卒中后膈肌功能及相关因素分析

刘小曼，杨颖，曲庆明，邓盼墨，赵月华，刘承弘，贾杰，4，5，6，7

呼吸功能障碍是卒中患者常见且严重的并发症[1]。卒中后患者的呼吸强度仅为正常人群的50%左右。膈肌是人体最主要的吸气肌，中枢神经系统疾病可导致单侧或双侧膈肌功能障碍，静息状态下，单侧膈肌受累几乎没有症状，而在运动时可出现呼吸困难和运动能力受限，其原因可能与瘫痪侧膈肌产生胸部的钟摆运动（反常运动）有关[2]。因此，对于卒中后偏瘫患者，早期发现膈肌功能障碍并进行适当的呼吸锻炼具有重要意义[3]。

膈肌超声可测量膈肌的活动度、厚度、对合角、收缩速度等多项指标，并可计算膈肌增厚率等量化指标[4-6]。本研究采用超声评估卒中后偏瘫患者的膈肌功能，并探讨其与患者的病程、吞咽功能、呼吸功能、肢体运动功能、平衡能力及日常生活能力的相关性。

1 对象与方法

1.1 研究对象 本研究为前瞻性研究，连续入组2021年9月-2022年2月复旦大学附属华山医院康复科和复旦大学附属华山医院静安分院康复科收治的卒中后偏瘫患者。本研究方案经复旦大学附属华山医院伦理审查委员会批准[批件号：（2021）临审第（1004）号]，并已在中国临床试验注册中心完成注册[注册号：ChiCTR2200056309]。

入组标准：①首发缺血性卒中或自发性脑出血，诊断符合《中国各类主要脑血管病诊断要点2019》中的标准[7]；②经头颅CT或MRI确诊；③30～80岁；④卒中导致单侧肢体瘫痪；⑤生命体征平稳，无卒中复发；⑥听理解较好，可配合指令完成相应检查；⑦同意参与研究并签署知情同意书。

排除标准：①存在严重言语、注意力、听觉、视觉、智力、精神或认知障碍（MoCA量表＜26分）；②已知的限制性和（或）慢性阻塞性肺疾病、心脏病史；③既往胸部和（或）腹部手术史；④酒精或药物成瘾。

1.2 临床资料 收集患者的一般资料，包括性别、年龄、病程、卒中类型、卒中部位、偏瘫侧等人口学资料和病史情况。进行以下康复评估：吞咽功能评定采用洼田饮水试验，呼吸功能评定采用主观呼吸功能障碍程度量表，肢体运动功能评定采用Fugl-Meyer运动功能评定量表（Fugl-Meyer motor function assessment，FMA），平衡功能评定采用Berg平衡量表（Berg balance scale，BBS）、日常生活能力评定采用改良Barthel指数（modified Barthel index，mBI）。患者入院48 h内收集以上资料，各量表评估由经过培训的物理治疗师专人完成。

1.3 膈肌功能评估 膈肌功能采用Konica Minolta Sonimage HS1超声仪器测量，由具有5年以上工作经验的超声科医师专人完成。膈肌功能参数包括平静呼吸和用力呼吸时膈肌活动度及用力呼吸时的膈肌厚度，并通过公式计算用力呼吸时膈肌增厚率。

膈肌活动度测量方法[8]：受试者仰卧位，右侧膈肌测量是将低频凸阵探头（2～5 MHz）放置在右肋缘与右锁骨中线的交点，探头方向指向右肩部并调整其方向（以显示右肝静脉为解剖标志）（图1A），以获得最清晰膈肌图像。取高回声线为标志点，切换至M型超声，使采样线位于膈肌移动范围内，嘱受试者平静呼吸、用力呼吸，待图像稳定清晰，测量波峰与波谷的垂直距离，计算平静呼吸和用力呼吸时的膈肌运动幅度代表膈肌活动度ΔM（图1A），记录连续3个呼吸周期的数值，取其均值。左侧膈肌的测量则将超声探头放置在左肋缘与左腋前线和腋中线的交点，探头方向指向左肩部并调整方向（以显示脾门为解剖标志），获得最清晰膈肌图像，余操作同右侧膈肌活动度测量方法。

