吸气肌训练对脊髓损伤患者呼吸功能与肺功能影响的Meta分析

陈美珠，刘素蓉，吴浩，邓书华，张莉，董思凝

脊髓损伤(spinal cord injury，SCI)是指由于各种原因引起脊髓结构、功能的损害，造成损伤水平以下运动、感觉、自主神经功能等障碍[1]。患者肺功能显著下降并伴有不同程度的呼吸功能损坏[2]，引起如肺炎、肺不张、呼吸衰竭等严重并发症[3]，加重患者经济负担[4]。同时呼吸系统并发症也是SCI患者死亡的主要原因[5]。

吸气肌训练(inspiratory muscle training，IMT)是一种专门针对呼吸肌的力量训练，通过提高吸气肌力量，以改善患者呼吸功能。研究表明，IMT能有效改善慢性阻塞性肺疾病、哮喘、囊性纤维化等患者呼吸运动功能、减少呼吸系统并发症、增强日常活动能力、提高生活质量[6-8]。本研究拟采用Meta分析法系统评价IMT对SCI患者呼吸与肺功能的疗效，以期为临床实践提供循证依据。

1 资料与方法

1.1 选取标准 纳入标准：研究类型为随机对照试验(RCT)；研究对象为≥18岁脊髓损伤患者，不限制节段、急慢性患者；干预措施实验组采用吸气肌训练，对照组进行常规护理、常规康复治疗、安慰剂；结局指标为用力肺活量(FVC)、一秒用力呼气容积(FEV1)、最大自主通气(MVV)、吸气流速峰值(PIF)、最大吸气压(MIP)、最大呼气压(MEP)、Borg呼吸困难量表、并发症(肺不张、肺感染、呼吸衰竭)。排除标准：无法获取全文；重要数据缺失；重复发表文献。

1.2 文 献 检 索 于PubMed、Embase、Cochrane Library、Web of Science、中国知网(CNKI)、中国生物医学文献服务系统、万方数据库、维普数据库检索自建库至2023年2月公开发表的中英文文献，检索中文关键词包括：“脊髓损伤/脊髓裂伤/颈脊髓损伤/四肢截瘫/截瘫”“呼吸锻炼/吸气肌训练”等；英文检索词包括：“Breathing Exercises/inspiratory muscle training/Respiratory MuscleTraining/IMT/Resisted inspiratory training”“Spinal Cord Injuries/Quadriplegia/Paraplegia”等，采用主题词与自由词相结合的方式检索。

1.3 文献筛选与质量评价 将检索到的文献由2名研究者根据研究纳排标准独立进行文献筛选并使用Cochrane系统评价手册(5.1.0版)[9]独立进行偏倚风险评估，将筛选与评价结果交叉核对。若有歧义，交由第三方决议。

1.4 数据收集 2名研究者独立提取相关信息，包括第一作者、发表年份、国家、样本量、年龄、干预时长、干预方式、结局指标。如遇分歧，交由第三方决议。

1.5 统计学方法 使用Rev Man 5.4 软件进行Meta分析，定量资料采用均数差(mean difference，MD)与95%置信区间(confidenceinterval，CI)计算合并效应量。二分类变量采用风险比(risk ratio，RR)与95%CI表示合并效应量。研究间异质性，若P≥0.1且I2≤50%表示研究间具有同质性，采用固定效应模型分析，若P≤0.1且I2≥50%表示研究间存在异质性，采用随机效应模型分析。对异质性较大的指标(I2≥50%)进行敏感性分析以检验分析结果的稳定性，以漏斗图评估发表偏倚。

2 结果

2.1 文献检索结果及基本特征 初检获得文献646篇，其中英文571篇，中文75篇，经过筛选，剩余文献11篇，手动检索补充文献1篇[10]，总计纳入12篇[10-21]RCT，总样本量为523例患者。文献筛选流程图见图1，纳入文献基本特征，见表1。

图1 文献筛选流程图

表1 纳入文献基本特征表[n，(±s)]

注：①＝用力肺活量，②＝一秒用力呼气容积，③＝最大自主通气，④＝吸气流速峰值，⑤＝最大吸气压，⑥＝Borg量表评分，⑦＝并发症发生率(包括肺不张，肺感染，呼吸衰竭)。

