早期分阶梯心肺康复治疗脓毒症机械通气患者的效果研究

林志星，韩亮，钟昌会，庄亚萍，林成寿，王珊珊

脓毒症是由肺、消化系统、泌尿系统、血液系统等原发病灶感染引起的全身炎症反应综合征，当脓毒症发展到一定程度时患者常伴有微循环障碍、心肺等多个器官功能衰竭、弥散性血管内凝血等严重并发症，病死率极高［1-3］。相关文献报道，全球每年脓毒症患病人数超过1 900万，其中有600万患者因重度脓毒症或脓毒症休克而死亡，是重症医学科最常见的死亡原因之一［4-5］。因而如何改善脓毒症患者心肺功能和降低病死率是重症医学科面临的重要问题。相关研究证实，脓毒症的发病机制主要涉及失控的全身炎症反应、血液高凝、毛细血管渗漏造成心肺功能障碍及其相互作用过程［6］，因此患者临床上常出现呼吸衰竭和循环衰竭，需要进行机械通气以辅助呼吸。机械通气作为改善全身脏器氧供和微循环的一种手段在脓毒症患者治疗中发挥着十分关键的作用，但机械通气时间过长会增加脓毒症患者呼吸机相关性肺炎等并发症发生风险及医疗费用。脓毒症患者预后差、死亡率极高，如果再出现呼吸机相关性肺炎等并发症，这可能是致命打击。研究发现，早期分阶梯心肺康复有助于改善重症患者心肺功能，减少呼吸机相关性肺炎等并发症发生率，缩短患者机械通气时间和住院时间，改善患者生存质量以及降低死亡率与致残率［7-8］。但心肺康复的研究中未见针对脓毒症的相关研究，因而本研究采取早期分阶梯心肺康复治疗脓毒症机械通气患者，并探讨其效果，以期为脓毒症机械通气患者的临床治疗提供新思路，也为改善患者心肺功能、降低病死率和致残率提供依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2021年1月至2022年1月在海南医学院第一附属医院住院的脓毒症患者76例，采用随机数字表法分为对照组与研究组，每组38例。纳入标准：（1）明确诊断为脓毒症［6］；（2）伴有一定程度的微循环障碍或充分氧疗（鼻导管或面罩吸氧，吸入氧流量5～6 L/min，氧浓度=21+4×吸入氧流量）后氧分压＜50 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）；（3）使用机械通气辅助呼吸。排除标准：（1）入院时已经存在心搏骤停，行心肺复苏的患者；（2）使用升压药或降压药后，血压仍＜90 mm Hg或＞180 mm Hg的患者；（3）使用呼吸机后心率＜50次/min或＞130次/min、呼吸频率＞40次/min、血氧饱和度＜88%的患者；（4）心功能Ⅲ级及以上、重症肝炎、慢性肾衰竭患者；（5）伴有意识障碍及烦躁不配合本研究 的患者。本研究经海南医学院第一附属医院伦理委员会批准（K20201223204），所有患者签署知情同意书。

