膈肌刺激對ICU呼吸機依賴重癥腦損傷患者的膈肌功能和呼吸效率的影響

詹德利，劉偉清，勞永光，李新梅，徐秋燕

呼吸機支持為重癥腦損傷等危重癥患者處于呼吸衰竭狀態時重要的搶救手段，為爭取搶救時間、挽回患者生命的重要機械通氣設備，但呼吸機使用后需要在合適時機撤機，以免增加呼吸機相關并發癥的發生風險，進而提高搶救成功率[1]。但在臨床實踐使用中發現，部分重癥腦損傷患者存在ICU呼吸機依賴情況，分析其原因，可能與長期應用呼吸支持設備導致呼吸機相關性膈肌功能障礙相關(VIDD)，是機械通氣治療中最為常見的并發癥[2]。患者的臨床表現為進行性加重的膈肌收縮功能降低，嚴重影響了患者的轉歸。有研究顯示，臨床應用呼吸機治療的患者中，20%～30%出現了撤機困難情況，長期持續機械通氣增加了VIDD、呼吸機相關性肺炎(VAP)等并發癥的發生風險，對患者預后造成嚴重影響[3]。本研究探討了膈肌刺激對重癥監護病房(ICU)呼吸機依賴重癥腦損傷患者膈肌功能和呼吸效率的影響，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018年1月至2019年12月湛江中心人民醫院ICU科收治的96例呼吸機依賴重癥腦損傷患者為研究對象，隨機分為研究組與對照組，其中研究組男27例，女21例，年齡(61.56±3.61)歲，急性生理學及慢性健康狀況評分系統Ⅱ(APACHE Ⅱ)評分為(19.73±2.67)分，慢性病合并情況：糖尿病13例，腦血管病5例，腎臟疾病2例，心血管疾病3例；對照組男25例，女23例，年齡(62.27±3.56)歲，APACHE Ⅱ評分為(19.17±2.56)分，慢性病合并情況：糖尿病11例，腦血管病4例，腎臟疾病3例，心血管疾病4例。2組患者的基線資料比較，差異無統計學意義(P>0.05)。

納入標準：(1)所有重癥腦損傷患者均為手術治療后送入ICU[4]；(2)患者均因呼吸功能衰竭行呼吸機輔助通氣，且機械通氣時間均在24 h以上；(3)患者家屬均對患者病情及研究內容知情同意，并在知情同意書上簽字確認；(4)本次研究取得了醫學倫理委員會批準。排除標準：(1)排除因合并肺挫傷、膈疝、多發肋骨骨折、胸廓畸形等可能影響肺部功能疾病的患者[5]；(2)排除心、肺、肝等重要臟器嚴重功能衰竭的患者；(3)排除合并急性心肌梗死或凝血功能異常的患者。

1.2 治療方法 對照組患者接受常規治療，包括：控制感染與原發疾病的治療以及營養支持、呼吸機支持等對癥支持治療，以重癥監護疼痛觀察工具(CPOT)評估患者的疼痛情況，必要時應用舒芬太尼鎮痛，維持CPOT評分為0～1分，以Richmond躁動鎮靜評分法評價患者躁動狀態，必要時應用丙泊酚維持鎮靜，保持躁動鎮靜評分為0～3分[6]。

研究組則在常規治療基礎上增加膈肌刺激治療，方法如下：膈肌刺激采用體外膈肌起搏器(生產企業：廣州雪利昂生物科技有限公司，批準文號：粵食藥監械(準)字2014第2261084號，型號：HLO-GJ13C)，設備包括1個規格為4 cm×4 cm的小電極和1個規格為5 cm×5 cm的大電極，其中胸鎖乳突肌下1/3外側緣位置放小電極，同側鎖骨中線的第二肋間胸大肌表面位置放大電極。患者取半臥位或坐位治療，同時頭部稍后仰，充分暴露胸鎖乳突肌[7]。選擇目標位置，局部皮膚用濃度為75%的酒精棉球擦拭消毒，雙側分別連接大、小電極片進行膈神經電刺激治療[8]。電刺激強度自最低檔逐漸增強，以患者平靜、可耐受刺激且無不適表現為宜，且治療期間避免患者轉頭、言語，以免電極片松動脫落影響治療效果。體外膈肌起搏器的起搏頻率為8～12次/min，以40 Hz作為電刺激頻率，每次治療20 min，每日治療2次。

