ICU机械通气患者早期运动干预研究进展

耿梦雅，陈美华，苏思敏，徐 骅，罗莹莹 综述；万和芝 审校

（广州市海珠区第一人民医院，广东 广州510020）

随着我国危重医学的深入发展，机械通气作为ICU生命支持的重要手段之一，已被广泛应用于临床。多项研究证实，ICU机械通气的长期卧床患者会出现骨骼肌萎缩和无力的现象，从而导致患者机械通气及住院时间的延长[1-3]。为解决这一难题，20世纪70年代，研究者提出针对机械通气患者进行运动干预的理念[4]；后来，研究者越来越意识到早期运动干预的重要性，并对早期运动干预在机械通气患者应用中的可行性、呼吸机相关性并发症、不良心理状态的发生、机械通气时间、ICU住院天数、总住院天数及安全管理等方面进行了研究，并取得了一定的研究成果，笔者将其综述如下。

1 相关理论依据

1.1 机械通气与骨骼肌的萎缩和无力 ICU危重患者因受到长期卧床及机械通气的影响，骨骼肌及膈肌的结构和功能发生改变，从而引起机械通气患者撤机困难[5]。长期以来，临床上一直认为卧床休息是ICU机械通气患者治疗的必要措施，有时甚至为减轻机械通气患者因应激和各种痛苦导致的不适，而采用镇静、镇痛治疗，导致缺乏骨骼肌锻炼成为了ICU机械通气患者的共同特点[6]。在国外1项成年人健康志愿者的研究中，志愿者卧床休息28 d，其小腿重量减少0.4 kg，腿部肌肉伸展力度下降23%；类似的研究在健康老年志愿者中展开，也显示了同样结果[7]。因此，长期不活动可使患者肌蛋白和纤维蛋白合成减少，骨骼肌纤维的面积每天下降2%～4%[8]，使得骨骼肌无力，影响患者的康复。

1.2 机械通气与膈肌无力 膈肌是人体最主要的呼吸肌，在平静呼吸中，膈肌的作用占呼吸肌的2/3以上，是与人体生命息息相关的重要骨骼肌。膈肌的持续节律性主动活动的特性，使它更容易因为废用或被动缩短而受到损害。越来越多的证据显示机械通气能导致膈肌纤维超微结构和功能的改变，从而引起膈肌萎缩和无力[9-10]。尤其是在控制性机械通气模式下(controlled mechanical ventilation，CMV),导致一种快速发作性膈肌萎缩，此时膈肌因反复的肺膨胀，而被动缩短导致损伤。并随着连续机械通气时间的延长，机械通气过程中的氧化应激会更加促进膈肌萎缩和收缩功能障碍。

2 研究进展

2.1 运动起始时间 Morris PE等[11]提出的“早期运动”即为机械通气后的5～11 d；Bailey等[12]则定义为机械通气＞4 d；Burtin C等[13]认为，应选择在ICU机械通气后1～2 d开始运动。国内的研究中，“早期运动”的概念一般被界定为机械通气后≥24～72 h[14-15]。到目前为止，“早期运动”的运动时间尚无具体定论，但笔者认为“早期运动”的时间概念应以病情稳定后越早开展越好，而对于具体时间的确定可不必太过苛求。

2.2 运动方案 目前，国际认可的机械通气患者早期运动治疗方案为四步运动锻炼方案[16]。包括：（1）一级运动。适用于意识障碍患者，翻身1次/2 h；给予四肢被动运动，3次/d，每次10～15 min。（2）二级运动。适用于意识清醒患者，除翻身外，患者维持多功能监护床心脏椅位或端坐位20 min,每日3次，另辅以主动抗阻运动,双臂垂直举高，双手握紧1 kg握力圈10次以上。（3）三级运动。适用于上肢肌力3级以上患者，要求除按二级的运动方式外，患者坐于床沿，另辅以主动抗阻运动，双脚能踢到垂直高于足40 cm的皮球10次以上。（4）四级运动。适用于下肢肌力3级以上患者，要求除按三级的运动方式外，患者床边站立或坐在轮椅上，每日保持坐位至少20 min。运动必须安排在白天和20：00以前，以符合正常生理作息时间。

