床上脚踏车运动在ICU机械通气患者中应用的研究进展

潘琪妮 黄惠桥 张桂宁 李宏 陶品月

(广西医科大学第二附属医院，广西 南宁 530007)

随着医疗技术的快速发展及先进医疗设备的应用，ICU的患者的救治率明显上升[1-2]。机械通气是危重患者生命支持的重要手段，在治疗中起到极其重要的作用[3-4]，但其伴随的并发症也呈增高趋势，其中较为常见的就是ICU获得性衰弱，其主要临床表现是危重患者的肢体无力和肌肉萎缩[5]。研究表明，在开始机械通气后的几小时内患者可能会出现肌肉无力，行机械通气 3～7 d内清醒的患者ICU获得性衰弱发生率为26%～65%[6-9]，超过7 d的发生率28%～100%[10]。ICU获得性衰弱延长了患者的住院时间，增加患者的病死率。虽然ICU获得性衰弱的病因诸多，但ICU患者的早期康复可以降低肢体无力和肌肉萎缩的发生率[11]。床上脚踏车(In-bed cycling，IBC)是一种下肢主动和被动活动训练器，可以在机械通气状态下给重症患者实施早期活动。多项研究[12-15]证实IBC运动可以减缓肌肉萎缩、改善肌力、减少因卧床而引起的并发症，对机械通气的患者起到积极的治疗效果。本文就IBC运动的应用现状及安全性、可行性研究进行综述,为IBC运动在ICU 机械通气患者的深入开展提供参考。

1 IBC运动介绍

康复机械运动于20 世纪70 年代中期得到了欧美等国家的普遍重视，并随之逐渐发展起来。通过采用不同的结构形式、康复方式为肢体残障者提供康复训练。下肢被动训练器最先由运动康复设备专业生产厂家 Rimec 公司研制的名为 Fisiotek 的下肢被动运动训练器[16-17]，该训练器在滑块的往复运动中来带动人体下肢的屈伸运动，可以有效地活动下肢，随后根据国内外专家的研究改良，IBC运动器械逐渐得到认可。IBC运动可以分为主动训练模式和功能性电刺激训练模式，前者为意识清醒的患者主动进行脚踏车训练；后者对象为镇静状态或者配合不佳的患者[16]。在电流刺激下诱发仪器通过固定运转带动患者的蹬腿运动进行被动锻炼，有效地活动下肢膝关节、髋关节，减缓肌肉萎缩及改善肌力等[18]。IBC运动的操作：调整好床头的高度并放平床尾，将患者两双下肢分开处于功能位，IBC妥善固定放置双下肢之间，固定底板调整踏板高度，用治疗巾包裹患者双小腿至双足部分，将患者双下肢至于脚踏车专用的固定支架上，用绑带妥善固定双下肢，使患者静止时髋关节和膝关节的弯曲度达到90°，按选定脚踏车运动的模式、强度及时间开始活动。

2 IBC运动在ICU 机械通气患者中的应用研究

2.1IBC运动对ICU 机械通气患者的ICU获得性衰弱发生率的影响 危重症患者入住ICU后的前10 d容易出现ICU获得性衰弱，约失去17.7%的股直肌横截面积[19]。这种肌肉萎缩与危重患者的功能独立性下降和死亡率增加有关[20-22]。因此，在ICU治疗及护理中，医护人员应注意防止ICU获得性衰弱的发生。Li等[23]探讨IBC结合上肢被动关节活动在重症监护病房患者中的应用。将107例接受机械通气治疗的急性肾衰患者随机分为干预组和对照组，对照组患者接受常规重症治疗，干预组采用IBC运动结合上肢被动关节活动。结果显示，干预组机械通气时间、ICU住院时间以及ICU获得性虚弱发生率明显低于对照组(P<0.05)；在Barthel指数评分中，IBC组明显高于对照组(P<0.05)。Hickmann[13]对感染性休克的患者随机分为对照组和脚踏车运动组，活动第1天和第7天进行骨骼肌活检，结果显示：运动使肌纤维横截面积(μm2)得以保留:对照组为-(25.8±21.6)%，干预组为(12.4±22.5)%；P=0.005，提示感染性休克第1周的早期IBC治疗是安全的，并且保留了肌纤维横截面积。国内学者季建红等[24]探讨IBC运动前后患者的肌肉萎缩、肌力情况，结果显示，IBC运动在重症患者下肢康复运动中对延缓或阻止重症患者下肢肌肉萎缩和肌力下降效果明显，有利于患者早期下床行走。朱庆捷等[25]探讨IBC运动预防重症患者ICU 获得性衰弱的应用效果，结果显示试验组的ICU 获得性衰弱的发生率低于对照组(P<0.05) 。孙云平等[26]研究证实，床上脚踏车运动可锻炼患者的踝关节、膝关节及髋关节，维持关节正常的活动范围，预防足下垂。

