体外膈肌起搏联合吸气肌训练对慢性阻塞性肺疾病急性加重病人动脉血气指标、呼吸力学参数及氧化应激反应的影响
2021-04-09徐路李刚干益敏张娟李雪静
徐路，李刚，干益敏，张娟，李雪静
作者单位：徐州医科大学附属淮安医院康复医学科，江苏 淮安223302
慢性阻塞性肺疾病（Chronic obstructive pulmonary disease，COPD）为临床上常见的以气流阻塞为表现的呼吸系统疾病，该病主要与气道及肺部对有毒颗粒或气体慢性炎性反应增强有关。慢性阻塞性肺疾病急性加重（Acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）为COPD 病人在短时间内出现超日常状况的持续恶化，使病人在短期内咳嗽、喘息等症状明显增强，同时可能伴有发热等症状加重的表现。膈肌为体内最重要的呼吸肌之一，人体3/4的通气功能由膈肌负责，COPD病人因长期过度通气而致膈肌出现变平、变薄等改变，使其活动幅度下降而引起缺氧，长期缺氧又可引起膈肌萎缩加重而形成恶性循环，因此对膈肌功能进行康复具有重要的意义。体外膈肌起搏为临床上常用的半强制性膈肌功能训练，因其操作简便、安全无创等优势而被广泛用于AECOPD病人的康复治疗。吸气肌训练被证实可提高COPD 病人吸气肌力，缓解吸气肌疲劳，改善AECOPD病人呼吸功能，但关于体外膈肌起搏联合吸气肌训练对AECOPD病人疗效方面的研究较少，因此本研究旨在通过分析联合治疗对AECOPD病人动脉血气指标、呼吸力学参数及氧化应激反应的影响，以期为该疗法的临床应用提供参考依据。
1 资料与方法
1.1 一般资料
从2016年1月至2018年8月在徐州医科大学附属淮安医院（淮安市第二人民医院）收治的病人中随机选择满足研究条件的AECOPD住院病人132 例进行研究，以随机数字表法将病人分为3 组，每组各44 例。纳入标准：（1）符合《2017 ERS/ATS 慢性阻塞性肺疾病急性加重管理指南》中AECOPD 的相关诊断；（2）肺功能GOLD 分级Ⅱ～Ⅲ级；（3）神志清醒，可配合进行相关治疗；（4）已获病人知情同意。排除标准：（1）合并其他肺部疾病者；（2）中毒、呼吸衰竭、危重哮喘的病人；（3）妊娠期及哺乳期妇女；（4）安装心脏起搏器的病人；（5）心脏病或其他可能影响呼吸代谢的疾病病人。病人或其近亲属知情同意，本研究符合《世界医学协会赫尔辛基宣言》相关要求。1.2 方法
A组病人入院后接受常规抗感染、止咳、祛痰、吸氧、纠正水电解质及酸碱平衡等治疗。待病人病情稳定且能耐受康复治疗后进行康复训练，B组在常规治疗基础上行吸气肌训练，先采用Drager Evita-Ⅱ型呼吸机对病人的最大吸气压力（Maximal inspiratory pressure，MIP）进行检测，根据MIP对呼吸触发灵敏度进行调节。每日早晚各进行1次吸气肌训练，由10%MIP 开始分5 组递增至50%MIP，每组10次呼吸，中间休息1 min 进行下组训练，全程共约30 min。病人出现不适时可在充分休息后继续完成训练。C 组在常规治疗及吸气肌训练的基础上加以体外膈肌起搏，采用广州雪利昂生物科技有限公司生产的体外膈肌起搏器，病人取斜卧或坐位，在双侧胸锁乳突肌外缘下1/3 处贴体外膈肌起搏器电极（负极），在双侧胸大肌上部皮肤处贴参考电极（正极），在4个电极处涂匀导电糊。调节参数使刺激强度逐渐升高，在病人可耐受的前提下尽可能增加强度，起搏次数15 次/分钟，脉冲频率40 Hz，脉宽0.3 cm，脉冲幅度80 V，体外膈肌起搏治疗30 分钟/次，2 次/日。B组与C组病人康复疗程均为20 d。1.3 评价指标