1.2 治疗方法 对照组采用常规治疗，即给予机械通气辅助呼吸、抗感染、改善微循环、保护胃黏膜等对症支持治疗。研究组在对照组基础上联合早期分阶梯心肺康复治疗，直至完全停止机械通气。患者入院后先进行早期心肺康复治疗评估，之后依据其病情制定个体化的早期分阶梯心肺康复治疗方案。心肺康复治疗方案包括：（1）体位管理：早期患者昏迷情况下床头逐渐摇高近90 °，左侧卧位，10～20 min/次，3次/d；患者意识清醒后床头逐渐摇高近90 °，无体位性低血压可进阶到床边坐位，10 min/次，3次/d。（2）运动疗法：早期患者昏迷情况下给予肢体被动运动+按摩，20 min/次，2次/d；患者意识清醒后给予主动和被动关节活动范围训练+按摩+肌力训练，20 min/次，2次/d。（3）电刺激疗法：包括神经肌肉电刺激、中频脉冲电治疗、肌电生物反馈等，20 min/次，2次/d。（4）吞咽功能训练：早期患者昏迷情况下给予口腔及面部肌肉按摩，患者意识清楚后进行吞咽动作训练、进食训练等，2次/d，20 min/次。（5）咳嗽训练：早期患者昏迷情况下给予机械排痰，患者意识清楚后进行咳嗽训练，呼吸控制→屏气1～3 s→发“HO”音；不疲劳情况下，5～10个/次，4次/d。（6）呼吸肌训练：使用体外膈肌起搏器刺激膈肌，30 min/次，2次/d。早期主要以体位管理、肢体被动运动+按摩电刺激疗法以及呼吸肌训练为主，病情好转后逐步过渡到电刺激疗法、吞咽功能训练、咳嗽训练联合主动和被动关节活动范围训练+按摩+肌力训练，了解患者对早期分阶梯心肺康复治疗的耐受性，根据患者病情变化及时调整康复治疗方案。

1.3 观察指标 （1）一般资料。收集患者一般资料，包括性别、年龄、BMI、序贯器官衰竭估计（sequential organ failure assessment，SOFA）评分、急性生理学和慢性健康状况评价Ⅱ（acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ，APACHE Ⅱ）评分及糖尿病、慢性阻塞性肺疾病、冠心病发生情况和感染部位。（2）炎症因子及心肺功能指标。分别于确诊后2 h内（治疗前）和治疗后第7天抽取患者空腹静脉血5 ml，室温下放置10 min，然后3 500 r/min离心15 min（离心半径10 cm），取上清液，置于低温冰箱中保存待测，采用酶联免疫吸附试验检测血清炎症因子〔肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、IL-6、IL-10〕；通过心脏B超检查获取患者的左心室舒张末期容积和左心室收缩末期容积，计算每搏输出量及心脏指数，每搏输出量=左心室舒张末期容积-左心室收缩末期容积，心脏指数=心率×每搏输出量/体表面积；采用免疫荧光法检测血浆心肌肌钙蛋白I；采用免疫比浊法检测血浆D-二聚体；抽取动脉血检测患者动脉血氧分压、呼入氧浓度，计算氧合指数，氧合指数=动脉血氧分压/吸入氧浓度。（3）记录两组患者治疗时间（机械通气时间、ICU住院时间、总住院时间）、并发症（ICU获得性衰弱、呼吸机相关性肺炎、气管切开）发生情况、撤机情况及预后（住院期间死亡和住院期间存活）。

1.4 统计学方法 采用SPSS 25.0统计学软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料以（x± s）表示，组间比较采用两独立样本t检验；不符合正态分布的计量资料以M（P25，P75）表示，组间比较采用秩和检验；计数资料以相对数表示，组间比较采用χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 两组性别、年龄、BMI、SOFA评分、APACHEⅡ评分和糖尿病、慢性阻塞性肺疾病、冠心病发生率及感染部位比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 两组一般资料比较Table 1 Comparison of general data between the two groups

2.2 血清炎症因子 治疗前两组TNF-α、IL-6、IL-10比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；两组治疗后TNF-α、IL-6、IL-10分别低于本组治疗前，且研究组治疗后TNF-α、IL-6、IL-10低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 两组治疗前后血清炎症因子比较（±s）Table 2 Comparison of serum inflammatory factors between the two groups before and after treatment

表2 两组治疗前后血清炎症因子比较（±s）Table 2 Comparison of serum inflammatory factors between the two groups before and after treatment

