膈肌刺激對呼吸機依賴重癥顱腦損傷患者膈肌功能的影響

【摘要】 目的：研究膈肌刺激對呼吸機依賴重癥顱腦損傷患者膈肌功能的影響。方法：采用隨機數字表法將福建省立醫院2020年1月-2022年12月收治的80例呼吸機依賴重癥顱腦損傷患者分為兩組。對照組（n=40）行常規對癥治療，研究組（n=40）在對照組基礎上行膈肌刺激治療。比較兩組膈肌功能、呼吸狀況、氧化應激反應、預后情況。結果：治療后，研究組膈肌厚度、平靜呼吸及深吸氣后膈肌位移均高于對照組（Plt;0.05）；治療后研究組最大吸氣壓、呼氣壓及超氧化物歧化酶（SOD）水平均高于對照組，淺快呼吸指數（RSBI）及丙二醛（MDA）、谷胱甘肽（GSH）水平均低于對照組（Plt;0.05）；研究組重新上機率低于對照組，重癥監護病房（ICU）治療時間短于對照組（Plt;0.05）。結論：膈肌刺激能夠有效改善呼吸機依賴重癥顱腦損傷患者膈肌功能與呼吸狀況，減輕氧化應激反應，改善其預后。

【關鍵詞】 重癥顱腦損傷 呼吸機依賴 膈肌刺激 膈肌功能

Effect of Diaphragm Stimulation on Diaphragm Function in Patients with Ventilator Dependency Severe Craniocerebral Injury/CHEN Kaihua， LIU Qiaoping， YU Rongguo. //Medical Innovation of China， 2023， 20（17）： 0-054

[Abstract] Objective： To study the effect of diaphragm stimulation on diaphragm function in patients with ventilator dependency severe craniocerebral injury. Method： A total of 80 patients with ventilator dependency severe craniocerebral injury who were admitted to Fujian Provincial Hospital from January 2020 to December 2022 were divided into two groups according to random number table method. The control group （n=40） received routine symptomatic treatment， and the research group （n=40） received diaphragm stimulation on the basis of the control group. The diaphragm function， respiratory condition， oxidative stress response and prognostic situation were compared between the two groups. Result： After treatment， the diaphragm thickness and thickness ratio， diaphragm displacement after calm breathing and deep inhalation in the research group were higher than those in the control group （Plt;0.05）. After treatment， the maximal inspiratory pressure and expiratory pressure and superoxide dismutase （SOD） levels in the research group were higher than those in the control group， while the rapid shallow breathing index （RSBI）， the levels of malondialdehyde （MDA） and glutathione （GSH） were lower than those in the control group （Plt;0.05）. The re-entry ventilator rate of the research group was lower than that of the control group， and the treatment time in the intensive care unit （ICU） was shorter than that of the control group （Plt;0.05）. Conclusion： Diaphragm stimulation can effectively improve the diaphragm function and respiratory condition of patients with ventilator dependency severe craniocerebral injury， reduce oxidative stress response and improve their prognosis.

[Key words] Severe craniocerebral injury Ventilator dependency Diaphragm stimulation Diaphragm function

First-author's address： Fujian Medical University Provincial Clinical Medical College， Fuzhou 350001， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2023.17.012

重癥顱腦損傷患者容易出現呼吸衰竭癥狀，威脅其生命安全，對此臨床上常給予呼吸機支持進行搶救[1]。使用呼吸機后，應在患者病情恢復穩定后的適當時機撤機，避免因長時間使用呼吸機使相關并發癥發生風險增加，從而減少不良預后的發生[2]。但就目前的實際情況來看，一些重癥顱腦損傷患者在使用呼吸機后會出現不同程度的膈肌功能障礙，導致其產生呼吸機依賴，從而對其病情及身體恢復產生諸多不良影響[3-4]。呼吸機相關性膈肌功能障礙（VIDD）以膈肌功能降低為主要表現，且呈現出進行性加重的特點，可對患者病情轉歸產生嚴重影響。臨床研究指出，20%～30%的呼吸機治療患者會出現撤機困難現象，而隨著機械通氣治療時間的延長，VIDD等并發癥發生風險也會隨之增加。常規對癥治療難以有效改善患者膈肌功能，整體作用有限[1，5-6]。膈肌刺激是指利用膈肌起搏器通過定點刺激膈神經，使膈肌發生明顯收縮，從而改善膈肌功能，減輕患者對呼吸機的依賴，降低撤機難度[7-8]?；诖耍瑸檫M一步驗證膈肌刺激的效果，本文以福建省立醫院2020年1月-2022年12月收治的80例呼吸機依賴重癥顱腦損傷患者為研究對象進行研究分析，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究以2020年1月-2022年12月

