腦卒中后肺功能康復研究進展

李淑婭 龔新靖 許文靜 張風林

腦卒中是世界第二大常見的致死原因，僅次于缺血性心臟病，同時也是第三大最常見的致殘原因，給世界各國都造成嚴重的社會、經濟負擔[1]。有數據顯示在1990—2020過去的20 年里世界因腦卒中造成的負擔顯著增加，尤其是在發展中國家[2]。雖然因腦卒中造成的死亡率和傷殘調整壽命每年都有所下降，但腦卒中幸存者及因腦卒中致殘的絕對人數在統計學上顯著性增加[2]。

腦卒中患者由于偏癱側運動能力下降、胸廓擴張度降低、呼吸肌功能受損、胸肌細胞的縮短和肌肉纖維化造成心肺功能減弱，對于腦卒中患者預后具有較大影響[3-4]。肌肉痙攣和運動減少，可導致心臟和肺組織順應性和氧傳遞能力下降[5]，進一步造成心肺功能惡化。過去康復治療主要集中于改善患者肢體功能恢復，繼而忽略腦卒中后心肺功能受損，大部分治療時間用于練習行走、坐下、站起來、坐著或站起來時保持平衡等方面。近年來隨著康復醫學發展，心肺功能康復逐漸受到更多人的關注[6]。

1 呼吸肌訓練(RMT)效果監測方法

腦卒中后患者偏癱側的各個肌群活動能力都有部分或完全減弱。約40%的腦卒中患者表現出膈肌移位減少，肺功能下降到年齡期望值的50%。因呼吸肌無力，殘氣量(RV)和肺活量(VC)也均受到影響，VC降低，RV增加，導致肺內氣體含氧量下降[7]。傳統的肺功能指標包括最大吸氣壓力(MIP)、最大呼氣壓(MEP)和VC、用力肺活量(FVC)、第1秒用力肺活量(FEV1)等，其中MIP和MEP是被全球廣泛應用于臨床監測肺功能訓練效果的指標。

1.1 吸氣肌監測 可以把MIP看做是吸氣肌肌力量化的標準，與膈肌力量密切相關[8]。大多數肺功能測定的實驗室數據的獲得比較簡單，但需要患者有一定的主動配合能力。這些數據會受到氣道的口徑、吸氣肌縮短的強度、速度及體位的影響，半臥位是測量的最佳體位[3]。目前對于測量工具準確性的信息還比較少，有研究表明印度便攜式膠囊傳感壓力計裝置CSPG-V[9]和英國電子吸氣加載裝置PowerBreathe具有無創性、便攜、小巧等優點，適合用于監測腦卒中后患者呼吸肌訓練效果[7]。近年來鼻吸氣壓(SNIP) 開始用于監測吸氣肌無力，其與MIP具有一定相關性，MIP的假陽性率主要見于面癱及球麻痹的患者，兩者聯合可使假陽性率降低近20%[10]。但是前者并不取代后者。與SNIP相類似的口腔吸氣壓(PM)也是一種簡單、無創的可以用來監測吸氣肌無力的方法。PM測量較SNIP更困難，兩者在肺部存在實質性病變的患者中，由于壓力沿氣道的傳遞可能受到影響，所以測量結果的準確性將會受到影響[11]。

1.2 呼氣肌監測 MEP是通過腹肌和肋間肌肉的協同作用產生的[8]。與MIP一樣，監測結果的準確性受患者配合的影響，也存在假陽性率[11]。經正常人與肺功能障礙者試驗對比表明咳嗽胃壓與MIP有很高的相關性，可以降低患者假陽性率，所以咳嗽胃壓可以作為監測呼氣肌力的補充手段之一[12]。呼氣時腹內壓因腹肌收縮而發生變化，所以目前有學者提出可以使用胃內壓及膀胱壓作為觀察患者呼氣肌力的方法，但因其是有創操作且試驗數據較少，目前在臨床應用較少，較適用于重癥或意識障礙無法配合其他檢查的患者[13-14]。同時有試驗表明通過觀察超聲測量呼氣時腹肌厚度變化與呼氣產生的壓力也存在密切相關性[13]。

