床上腳踏車運動在ICU機械通氣患者中應用的研究進展

潘琪妮 黃惠橋 張桂寧 李宏 陶品月

(廣西醫科大學第二附屬醫院，廣西 南寧 530007)

隨著醫療技術的快速發展及先進醫療設備的應用，ICU的患者的救治率明顯上升[1-2]。機械通氣是危重患者生命支持的重要手段，在治療中起到極其重要的作用[3-4]，但其伴隨的并發癥也呈增高趨勢，其中較為常見的就是ICU獲得性衰弱，其主要臨床表現是危重患者的肢體無力和肌肉萎縮[5]。研究表明，在開始機械通氣后的幾小時內患者可能會出現肌肉無力，行機械通氣 3～7 d內清醒的患者ICU獲得性衰弱發生率為26%～65%[6-9]，超過7 d的發生率28%～100%[10]。ICU獲得性衰弱延長了患者的住院時間，增加患者的病死率。雖然ICU獲得性衰弱的病因諸多，但ICU患者的早期康復可以降低肢體無力和肌肉萎縮的發生率[11]。床上腳踏車(In-bed cycling，IBC)是一種下肢主動和被動活動訓練器，可以在機械通氣狀態下給重癥患者實施早期活動。多項研究[12-15]證實IBC運動可以減緩肌肉萎縮、改善肌力、減少因臥床而引起的并發癥，對機械通氣的患者起到積極的治療效果。本文就IBC運動的應用現狀及安全性、可行性研究進行綜述,為IBC運動在ICU 機械通氣患者的深入開展提供參考。

1 IBC運動介紹

康復機械運動于20 世紀70 年代中期得到了歐美等國家的普遍重視，并隨之逐漸發展起來。通過采用不同的結構形式、康復方式為肢體殘障者提供康復訓練。下肢被動訓練器最先由運動康復設備專業生產廠家 Rimec 公司研制的名為 Fisiotek 的下肢被動運動訓練器[16-17]，該訓練器在滑塊的往復運動中來帶動人體下肢的屈伸運動，可以有效地活動下肢，隨后根據國內外專家的研究改良，IBC運動器械逐漸得到認可。IBC運動可以分為主動訓練模式和功能性電刺激訓練模式，前者為意識清醒的患者主動進行腳踏車訓練；后者對象為鎮靜狀態或者配合不佳的患者[16]。在電流刺激下誘發儀器通過固定運轉帶動患者的蹬腿運動進行被動鍛煉，有效地活動下肢膝關節、髖關節，減緩肌肉萎縮及改善肌力等[18]。IBC運動的操作：調整好床頭的高度并放平床尾，將患者兩雙下肢分開處于功能位，IBC妥善固定放置雙下肢之間，固定底板調整踏板高度，用治療巾包裹患者雙小腿至雙足部分，將患者雙下肢至于腳踏車專用的固定支架上，用綁帶妥善固定雙下肢，使患者靜止時髖關節和膝關節的彎曲度達到90°，按選定腳踏車運動的模式、強度及時間開始活動。

2 IBC運動在ICU 機械通氣患者中的應用研究

2.1IBC運動對ICU 機械通氣患者的ICU獲得性衰弱發生率的影響 危重癥患者入住ICU后的前10 d容易出現ICU獲得性衰弱，約失去17.7%的股直肌橫截面積[19]。這種肌肉萎縮與危重患者的功能獨立性下降和死亡率增加有關[20-22]。因此，在ICU治療及護理中，醫護人員應注意防止ICU獲得性衰弱的發生。Li等[23]探討IBC結合上肢被動關節活動在重癥監護病房患者中的應用。將107例接受機械通氣治療的急性腎衰患者隨機分為干預組和對照組，對照組患者接受常規重癥治療，干預組采用IBC運動結合上肢被動關節活動。結果顯示，干預組機械通氣時間、ICU住院時間以及ICU獲得性虛弱發生率明顯低于對照組(P<0.05)；在Barthel指數評分中，IBC組明顯高于對照組(P<0.05)。Hickmann[13]對感染性休克的患者隨機分為對照組和腳踏車運動組，活動第1天和第7天進行骨骼肌活檢，結果顯示：運動使肌纖維橫截面積(μm2)得以保留:對照組為-(25.8±21.6)%，干預組為(12.4±22.5)%；P=0.005，提示感染性休克第1周的早期IBC治療是安全的，并且保留了肌纖維橫截面積。國內學者季建紅等[24]探討IBC運動前后患者的肌肉萎縮、肌力情況，結果顯示，IBC運動在重癥患者下肢康復運動中對延緩或阻止重癥患者下肢肌肉萎縮和肌力下降效果明顯，有利于患者早期下床行走。朱慶捷等[25]探討IBC運動預防重癥患者ICU 獲得性衰弱的應用效果，結果顯示試驗組的ICU 獲得性衰弱的發生率低于對照組(P<0.05) 。孫云平等[26]研究證實，床上腳踏車運動可鍛煉患者的踝關節、膝關節及髖關節，維持關節正常的活動范圍，預防足下垂。

