呼吸肌训练处方及其对脑卒中病人肺康复的疗效

喻鹏铭

呼吸肌训练处方及其对脑卒中病人肺康复的疗效

喻鹏铭

喻鹏铭 副教授

脑卒中呈现高发病率、高致残率和高死亡率的特点。运动功能障碍是脑卒中病人最常见和最持久的不良后果。然而,脑卒中的病人不仅仅存在外周肌肉受累,呼吸功能同样也会受到显著的影响,导致呼吸肌无力、胸廓扩张受到限制等[1],而这些常常因为我们的忽略而缺少关注。与此同时,由于脑卒中病人的心肺去适应作用,活动能力的受限以及呼吸系统并发症，均会进一步加重呼吸功能障碍,这是导致脑卒中病人非心血管死亡最常见的原因[2]。有效的咳嗽是脑卒中病人预防肺部感染的重要机制。但是脑卒中病人的咳嗽机制常常随着疾病的发生发展而受到损害[3]。有效有力的咳嗽取决于将空气吸入肺,并能产生高气压和高气流的能力,同时还要保持气道的开放。这其中的每一个环节都受到呼吸肌功能的影响。但是对于脑卒中病人来说,一侧呼吸肌的无力、张力的改变和胸廓活动能力的减弱都将导致咳嗽效力的受损。有专家提出脑卒中急性期的病人出现呼吸肌功能障碍可能更多的是由于受损的中枢神经系统对呼吸肌驱动的影响[4]。但是,无论是哪种病理生理机制导致了脑卒中病人呼吸肌功能的受损,改善呼吸肌的功能都将对脑卒中病人产生有益的作用,尤其是在改善咳嗽以及预防肺部感染方面。

1 呼吸肌训练对脑卒中病人呼吸功能的影响

1.1 呼吸肌训练对吸气肌和呼气肌的影响 脑卒中病人常常出现呼吸肌力量的减弱,随之而来的是膈肌和腹肌的功能障碍,同时出现呼吸肌功能障碍。现有研究表明,脑卒中病人的最大吸气压和最大呼气压与正常人比较分别下降了41.39 cmH2O和54.62 cmH2O[5]。一些研究表明,脑卒中病人进行呼吸肌训练能改善吸气肌的力量,训练后平均最大吸气压较训练前增加了6.93 cmH2O,而有的研究则并未观察到这种改善[6]。

1.2 呼吸肌训练对肺功能的影响 Khedr等[7]研究报道,脑卒中病人的膈肌偏移能力减少了41%,用力肺活量和第一秒用力呼气流速与正常人比较平均下降了50%。目前也有一些研究将呼吸肌训练对肺功能的影响作为脑卒中康复训练疗效的观察指标。一项荟萃分析的研究结果表明,呼吸肌训练能显著改善脑卒中病人的用力肺活量和第一秒用力呼气流速,与没有经过呼吸肌训练的脑卒中病人相比,经呼吸肌训练的病人用力肺活量能提高1.99 L,第一秒用力呼气流速能提高1.22 L[8]。

1.3 呼吸肌训练对咳嗽能力的影响 吸气肌和呼气肌无力会严重影响咳嗽功能。吸气肌无力会导致在咳嗽开始时的肺容积减少。呼气肌无力会导致胸腔内压减小而不能产生足够的呼气流速。在脑卒中急性期病人中,不论是吸气肌力量还是呼气肌力量，与同龄的正常成年人相比仅仅为其50%,其最大吸气肌压力均小于80 cmH2O,这是极有临床意义的临界值[9]。这种肌肉无力不是因为外周肌肉力量的减弱,而是因为大脑皮质输出到肌肉的信号减弱,在此基础之上,脑卒中急性期的病人往往出现很明显的咳嗽效力的受损。而且,有一个纵向研究表明,如果没有经过呼吸肌训练,即使脑卒中病人在发病后经历长达9月的恢复期后,最大吸气肌压力也不能恢复到超过80 cmH2O的水平[8]。