对比3组病人临床疗效、动脉血气指标、呼吸力学参数及氧化应激反应指标。（1）临床疗效：参照《慢性阻塞性肺疾病诊治指南（2013年修订版）》中COPD病人呼吸困难严重程度评估标准进行疗效评价：显效：呼吸困难严重程度下降2个级别或以上；有效：呼吸困难严重程度下降1个级别；无效：呼吸困难严重程度无变化甚至加重；（2）动脉血气指标：治疗前及疗程结束后抽取病人桡动脉血5 mL，在1 h内对动脉血二氧化碳分压（Partial pressure of carbon dioxide in artery，PaCO）及动脉血氧分压（Partial pressure of oxygen，PaO）进行检测；（3）呼吸力学参数：治疗前及疗程结束后采用北京怡和嘉业医疗科技有限公司生产的瑞迈特BMC-730-25HT型医用呼吸机对病人呼吸压力、气道阻力及气道峰压进行检测；（4）氧化应激反应指标：治疗前及疗程结束后分别抽取病人空腹外周静脉血3 mL采用化学比色法对超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、血清丙二醛（Malonaldehyde，MDA）、谷胱甘肽（Glutathione，GSH）水平进行检测，试剂盒均由上海拜力生物科技有限公司生产。
2 结果
2.1 三组病人一般资料比较
三组病人一般资料比较，其性别、年龄、病程、GOLD 分级指标比较差异无统计学意义（均P
＞0.05），说明三组病人基线资料均衡性较好，可比性较高，见表1。
表1 慢性阻塞性肺疾病急性加重病人132例一般资料比较
2.2 三组病人临床疗效比较
C 组病人总有效率为95.45%，高于A 组与B 组的61.36%及81.82%，且B组总有效率高于A组（P
＜0.05），见表2。2.3 三组病人动脉血气指标比较
治疗前三组病人PaCO及PaO均差异无统计学意义（P
＞0.05），治疗后PaCO水平呈A 组＞B 组＞C 组趋势，PaO水平呈A组＜B组＜C组趋势（P
＜0.05），见表3。2.4 三组病人呼吸力学参数比较
治疗前三组病人气道峰压、呼吸压力及气道阻力均无统计学意义（P
＞0.05），治疗后三组气道峰压、呼吸压力及气道阻力均呈A组＞B组＞C组趋势（P
＜0.05），见表4。2.5 三组病人氧化应激反应指标比较
治疗前三组MDA、SOD及GSH差异均无统计学意义（P
＞0.05），治疗后MDA 水平呈A 组＞B 组＞C 组趋势，SOD 及GSH水平呈A组＜B组＜C组趋势（P
＜0.05）。见表5。3 讨论
COPD 为临床上常见病，药物治疗虽可延缓该病的进程，但对于病人呼吸力学参数等呼吸功能指标的改善效果有限，病人生活质量仍受严重的影响。AECOPD病人多需入住ICU并以机械通气暂替自主呼吸，但机械通气可严重影响膈肌功能，随着机械通气时间的延长可加重对膈肌功能的影响。平静呼吸状态下膈肌贡献了60%～80%吸气所需力，AECOPD病人过度通气致膈肌出现变平、变薄等改变，使其活动幅度下降。研究显示吸气肌训练及体外膈肌起搏均可增加膈肌与其他呼吸相关肌肉的肌力及耐力，但关于两者联合使用的研究较少，对于联合治疗能否达到协同作用目前尚无定论，因此本研究旨在通过分析体外膈肌起搏对联合吸气肌训练对AECOPD 病人动脉血气指标、呼吸力学参数及氧化应激反应的影响，以期为AECOPD 病人的治疗提供新的思路。