1.3 膈肌監測 膈肌是呼吸過程中重要的肌肉，占到70%的作用[15-16]。VC與橫膈膜偏移之間的關系在健康對照者中呈線性關系。但對于有肺部疾病患者的研究，卻發現它們之間的相關性很差，所以VC等肺功能測定不能代表膈肌功能。關于膈肌功能監測每種技術都有其優、缺點。跨膈壓是胃內壓與食管內壓的差值，在功能殘氣位，氣道阻斷狀態下，用力吸氣時兩者產生最大差值，其為有創性操作，患者會感到不適，且有氣胸的風險，現已很少使用。影像學監測手段如X線片、CT、MRI、熒光透視設備都可以顯示膈肌抬高程度且較客觀，但對膈肌動態的觀察比較困難，且考慮到患者的經濟、輻射以及方便性等多方面的影響。Cohen等人于1969年首次提出超聲監測膈肌運動的方案，具有靈便，沒有電離輻射的風險，可在床邊進行，并可以監測到膈膜上下結構的優點[17-18]。超聲已被證明與其他影像方式監測的結果類似。限制超聲應用于膈肌評估的因素是膈肌運動缺乏參考值，只有少量的研究使用超聲評價肺疾病患者的膈肌參數[17]。而且對于操作者也有較高的要求，監測結果帶有一定的主觀性[19]。

1.4 其他 最大發聲時間(MPT)為患者發“啊”音的最長時間，MPT與支氣管流量及聲帶震動相關，實驗表明MPT與咳嗽峰流速(PCF) 具有相關性，MPT大于10 s時患者誤吸風險會降低，因此MPT可以作為床邊評估腦卒中后患者咳嗽能力以及患者能否脫機的指標[20]。目前也有采用肌電圖、電、磁神經刺激用于監測呼吸肌壓力的研究，不過目前多在研究中心使用[11]。

2 呼吸肌訓練

當呼吸肌纖維超負荷工作時，呼吸肌對訓練刺激的反應與其他骨骼肌相同，其纖維超負荷工作使結構進行適應性調整，呼吸肌反復收縮抵抗阻力，以增加力量。不過呼吸肌需要訓練時間更長、強度更高、訓練更頻繁。呼吸肌訓練不僅使呼吸肌肌力增加，而且長時間超負荷工作，呼吸肌耐力可提升[21]。阻力運動是腦卒中康復治療中的一種很有前途的物理治療干預方法，也是各種呼吸肌訓練裝置的基本原理。鍛煉方法包括呼吸肌訓練，應用一些機器包括阻力呼吸裝置和閾值加載裝置[3，22]，通過個體化設計患者康復處方，根據患者情況調整阻力或閾值使呼吸肌不斷得到強化訓練。呼氣肌訓練包括腹式呼吸訓練、腹部加壓訓練、縮唇呼吸訓練等。氣道廓清技術也能改善患者呼吸功能。對胸壁進行拉伸以及改善肋骨關節活動度可以改善慢性腦卒中患者呼吸肌張力及胸廓擴張能力[23]，從而改善肺功能。

3 新型及聯合訓練

生物反饋通過視覺圖像和聽覺反饋來提供信息用于治療神經損傷所致上下肢運動障礙。目前生物反饋已成為一種腦卒中后肺康復新的干預手段，生物反饋呼吸訓練器可識別病人的呼吸，根據呼吸壓力和呼吸周期的節奏啟動。通過評分系統的視覺反饋促使患者增加訓練負荷。聯合常規康復手段經過5周的訓練后，患者FVC、用力呼氣量、每分鐘最大通氣量較常規組明顯改善，相比于傳統訓練更有趣，提高患者主觀能動性[24]。

腦卒中患者接受腹式呼吸訓練，可以提升患者的膈肌功能，減輕患者的疲勞程度[25]。對腹部肌肉進行神經肌肉刺激聯合呼吸肌訓練，與單純呼吸肌訓練相比，可以明顯改善FEV1和最大呼氣流量(PEF)。因刺激可引起腹部肌肉收縮會使咳嗽能力增加，并直接增加MEP，以改善呼氣流量。腹部肌肉刺激也可以改善由于肺容積減少而導致呼吸頻率增加的情況，同時可以改善肺功能低下患者的肺功能殘余容量[26]。腹部牽拉手法、深腹部肌肉強化運動也可以改善腦卒中后偏癱患者的肺功能[27-28]。

有氧運動是改善肺功能的訓練方法之一，聯合呼吸肌訓練相對于單純有氧運動，聯合訓練組的周圍肌、呼吸肌無力、心功能和生活質量可得到改善，對于合并有心功能不全的患者來說適度訓練有利于心功能恢復[29]。近年來強化有氧訓練被證明更有利于肺功能康復，增強患者行走能力[30]。在腦卒中后康復方案中納入心肺混合訓練，可在一定程度上減少殘疾，提高步行能力，包括患者步行的速度、耐受性及平衡方面[31]。

