不同平面脊髓損傷患者膈肌運動和肺功能的相關分析

余鳳立，敖麗娟,劉芳，王文麗

脊髓損傷是一種高致死性疾病，是由各種原因導致的脊髓結構、功能完全性或不完全損害，造成損傷平面以下運動、感覺和自主神經功能障礙。嚴重的脊髓損傷常伴有呼吸功能障礙甚至死亡，其恢復率低，預后差，患者社會參與度、工作和生活質量顯著降低，對患者本人造成極大痛苦，也對家庭和社會有著災難性的影響。目前國內外研究顯示肺功能下降與脊髓損傷平面和嚴重程度有關[1-2]，但對脊髓損傷后膈肌運動和肺功能的相關研究較少，因此本文旨在對這方面的研究加以進一步探討。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取昆明醫科大學第二附屬醫院康復醫學部2016年4月～2017年3月的105例脊髓損傷患者進行研究，納入標準：所有患者均符合美國脊髓損傷協會(American Spinal Injury Association,ASIA)殘損分級標準(2011修訂版)[3]，并經過影像學(X平片、CT、MRI)評估有或無明顯頸椎骨折或胸腰椎骨折。排除標準：有明顯心肺或其他神經肌肉疾病，氣管切開術后未拔管、肥胖、胸腹腔臟器手術史、胸廓畸形、認知障礙、近期呼吸道感染史或使用過影響呼吸功能的藥物。患者分為頸胸腰段脊髓損傷3組，各35例。①頸段脊髓損傷組：男20例，女15例；年齡(40.5±13.2歲)；病程(3.22±0.11)個月。②胸段脊髓損傷組：男21例，女14例；年齡(39.9±12.5)歲；病程(3.32±0.12)個月。③腰段脊髓損傷組：男19例，女16例；年齡(40.1±13.8)歲；病程(3.29±0.12)個月。3組患者在性別、年齡、吸煙史、病程等方面差異無統計學意義，具有可比性。

1.2 方法 ①儀器：選用臺灣明基公司BenQ UP600彩色超聲診斷儀，探頭頻率3～5MHz；意大利科時邁公司Pony FX肺功能儀。②超聲觀察膈肌運動：患者取平臥位，自主呼吸狀態。先采用B型超聲模式觀察膈肌的位置和運動。采用肝臟聲窗，將超聲探頭放置在前肋下區右鎖骨中線和右腋前線之間，探頭朝向內側、頭端和背側，可使聲束達到右膈肌的后1/3，該區域膈肌運動幅度最大。超聲圖像上中央可見下腔靜脈膽囊，膈肌呈一條弧形的強回聲帶。在此位置上，切換至M型模式，保持M束線與長軸呈30°角以獲得最大膈肌運動幅度，M型超聲圖像顯示為一條正弦波運動的曲線，待圖像清晰時測量膈肌平靜呼吸和深呼吸時的運動幅度。③肺功能檢查：按照美國胸科協會/歐洲呼吸協會(American Thoracic Society/European Respiratory Society,ATS/ ERS)標準[4]，測定第1秒用力呼氣容積(Forced expiratory volume in one second,FEV1)、用力呼氣肺活量(Forced expiratory vital capacity,FVC)、最大通氣量(Maximal Ventilatory Volume,MVV)、肺活量(Vital Capacity,VC)。重復測量3次取均值，測得值的差值應<10%。每次測試之間確保休息1 min以上。FEV1正常值：男性(3.18±0.12 )L，女性(2.31±0.05 )L；FVC正常值：男性(3.18±0.12) L，女性(2.31±0.48) L；MVV正常值：男性約(104.00±2.71 )L，女性約(82.5±2.17 )L。VC正常值：男性2.31 L，女性1.80 L。④ ASIA感覺/運動評分：參照脊髓損傷神經學分類國際標準(2011年修訂)進行評估[3]。ASIA殘損分級： A級為完全性損害，在骶段無任何感覺運動功能保留；B級為不完全性損害，在神經平面以下包括骶段(S4,S5)存在感覺功能，但無運動功能；C級為不完全性損害，在神經平面以下存在運動功能，大部分關鍵肌的肌力小于3級；D級不完全性損害，在神經平面以下存在運動功能，大部分關鍵肌的肌力大于或等于3級；E級為正常，感覺和運動功能正常。