注：a表示与本组治疗前比较，P＜0.05；TNF-α=肿瘤坏死因子α

组别 例数 TNF-α（μg/L） IL-6（ng/L） IL-10（ng/L）治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后对照组 38 17.6±2.3 7.8±1.3a 118.6±21.5 32.4±5.6a 34.5±4.7 18.2±3.1a研究组 38 17.8±2.1 5.2±1.1a 123.5±23.6 21.6±4.6a 35.1±4.5 12.4±2.5a t值 0.396 9.420 0.945 9.184 0.569 8.978 P值 0.701 ＜0.001 0.348 ＜0.001 0.571 ＜0.001

2.3 心肺功能指标 两组治疗前心脏指数、心肌肌钙蛋白I、D-二聚体、氧合指数比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；治疗后研究组心脏指数高于本组治疗前，D-二聚体低于本组治疗前，差异有统计学意义（P＜0.05）；两组治疗后氧合指数分别高于本组治疗前，心肌肌钙蛋白I分别低于本组治疗前，且研究组治疗后心脏指数、氧合指数高于对照组，心肌肌钙蛋白I、D-二聚体低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 两组治疗前后心肺功能指标比较（±s）Table 3 Comparison of indexes of cardiopulmonary function between the two groups before and after treatment

表3 两组治疗前后心肺功能指标比较（±s）Table 3 Comparison of indexes of cardiopulmonary function between the two groups before and after treatment

注：a表示与本组治疗前比较，P＜0.05

组别 例数 心脏指数〔L·min-1·（m2）-1〕 心肌肌钙蛋白I（μg/L） D-二聚体（mg/L） 氧合指数（mm Hg）治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后对照组 38 3.1±0.2 3.3±0.2 5.5±0.7 2.4±0.5a 2.4±0.3 2.3±0.3 123.4±18.2 232.4±24.8a研究组 38 3.2±0.3 3.9±0.3a 5.4±0.8 1.6±0.4a 2.5±0.3 1.3±0.2a 120.1±23.5 314.5±32.4a t值 0.645 10.909 0.578 7.619 1.587 18.182 0.648 12.404 P值 0.521 ＜0.001 0.565 ＜0.001 0.117 ＜0.001 0.519 ＜0.001

2.4 治疗时间、并发症发生情况、撤机情况及预后 两组ICU获得性衰弱发生率、撤机失败率比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；研究组机械通气时间、ICU住院时间、总住院时间短于对照组，呼吸机相关性肺炎、气管切开发生率及住院期间死亡率低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表4 两组治疗时间、并发症发生情况、撤机情况及预后比较Table 4 Comparison of treatment time, complications, weaning situation and prognosis between the two groups

3 讨论

相关研究证实，急性炎症病理损伤是脓毒症发展为脓毒症休克和全身多器官功能衰竭的重要病理机制［9］，脓毒症早期在各种致病因素的作用下，可激活大量炎症细胞，导致促炎反应和抗炎反应相互作用，产生大量炎症因子如TNF-α、IL-6、IL-10、趋化因子、血栓素及前列腺素等，诱发全身炎症病理损伤和毛细血管内皮细胞损伤，引起毛细血管通透性增加，从而导致全身性水肿和大量胸腹腔积液。而持续性的全身性水肿和大量胸腹腔积液可引起低血压、低氧血症和微循环障碍，全身器官的持续低灌注状态可引起器官功能障碍，最终导致呼吸循环衰竭［10］。由于脓毒症的全身炎症病理损伤常引起心肺功能障碍，因此对于脓毒症患者，在控制感染的同时给予其早期分阶梯心肺康复治疗以加快心肺功能恢复对于缩短机械通气时间和降低呼吸机相关并发症发生风险具有十分重要的意义。本研究结果显示，两组治疗后TNF-α、IL-6、IL-10分别低于本组治疗前，且研究组治疗后TNF-α、IL-6、IL-10低于对照组。其可能机制考虑为：炎症病理损伤和细胞免疫功能紊乱是脓毒症患者预后不良的重要影响因素，早期分阶梯心肺康复治疗可改善脓毒症患者微循环和组织灌注，清除氧自由基及抑制炎症因子释放，提高自然杀伤细胞和B淋巴细胞的数量及活性，抑制炎症因子释放，特别是TNF-α、IL-6以及IL-10的过度释放，降低炎症病理损伤和氧化应激损伤，从而改善患者的免疫功能和心肺功能，促进患者康复。

