体外膈肌起搏对慢性阻塞性肺疾病急性期机械通气病人膈肌功能的影响

慢性阻塞性肺疾病急性期(acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD)病人气道炎症和气流受限加重，严重时并发呼吸衰竭和右心衰竭。AECOPD并发呼吸衰竭的病理生理机制之一是膈肌功能障碍，且一部分病人需行机械通气辅助治疗[1]。机械通气会影响膈肌功能，其障碍程度随着机械通气时间的延长而加重，称为呼吸机相关膈肌功能障碍 (ventilator induced diaphragmatic dysfunction,VIDD)[2]。VIDD严重影响机械通气时间、脱机成功率及死亡率[3-4]。体外膈肌起搏(external diaphragm pacer,EDP)通过体表低频脉冲电刺激膈神经，提高膈神经的兴奋性，增加膈肌收缩及膈肌活动度，提高肺泡有效通气量[5]。已有研究发现重度及极重度AECOPD病人急性加重期进行EDP，可以增加膈肌收缩力，减轻膈肌疲劳，改善病人呼吸困难程度[6]。本研究探讨AECOPD机械通气病人实施EDP对膈肌功能的影响，旨在为制定和完善肺康复方案提供依据。

1 对象与方法

1.1 对象 选择2018年11月—2019年5月入住我院重症监护室(ICU)的48例AECOPD机械通气病人为研究对象。纳入标准：符合慢性阻塞性肺疾病 (chronic obstructive pulmonary disease,COPD)全球倡议诊断标准[4]，临床诊断AECOPD，经口气管插管行机械通气，预计存活时间>5 d；血流动力学稳定，无严重心律失常，无须心脏辅助及血流动力学监测。排除标准：认知障碍或精神疾病、心脏起搏器植入者、恶性肿瘤或活动性肺结核病人、具有神经肌肉疾病的病人。剔除标准：机械通气5 d内死亡、放弃治疗或退出研究者。按住院时间将病人分为对照组(2018年11月—2019年2月)及观察组(2019年3月—2019年5月)各24例。两组病人均按照《2017 美国胸科学会(ATS)/欧洲危重病医学会(ESICM)/美国重症医学会(SCCM)临床实践指南：机械通气治疗成人呼吸窘迫综合征》《2019 GOLD慢性阻塞性肺疾病全球倡议：COPD诊断、治疗与预防全球策略》进行诊疗。两组病人机械通气使用同步间歇指令通气(SIMV)+压力支持模式(PSV)，根据病人身高、体重及病情需要，设定合适的呼吸频率、潮气量或压力支持水平目标。均给予支气管扩张药物、糖皮质激素、祛痰、抗感染、营养支持等治疗。在循环稳定的前提下，拔管前逐渐降低压力值和PEEP值，基于临床判断进行脱机尝试。本研究通过医院伦理委员会审查，两组病人均自愿配合并签署知情同意书。两组病人一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

表1 两组病人一般资料比较

1.2 干预方法

1.2.1 对照组 给予机械通气护理，鼓励病人早期活动，做好营养护理及心理干预。

1.2.2 观察组 在进行机械通气护理、早期活动、营养护理及心理干预的基础上联合EDP治疗。

1.2.2.1 成立干预小组 由ICU护士长担任组长，组建干预小组，负责体外膈肌起搏干预方案的制定与实施。2名ICU医生负责制定干预方案，2名取得全国超声资质的危重症专科护士负责干预方案的实施、膈肌活动度及厚度的监测，ICU护士负责病人的日常机械通气、早期活动护理，护士长对干预方案的实施进行质量控制。

1.2.2.2 具体干预措施 医生在AECOPD机械通气病人在血流动力学稳定后24 h内制定EDP治疗方案。护士使用便携式DiaHealth-b体外膈肌起搏器进行治疗。①评估病人病情、生命体征、病人颈胸部皮肤情况、病人的心理状态、合作程度、EDP性能。②安置起搏电极：病人取仰卧位，75%乙醇棉签清洁病人颈部及前胸处皮肤并晾干，乙醇过敏者用温水清洁皮肤。红色起搏电极分别粘贴于左右两侧胸锁乳突肌外缘中下1/3处，黑色辅助电极，分别粘贴于左右两侧胸大肌皮肤表面。③调节参数：脉冲频率为40 Hz、40 Hz+2.5 Hz、40 Hz+10 Hz。根据病人病情选择，从40 Hz的初档开始，依次可以切换为40 Hz+2.5 Hz、40 Hz+10 Hz。脉冲间隔：呼吸频率12～18/min，根据需要继续加减调整。脉冲强度：从10 Hz的初档开始，逐渐加强，直到达到有效治疗(病人出现不自主深呼吸动作)。随着时间的延长，吸气动作逐渐减弱，需再次增加强度，最高31档。脉冲时间：每次30 min，每天2次。④病情观察：观察病人心率、心律、血压、脉氧、呼吸等变化。⑤注意事项：为了避免交叉感染，每例病人使用各自的电极片，不与其他人混用。

