体外膈肌起搏联合肺康复训练对脑卒中亚急性期患者肺功能和膈肌功能的影响

张会慧 杨 婷 俞长君 蒋庆新 朱 磊 高 政

南京医科大学附属南京医院（南京市第一医院），江苏 南京 210000

脑卒中是临床常见的脑神经功能障碍性疾病，发病急、进展快，且具有较高致残率和病死率的特点。脑卒中急性期过后，大部分患者会出现肢体运动功能障碍、言语功能障碍、认知知觉障碍等，需要长时间康复锻炼［1］。目前，对于脑卒中亚急性期患者康复治疗的研究热点，在运动、言语及认知功能障碍等方面关注较多。但有研究发现，脑卒中的损害不仅局限于运动、言语、认知障碍，还可导致呼吸肌力量下降、咳嗽效力减弱，严重影响患者的肺功能［2］。这不仅会增加患者肺部感染、肺不张的风险，还有可能导致卒中再发［3］。现阶段临床中运用较为广泛的肺康复训练方式为呼吸训练，但需要患者有较高的主观配合意识，因影响因素较多，肺功能改善的效果并不理想。体外膈肌起搏治疗是通过刺激体表膈神经促进膈肌运动，从而提高脑卒中患者的呼吸肌力，增强咳嗽效力，促进呼吸中枢神经功能恢复，进而改善肺通气［4］。然而，体外膈肌起搏治疗联合肺康复训练对改善亚急性脑卒中患者肺功能的疗效报道较少。鉴于此，本研究探索体外膈肌起搏联合肺康复训练对脑卒中亚急性期患者肺功能和膈肌功能的影响，以期为脑卒中患者的早期康复提供新思路。

1 对象与方法

1.1 研究对象纳入2021-08—2022-10 在南京医科大学附属南京医院治疗的80例脑卒中急性期患者为研究对象，采用随机数字表法分为实验组（40 例）和对照组（40例）。入组标准：（1）经询问病史及头颅CT检查确诊，符合脑卒中急性期的诊断标准［5］，且皆为首次发作；（2）年龄18～80 岁；（3）发病后均在医院诊治10 d 以上，且生命体征平稳；（4）接受呼吸康复训练时距起始发病时间有10～20 d；（5）对本研究知情同意，并签署知情同意书，并能且自愿配合康复评估和治疗；（6）生命体征平稳。排除标准：（1）气胸、肺结核、佩戴心脏起搏器及其他电生理刺激装置；（2）严重的心、肝、肾功能障碍；（3）严重的认知障碍、精神障碍；（4）恶性肿瘤；（5）肺原发性功能障碍。2 组患者的一般资料比较差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。所有入选患者均签署知情同意书，本研究已获得我院伦理委员会批准。

表1 2组患者一般资料比较Table 1 Comparison of general clinical data of the two groups of patients

1.2 方法

1.2.1干预措施：所有患者均接受常规康复锻炼包括肢体良肢位摆放、关节活动训练、偏瘫肢体综合训练、平衡训练、日常生活能力训练、物理因子治疗等。（1）对照组给予肺康复训练：患者坐位时，口唇紧闭，鼻子吸气至最大极限后，将口唇缩拢一次性呼出气体；卧位时，上腹部放置沙袋（患者承受范围之内），经鼻缓慢吸气至上腹部最大隆起，后将口唇缩拢一次性呼出气体使腹部下陷并收缩腹肌；有氧运动：以踩踏功率自行车的方式，患者充分热身后，按不同患者测试所得无氧阈值所对应的运动负荷进行有氧运动康复训练20 min，结束后继续缓慢塌车5 min，2 次/d，持续3 周。（2）本研究所使用的体外膈肌起搏器购于广州雪利昂生物科技有限公司。刺激位点包括两侧胸锁乳突肌外缘下1/3 处以及两侧锁骨中线与第二肋间隙交点处。根据装置说明书和患者实际情况调整相关参数。患者取仰卧位，床头抬高30°～60°，刺激电流强度起始强度为1 mA，实际刺激强度根据患者治疗时主观感受进行调节，直至患者不耐受终止。起搏次数根据患者实际呼吸频率的一半进行设置，刺激频率为40 Hz，1 次/d，治疗时间20 min/次，持续3周。

1.2.2 血清学指标检测：于治疗前和治疗3 周后，采集入组患者入院24 h 内空腹动脉血5 mL，使用动脉血气分析仪（北京博雅数码科技公司）检测患者动脉血氧分压（arterial partial oxygen pressure，PaO2）。