4 呼吸功能訓練對腦卒中的影響

4.1 改善心肺功能 有研究觀察個體化應用呼吸肌訓練裝置與常規物理治療運動相結合，實驗組的FVC、FEV1和PEF顯著增加，而對照組則沒有增加[3]。有證據表明FVC和FEV1的降低與各種心血管疾病的風險增加以及該人群腦卒中和腦卒中死亡率的風險增高有關[2]，所以通過呼吸肌訓練，腦卒中復發率和心血管疾病的風險和腦卒中死亡率可能會降低。

4.2 改善腦卒中相關性肺炎SAP 腦卒中后MIP平均值為17～57 cmH2O(1 cmH2O＝0.098 kPa)，而健康成年人為100 cmH2O，MEP 平均值為25 ～68 cmH2O，而健康成年人為120 cmH2O左右，也就是說，腦卒中后呼吸肌力還不到健康成年人預期的一半。呼吸功能下降同時會造成活動耐力下降和呼吸系統并發癥，是腦卒中后非血管死亡的主要原因。腦卒中相關性肺炎SAP是腦卒中患者最常見和致死率較高的并發癥[32]。普通病房發病率為7%～22%[33]。與患者意識障礙、長期臥床、誤吸、咳嗽排痰能力下降，肺功能降低等因素有關，重癥腦卒中相關肺炎發生率為67.6%，病死率高達45.6%[34]，常規治療結合肺康復治療，改善患者肺功能的同時，可更有效的促進患者的痊愈[35]。呼吸肌力的增加可促進患者排痰、清除病原菌及增強呼吸道黏膜抵御能力等作用，對于預防肺部感染的發生創造了更為有利的條件[36]，同時PEF增加可以提高咳嗽效果降低SAP的風險[3]。

4.3 改善患者平衡障礙 腹肌和椎管旁肌對于步行及平衡能力具有重要作用，而膈肌作為軀干穩定肌肉的重要性卻易被忽視。呼吸肌受損同時會影響軀干的穩定性，多數腦卒中患者日常生活質量和活動能力下降，各種風險增加都與穩定性受損相關。腦卒中患者的軀干和骨盆明顯不對稱，搖擺度增加，坐位和站立時身體向偏癱側重心轉移能力受損，動靜態穩定性下降。與單純軀干穩定運動(TSE)相比，呼吸肌訓練聯合TSE對改善慢性腦卒中患者呼吸肌厚度、呼吸肌功能和軀干穩定性更有效。每周一測定MEP和MIP，以30%的MEP和MIP作為每周的阻力強度，結果表明，聯合組腦卒中患者的呼吸肌和膈肌靜息厚度增加，同時坐位平衡也明顯改善，因此呼吸肌訓練有助于患者平衡能力的恢復，提高患者日常生活能力[37]。在呼吸過程中，膈肌通過與腹部肌肉共同收縮來控制腹內壓力，膈肌聯合深腹肌訓練，使腹深肌、膈肌和吸氣肌力和耐力增強，從而改善軀干協調性，進行步態分析，實驗組偏癱側的站姿階段和非偏癱側的擺動相增加[28]。呼吸肌訓練聯合常規康復訓練同時可改善患者6 min步行實驗和Berg評分，實驗組改善較對照組明顯[3]。

4.4 改善呼吸困難有益于重癥患者脫機 呼吸肌訓練可以改善肺組織彈性及胸廓擴張度，提高VC，改善腦卒中患者肺通氣功能促進肺組織內血液循環，減輕肺淤血，改善氣體交換率，治療低氧血癥[36]。一項Meta分析研究表明呼吸肌訓練對改善吸氣和呼氣肌力、肺功能、呼吸困難有明顯的改善作用[20]。膈肌功能的恢復可以使患者提前脫離呼吸機，增加拔管成功率，同時監測膈肌運動，也可以幫助預測患者能否進行拔管[17，38]。持續嚴重的膈肌麻痹患者可植入膈肌起搏器，使病人減少機械輔助通氣[39]。