年龄/岁 干预时长 干预措施 结局指标干预组 对照组 干预组 对照组Loveridge等1989[10] 加拿大 6/6 31±4.1 35±12 8周 吸气肌训练(阻力负荷)纳入研究 国家 样本量(实验组/对照组)常规护理 ⑤West等2014[11] 美国 5/6 30.5±2.2 27.9±2.8 6周 吸气肌训练(阈值负荷)安慰剂 ①②③④⑤Soumyashree等2020[12] 印度 15/15 29.0±12.6 34.4±13 4周 吸气肌训练(阈值负荷)呼吸练习 ⑤⑥Postma等2014[13] 美国 19/21 47.1±14.1 46.6±14.9 8周 吸气肌训练(阈值负荷)常规康复 ①②③⑤⑦Mueller等2013[14] 荷兰 9/8 35.2±12.7 41.6±17 8周 吸气肌训练(阻力负荷)安慰剂 ①②③⑤Liaw等2000[15] 中国 17/13 30.9±11.6 36.5±11.5 6周 吸气肌训练(阻力负荷)常规康复 ①②⑤⑥张美英2016[16] 中国 19/19 48.32±13.43 52.16±9.79 4周 吸气肌训练(阻力负荷)常规康复 ④⑤⑥⑦张美英等2020[17] 中国 33/33 47.3±12.9 51.9±11 4周 吸气肌训练(阻力负荷)腹式呼吸 ④⑤⑦李伊等2020[18] 中国 30/30 57.35±5.77 56.06±6.30 6周 吸气肌训练(阻力负荷)常规康复 ⑤李文涵等2022[19] 中国 42/41 46.22±5.17 45.86±5.75 30 d 吸气肌训练(阻力负荷)腹式呼吸 ①②③④⑤⑥⑦蒋孝翠等2021[20] 中国 30/30 51.77±11.02 48.03±11.79 4周 吸气肌训练(阻力负荷)一般呼吸训练 ④⑤黄文培2021[21] 中国 38/38 46.76±5.13 46.18±5.89 4周 吸气肌训练(阻力负荷)常规康复 ④⑤⑥⑦

2.2 纳入研究偏倚风险 纳入的12篇文献有10篇[10-16，18-20]描述了随机分配方法，3篇[10，12-13]描述了分配隐藏，仅2篇[11，14]对患者与试验人员实施了盲法，有6篇[11-15，18]对脱落失访情况进行了描述，纳入文献偏倚风险图，见图2。

图2 纳入文献偏倚风险图

2.3 Meta分析结果(见表2)

表2 吸气肌训练结局指标的异质性检验和Meta 分析

2.3.1 最大吸气压 共纳入12篇[10-21]文献，总计500例患者。纳入研究间存在异质性，随机效应模型显示，IMT组MIP优于对照组，两组差异有统计学意义(P＜0.001)。

2.3.2 吸 气 流 速 峰 值 共 纳 入6 篇[11，16-17，19-21]文献，总计333例患者。研究间存在异质性，随机效应模型显示，IMT组PIF优于对照组，差异有统计学意义(P＜0.000 1)。

2.3.3 最大呼气压 共纳入5篇[11-15]文献，总计108例患者。纳入研究间存在异质性，固定效应模型显示，两组差异无统计学意义(P＝0.15)。

2.3.4 用力肺活量 共纳入4篇[11，13，15，19]文献，总计147例患者。研究间异质性有统计学意义，采用随机效应模型，分析结果显示，两组差异无统计学意义(P＝0.12)。

2.3.5 一秒用力呼气容积 共纳入5篇[11，13-15，19]文献，总计164例患者。研究间存在异质性，随机效应模型结果显示，IMT组FEV1优于对照组，两组差异有统计学意义(P＝0.03)。

2.3.6 最大自主通气量 共纳入4篇[11，13-14，19]文献，总计144例患者。纳入研究间异质性无统计学意义，固定效应模型分析显示，IMT组MVV优于对照组，差异有统计学意义(P＜0.000 1)。