1.4 呼吸肌训练对肺部并发症的影响 肺炎和肺部并发症是脑卒中病人再入院的最常见的原因,因此而再入院的脑卒中病人高达15%[10]。呼吸肌训练能显著降低脑卒中病人肺部并发症[11]。但是,现在的研究不足在于肺部并发症的评判标准是否对脑卒中之后的肺部并发症有特异性。

1.5 呼吸肌训练对运动能力的影响 脑卒中后病人的呼吸肌力量越来越受到重视。越来越多的研究表明，呼吸肌力量的减弱和病人运动不耐受密切相关[12]。脑卒中后病人运动不耐受的一部分原因可能是因为呼吸肌受损而导致的肺容量降低和呼吸肌或者呼气肌的力量减弱。呼吸肌训练能为脑卒中病人运动能力的提高带来不同寻常的积极作用,它能使脑卒中病人的日常生活执行能力变得更容易[13]。同样呼吸肌训练对脑卒中病人的运动能力也有很大的影响。有一篇荟萃分析总结了之前的研究发现,经呼吸肌训练的脑卒中病人其运动能力与没有进行呼吸肌训练的对照组相比,提高了0.71倍[14]。

2 脑卒中病人的呼吸肌力量测试及评估

临床上,可以通过使用一个带有跟病人口径相适的圆形咬嘴的小圆筒来测量病人最大吸气压和最大呼气压，从而来判断其呼吸肌力量。咬嘴中设计的小洞(直径2 mm,长15 mm)是为了防止脸部肌肉的收缩形成的高压力。压力测量时规范肺容积至关重要。为了避免胸壁和肺的回缩力导致的吸气肌压力,需要记录功能残气量的测量值。然而这个肺容积很难规范化。在临床实践中,用残气量来测量最大吸气压,而用肺总容量来测量最大呼气压，且至少应进行5次测量。美国胸科协会/欧洲呼吸协会的声明对呼吸肌测试进行了详细的介绍[15]。吸气衰弱被定义为和呼吸肌力量减弱产生的临床体征(例如呼吸困难,咳嗽,端坐呼吸困难)一样时,最大吸气压低于预测值的50%。其他方法,例如嗅气策略,也被用来作为一种量化总体呼吸肌功能的工具。更具侵入性的方法如电或磁对横隔的刺激可以提供更准确和详细的膈肌信息,并且对膈肌麻痹的诊断有很大帮助。然而对大多数临床应用来说,对吸气和呼气时口腔压力的评估已经足够。现在也有更为流行的评估方法,比如用M型超声来测量膈肌活动时厚度的变化来评定脑卒中病人的呼吸肌的力量[16]。

3 脑卒中病人呼吸肌训练的处方

脑卒中病人的呼吸肌训练能改善呼吸肌力量,但是目前的呼吸肌训练方法通常是以任务为导向的吸气肌或呼气肌相对分离的独立训练。很少有研究将吸气肌和呼气肌进行联合的训练。

3.1 呼吸肌训练装置 大多数对脑卒中病人的呼吸肌训练计划均使用吸气阈值负荷装置,仅有1篇文献使用的是流速依赖训练装置[17]。目前国际常用的吸气阈值负荷装置有5种[18](图1):Threshold IMT (Philips Respironics, Murrysville, Pennsylvania), POWERbreathe (HaB International, Southam, Warwickshire, United Kingdom), PowerLung (PowerLung, Houston, Texas), Respifit S (Biegler, Mauerbach, Austria)和ORYGEN DUAL (FORUMED, S.L., Catalonia, Spain)。现有的研究并没有证据表明哪种训练方式更好;因此,选择何种训练方式考虑的主要因素是病人的喜好、价格、操作难易程度和感染管理。但是,目前的普遍趋势和研究中更多采用的设备为Threshold IMT,Threshold IMT的优势在于:吸气整个期间能提供更稳定的阻力,同时,能减少2次呼吸之间的休息间期。