1.2.3 肺功能检测：于治疗前和治疗3周后，采用X1便携式肺功能检测仪（北京麦邦）测定患者的第1 秒用力呼气容积（forced expiratory volume in the first second，FEV1）、用力肺活量（forced vital capacity，FVC）、FEV1/FVC、峰值呼气流量（peak expiratory flow，PEF）、最大自主通气量（maximum autonomous ventilation，MVV）。测量时使用鼻夹，咬住吹嘴，进行吸气和呼气检测。重复3次，取平均值。

1.2.4 膈肌功能检测：于治疗前和治疗3 周后，使用超声诊断仪（深圳显融医疗科技有限公司）检测患者膈肌功能相关指标。检查时，患者处于仰卧自主呼吸姿势。在腋前线（或锁骨中线）和肋缘的交界处放置线性高频探头。探头向外和向下探测，以显示膈肌对合区的超声图像。在超声图像中分别测量患者的呼气末膈肌厚度、吸气末膈肌厚度。低频探头放置在腋前线（或锁骨中线）和肋缘的交界处。将探头移到冠状位，取膈肌头尾垂直轴移动，使测量线尽可能垂直于膈肌。患者在测量前呼吸稳定，当膈肌运动完全稳定且图像清晰时，测量数据。所有测量值均进行3次呼吸循并取其平均值。

1.3 统计学方法使用SPSS 23.0 统计软件进行数据分析。计量资料符合正态分布时，使用均数±标准差（±s）描述，并通过独立样本t 检验或配对t检验分析各组之间的差异；计数资料使用例（%）表示，组间比较使用χ2检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 治疗前后2 组患者肺功能指标的变化治疗3周后，实验组和对照组肺功能指标FEV1、FVC、FEV1/FVC、PEF、MVV、PaO2较治疗前均明显提高，且实验组高于对照组（均P＜0.05），见表2。

表2 2组患者治疗前后肺功能指标变化比较 （±s）Table 2 Comparison of changes of lung function indexes before and after treatment in the two groups （±s）

表2 2组患者治疗前后肺功能指标变化比较 （±s）Table 2 Comparison of changes of lung function indexes before and after treatment in the two groups （±s）

参数FEV1/L治疗前治疗后t/P值FVC/L治疗前治疗后t/P值FEV1/FVC/%治疗前治疗后t/P值PEF/（L/s）治疗前治疗后t/P值MVV/（L/min）治疗前治疗后t/P值PaO2/mmHg治疗前治疗后t/P值实验组（n=40）对照组（n=40）t值P值2.07±0.45 2.63±0.41 5.818，＜0.001 2.11±0.47 2.42±0.33 3.414，0.001 0.389 2.524 0.698 0.014 2.31±0.46 2.77±0.38 4.876，＜0.001 2.35±0.39 2.56±0.31 2.666，0.009 0.419 2.708 0.676 0.008 81.41±7.55 89.25±6.43 5.000，＜0.001 81.29±6.87 85.12±5.32 2.540，0.013 0.074 3.130 0.941 0.002 1.81±0.23 3.15±0.57 13.788，＜0.001 1.78±0.44 2.54±0.41 7.992，＜0.001 0.382 5.495 0.703＜0.001 61.78±7.49 78.69±5.69 11.370，＜0.001 60.25±6.59 69.43±6.31 5.928，＜0.001 0.970 6.226 0.335＜0.001 65.47±7.23 94.47±6.53 18.826，＜0.001 66.33±6.01 85.29±5.77 14.393，＜0.001 0.579 6.663 0.565＜0.001

2.2 治疗前后2组患者膈肌功能指标的变化治疗3 周后，实验组和对照组膈肌功能指标膈肌厚度、平静呼吸膈肌厚度、深呼吸膈肌厚度较治疗前均明显提升，且实验组高于对照组（均P＜0.05），见表3。

表3 治疗前后2组患者膈肌功能指标变化比较 （±s）Table 3 Comparison of diaphragmatic function indexes in the two groups before and after treatment （±s）

表3 治疗前后2组患者膈肌功能指标变化比较 （±s）Table 3 Comparison of diaphragmatic function indexes in the two groups before and after treatment （±s）

参数膈肌厚度/cm治疗前治疗后t/P值平静呼吸膈肌活动度/cm治疗前治疗后t/P值深呼吸膈肌活动度/cm治疗前治疗后t/P值实验组（n=40）对照组（n=40）t值P值0.19±0.05 0.25±0.03 6.508，＜0.001 0.20±0.02 0.22±0.01 5.657，＜0.001 1.174 6 0.244＜0.001 1.25±0.17 1.46±0.26 4.275，＜0.001 1.27±0.22 1.36±0.14 2.183，0.032 0.455 2.142 0.65 0.035 2.85±0.36 3.56±0.44 7.899，＜0.001 2.91±0.34 3.25±0.31 4.674，＜0.001 0.766 3.643 0.446＜0.001

