸肌訓(xùn)練后觀察患者第3天、第5天Tdi和TFdi的改變,發(fā)現(xiàn)主動和被動呼吸肌訓(xùn)練可使TFdi顯著增加,可改善患者膈肌萎縮的情況。吳雨晨等[45]對機(jī)械通氣患者行閾值負(fù)荷吸氣肌鍛煉做Meta分析,結(jié)果顯示閾值負(fù)荷吸氣肌鍛煉可改善患者的呼吸肌肌力,縮短了患者機(jī)械通氣的時間、提高了撤機(jī)成功率。
綜上,吸氣肌訓(xùn)練或者閾值負(fù)荷吸氣肌訓(xùn)練在預(yù)防VIDD中應(yīng)用較為廣泛,但其預(yù)防效果仍然存在爭議。目前吸氣肌訓(xùn)練和閾值負(fù)荷吸氣肌訓(xùn)練采用的訓(xùn)練負(fù)荷、訓(xùn)練頻率和時間存在較大的差異。部分研究顯示吸氣肌訓(xùn)練或閾值負(fù)荷吸氣肌訓(xùn)練對改善患者呼吸肌肌力和預(yù)后無效,分析可能與訓(xùn)練負(fù)荷、訓(xùn)練頻率、訓(xùn)練時間有關(guān),訓(xùn)練強(qiáng)度設(shè)計(jì)不合理可引起訓(xùn)練無效或是膈肌疲勞。因此,未來的研究應(yīng)擴(kuò)大樣本量或進(jìn)行系統(tǒng)回顧和薈萃分析,進(jìn)一步驗(yàn)證不同方式、不同訓(xùn)練強(qiáng)度對VIDD的預(yù)防效果。此外吸氣肌訓(xùn)練時易發(fā)生膈肌疲勞的現(xiàn)象,應(yīng)引起醫(yī)護(hù)人員關(guān)注,但截至目前,吸氣肌發(fā)生膈肌疲勞的相關(guān)報(bào)道相對較少,因此未來的研究應(yīng)探索在進(jìn)行吸氣肌訓(xùn)練預(yù)防VIDD的同時,如何規(guī)避膈肌疲勞的發(fā)生。
4.2體外膈肌起搏器 體外膈肌起搏是通過體表電極刺激膈神經(jīng),增肌膈肌收縮,從而改善呼吸功能并影響機(jī)體其他功能[46]。體外膈肌起搏是將起搏器的小電極片貼于左右兩側(cè)頸部胸鎖乳突肌外援下1/3處,大電極片貼于左右鎖骨中線下第2肋間隙胸大肌表面,通過體表刺激膈神經(jīng),提高膈神經(jīng)的興奮性,保持膈肌有規(guī)律的收縮,使膈肌活動幅度增加,從而預(yù)防機(jī)械通氣患者發(fā)生VIDD[47]。以往體外膈肌起搏器更多的是由醫(yī)生來進(jìn)行操作,現(xiàn)因其操作簡單方便、安全無創(chuàng)傷,護(hù)理人員經(jīng)過培訓(xùn)后可正確使用體外膈肌起搏器。
體外膈肌起搏器多應(yīng)用在COPD患者中,范子英等[47]的研究提示體外膈肌起搏器在短期內(nèi)可改善該類疾病患者的呼吸困難程度,提高患者的生活質(zhì)量,縮短住院時間。且多數(shù)研究報(bào)道體外膈肌起搏器可改善COPD患者膈肌收縮力和肺通氣功能[48]。近幾年,體外膈肌起搏器因其操作簡單方便、安全無創(chuàng)傷、治療有效等[49]逐漸引起國內(nèi)危重癥醫(yī)護(hù)人員的關(guān)注。有研究[1]報(bào)道,在機(jī)械通氣患者中應(yīng)用體外膈肌起搏器,在機(jī)械通氣時間和28 d撤機(jī)成功率方面無顯著性差異,但可提高TFdi。Cong等[50]采用益氣地通福湯聯(lián)合使用體外膈肌起搏器的方法治療COPD機(jī)械通氣的患者,結(jié)果表明2種方法的聯(lián)合使用可增加COPD患者的撤機(jī)成功率。體外膈肌起搏器運(yùn)用在機(jī)械通氣患者中,可一定程度上改善患者的膈肌功能,但目前研究較少,尚未有強(qiáng)有力的證據(jù)表明體外膈肌起搏器可較少患者機(jī)械通氣時間、提高撤機(jī)成功率,因此未來應(yīng)擴(kuò)大樣本量加以驗(yàn)證。體外膈肌起搏器聯(lián)合其他訓(xùn)練方法的效果尚不能確定,可進(jìn)一步探討聯(lián)合使用哪種方法對預(yù)防VIDD更有效。
4.3早期活動 早期活動在改善獲得性衰弱,提高患者的肺功能,降低VAP的發(fā)生率,預(yù)防譫妄和緩解患者焦慮及抑郁等方面有較好作用[51]。但是國內(nèi)外觀察早期活動在膈肌方面的研究較少。楊圣強(qiáng)等[52]報(bào)道了ICU成人機(jī)械通氣患者實(shí)施早期主動、被動關(guān)節(jié)鍛煉和離床活動后膈肌功能的變化,觀察機(jī)械通氣患者在治療前和治療后1~5 d膈肌的DTei、DTee和TFdi,結(jié)果顯示:對照組在治療后,DTee明顯減小,而試驗(yàn)組無明顯變化;在治療后第3天和第5天,DTei和TFdi明顯增高,表明早期活動一定程度上可延緩膈肌萎縮和膈肌功能障礙。Dong等[53]為ICU機(jī)械通氣時間>72 h的患者實(shí)施早期康復(fù)(0~6級)訓(xùn)練,實(shí)施康復(fù)訓(xùn)練后使用超聲測量TFdi,結(jié)果顯示:試驗(yàn)組TFdi顯著高于對照組,TFdi的下降幅度較對照組小,機(jī)械通氣時間明顯縮短。目前,早期活動對機(jī)械通氣患者VIDD的預(yù)防研究較少,尚未能明確早期活動對預(yù)防VIDD的效果,因此未來應(yīng)進(jìn)一步探索早期活動對膈肌功能的積極影響。
VIDD在危重癥械通氣患者中發(fā)病率較高,嚴(yán)重影響機(jī)械通氣患者的膈肌功能,導(dǎo)致患者撤機(jī)困難,延長機(jī)械通氣時間和ICU住院時間。明確VIDD的發(fā)病機(jī)制對藥物治療和預(yù)防VIDD具有重要的意義,但VIDD的病因和發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜,目前還未能完全明確其病因和發(fā)病機(jī)制;在預(yù)防方面也仍在探索中,雖然吸氣肌訓(xùn)練、體外膈肌起搏器和早期活動等對改善患者的膈肌功能和預(yù)后有一定效果,但仍需更深入的研究,進(jìn)一步探索更有針對性的早期膈肌鍛煉方法,以及吸氣肌訓(xùn)練和體外膈肌起搏器等輔助設(shè)備的訓(xùn)練強(qiáng)度、頻率等對VIDD的影響。另外,目前國內(nèi)較多醫(yī)院ICU,尤其是二級醫(yī)院ICU缺乏康復(fù)醫(yī)生及康復(fù)護(hù)理人員,使ICU預(yù)防膈肌功能障礙工作開展受到較大程度的阻礙。因此,進(jìn)一步探索適合我國國情的重癥醫(yī)學(xué)護(hù)理人員在預(yù)防膈肌功能障礙方面的作用和意義,為ICU機(jī)械通氣患者康復(fù)訓(xùn)練提供參考。