本院收治的80例呼吸機依賴重癥顱腦損傷患者為研究對象。（1）納入標準：接受機械通氣治療。（2）排除標準：①合并嚴重呼吸系統疾病；②合并肋骨骨折；③合并胸廓畸形。采用隨機數字表法將80例呼吸機依賴重癥顱腦損傷患者分為兩組，各40例。本研究經本院醫學倫理委員會批準（倫理批號：20180306）。家屬已簽署知情同意書。

1.2 方法 對照組：行機械通氣、抗感染、營養支持及控制基礎病等常規對癥治療，治療過程中加強監測，積極防范可能出現的不良反應，如若發生則及時進行處理。研究組：行常規對癥治療，并使用廣州泰科醫用電子科技有限公司生產的體外膈肌起搏器（型號：EDP-D2）進行膈肌刺激治療。幫助患者取半臥位，使其頭部向后稍微仰起，使胸鎖乳突肌充分顯露，將小電極置于胸鎖乳突肌下1/3外緣，大電極置于同側鎖骨中線第二肋間胸大肌表面，放置前用75%酒精對皮膚表面擦拭消毒。初次治療用最低檔電刺激，之后可逐漸增強，刺激強度維持在患者無不適、能夠充分耐受的范圍內。相關參數設置：電刺激頻率、起搏頻率分別為40 Hz、8～12次/min，20 min/次，2次/d。兩組均治療至轉出ICU。

1.3 觀察指標及判定標準 以治療前、治療2周后（已轉出ICU患者選擇轉出日）為評價時間。（1）膈肌功能：治療2周后使用美國Philips Ultrasound彩色超聲診斷系統（型號：HD3）測定膈肌厚度、平靜呼吸及深吸氣后膈肌位移。（2）呼吸狀況：監測患者最大吸氣壓（MIP）、最大呼氣壓（MEP），并根據呼吸頻率、潮氣量對患者的淺快呼吸指數（RSBI）進行計算，淺快呼吸指數=呼吸頻率（次/min）/潮氣量（L）。（3）氧化應激反應：以丙二醛（MDA）、谷胱甘肽（GSH）及超氧化物歧化酶（SOD）作為檢測指標，分別以硫代巴比妥酸法、熒光法、分光光度法測定。（4）預后情況：觀察統計ICU治療期間脫機后重新上機的例數及重癥監護病房（ICU）治療時間。脫機標準：病情穩定，神志清楚，呼吸肌肌力良好，呼吸頻率lt;30次/min，血氧分壓gt;60 mmHg。

1.4 統計學處理 使用SPSS 23.0軟件處理數據。計量資料以（x±s）表示，行t檢驗；計數資料以率（%）表示，行字2檢驗。Plt;0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組一般資料比較 研究組男24例，女16例；

年齡48～78歲，平均（60.85±6.79）歲；合并基礎疾病：糖尿病12例，心腦血管疾病18例，泌尿系統疾病10例；體重指數19～29 kg/m2，平均（23.97±1.18）kg/m2。對照組男22例，女18例；年齡50～79歲，平均（62.01±6.98）歲；合并基礎疾病：糖尿病13例，心腦血管疾病20例，泌尿系統疾病7例；體重指數19～28 kg/m2，平均（24.06±1.24）kg/m2。兩組一般資料比較，差異均無統計學意義（Pgt;0.05），具有可比性。

2.2 兩組膈肌功能比較 治療2周后，研究組膈肌功能相關指標均優于對照組，差異均有統計學意義（Plt;0.05），見表1。

2.3 兩組呼吸狀況比較 治療前兩組MIP、MEP、RSBI比較，差異均無統計學意義（Pgt;0.05）；治療后研究組上述指標均更優于對照組，差異均有統計學意義（Plt;0.05）。見表2。

2.4 兩組氧化應激反應比較 治療前兩組MDA、GSH、SOD比較，差異均無統計學意義（Pgt;0.05）；治療后研究組上述指標均更優于對照組，差異均有統計學意義（Plt;0.05）。見表3。

2.5 兩組預后情況比較 研究組ICU治療時間為（15.46±1.17）d，短于對照組的（16.83±2.10）d，差異有統計學意義（t=3.604，P=0.001）；治療期間，研究組36例脫機成功，其中1例重新上機，對照組26例脫機成功，其中6例重新上機，研究組重新上機率為2.78%，低于對照組的23.08%，差異有統計學意義（字2=4.350，P=0.037）。