一项来自中国大陆的研究用B型超声观察到脑卒中病人偏瘫侧膈肌活动比正常一侧明显减弱,用体外膈肌起搏器(图2)干预后可以明显增加偏瘫一侧膈肌运动幅度,从而明显增加病人的通气功能,提高病人的血氧饱和度,有利于脑卒中病人的急救和康复治疗。其机制可能是脑卒中病人呼吸驱动中枢受到了不同程度的损伤,使得来自病侧脑卒中中枢的神经冲动减少,该侧的膈神经得不到足够的中枢神经刺激,导致膈肌的运动减弱或瘫痪。这时使用体外膈肌起搏器刺激膈肌治疗自然可以替代膈神经中枢的兴奋冲动,从而维持膈肌的规律运动,在保证呼吸的同时又可以锻炼膈肌,预防膈肌的废用性萎缩[19]。

注:A: Threshold IMT;B: POWERbreathe; C: PowerLung;D: ORYGEN DUAL;E: Respifit S图1 阈值吸气肌训练器产品举例

图2 戴福伦体外膈肌起搏器

3.2 呼吸肌训练强度 训练的强度通常是在最大吸气压或最大呼气压的30%～60%之间。如果最大吸气压阈值负荷小于30%,对吸气肌力量和运动耐力改善是不充分的。高的阈值比低的阈值常常能带来更大的功能性结果[20]。但是,如何将治疗强度进阶的研究报道却很少。大部分研究显示训练阈值负荷的增加,都是基于对最大吸气压力或者最大呼气压力的重新评估。虽然呼吸肌也属于肌肉的范畴,可以遵循一般肌肉力量训练的原则,但是我们必须意识到呼吸肌的特异性,它是一组24 h,365 d不间断工作的肌肉,因此,我们必须提防过大阈值负荷可能引起的呼吸肌疲劳或者衰竭,从而加重病人的病情和症状。

3.3 训练持续时间 现有的研究并没有给出对于呼吸肌训练持续时间的指引和推荐,但是大部分荟萃分析的结果是建议呼吸肌的训练是6～12周的周期。最短的训练时间也应该持续6周,训练维持时间越长,可能带来的效果越好。

3.4 训练频率 现有的研究并没有给出对于呼吸肌训练频率的指引和推荐,但是大部分荟萃分析的结果是建议呼吸肌的训练是每天1～3组,每周3次,每组训练的时间为5～30 min。但是,具体的训练方案应该结合病人对训练的反馈,应该将训练的频度控制在病人能接受的范围,并且产生的疲劳感觉不应该超过自我劳累程度评分的5分。如果超过,应该缩短每次的训练时间,增加训练的频率。

4 脑卒中病人进行呼吸肌训练可能产生的不良反应

临床上对脑卒中病人呼吸肌训练引起的不良事件鲜有报道。现仅有1篇文献报道了多发性硬化病人进行呼吸肌训练时发生了头痛头晕的不良事件[21]。但是,也有2篇文章明确陈述了呼吸肌训练是安全的,依照正确的呼吸肌训练康复处方进行康复训练不会发生不良事件[22-23]。但是这3篇研究的干预人群都非脑卒中的病人。所以,对于脑卒中病人进行呼吸肌训练不良事件的发生情况在现有的研究中尚不确切。

5 小结

基于现有研究和循证医学证据,呼吸肌肉训练能有效增加脑卒中病人的最大吸气肌肌力,改善肺功能,增加咳嗽能力,预防肺部并发症和提高运动耐力。这些研究突出了呼吸肌评估和呼吸肌训练应该作为脑卒中综合康复方案的一部分。

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610041四川省成都市，四川大学华西医院康复医学中心心肺康复部

R 743

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10.3969/j.issn.1003-9198.2017.08.002

2017-06-10)