2.3 运动对象 ICU机械通气患者一般都是危重症，对其开展运动治疗时，应充分考虑病情，根据病情确定运动开始的时间、运动幅度与运动量的大小。运动开始前，首先判断患者的意识是否清醒，然后根据患者运动反应情况分层级进行管理。原则上昏迷的患者应进行一级运动；经口管气管插管、气管切开的患者应进行一至二级的运动；意识清醒的患者适宜二、三、四级运动方式。

2.4 干预现状

2.4.1 干预的可行性 越来越多的证据表明，对ICU机械通气患者实施运动干预是可行、安全和有益的。Bailey等[12]对103例呼吸衰竭机械通气（＞4 d）患者进行了1项实验设计,其设计主要包括3个活动:坐在床上、坐在椅子上和下床走动。结果103例患者共进行了1 449个运动活动。活动期间仅有＜1%的相关不良事件发生,包括跌倒导致膝盖受伤、胃管拔除、收缩压＞200 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）、舒张压＜90 mmHg、血饱和度＜80%，但无1例自拔气管插管事件。另外，Morris等[11]对ICU机械通气48 h内的330例运动治疗患者，进行了随机对照实验，结果两组在呼吸机相关性并发症及不良事件发生率方面均无差异。再次证实运动治疗是安全、可靠的。

2.4.2 干预效果 大量研究证实，早期开展运动治疗可明显缩短患者机械通气时间，改善患者的呼吸状态，降低呼吸机相关性肺炎的发生率，减少ICU入住时间[4，17-18]。Schweickert等[19]对104例ICU机械通气1.5～7.4 d的患者进行研究，研究中观察组患者不仅在机械通气早期进行运动治疗，同时还将早期运动治疗与镇静唤醒相结合，对患者实施呼吸肌锻炼，而对照组则按常规运动治疗起始时间（机械通气2周左右）与方法进行锻炼。两组患者在ICU住院时间（5.9～7.9 d，P=0.08），总住院时间（13.5～12.9 d，P= 0.93）和死亡率（18%～25%，P=0.53）方面差异无统计学意义；然而，在出院回家率（观察组43%，对照组24%）、机械通气时间方面差异有统计学意义。因而证实了早期对机械通气患者进行运动治疗并结合镇静唤醒呼吸肌锻炼，可缩短机械通气时间，提高出院率，改善患者生活质量。对此，国内的研究者李丽霞[14]、陆晓燕[20]、胡细玲等[21]研究结果与其大致相符。此外，在早期运动干预对ICU机械通气患者不良心理状态方面的研究中，胡惠娟等[22]对40例COPD机械通气患者进行了研究，结果显示运动干预对患者的恐惧、焦虑、孤独、紧张、抑郁、不安全感等均有明显改善效果，患者配合治疗的程度也明显提高。

2.4.3 干预的安全管理

2.4.3.1 安全管理原则 根据 《2003危重患者运动指南》[23]建议，运动治疗安全管理的原则主要包括以下5方面。（1）心率与血压：危重患者运动时，心率的安全范围是患者最大心率的50%～60%，最大心率= 220-患者年龄；在危重患者运动或肢体被动运动时，血压可增加10%，超过20%建议停止运动。（2）氧合指数:氧合指数正常值为400～500 mmHg,＞300 mmHg时可以进行运动疗法，氧合指数200～300 mmHg表明呼吸储备处于临界值；氧合指数＜200表明没有任何呼吸储备能力,不能运动。（3）血氧饱和度（SpO2）: SpO2＞90%是允许患者运动的安全底限。如果患者运动时SpO2低于安全底限,运动的强度应调整降低,同时提高氧气的供给。如果这些措施不能快速提高SpO2，应该立即停止运动治疗。（4）血常规：氧含量与血红蛋白水平成正比，血小板计数降低容易出现运动后微血管损伤和出血，运动前要加以评估血常规。（5）血糖：运动会增加高血糖和低血糖的风险，由此也会引起患者意识水平的改变和危险增加，所以，运动前要了解患者的血糖水平[18，24]。