3 討論

重癥顱腦損傷患者普遍存在呼吸機依賴問題，但若不能早期脫機又會對其預后產生不良影響[9-10]。臨床研究指出，VIDD是導致患者產生呼吸機依賴的主要原因，重癥顱腦損傷經手術治療后會增加促炎因子的合成與分泌，使炎癥因子水平上升，增加膈肌炎性細胞數量，引起炎性浸潤，從而對膈肌功能產生嚴重影響[11-12]。膈肌是機體進行呼吸運動的主要組織，其活動狀態持續時間較長，其一方面能夠發揮呼吸做功功能，另一方面與骨骼肌相比具有更強的耐疲勞性，其疲勞恢復速度與骨骼肌相比明顯更快[13-15]。另外，膈肌血供豐富，與四肢肌肉相比血流量、耗氧量明顯更高，因此如果長時間使用呼吸機導致膈肌不能充分活動，就會使VIDD發生風險大幅增加。因此，要使重癥顱腦損傷患者成功脫機恢復自主呼吸，就必須使膈肌功能恢復正常。

呼吸機支持雖然是救治重癥顱腦損傷患者的有效方法，但長期使用會明顯降低呼吸肌力量，引起膈肌無力，導致膈肌功能持續下降，受此影響會使患者的呼吸機依賴進一加重，從而出現脫機困難問題，增加相關并發癥發生風險[16]。常規對癥治療雖然能夠通過改善患者病情發揮一定的作用，但對膈肌功能恢復能夠起到的作用有限。而膈肌刺激治療則是利用專業儀器直接對膈神經進行刺激，能夠有效促進其功能恢復[2，17-18]。在本研究中，研究組膈肌厚度、平靜呼吸及深吸氣后膈肌位移及MIP、MEP與對照組相比均更高，RSBI較對照組更低（Plt;0.05），提示實施膈肌刺激治療對患者膈肌功能、呼吸效率具有更好地改善作用。分析原因主要是，膈神經距離皮膚表面較近，利用膈肌起搏器產生的低頻脈沖能夠有效刺激膈神經，使呼吸調控通路的上下傳導功能逐漸恢復，膈肌受到刺激所產生的反應與正常的膈肌運動較為相似，不僅能夠促進膈肌收縮，并且還能夠對膈肌運動節律產生調節作用。

重癥顱腦損傷患者膈肌功能下降，會導致膈肌發生萎縮、損傷，從而引起氧化應激反應。而長時間的氧化應激反應會使MDA、GSH等過氧化產物、細胞膜保護物質水平升高；而SOD能夠將氧自由基有效清除，膈肌功能持續下降，會導致其水平隨之降低[19]。因此，通過檢測氧化應激反應指標，能夠充分了解膈肌損傷情況[20]。在本研究中，治療后研究組MDA、GSH水平與對照組相比明顯更低，SOD水平較對照組明顯更高（Plt;0.05），說明實施膈肌刺激治療可進一步緩解機體氧化應激反應。分析原因主要，通過膈肌刺激治療能夠有效促進膈肌功能恢復，減輕膈肌損傷，從而對相關氧化應激產物的合成與分泌進行有效調控[21-22]。另外，研究組重新上機率與對照組相比更低，ICU治療時間較對照組更短（Plt;0.05），提示應用膈肌刺激治療對患者預后具有更好地改善作用。分析原因主要與膈肌刺激治療能夠有效促進患者膈肌功能恢復，并控制機體氧化應激反應等因素有關。

綜上所述，膈肌刺激治療對患者膈肌功能與呼吸狀況具有明顯改善作用，可使氧化應激反應有效減輕，改善其預后。

參考文獻

[1]趙澤明.膈肌刺激對呼吸機依賴重癥腦損傷患者膈肌功能及呼吸效率的安全性評價[J].罕少疾病雜志，2022，29（7）：18-19，24.

[2] YONGFENG N I，GAOYUAN W U，WENLIANG W U，et al.

Study of compound sanqi nanoparticles for local infection of hydrocephalus patients after neurosurgery medium craniocerebral injury[J].Cellular and Molecular Biology，2022，68（3）：418-427.

[3] ZIVKOVIC V，CVETKOVIC D，OBRADOVIC D，et al.

Mechanism of brain swelling in cases of brain evisceration due to catastrophic craniocerebral injury-an autopsy study[J].Forensic Science， Medicine， and Pathology，2020，16（1）：107-112.