1.3 资料收集 收集纳入病人的基本资料，包括性别、年龄、APACHE Ⅱ、动脉血氧饱和度、合并症。

1.4 评价指标

1.4.1 膈肌厚度及移动度 超声操作者为取得全国超声资质的危重症专科护士，选用GE翼翔LOGIQ e彩色多普勒超声仪。测量时呼吸机设置参数相同。探头分别于入院第1天、第3天、第5天、第7天同一时间点进行床旁探查，测量3个呼吸周期的呼气末膈肌厚度，取平均值。膈肌移动度是探头置于右腋前线与锁骨中线中点检测，选择膈肌运动幅度最大的部位测量，记录膈肌随呼吸活动的移动度，即为波谷至波峰间的垂直距离。

1.4.2 病人氧合指数 观察入院第1天、第3天、第5天、第7天病人氧合指数。

2 结果

表2 两组病人第1天、第3天、第5天、第7天膈肌厚度比较 单位：cm

表3 两组病人第1天、第3天、第5天、第7天呼气末膈肌移动度比较

表4 两组病人第1天、第3天、第5天、第7天氧合指数比较 单位：mmHg

3 讨论

3.1 EDP治疗可改善AECOPD机械通气病人的肺通气 重度及极重度 AECOPD 病人膈肌萎缩致膈肌做功储备能力降低，加重二氧化碳潴留以及缺氧[7]。机械通气过度去负荷、负荷过重及离心负荷可导致膈肌损害[8]。VIDD中20%～25%出现撤机困难或延迟，增加并发症[3，9]。AECOPD病人运动训练、呼吸肌训练、早期活动是安全可行的[10]。但机械通气的AECOPD病人早期活动、运动训练、呼吸肌锻炼很难持续实施，且依从性差。EDP治疗是无创操作，通过体表电极的脉冲电流进行膈肌刺激，提高膈肌收缩功能，操作简单，撤除方便。有研究显示COPD病人稳定期行体外膈肌起搏改善肺通气功能[11]。血流动力学稳定的机械通气病人行体外膈肌锻炼能缩短机械通气时间[12-15]。本研究在AECOPD机械通气病人血流动力学稳定的24 h内制订干预计划，护士实施EDP治疗，根据病人耐受情况调节脉冲频率和脉冲强度，脉冲时间每次30 min，每天2次。病人依从性高，无不良事件发生。在治疗第7天后能够提高病人的氧合指数，改善病人的通气量。这与曾娟利等[16]的研究EDP治疗改善稳定期COPD病人重度及极重度的肺通气功能和动脉血气相一致。

3.2 EDP治疗能够延缓AECOPD机械通气病人膈肌萎缩 有研究显示，AECOPD病人在行机械通气的3～7 d膈肌收缩明显下降，长时间机械通气后出现膈肌萎缩[2,17]。膈肌移动增加1 cm，产生约350 mL肺通气量，占静息肺活量的 75%～80%[18]。机械通气病人膈肌厚度随着机械通气时间逐渐下降[2，19]。VIDD缺乏有效的防治措施[20]。有研究显示，EDP对于ICU获得性衰弱病人、脑出血术后病人有改善通气功能[21-22]。本研究通过EDP治疗对膈肌刺激，观察组在治疗3 d后未出现膈肌移动度、膈肌厚度显著下降，观察组呼气末膈肌厚度、活动度随着机械通气时间延长呈下降趋势。治疗7 d后观察组的膈肌厚度、移动度高于对照组，差异有统计学意义。表明体外膈肌起搏能够改善或延缓AECOPD机械通气病人膈肌萎缩，防止发生机械通气相关性功能障碍。

4 小结

在AECOPD机械通气病人血流动力学稳定后实施EDP治疗，根据病人情况选择脉冲强度、频率、时间，可延缓膈肌的萎缩，提高病人的氧合指数，促进病人早期拔除气管插管、缩短ICU住院时间，具有较好的安全性和有效性。但本研究纳入样本量少以及对停止治疗后的疗效未进行评价，后期需要更多大样本的研究来观察及评价EDP对AECOPD机械通气病人膈肌功能的影响。