1.3 觀察指標 (1)預后情況：比較兩組機械通氣時間、脫機成功情況、住ICU時間、48 h內重新上機情況以及死亡情況[9]。(2)膈肌功能：比較第1、3、7天2組膈肌呼吸變異度(TFdi)，采用床旁超聲設備探查右側橫隔胸腔的附著區域，測量膈肌厚度(Tdi)，并標記測量點；測量吸氣末膈肌厚度(Tdi·pi)與呼氣末膈肌厚度(Tdi·ee)，并以以下公式計算TFdi，TFdi≥30%則為患者膈肌功能能夠維持自主呼吸。

TFdi=(Tdi·pi-Tdi·ee)/Tdi·ee

(3)呼吸效率：監測患者的潮氣量(VT)與呼吸頻率(RR),計算并比較2組淺快呼吸指數(RSBI)；比較2組最大呼氣壓(MEP)與最大吸氣壓(MIP)。

1.4 統計學處理 研究采用SPSS 24.0統計學軟件進行數據的分析和處理，計數資料采用百分比表示，行χ2檢驗，計量資料采用均數±標準差(x±s)表示，采用t檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 預后情況比較 研究組機械通氣時間較對照組顯著縮短(P<0.05)；研究組脫機成功率顯著高于對照組(P<0.05)；研究組住ICU時間較對照組顯著縮短(P<0.05)；研究組脫機成功者48 h內重新上機率較對照組顯著減少(P<0.05)；對照組有1例患者死亡。見表1。

表1 研究組與對照組呼吸機依賴重癥腦損傷患者預后情況比較

2.2 膈肌功能比較 2組第1天的TFdi水平比較，差異無統計學意義(P>0.05)；自第3天起，研究組TFdi水平明顯高于對照組及本組第1天(P<0.05)；第7天，研究組TFdi水平明顯高于對照組及本組第3天(P<0.05)；不同時間對照組TFdi水平差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

2.3 呼吸效率比較 研究組的RSBI顯著低于對照組(P<0.05)，MEP、MIP顯著高于對照組(P<0.05)。見表3。

表3 研究組與對照組呼吸機依賴重癥腦損傷患者呼吸效率比較(x±s)

3 討論

重癥腦損傷患者術后往往存在脫機困難問題，但早期脫機又是獲得良好預后的重要前提[10]。分析術后呼吸機依賴的原因與VIDD相關，術后促炎性因子的表達上調，隨著炎性因子的釋放，膈肌的炎性細胞也明顯增多，存在炎性浸潤情況，嚴重影響膈肌的功能[11]。呼吸運動70%～80%由膈肌完成，膈肌在30%～40%的時間均處于活動狀態，膈肌不但具有呼吸做功的功能特點，其耐疲勞性也較骨骼肌明顯提高，有研究顯示，膈肌疲勞恢復速度約為骨骼肌的10倍以上[12]。此外，膈肌具有豐富的血液供應，血流量為四肢肌肉的2～4倍，最大耗氧量約為四肢肌肉的2～6倍,如因應用呼吸機等因素導致膈肌長期得不到有效活動，則會引發VIDD。膈肌功能恢復是脫機與維持自主呼吸的前提，因此臨床不斷探究改善重癥患者膈肌功能，促進患者早日恢復自主呼吸的有效策略。

隨著肺康復技術的發展，呼吸機依賴及VIDD逐漸被臨床所重視。有研究顯示[13]，重癥腦損傷患者應用呼吸機治療后，呼吸功能顯著下降，與正常人群比較，呼吸肌力量可下降50%以上，其中以膈肌無力最為顯著，膈肌超聲檢查也顯示患者的膈肌收縮活動能力明顯減弱。隨著膈肌功能的持續下降，可進一步加重呼吸機依賴，導致脫機困難，即使勉強脫機，患者也可因咳嗽，無法自主排痰，呼吸表淺，吸氣無力，導致脫機失敗，同時并發肺炎的風險也明顯提升[14]。膈肌刺激為臨床常用的促進肺功能康復手段，其中膈神經為機體的外周神經，該神經位于胸鎖乳突肌外側緣位置下1/3處，以及前斜角肌的前表面，距離皮膚均較為表淺，在常規診療同時，應用膈肌起搏器以低頻脈沖對膈神經進行刺激，有助于促進呼吸調控通路恢復上下傳導功能，膈肌的刺激模擬了機體正常生理狀態下的膈肌運動，對提高膈肌收縮強度及調節膈肌運動節律均有良好效果。

本次研究將膈肌刺激應用于ICU呼吸機依賴重癥腦損傷患者治療中，提示膈肌刺激在促進重癥呼吸機依賴患者盡早脫機及改善預后方面，具有良好收效。曹洪麗等[15]研究中以大鼠為研究模型，對其膈神經進行了刺激，觀察到對側腦回皮質層的SI區域發現了誘發電位，證實膈肌刺激可以刺激呼吸中樞，進而興奮皮質的呼吸中樞區域。