然而，也有學者研究顯示IBC運動組不能減少危重成人的肌肉損耗。Nickels等[27]在三級ICU進行了一項單中心、兩組、隨機對照試驗，將至少納入的機械通氣 48 h的危重患者隨機分成2組，常規物理療組和IBC運動組，IBC組每天進行30 min的臥床自行車訓練。結果顯示，在第10天RFCSA的肌肉萎縮方面，2組之間沒有顯著差異(平均差異3.4，95%，CI6.9%～13.6%；P=0.52)，次要結果(P=0.11～0.95)。結論顯示，IBC運動不會減少危重成人的肌肉損耗。Fossat[14]探討IBC運動加股四頭肌電刺激加標準化早期康復是否能提高ICU出院時的肌力。將患者隨機分為2組：早期臥床腿部自行車加股四頭肌電刺激加標準化早期康復(n=159)和單純標準化早期康復(常規護理)(n=155)。結果顯示在標準化的早期康復計劃中增加床上腳踏車運動和股四頭肌電刺激并不能改善出院時患者的整體肌力。因此，IBC運動能否改善ICU患者的肌力的研究仍存在不同的研究結果，需要進一步探討和高質量的研究驗證。

2.2IBC運動降低ICU 機械通氣患者譫妄發生率 ICU 譫妄是ICU 機械通氣患者中發病率較高的一組綜合征，發病率高達50%～80%[15]，增加患者住院時間及醫療費用[28]。有研究[29]表明，譫妄的發生與大腦膽堿能活動缺乏密切相關，膽堿能通路參與大腦認知功能、記憶力及注意力等的調節。同時有研究[30]表明，康復運動有助于患者認知、定向力、注意力的恢復，減少譫妄發生率和持續時間。IBC運動作為一種有氧運動康復方式，已被眾多學者用于對ICU 機械通氣患者譫妄發生率的影響研究。竇英茹等[15]將IBC運動應用于EICU 機械通氣患者，探究其對譫妄發生率的影響，結果顯示IBC可以降低 ICU 或 EICU 機械通氣患者譫妄發生率，延長譫妄首次發生時間，縮短譫妄持續時間及機械通氣時間，值得臨床推廣應用。但是目前臨床實踐現狀，對床上腳踏車運動的時間、強度、頻率的設定等仍未有循證依據，有必要開展下一步研究對比分析不同的參數設置的腳踏車運動對ICU患者譫妄發生率的影響。

2.3IBC運動對ICU 機械通氣患者的心排血量的影響 通常鍛煉的目的是增加或保持肌肉力量和心血管功能。在運動生理學中，心輸出量已被證明從靜止到最大努力呈線性增加，是反映運動強度的主要反應之一[31]。因此，評估運動強度的一種方法是測量心血管參數和肌肉氧合。理論上，運動強度越高，心輸出量和最大攝氧量隨肌肉耗氧量增加而增加的幅度就越大[32]。因此，越來越多學者研究IBC運動對ICU 機械通氣患者的心排血量的影響。Medrinal[33]進行的一項隨機、單盲、安慰劑對照交叉試驗評估IBC對ICU 機械通氣患者心輸出量的影響，用心臟多普勒超聲記錄心輸出量,次要評估右心功能、肺動脈和全身動脈在運動時的壓力，以及股外側肌微循環。結果表明IBC是增加心排血量的運動，平均增加1 L/min(15%)，同時出現了肌肉攝氧量的增加，表明發生了肌肉活動，得出結論為IBC運動是增加心輸出量并產生足夠強度的肌肉鍛煉的運動。蘇艷紅等[34]探討早期IBC運動對ICU機械通氣患者心肺功能的影響，結果顯示IBC運動可改善ICU患者的心肺功能。李聰艷等[35]將IBC運動作用于慢性阻塞性肺疾病機械通氣患者，探討對其核心肌群及心功能的影響，IBC運動試驗組的B型腦鈉肽(BNP)、肌鈣蛋白值(cTnT)均低于對照組(P<0.05)，說明IBC運動可通過降低BNP、cTnT水平，從而改善患者的核心肌群肌力及心功能。因此，現有研究均表明IBC運動可提高ICU 機械通氣患者的心排血量，從而改善心功能。