表2 慢性阻塞性肺疾病急性加重病人132例临床疗效比较/例（%）
表3 慢性阻塞性肺疾病急性加重病人132例动脉血气指标比较/±s
表4 慢性阻塞性肺疾病急性加重病人132例呼吸力学参数比较/±s
表5 慢性阻塞性肺疾病急性加重病人132例氧化应激反应指标比较/±s
血气分析是目前临床上常用的肺通气功能指标，对于AECOPD 病人的治疗以改善呼吸功及通气功能为关键，因大部分AECOPD 病人存在一定程度的二氧化碳潴留及慢性缺氧，同时病人气道内黏附有大量的黏性分泌物，可加强气道炎症反应及缺氧的表现，在血气分析指标上体现为PaCO升高、PaO下降。本研究中治疗后PaCO水平呈A组＞B组＞C组趋势，PaO水平呈A 组＜B 组＜C 组趋势（P
＜0.05）。可能与吸气肌训练在测定最大吸气压力的基础上，以循序渐进的方式提高病人呼吸的深度，增加入肺气体及肺泡通气量，使血氧含量升而改善病人的血气分析指标，而C组在此基础上加以体外膈肌起搏治疗，通过在膈神经上进行电刺激而使膈肌收缩与舒张，反复循环可达到近似生理模式的呼吸运动，有效加强AECOPD病人膈肌收缩力使膈肌运动幅度增加而提高吸气作用力，增加入肺气体量达到改善病人氧合水平与血气分析指标的作用。吸气肌训练及体外膈肌起搏治疗的根本目的都在于通过刺激病人呼吸相关肌群的强度、增强其耐力而改善病人最大呼气压及吸气压，以增加呼吸深度、改善呼吸困难。本研究中：治疗后三组气道峰压、呼吸压力及气道阻力均呈A组＞B组＞C组趋势（P
＜0.05），提示吸气肌训练与体外膈肌起搏联合治疗可有效改善病人呼吸力学参数。本研究中B组病人所使用的吸气肌训练方法主要通过循序渐进的方法反复进行吸气肌功能训练以提升病人最大吸气压力，而C组则在此基础上加以体外膈肌起搏，以电刺激的方法刺激膈肌进行收缩与舒张，两种治疗方法分别针对呼吸相关的吸气肌与膈肌进行专门刺激与训练，可达到协同作用而提升病人呼吸相关肌群耐力。氧化应激为机体受外界刺激引起体内活性氧自由基过度产生而出现的应激反应，氧化/抗氧化系统失衡、氧化剂比例上升及抗氧化剂水平下降均可引起氧化应激反应。氧化应激可致脂质过氧化并降低抗蛋白酶活性而使粘液分泌量上升，同时氧化应激反应还可损伤气道上皮及肺组织而加重COPD病人病情，本研究结果显示：治疗后MDA水平呈A组＞B组＞C组趋势，SOD 及GSH 水平呈A 组＜B 组＜C 组趋势（P
＜0.05），分析原因可能与吸气肌训练均可增强膈肌及其他呼吸相关肌肉肌力，体外膈肌起搏在增强膈肌肌力的同时还可加大膈肌运动幅度、扩大胸廓范围、增加肺通气量而提高气体交换效率，通过体外膈肌起搏与吸气肌训练可有效增加AECOPD病人呼吸的深度，减少无效腔改善气体的分布而改善缺氧状态，减轻因此引发的氧化应激反应。虽然体外膈肌起搏有着众多的优势，但过度进行体外膈肌起搏可增加膈肌负荷，当代偿能力到达一定限度时可引起肌纤维舒缩失灵而导致膈肌疲劳，因此在对AECOPD病人的康复过程中还需配合进行呼吸功能训练以促进病人自主呼吸的恢复，切勿过度依赖体外膈肌起搏。综上所述，药物治疗基础上体外膈肌起搏联合吸气肌训练较单独使用药物治疗及药物治疗基础上进行吸气肌训练可显著提高AECOPD 病人临床疗效，改善动脉血气指标及呼吸力学参数，缓解氧化应激反应。