膈肌厚度测量操作方法[5]：双侧膈肌厚度测量方法相同，将高频线阵探头（10～14 MHz）置于双侧腋前线与第8～9或第9～10肋间交界处，旋转探头使其与肋间隙垂直，出现2条平行的高回声线，分别为壁层胸膜和腹膜，2线之间的低回声部分即为膈肌厚度（图1B）。嘱受试者用力呼吸，待图像稳定清晰，取每个呼吸周期的最大值和最小值，测量用力吸气末与呼气末膈肌厚度，记录连续3个呼吸周期的数值，取其均值。膈肌增厚率=[（吸气末膈肌厚度－呼气末膈肌厚度）/呼气末膈肌厚度]×100%。

图1 膈肌超声图像

1.4 分组和数据比较方法 比较所有患者偏瘫侧和健侧的膈肌功能指标；根据偏瘫侧别分为左侧偏瘫和右侧偏瘫2组，分别比较2组患侧膈肌功能指标的差异和健侧膈肌功能指标的差异；进一步比较左侧偏瘫组中患侧和健侧的膈肌功能差异，以及右侧偏瘫组中患侧和健侧的膈肌功能差异。另外，在全部患者中分析偏瘫侧膈肌功能与病程、洼田饮水试验、主观呼吸功能障碍程度量表、FMA、BBS、mBI等指标的相关性。

1.5 统计学方法 使用EpiData进行数据录入，SPSS 23.0统计软件进行统计分析。计量资料符合正态分布，用表示，同组患者的患侧和健侧比较采用配对样本t检验，不同偏瘫侧组间比较采用独立样本t检验。相关性检验采用Spearman相关分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 本研究共纳入45例卒中后偏瘫患者，平均年龄61.0±13.7岁，病程4.0（2.0～12.5）个月，其中男性37例（82.22%），女性8例（17.78%）；缺血性卒中29例（64.44%），出血性卒中16例（35.56%）；皮质卒中17例（37.78%），皮质下卒中16例（35.56%），皮质合并皮质下卒中10例（22.22%），其他部位卒中2例（4.44%）；左侧偏瘫27例（60.00%），右侧偏瘫18例（40.00%）。患者的洼田饮水试验、主观呼吸功能障碍程度、FMA、BBS、mBI评估情况见表1。

表1 卒中患者的功能评估数据

2.2 偏瘫侧与健侧膈肌功能比较 在整体患者中，平静呼吸时，偏瘫侧膈肌活动度与健侧对比差异无统计学意义，在用力呼吸状态下，偏瘫侧膈肌活动度（P＜0.001）及膈肌增厚率（P＜0.001）较健侧低。

27例左侧偏瘫患者中，平静呼吸时，偏瘫侧膈肌活动度与健侧对比差异无统计学意义，在用力呼吸状态下，偏瘫侧膈肌活动度（P＜0.001，）及膈肌增厚率（P=0.004）较健侧低。18例右侧偏瘫患者中，平静呼吸和用力呼吸状态下，偏瘫侧膈肌活动度与健侧对比差异均无统计学意义，在用力呼吸状态下，膈肌增厚率较健侧低（P=0.005）（表2）。

2.3 左侧偏瘫组和右侧偏瘫组膈肌功能比较左侧偏瘫组和右侧偏瘫组偏瘫侧膈肌功能比较显示，平静呼吸和用力呼吸时的膈肌活动度差异均无统计学意义，用力呼吸状态下，右侧偏瘫患者的偏瘫侧膈肌增厚率低于左侧偏瘫患者（P=0.029）。

左侧偏瘫组和右侧偏瘫组健侧膈肌功能比较显示，平静呼吸时膈肌活动度差异无统计学意义，用力呼吸状态下，右侧偏瘫患者的健侧膈肌活动度（P=0.028）及膈肌增厚率（P=0.012）低于左侧偏瘫患者（表2）。

表2 卒中患者偏瘫侧与健侧膈肌功能比较

2.4 相关性分析结果 相关性分析显示，在平静呼吸状态下，卒中患者偏瘫侧膈肌活动度与FMA呈正相关，与病程、洼田饮水试验、主观呼吸功能障碍程度、BBS、mBI均无相关性。在用力呼吸状态下，偏瘫侧膈肌活动度与洼田饮水试验、主观呼吸功能障碍程度、FMA、BBS、mBI呈正相关，与病程无相关性；偏瘫侧膈肌增厚率与病程呈负相关，与洼田饮水试验、主观呼吸功能障碍程度、BBS、mBI均无相关性（表3）。