心肌细胞结构和功能损伤是由炎症因子作用所致，心肌肌钙蛋白I被认为是最敏感的特异性心肌损伤标志物，可以评估脓毒症患者的心肌损伤程度，且大多数脓毒症患者伴有心肌肌钙蛋白I和D-二聚体升高。心脏指数和氧合指数也是评价患者心肺功能的关键指标。本研究结果显示，治疗后研究组心脏指数高于本组治疗前，D-二聚体低于本组治疗前；两组治疗后氧合指数分别高于本组治疗前，心肌肌钙蛋白I分别低于本组治疗前，且研究组治疗后心脏指数、氧合指数高于对照组，心肌肌钙蛋白I、D-二聚体低于对照组。其可能原因为：脓毒症患者的全身炎症反应和氧化应激损伤可直接损伤患者的心肌细胞，而早期分阶梯心肺康复治疗可以促进脓毒症患者IL-8的释放，并且抑制炎症因子TNF-α、IL-6以及IL-10释放，清除氧自由基，从而减轻全身炎症反应和氧化应激对心肌细胞造成的损伤，明显降低患者心肌肌钙蛋白I表达水平；同时早期分阶梯心肺康复治疗可以直接抑制脓毒症患者凝血系统活化，阻断细胞因子和炎症递质瀑布效应引起的凝血系统活化，降低D-二聚体水平，减轻全身器官的低灌注状态，改善患者微循环和组织供氧，从而提高患者心脏指数和氧合指数，促进心肺功能的恢复［11］。

由于脓毒症常并发呼吸循环衰竭，常需要进行机械通气辅助呼吸以保证机体供氧，并在此基础上进行抗感染、改善微循环等治疗，但机械通气存在一定弊端，如随着机械通气时间延长，呼吸机相关性肺炎等并发症发生率上升，严重影响脓毒症患者的生存质量，也极大地延长了患者的住院时间和增加了住院费用［12］。此外，危重症患者由于合并多器官功能损伤，治疗效果差，死亡率高，预后差，容易被认为没有进行康复治疗的必要［13］。然而，近年来研究认为，在重症疾病的早期进行心肺康复治疗，对于改善患者心肺功能、降低呼吸机相关并发症发生风险以及改善预后有重要意义［14］。本研究结果显示，研究组机械通气时间、ICU住院时间、总住院时间短于对照组，呼吸机相关性肺炎、气管切开发生率及住院期间死亡率低于对照组。主要机制考虑为：（1）早期分阶梯心肺康复治疗降低了脓毒症患者呼吸机相关性肺炎等并发症的发生率，对患者预后有改善作用。（2）早期分阶梯心肺康复治疗能增加患者四肢和呼吸肌肌力，改善患者咳嗽排痰能力，有利于患者维持呼吸功能和肺部感染的控制。（3）早期分阶梯心肺康复治疗能促进患者心理健康，增强患者战胜疾病的信心，有利于早期康复［15］。

综上所述，早期分阶梯心肺康复治疗可明显降低脓毒症机械通气患者血清炎症因子水平，改善患者心肺功能，缩短住院时间，减少呼吸机相关性肺炎等并发症发生风险及住院期间死亡风险，改善患者预后，值得临床推广应用。但本研究为小样本量、单中心研究，未来需大样本量、多中心、前瞻性研究进一步验证本研究结论。

作者贡献：林志星进行文章的构思与设计、论文撰写与修订；韩亮、王珊珊进行研究的实施与可行性分析；钟昌会、庄亚萍、林成寿进行资料收集、整理；林成寿进行统计学处理；王珊珊负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责、监督管理。

本文无利益冲突。