2.4.3.2 安全管理办法 目前，国内的相关文献报道中，并未对ICU机械通气患者运动干预治疗的安全管理做系统化的研究。国外的研究者Korupolu R等[25]在其研究中提出，为ICU机械通气患者开展运动治疗前，除应按照安全管理原则密切观察病情外，还应签署相关的运动治疗协议书。并在每次运动干预前，采用其自制安全筛查评估表评估患者安全，评估量表包括神经系统安全标准、心血管系统安全标准及呼吸系统安全标准。其中，神经系统安全评估的主要内容包括：意识情况、镇静程度评估表（Richmond Agitation Sedation Scale，RASS）评分，镇静的患者可考虑镇静中断或其他的被动治疗，RASS评分需在+1～-2内。呼吸系统安全评估标准内容包括：患者的PEEP、FiO2、SpO2和呼吸次数,当PEEP≥10 cmH2O或/和FiO2≥0.60；SpO2≤90%；R＞35次/min时，不能进行运动治疗。心血管系统的安全评估内容是：判断患者是否存在下列任何条件，如心肌缺血、新发心律失常、收缩压＞200 mmHg或＜90 mmHg、舒张压＞110 mmHg或＜65 mmHg、心率＞130 mmHg或＜30 mmHg、2 h内服用过血管活性药、静脉血栓形成，如存在上述情况需在运动前咨询医生。Korupolu R在评估表设计的过程中，为保障评估表的精准性，每次运动治疗前后都要充分获取患者镇静状态下、谵妄期和不运动或早期运动治疗时的经验感受，并在运动干预前通过安全筛查评估表认真评估患者的意识、生命体征、血气分析及呼吸功能参数等指标，最终判断患者是否适合当日的运动干预，为患者早期康复提供安全指南。此方法值得我国护理工作者的学习与借鉴。

3 展望

综上所述，对ICU机械通气患者实施早期运动干预，是促进其神经肌肉功能障碍改善的有效方法，能有效降低呼吸机相关并发症的发生率，减少机械通气时间、ICU住院天数和总住院天数，其干预的可行性、安全性已逐步得到证实。但早期运动在临床应用仍是一个复杂的治疗过程，实施中必需保障好患者的安全。为机械通气患者进行运动治疗需要各学科专家合作，设计适应不同个体的运动治疗方案，并取得护士、物理治疗师、技师/助理、呼吸治疗师等的共同协作[26-27]。因而，想要成功地实施运动治疗方案，还需要解决相应的困难。包括：（1）得到医院管理部门、ICU主任、护理部主任、理疗科主任等相关科室领导的支持，并获取必备的仪器设备。（2）组建专业多学科小组（如危重病急救医学、护理、呼吸治疗、物理医学与康复），不断识别障碍，解决碰到的问题，如人力的耗费、影响患者休息造成疲惫[27]、关于每日运动筛查工具的研究缺乏的问题。

[1]Stevens R D,Marshall S A,Cornblath D R,et al.A Framework for Diagnosing and Classifying Intensive Care Unitacquired Weakness[J].Crit Care Med,2009,37(10 Suppl): 299-308.

[2]Ali N A,O’Brien J M Jr,Hoffmann S P,et al.Acquired Weakness,Handgrip Strength,And Mortality In Critically Ill Patients[J].Am J Respir Care Med,2008,178(3):261-268.

[3]Sharshar T,Bastuji-Garin S,Stevens R D,et al.Groupe De Reflexion Et d’Etude Des Neuromyopathies En Reanimation.Presence and Severity of Intensive care Unit-Acquired Paresis at Time of Awakening are Associated with Increased Intensive care Unit and Hospital Mortality[J].Crit Care Med 2009,37(12):3047-3053.

[4]Burs J R,Jones F L.Early Ambulation of Patients Requiring Ventilatory Assistance[J].Chest,1975,68(4):608.

[5]Shanely R A,Zergeroglu M A,Lennon S L,et al．Mechanical Ventilation-Induced Diaphragmatic Atrophy is Associated with Oxidative Injury and Increased Proteolytic Activity[J]．Am J Respir Crit Care Med,2002,166(10)：1369-1374．

[6]Chiang L L,Wang L Y,Wu C P,et al.Effects of Physical Training on Functional Status in Patients with Prolonged Mechanical Ventilation[J].Phys Ther,2006,86(9):1271-1281.

[7]Paddon-Jones D,Sheffield-Moorem,Urban R J,et al.EssentialAminoAcid and CarbohydrateSupplementation Ameliorates Muscle Protein Loss in Humans During 28 Days Bedrest[J].J Clin Endocrinol Metab,2004,89(9):4351-4358.