3 讨论

脑卒中是常见脑血管疾病之一，国内年新发病例约240万，其中超过70%的患者因肢体、认知、器官功能障碍而生活不能自理，给个人、家庭及社会带来严重的医疗及经济负担［6］。脑卒中患者病情危重，不仅会引发患者肢体运动障碍，也可引起膈肌和腹肌功能障碍，导致呼吸肌力量减弱，胸廓顺应性下降［7］，进一步降低肺部有效通气量，致使患者肺炎、呼吸衰竭等疾病的风险增大，严重影响患者康复进程，增加致死、致残率［8］。原因如下：脑卒中患者的肌肉力量下降和肌肉张力异常，可能导致患者的体位和呼吸姿势异常，从而导致患者的胸廓活动度减少［9］。此外，卒中患者膈肌活动明显减少，尤其是左侧偏瘫患者。膈肌占呼吸肌功能的70%，肌力的明显下降可导致患者出现显著的限制性通气功能障碍，以及患者运动能力的显著下降，严重影响其康复过程［10］。因此，寻找有效的呼吸功能锻炼、恢复膈肌肌力，仍是临床工作的重心。

肺康复训练是改善膈肌损伤的有效措施，其主要练习形式为负荷腹式呼吸和呼吸肌训练。呼吸训练改善肺功能的作用机制尚未完全阐明，可能原因包括：（1）呼吸训练时可增强呼吸肌肌力、扩张胸廓，增加胸廓顺应性的同时，还可有效抑制肺组织弹性降低，最终极大改善肺通气功能［11］；（2）呼吸训练的同时，可有效促进机体静脉回心血流，增加肺组织通气换气，进而改善肺功能［12］。本研究显示通过负荷腹式呼吸训练、有氧运动形式的肺康复训练后，患者肺功能及组织氧和程度较治疗前均明显改善，且膈肌舒缩功能较治疗前明显提升，提示肺康复训练能有效改善患者的呼吸功能，并明显加强患者的膈肌呼吸功能。然而，目前通过单纯的肺康复训练来完全改善患者呼吸功能的疗效并不理想，主要原因肺康复训练是患者的主动过程，其要求患者具有较高自主性。此外，训练时间长，训练强度过于依赖患者的主观感受，在临床实践中难以准确控制［13］。因此，临床中亟需简单、易行且有效的措施来改善脑卒中患者呼吸功能。

体外膈肌起搏治疗通过体外对膈神经和腹部肌群进行适当的电刺激，进而引起膈肌收缩，使膈肌运动单位重新聚集，增加各类肌纤维运动能力及维持肌纤维比例，进而增强膈肌肌力、耐力，并形成近似生理、规律的腹式呼吸运动，最终提高患者呼吸功能［14］。研究显示［15］，体外膈肌起搏治疗可显著改善慢性阻塞性肺疾病患者的血氧饱和度以及长期的胸闷症状，并大大降低患者的肺部感染率。WIJKSTRA等［16］研究显示，体外膈肌起搏治疗可显著提升颈髓损伤患者的呼吸功能及膈肌功能。一项动物实验证实，膈神经被电生理刺激后，可显著增加机体的膈肌血液灌注，改善肌肉血液循环，增加膈肌肌蛋白合成能力，并可进一步逆转膈肌快肌纤维及慢肌纤维间的转换［17］。数据提示体外膈肌起搏治疗可显著改善膈肌功能及肺功能，但具体量化数据并不清楚，且与脑卒中亚急性期患者的关系并不明确。本研究通过体外膈肌起搏治疗联合基础肺康复训练后，患者肺功能和膈肌功能较治疗前均大幅度提升，且较单纯的肺康复训练，肺功能和膈肌改善更为显著。体外膈肌起搏治疗显著改善患者呼吸功能的具体机制尚未完全明确，推测其治疗可明显改善膈肌疲劳，使膈肌有规律收缩，增强膈肌肌力，防止膈肌失用性萎缩。随着患者膈肌活动度的不断增强，胸肺组织的顺应性进一步增强，最终提高患者肺通气效率和肺功能［18］。此外，体外膈肌起搏治疗是临床中一种被动性治疗措施，对患者的自主认知及肢体功能的要求较低，合格专业的治疗师可根据患者反应，精准完成对其治疗时间和强度的达标，同时其又是一种无创性治疗手段，且临床操作简便、并发症极少，患者极为容易接受，值得临床在此类患者中推广。

体外膈肌起搏治疗是一种安全无创、操作简单的呼吸肌训练方式，其联合肺康复训练可显著促进脑卒中亚急性期患者肺功能及膈肌功能的恢复，提高患者的心肺功能。