4.5 改善患者吞咽功能 氣道與吞咽雖不屬于一個系統，但都會影響到呼吸功能。在進行呼氣肌訓練時鼓勵患者經口呼吸，可使口腔肌肉得到訓練，有利于口腔期吞咽功能的恢復。舌骨上肌對于咽期的吞咽功能十分重要，已被證實在呼氣肌抗阻訓練的過程中可使舌骨上肌得到激活，同時增強舌骨上肌肌力[40]。改善口咽吞咽功能的另一機制可能與中樞神經系統有關。在進行呼氣功能訓練期間，口咽需要高呼氣流量。此時，對于舌和口咽的感受器的各種傳入刺激增加，使位于延髓的吞咽中心激活，來自吞咽中心的傳入性信息被傳遞給參與口咽吞咽功能的運動單位。基于以上假設Eom Mi-Ja通過對于確診的腦卒中后吞咽功能障礙者進行對比研究，實驗組使用一款閾值加載裝置對于呼吸肌進行訓練，而對照組則給予假的裝置進行相同訓練，訓練4周后通過應用電視透視吞咽功能檢查及相應表格對比吞咽功能，與安慰劑組相比，實驗組的口腔期和咽期的功能障礙有更大的改善[41]。

4.6 減少誤吸風險 呼氣肌力訓練(EMST)是一種以用力吹氣為手段產生高呼氣壓的訓練，實驗組采用EMST裝置，每天5組5次呼吸訓練，5 d/周，連續4周行閾值為70% MEP的EMST，同時設立假器械組進行訓練，證實EMST不僅是吞咽障礙的一種有效的治療方法，此外減少食物殘留助于減少咽期的誤吸[40]。

4.7 提高患者有效咳嗽能力 有效咳嗽是保護氣道的重要手段。咳嗽能力降低，誤吸風險將加大，進而可能會導致肺部感染。它需要呼吸肌和喉內肌的共同作用。在咳嗽動作中，吸氣肌首先使空氣進入肺部。然后，呼氣肌收縮同時閉合聲門造成胸腔內壓的增加。最后，快速開聲門會釋放出一股氣流，產生特征性的咳嗽聲并使肺內顆粒向咽部移動[42]。急性腦卒中患者咳嗽明顯受損；咳嗽功能受損可能與呼吸肌無力及聲門部的功能障礙有關，呼氣肌無力使咳嗽所需的胸內壓降低，急慢性腦卒中患者與健康老年人相比PEF減少了大約1/3。Stefan首次探討了呼吸肌訓練與咳嗽的關系，證實增強呼吸肌功能，可提高急性腦卒中患者的咳嗽效果并對肺炎患者有保護作用[43]。

5 討論

雖然大量實驗證明腦卒中后肺康復有利于患者身體各方面機能的恢復，但是目前對于呼吸肌訓練最早介入時間、最佳劑量、鍛煉時間、起效時間即康復處方以及訓練停止后身體各方面改善的機能是否會倒退、呼吸肌訓練是否有利于感覺輸入，對于感覺恢復有無益處，進行訓練后是新的傳導通路的形成還是代償作用等方面的研究還比較少。吸氣性肌肉訓練可改善慢性心力衰竭患者休息和運動肢體的血流[44]。呼吸肌訓練能否改善腦卒中后患者外周循環？呼氣肌力增加可影響肺容積正壓，從而影響聲門下壓力，改變語音表現和聲帶振動[45]。伴言語障礙腦卒中患者，肺康復能否改善患者言語清晰度、音量、語速方面的研究欠佳。呼吸功能訓練可以降低正常人的血壓[46]，大部分腦卒中患者都伴有高血壓，下一步我們可以探討呼吸功能訓練對腦卒中后高血壓患者的影響。研究表明輔助呼吸肌腹直肌(RA)、腹外斜肌(EO)、上斜方肌(UT)、背闊肌(LD)和胸鎖乳突肌(SCM)在腦卒中后都會受到影響，針對這些肌肉以及上下肢功能進行訓練對于呼吸功能康復意義有多大目前還不太清楚[23]。心肺聯合運動最佳康復處方和長期的利益，以及能否改善患者認知功能需要我們進一步探討[31]。根據2018年一項Mate分析結果表示目前雖然呼吸肌訓練有顯著的證據支持它在臨床實踐中應用，然而對于在呼吸功能訓練中增加電刺激的效果還沒有證據來證明[22]。多數研究都是針對初次腦卒中患者進行的，介于腦卒中的高復發率，對于復發腦卒中患者肺康復的研究還比較缺乏。

此綜述主要介紹了腦卒中后進行肺功能康復的發展，分別從呼吸功能監測、訓練方法、效果進行介紹，并進行討論。腦卒中后開展肺康復有利于提高患者運動耐力、平衡能力、步行能力改善心功能，減少患者誤吸、呼吸系統并發癥、腦卒中復發率以及住院時間等，同時提高患者的社會參與能力及日常生活自理能力，呼吸肌訓練可以幫助減少與腦卒中有關的直接和間接費用[47]，減輕社會及個人家庭負擔，應該在腦卒中后積極開展呼吸功能訓練工作。