[8]Derde S,Hermans G,Derese I,et al.Muscle Atrophy and Preferential Loss of Myosin in Prolonged Critically Ill Patients[J].Crit Care Med,2012,40(1):79-89.

[9]Powers S K,Kavazis A N,Levine S.Prolonged Mechanical Ventilation Alters Diaphragmatic Structure and Function[J]. Crit Care Med,2009,37(10 Suppl):347-353.

[10]Hudson M B,Smuder A J,Nelson W B,et al.Both High Level Pressure Support Ventilation and Controlled Mechanical Ventilation Induce Diaphragm Dysfunction and A-trophy[J].Crit Care Med,2012,40(4):1254-1260.

[11]Morris P E,Goad A,Thompson C,et al.Early Intensive Care Unit Mobility Therapy in the Treatment of Acute Respiratory Failure[J].Crit Care Med,2008,36(8):2238-2243.

[12]Bailey P,Thomsen G E,Spuhler V J,et al.Early Activity is Feasible and Safe in Respiratory Failure Patients[J].Crit Care Med,2007,35(1):139-145.

[13]Burtin C,Clerckx B,Robbeets C,et al.Early Exercise in Critically Ill Patients Enhances Short-Term Functional Recovery[J].Crit Care Med,2009,37(9):2499-2505.

[14]李丽霞.镇静唤醒联合早期功能锻炼在ICU机械通气患者中的应用[J].护理实践与研究,2013,10(15):21-22.

[15]张园园,冯洁惠.早期运动疗法在ICU机械通气患者中的应用[J].护理实验与研究,2013,10(8):34-36.

[16]Morris P E,Goad A,Thompson C,et al.Early Critical Care Unit Mobility Therapy in the Treatment of Acute Respiratory Failure[J].Crit Care Med,2008,36(8):2238-2243.

[17]Momndi A,Brummel N E,Ely E W．Sedation,Delirium and Mechanical Ventilation：The‘ABCDE’Approach[J]．Curr Opin Crit Care,2011,17(1)：43-49.

[18]徐建宁,冯洁惠,汪国建,等．运动疗法应用于慢性阻塞性肺疾病机械通气患者的效果分析[J]．中华护理杂志,2010, 45(8)：706-708.

[19]Schweickert W D,Pohlman M C,Pohlman A S,et al.Early Physical and Occupational Therapy in Mechanically Ventilated,Critically Ill Patients:A Randomised Controlledtrial [J].Lancet,2009,373(9678):1874-1882.

[20]陆晓燕,王玉宇.镇静唤醒联合早期功能锻炼的护理策略在ICU机械通气患者的应用[J].齐齐哈尔医学院学报, 2012,33(18):2566-2567.

[21]胡细玲,陈妙霞,凌 聪.早期渐进性活动训练促进重症监护病房机械通气患者神经肌肉功能恢复的效果观察[J].现代临床护理,2012,11(10)：17-19.

[22]胡惠娟,魏红云,刘秀容.早期活动干预对 COPD机械通气患者的心理影响[J].中国医学工程,2012,20(5):84-85.

[23]高春华,冯洁惠,尹慧芳.ICU机械通气患者早期运动方案的制订及安全管理[J].中华护理杂志,2012,47(9):810-812.

[24]Zafiropoulos B,Alison J,Mccarren B.Physiological Responses to the Early Mobilization of the Intubated,Ventilated Abdominal Surgery Patient[J].Australian Journal of Physiotherapy,2004,50(2):95-100.

[25]Korupolu R,Gifford J,Needham D.Early Mobilization of Critically Ill Patients:Reducing Neuromuscular Complications After Intensive Care[J].Contemp Crit Care,2009,6(9): 1-11.

[26]Needham D M,Korupolu R,Zanni J M,et al.Early Physical Medicine and Rehabilitation for Patients with Acute Respiratory Failure:A Quality Improvement Project[J]. Arch Phys Med Rehabil,2010,91(4):536-542.

[27]Needham D M,Korupolu R.Rehabilitation Quality Improvement in An Intensive Care Unit Setting:Implementation of a Quality Improvement Model[J].Top Stroke Rehab,2010,17(4):271-281.

[28]Deruisseau K C,Shanely R A,Akunuri N,et al.Diaphragm Unloading Via Controlled Mechanical Ventilation Alters the Gene Expression Profile[J].Am J Respir Crit Care Med, 2005,172(10):1267-1275.