2.4IBC運動改善ICU 機械通氣患者的胃腸功能 胃腸功能障礙在ICU患者中發生率高達62%，尤其是機械通氣的危重癥患者[36]，與ICU患者的預后密切相關[37-38]。有研究[39]表明，IBC運動能改善ICU患者的近期功能恢復、增加腸蠕動。季建紅等[40]將IBC運動運用在ICU腹部術后患者加速康復中的研究，觀察組機械通氣時間、ICU住院時間顯著短于對照組，且患者出院時下肢肌力、床邊坐立例數高于對照組，證實了腳踏車運動可改善患者肺功能和下肢運動功能，促進患者康復。同時，于婷婷等[41]將 102例重癥患者隨機分為對照組和腳踏車運動組，腳踏車運動組進行2次/d的腳踏車運動訓練、每次20 min；結果顯示，在治療的第7天，腳踏車運動組的腹瀉、胃潴留發生率、腸內營養劑量的增加較對照組的有顯著差異(P<0.05)，證明了IBC運動能改善ICU 機械通氣患者的胃腸功能。這可能是運動促進了腹腔內的血液循環，從而改善胃腸道的血液灌注，同時增加消化液的分泌，促進胃腸道的吸收和消化，加速腸蠕動[41]，但是IBC運動改善ICU 機械通氣患者的作用與機制仍需要進一步研究。

3 IBC運動的安全性和可行性研究

重癥康復指南[42]發表后，美國、英國、澳大利亞、瑞士及加拿大等國家均在ICU病房開展了多項中心隨機對照的IBC試驗[43-46]。主要探究IBC試驗運動在ICU患者中的安全性和可行性。Ringdal等[47]對11例ICU IBC受試者進行訪談，了解他們在ICU的危重疾病和積極動員期間的經歷，檢查IBC是否安全可行。患者認為，參與IBC可促使他們在ICU早期康復，恢復良好的健康水平。在這項小型研究中，IBC在2個參與的ICU是安全可行的。Kho等[48]對688例患者實行IBC干預，181例(26%)共接受了541次腳踏車循環治療，僅有1例發生了安全事件，事件發生率為0.2%，證實IBC是安全的，但仍需要進一步研究早期IBC的潛在益處。Thelandersson[12]和Sommers等[49]的研究中對危重患者運動前后的生命體征進行比較，結果顯示未見顯著變化， 提示 IBC 運動對患者的生命體征和生理狀況無明顯影響。Zheng等[50]開展的前瞻性隊列試驗，將血流動力學穩定的3～7歲且PCCU住院時間超過24 h的患兒進行腳踏車運動試驗，結果表明，床上騎自行車可以增強體力活動，對患兒是安全性可行的。綜上所述，IBC 運動在醫護人員密切監測下應用于ICU 機械通氣的患者是安全可行的。

4 小結

目前，IBC應用于ICU機械通氣患者研究較多，多為單中心、小樣本試驗。研究集中在ICU獲得性衰弱、ICU譫妄發生率、骨骼肌活動效果、活動肌力、心功能狀況以及胃腸功能等方面，均取得較好效果，但現有研究顯示IBC對重癥患者下肢肌力的影響仍存在爭議；多項研究結果顯示在ICU機械通氣患者中開展IBC是安全、可行的，但目前國內尚未有統一的規范和指南指導工作人員對ICU 機械通氣患者實施IBC臨床實踐，缺乏循證依據；IBC在重癥患者中實施的模式選擇、時機、強度、頻率的設定等仍未有統一的循證報道。針對以上問題，未來還需進一步開展的研究方向為：(1)需要開展大樣本量、多中心、高質量的研究驗證IBC在ICU 機械通氣患者中應用研究及運動變化中的機體代謝變化機制研究。(2)有必要開展下一步研究對比分析，在IBC模式選擇、運動時機、強度、頻率的不同參數設置對重癥患者的影響，為臨床工作人員進行臨床實踐提供參考依據。(3)制定統一的IBC規范和指南指導臨床工作人員進行臨床實踐。以期讓IBC在ICU 機械通氣患者中發揮積極的康復作用，改善患者臨床結局，提高臨床治療質量。