2.3.7 呼吸困难Borg评分 共纳入5篇[12，15-16，19，21]文献，总计244例患者。研究间存在异质性，随机效应模型分析显示，IMT组呼吸困难改善效果优于对照组，差异有统计学意义(P＜0.001)。

2.3.8 并发症 共纳 入5篇[13，16-17，19，21]文献，总计297例患者。研究间异质性无统计学意义，固定效应模型分析显示，IMT组并发症发生率低于对照组，差异有统计学意义(P＝0.006)。

2.4 敏感性分析 采用逐一剔除法对PIF、FVC、FEV1、呼吸困难Borg评分等指标进行敏感性分析。分别剔除Mueller等[14]与李文涵等[19]后FEV1结果发生逆转，提示该文献可能影响结果的稳定型；分别剔除李文涵等[19]、West等[11]文献后FVC结果发生逆转，提示该文献可能影响结果的稳定性。吸气流速峰值与呼吸困难Borg评分结果未发生改变，提示结果较稳定。

2.5 漏斗图分析 对纳入文献大于10篇的指标进行发表偏倚分析，结果提示漏斗图基本对称，提示不存在发表偏倚，见图3。

图3 最大吸气压发表偏倚漏斗图

3 讨论

本研究对吸气肌治疗脊髓损伤患者相关随机对照试验文献的检索，共筛选出12篇RCT，通过数据提取与效应量合并对文献进行分析。分析结果显示，吸气肌训练对吸气肌力量以及并发症差异有统计学意义，然而缺乏足够的证据对最大呼气压以及用力肺活量得出明确结论，提示吸气肌训练更偏向于影响吸气肌功能，而最大吸气压可能是改善呼吸肌力更好的指标。受纳入文献数量与质量的限制，此结论还需更多高质量、设计严谨的研究进一步论证。

吸气肌是指包括膈肌、肋间肌、腹直肌等帮助呼吸运动的肌肉，其中膈肌是最主要的吸气肌，是吸气肌力量化的标准[22]，其承担着70%的呼吸活动[23]，而SCI患者尤其是高位SCI患者常出现膈肌麻痹，并伴有相关肌肉痉挛，导致胸壁扩张受限，造成通气功能障碍[24]。此外，该类患者迷走神经活跃，支气管平滑肌收缩，致使患者咳嗽能力下降，排痰不畅[25]，由此进一步加重通气障碍。同时吸气肌麻痹常导致患者出现呼吸困难[26]，而最大吸气压低于正常值又将增加患者肺部感染的危险[27]。本研究纳入的文献干预方式包括抗阻训练(IRT)与压力阈值(RIMT)，通过在吸气过程中对患者施加负荷，可有效增加吸气肌的力量与耐力，增强呼吸运动与携氧能力，从根本上改善患者呼吸功能[28]，并且还能加速颈脊髓损伤患者膈神经交叉现象的进展，提高最大吸气压，减轻患者呼吸困难程度并降低患者肺部感染风险[29]。

最大吸气压力指标纳入文献最多，效应量最大，按照干预时长是否达到6周进行亚组分析，结果显示≥6周的干预[MD＝17.09，95%CI(13.70，20.49)]较6周以内的干预[MD＝14.93，95%CI(12.96，16.91)]效果更显著；按照阈值负荷与阻力负荷不同干预方式进行亚组分析显示，阈值负荷[MD＝21.84，95%CI(11.18，32.50)] 比 阻 力 负 荷[MD＝15.31，95%CI(13.58，17.04)]效果更好。以上分析提示吸气肌训练应推荐使用阈值压力装置进行干预，干预时间至少6周。

本研究的局限性在于纳入研究数量与总样本量较小，可能造成一定偏倚；部分纳入研究质量不高，如两项研究未交代随机分配方法，部分文献未对盲法进行描述等；未检索灰色文献，可能存在发表偏倚。未来可着眼于更高质量的研究，关注长期干预以及不同强度训练的效果。综上所述，吸气肌训练能促进SCI患者呼吸功能的改善与恢复，减少呼吸系统并发症，临床安全性高，具有推广价值。