然而，也有学者研究显示IBC运动组不能减少危重成人的肌肉损耗。Nickels等[27]在三级ICU进行了一项单中心、两组、随机对照试验，将至少纳入的机械通气 48 h的危重患者随机分成2组，常规物理疗组和IBC运动组，IBC组每天进行30 min的卧床自行车训练。结果显示，在第10天RFCSA的肌肉萎缩方面，2组之间没有显著差异(平均差异3.4，95%，CI6.9%～13.6%；P=0.52)，次要结果(P=0.11～0.95)。结论显示，IBC运动不会减少危重成人的肌肉损耗。Fossat[14]探讨IBC运动加股四头肌电刺激加标准化早期康复是否能提高ICU出院时的肌力。将患者随机分为2组：早期卧床腿部自行车加股四头肌电刺激加标准化早期康复(n=159)和单纯标准化早期康复(常规护理)(n=155)。结果显示在标准化的早期康复计划中增加床上脚踏车运动和股四头肌电刺激并不能改善出院时患者的整体肌力。因此，IBC运动能否改善ICU患者的肌力的研究仍存在不同的研究结果，需要进一步探讨和高质量的研究验证。

2.2IBC运动降低ICU 机械通气患者谵妄发生率 ICU 谵妄是ICU 机械通气患者中发病率较高的一组综合征，发病率高达50%～80%[15]，增加患者住院时间及医疗费用[28]。有研究[29]表明，谵妄的发生与大脑胆碱能活动缺乏密切相关，胆碱能通路参与大脑认知功能、记忆力及注意力等的调节。同时有研究[30]表明，康复运动有助于患者认知、定向力、注意力的恢复，减少谵妄发生率和持续时间。IBC运动作为一种有氧运动康复方式，已被众多学者用于对ICU 机械通气患者谵妄发生率的影响研究。窦英茹等[15]将IBC运动应用于EICU 机械通气患者，探究其对谵妄发生率的影响，结果显示IBC可以降低 ICU 或 EICU 机械通气患者谵妄发生率，延长谵妄首次发生时间，缩短谵妄持续时间及机械通气时间，值得临床推广应用。但是目前临床实践现状，对床上脚踏车运动的时间、强度、频率的设定等仍未有循证依据，有必要开展下一步研究对比分析不同的参数设置的脚踏车运动对ICU患者谵妄发生率的影响。

2.3IBC运动对ICU 机械通气患者的心排血量的影响 通常锻炼的目的是增加或保持肌肉力量和心血管功能。在运动生理学中，心输出量已被证明从静止到最大努力呈线性增加，是反映运动强度的主要反应之一[31]。因此，评估运动强度的一种方法是测量心血管参数和肌肉氧合。理论上，运动强度越高，心输出量和最大摄氧量随肌肉耗氧量增加而增加的幅度就越大[32]。因此，越来越多学者研究IBC运动对ICU 机械通气患者的心排血量的影响。Medrinal[33]进行的一项随机、单盲、安慰剂对照交叉试验评估IBC对ICU 机械通气患者心输出量的影响，用心脏多普勒超声记录心输出量,次要评估右心功能、肺动脉和全身动脉在运动时的压力，以及股外侧肌微循环。结果表明IBC是增加心排血量的运动，平均增加1 L/min(15%)，同时出现了肌肉摄氧量的增加，表明发生了肌肉活动，得出结论为IBC运动是增加心输出量并产生足够强度的肌肉锻炼的运动。苏艳红等[34]探讨早期IBC运动对ICU机械通气患者心肺功能的影响，结果显示IBC运动可改善ICU患者的心肺功能。李聪艳等[35]将IBC运动作用于慢性阻塞性肺疾病机械通气患者，探讨对其核心肌群及心功能的影响，IBC运动试验组的B型脑钠肽(BNP)、肌钙蛋白值(cTnT)均低于对照组(P<0.05)，说明IBC运动可通过降低BNP、cTnT水平，从而改善患者的核心肌群肌力及心功能。因此，现有研究均表明IBC运动可提高ICU 机械通气患者的心排血量，从而改善心功能。