表3 卒中患者偏瘫侧膈肌功能与其他功能指标的相关性

3 讨论

人体的呼吸功能受不随意与随意神经机制调控。静息状态下，呼吸肌的运动是不随意的，呼吸节律的控制中枢位于延髓[9]，用力呼吸时，呼吸肌的运动是随意的，受对侧大脑初级运动皮层的调控[10]。有系统综述指出，正常人用力吸气时膈肌增厚率为39%±9%，用力呼吸时膈肌活动度女性为59±10 mm，男性为70±11 mm[6]。有研究者将平静呼吸时膈肌厚度变化＜20%作为评价膈肌功能下降的标准[11]。

本研究中卒中患者用力呼吸时偏瘫侧膈肌功能较健侧差，结果与Voyvoda等[8]的研究一致，提示卒中后患侧的膈肌功能下降。本研究还分析了不同偏瘫侧患者的膈肌运动情况，结果发现左侧偏瘫患者在用力呼吸状态下，偏瘫侧膈肌活动度和膈肌增厚率较健侧低，提示偏瘫侧膈肌功能较健侧差。右侧偏瘫患者在静息和用力呼吸状态下，偏瘫侧与健侧膈肌活动度无显著差异，在用力呼吸状态下，膈肌增厚率较健侧低。进一步比较发现，右侧偏瘫患者的患侧膈肌增厚率低于左侧偏瘫患者的患侧，其健侧用力呼吸时的膈肌活动度和膈肌增厚率也低于左侧偏瘫患者的健侧，说明右侧偏瘫患者的患侧和健侧膈肌功能均有显著下降，且低于左侧偏瘫患者。既往有研究提出卒中患者存在双侧膈肌活动能力的下降，从而导致呼吸功能的降低[12]，还有研究发现右侧偏瘫患者的双侧膈肌活动度均下降，左侧偏瘫患者仅左侧膈肌活动度下降，与本研究结果相似[13]。有研究者认为不同偏瘫侧患者膈肌功能下降程度不同的原因可能与膈肌的解剖结构、运动方式及双侧膈神经之间的交叉连接等相关[14]。因此，对于右侧偏瘫患者，更应注重双侧膈肌功能的康复。

已有研究报道卒中后偏瘫侧膈肌功能与呼吸功能[13]、吞咽功能[15]等存在相关性。本研究结果显示，卒中患者静息状态下偏瘫侧膈肌活动度与FMA呈正相关，用力呼吸状态下偏瘫侧膈肌活动度与洼田饮水试验、主观呼吸功能障碍程度、FMA、BBS、BMI呈正相关，提示膈肌功能与吞咽、呼吸、运动功能以及平衡和日常生活能力均存在正相关关系，卒中患者偏瘫侧膈肌功能下降与偏瘫严重程度、功能障碍程度相关。本课题组既往的研究结果显示采用作业治疗联合呼吸功能训练更有利于卒中患者偏瘫侧上肢功能的恢复[16]，国内其他研究也证实心肺康复训练可促进卒中患者运动功能的恢复[17]，这些研究结果均有助于指导卒中患者的康复评估与治疗。本研究还发现卒中患者偏瘫侧的膈肌增厚率与病程呈负相关，有研究显示，卒中病程越长，患者存在不同程度膈肌萎缩的可能性越大，间接支持本研究的结果。

本研究存在一些局限，首先，本研究是一项前驱研究，样本量较小，未来还需要大样本及长期随访对本研究的结果进行验证；其次，本研究所纳入的卒中患者病程范围跨度较大，包括了卒中恢复期和后遗症期的患者，后期应对不同时期卒中患者的膈肌功能进行分层研究。

【点睛】本研究通过超声评定单侧偏瘫卒中患者的膈肌功能，发现患侧和健侧的膈肌功能均有不同程度的下降，右侧偏瘫患者的膈肌功能下降程度重于左侧偏瘫患者，研究结果提示临床对卒中患者进行康复训练时应重视膈肌功能的康复。