2 結果

不同平面脊髓損傷肺功能指標差異具有統計學意義(P<0.05)，損傷平面越高，肺功能越差，尤其以頸段脊髓損傷明顯。見表1。

不同平面脊髓損傷平靜呼吸和深呼吸時右側膈肌運動幅度、ASIA感覺/運動評分差異具有統計學意義(P<0.05)。見表2。

脊髓損傷肺功能下降與吸煙史、性別、損傷平面、殘損分級、膈肌運動幅度、ASIA感覺/運動評分具有良好相關性(P<0.05)。見表3。

組別VCFVCMVVFEV1頸段脊髓損傷組1.6±0.12.0±0.263.5±10.21.7±0.7胸段脊髓損傷組2.3±0.32.7±0.492.6±12.52.6±0.7腰段脊髓損傷組2.6±0.42.8±0.395.3±11.53.0±0.8F值3.6893.6973.2643.659P值0.0000.0000.0000.000

組別膈肌運動幅度(cm)平靜呼吸深呼吸ASIA感覺運動頸段脊髓損傷組1.5±0.23.6±0.415.8±2.310.3±1.2胸段脊髓損傷組1.9±0.36.3±0.320.6±2.618.6±3.8腰段脊髓損傷組2.0±0.46.6±0.921.3±3.219.8±2.1F值3.5833.5982.4872.547P值0.0000.0000.0000.000

表3 脊髓損傷肺功能影響因素分析

3 討論

在脊髓損傷急性期及慢性恢復期，有36%～83%的患者存在嚴重呼吸功能障礙，是導致死亡的首要原因[5]。本研究顯示脊髓損傷患者均存在不同程度肺通氣功能障礙，而且頸段髓損傷的各項肺功能指標下降比較顯著，胸腰髓損傷者各項指標基本處于正常下限。分析頸段脊髓損傷后發生肺功能下降的機制主要是延髓呼吸中樞受損和脊髓呼吸運動神經元下行傳導束破壞，造成呼吸肌不同程度失神經支配，呼吸肌動力下降導致肺通氣障礙[6-7]，但對于胸腰段脊髓損傷患者來說，其機制并不充分。He 等[8]的動物研究發現，脊髓損傷大白鼠早期肺組織切片呈肺水腫、充血、出血、炎癥細胞滲出等病理表現，提示肺組織損傷可能是呼吸功能障礙的基礎。同時，也有研究表明脊髓損傷后全身炎癥反應和神經源性肺水腫可加重肺損傷[9,10]。

呼吸肌是人體呼吸運動的動力泵，是人唯一終身所依賴的骨骼肌。而膈肌是主要的呼吸肌，位于胸腔和腹腔之間，為向上膨隆呈穹窿形的扁薄闊肌，主要由膈神經(C3～C5)支配，膈肌收縮增加的通氣量占平靜呼吸時通氣量的60%～70%[2]。脊髓損傷患者可能出現：支配膈肌的神經元受損；長期臥床導致膈肌廢用性功能下降；自主神經功能紊亂導致胃腸蠕動減慢，出現腹部脹氣，影響膈肌移動。膈肌運動的減弱會影響肺功能指標的下降，因此將肺功能與膈肌運動指標進行分析，可以確定脊髓損傷后肺功能障礙與膈肌運動的關系，為說明脊髓損傷后肺功能障礙的機制提供一定的參考。本研究表明不同平面脊髓損傷平靜呼吸和深呼吸時膈肌運動幅度差異具有統計學意義，膈肌運動和肺功能結果具有良好相關性，提示應用M型超聲可以實時動態非侵入性的觀察膈肌運動情況，能夠直接、準確、客觀的評估呼吸運動功能，對評估肺功能具有潛在的臨床價值。

肺功能障礙與脊髓損傷平面和損傷程度密切相關，一般損傷平面越高，損傷越完全，功能下降越明顯[11-12]。Linn等[13]對脊髓損傷后的患者進行長達1年以上的肺功能研究，結果提示FVC隨著損傷平面的升高而降低，高位頸髓損傷(C2～C5)患者的肺活量只能達到損傷前預計最大肺活量的50%，且取決于損傷程度，低位頸髓損傷(C6～C8),損傷平面每下降1個節段，FVC%將會增加9%，而在胸腰段脊髓損傷的患者，FVC%增加1%。也有研究顯示脊髓損傷患者的肺功能下降與損傷平面、感覺運動評分和性別具有正相關性[1]。本研究通過多因素分析，結果顯示脊髓損傷患者的肺功能下降與損傷平面、殘損分級、膈肌運動、感覺運動評分和性別、吸煙史具有良好相關性，與之前的研究結果相一致。因此，本研究不僅分析了不同平面脊髓損傷患者肺功能和膈肌運動的特點，而且也將多個影響因素引入研究進行了更全面的分析。但本研究仍存在不足之處，對患者是否進行過系統的呼吸功能訓練等混雜因素未進行回歸分析，存在一定程度干擾，有待進一步驗證。

綜上所述，脊髓損傷患者(尤其是頸段脊髓損傷)均存在不同程度肺功能障礙，而損傷平面、殘損分級、ASIA感覺運動評分、膈肌運動是影響脊髓損傷患者肺功能的重要指標。