2.4IBC运动改善ICU 机械通气患者的胃肠功能 胃肠功能障碍在ICU患者中发生率高达62%，尤其是机械通气的危重症患者[36]，与ICU患者的预后密切相关[37-38]。有研究[39]表明，IBC运动能改善ICU患者的近期功能恢复、增加肠蠕动。季建红等[40]将IBC运动运用在ICU腹部术后患者加速康复中的研究，观察组机械通气时间、ICU住院时间显著短于对照组，且患者出院时下肢肌力、床边坐立例数高于对照组，证实了脚踏车运动可改善患者肺功能和下肢运动功能，促进患者康复。同时，于婷婷等[41]将 102例重症患者随机分为对照组和脚踏车运动组，脚踏车运动组进行2次/d的脚踏车运动训练、每次20 min；结果显示，在治疗的第7天，脚踏车运动组的腹泻、胃潴留发生率、肠内营养剂量的增加较对照组的有显著差异(P<0.05)，证明了IBC运动能改善ICU 机械通气患者的胃肠功能。这可能是运动促进了腹腔内的血液循环，从而改善胃肠道的血液灌注，同时增加消化液的分泌，促进胃肠道的吸收和消化，加速肠蠕动[41]，但是IBC运动改善ICU 机械通气患者的作用与机制仍需要进一步研究。

3 IBC运动的安全性和可行性研究

重症康复指南[42]发表后，美国、英国、澳大利亚、瑞士及加拿大等国家均在ICU病房开展了多项中心随机对照的IBC试验[43-46]。主要探究IBC试验运动在ICU患者中的安全性和可行性。Ringdal等[47]对11例ICU IBC受试者进行访谈，了解他们在ICU的危重疾病和积极动员期间的经历，检查IBC是否安全可行。患者认为，参与IBC可促使他们在ICU早期康复，恢复良好的健康水平。在这项小型研究中，IBC在2个参与的ICU是安全可行的。Kho等[48]对688例患者实行IBC干预，181例(26%)共接受了541次脚踏车循环治疗，仅有1例发生了安全事件，事件发生率为0.2%，证实IBC是安全的，但仍需要进一步研究早期IBC的潜在益处。Thelandersson[12]和Sommers等[49]的研究中对危重患者运动前后的生命体征进行比较，结果显示未见显著变化， 提示 IBC 运动对患者的生命体征和生理状况无明显影响。Zheng等[50]开展的前瞻性队列试验，将血流动力学稳定的3～7岁且PCCU住院时间超过24 h的患儿进行脚踏车运动试验，结果表明，床上骑自行车可以增强体力活动，对患儿是安全性可行的。综上所述，IBC 运动在医护人员密切监测下应用于ICU 机械通气的患者是安全可行的。

4 小结

目前，IBC应用于ICU机械通气患者研究较多，多为单中心、小样本试验。研究集中在ICU获得性衰弱、ICU谵妄发生率、骨骼肌活动效果、活动肌力、心功能状况以及胃肠功能等方面，均取得较好效果，但现有研究显示IBC对重症患者下肢肌力的影响仍存在争议；多项研究结果显示在ICU机械通气患者中开展IBC是安全、可行的，但目前国内尚未有统一的规范和指南指导工作人员对ICU 机械通气患者实施IBC临床实践，缺乏循证依据；IBC在重症患者中实施的模式选择、时机、强度、频率的设定等仍未有统一的循证报道。针对以上问题，未来还需进一步开展的研究方向为：(1)需要开展大样本量、多中心、高质量的研究验证IBC在ICU 机械通气患者中应用研究及运动变化中的机体代谢变化机制研究。(2)有必要开展下一步研究对比分析，在IBC模式选择、运动时机、强度、频率的不同参数设置对重症患者的影响，为临床工作人员进行临床实践提供参考依据。(3)制定统一的IBC规范和指南指导临床工作人员进行临床实践。以期让IBC在ICU 机械通气患者中发挥积极的康复作用，改善患者临床结局，提高临床治疗质量。