[4]周玥，陳曉艷，胡玉明.被動呼吸訓練對重癥腦損傷患者撤機的影響[J].南通大學學報（醫學版），2022，42（6）：562-564.

[5] TILLMANN B W，NATHENS A B，SCALES D C，et al.

Association between intoxication and urgent neurosurgical procedures in severe traumatic brain injury： results from the American college of surgeons trauma quality improvement program[J].Journal of Intensive Care Medicine，2022，37（3）：373-384.

[6]張振國，崔玉靜，梁彬，等.康復治療早期介入對重癥腦損傷患者意識障礙及運動功能的作用分析[J].中外醫療，2022，41（10）：40-44.

[7] HWANG U J，LEE M S，JUNG S H，et al.Effect of pelvic floor electrical stimulation on diaphragm excursion and rib cage movement during tidal and forceful breathing and coughing in women with stress urinary incontinence： a randomized controlled trial[J/OL].Medicine （Baltimore），2021，100（1）：e24158.https：//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33429797/.

[8] ZHAO Z，SUN W，ZHAO X，et al.Stimulation of both inspiratory and expiratory muscles versus diaphragm-only paradigm for rehabilitation in severe chronic obstructive pulmonary disease patients： a randomized controlled pilot study[J].Eur J Phys Rehabil Med，2022，58（3）：487-496.

[9]景喆，金璇，溫曉彤.氧驅動霧化吸入與空氣壓縮泵霧化吸入在重癥腦梗死氣管切開術后患者中的臨床效果對比[J].中國現代藥物應用，2023，17（3）：57-59.

[10]徐瑾，張宇，徐文秀.易筋經早期康復在重癥腦卒中偏癱患者Barthel指數、FMA評分、SF-36評分[J].嶺南急診醫學雜志，2022，27（6）：521-523.

[11] KEOGH C，SAAVEDRA F，DUBO S，et al.Non-invasive phrenic nerve stimulation to avoid ventilator-induced diaphragm dysfunction in critical care[J].Artif Organs，2022，46（10）：1988-1997.

[12] MORRIS I S，DRES M，GOLIGHER E C.Phrenic nerve stimulation to protect the diaphragm， lung， and brain during mechanical ventilation[J].Intensive Care Med，2022，48（10）：1299-1301.

[13]李茜，吳玉珊，黎志洲，等.危重癥腦損傷術后有創顱內壓監測的觀察與護理[J].基層醫學論壇，2022，26（9）：1-3.

[14]趙晶，段冉，孫鶴，等.肺康復在急性重癥腦損傷機械通氣患者中的干預效果分析[J].反射療法與康復醫學，2022，3（3）：56-58，74.

[15]王哲偉，葉思思，葉群，等.肺康復對急性重癥腦損傷機械通氣患者治療療效的研究[J].中國康復，2021，36（6）：344-347.

[16] OTADI K，NAKHOSTIN ANSARI N，SHARIFY S，et al.

Effects of combining diaphragm training with electrical stimulation on pain， function， and balance in athletes with chronic low back pain： a randomized clinical trial[J].BMC Sports Sci Med Rehabil，2021，13（1）：20.

[17]何青青，周蓉，王麗娟，等.eCASH理念在重癥腦損傷患者鎮痛鎮靜中的應用效果[J/OL].中華危重癥醫學雜志：電子版，2020，13（5）：382-385.https：//xueshu.baidu.com/usercenter/

paper/show？paperid=107v06h0rk4y0m70aw0y00x0jv283192amp;site=xueshu_se.

[18]何青青，周蓉.護士使用腦電雙頻指數監測重癥腦損傷病人鎮靜水平體驗的質性研究[J].護理研究，2020，34（19）：3527-3530.

[19]蔡雪敏，陳炎堂，張爽.布托啡諾對重癥腦損傷患者呼吸循環的影響[J].海峽藥學，2020，32（8）：174-177.

[20]劉華，何金華，熊裕娟，等.重復經顱磁刺激對重癥腦損傷后意識障礙患兒神經電生理及臨床療效的影響[J].中國康復，2021，36（1）：34-37.

[21]趙無瑕，趙天玲，李文君.吸氣肌訓練聯合電刺激膈神經對COPD患者膈肌疲勞及肺功能的影響[J].罕少疾病雜志，2023，30（2）：48-49.

[22]孫杰，萬健.重癥腦損傷昏迷患者重復經顱磁刺激治療前后的局部腦電圖平均功率和慢波功率變化情況[J].檢驗醫學與臨床，2022，19（16）：2270-2272.

（收稿日期：2023-04-12） （本文編輯：陳韻）