体外膈肌起搏用于治疗脓毒症机械通气患者临床效果观察

林润培，钟颖颖，梁智辉，何嘉辉，王悦

广东省人民医院南海医院重症医学科，广东佛山528200

脓毒症是感染引起宿主反应失调，从而导致危及生命的器官功能障碍。机械通气可为脓毒症呼吸衰竭患者提供足够的通气和氧供，但脓毒症和机械通气均能引起膈肌萎缩和功能障碍，导致撤机困难和预后不良［1-3］。体外膈肌起搏是一种被动式呼吸肌锻炼方法，是通过体表低频脉冲电刺激膈神经，引起膈肌节律性收缩，从而恢复膈肌功能的一种治疗方法［4］。有研究报道，体外膈肌起搏能够改善ICU获得性衰弱患者膈肌功能障碍［5］。但体外膈肌起搏能否改善脓毒症机械通气患者膈肌萎缩和功能障碍鲜见报道。本研究探讨了体外膈肌起搏用于治疗脓毒症机械通气患者的临床效果。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2017年8月—2020年7月在广东省人民医院南海医院ICU住院并接受机械通气治疗的脓毒症患者47例。纳入标准：①符合《脓毒症与脓毒症休克第三版国际共识》中的诊断标准［6］；②合并急性呼吸衰竭，需要有创呼吸机辅助通气；③年龄18～85岁；④自愿参与本研究。排除标准：①因中枢神经系统疾病所致的呼吸衰竭者；②因胸腹部外伤或手术引起的呼吸系统器质性损害者；③合并心、肝、肾等重要脏器严重功能不全者；④中途退出或死亡者。根据治疗方案不同，将患者分为体外膈肌起搏组27例、单纯机械通气组20例。其中，体外膈肌起搏组男16例、女11例，年龄（57.7±12.6）岁，序贯器官衰竭（SOFA）评分（8.22±1.25）分，急性生理学及慢性健康状况评分系统Ⅱ（APACHEⅡ）（25.1±5.1）分；单纯机械通气组男14例、女6例，年龄（59.7±13.3）岁，SOFA评分（8.15±1.46）分，APACHEⅡ（25.3±5.8）分。同期选择在广东省人民医院南海医院接受全麻下四肢手术，术后接受机械通气治疗并转ICU监护患者15例（对照组），男9例、女6例，年龄（58.7±14.6）岁，APACHEⅡ（16.8±4.4）分。三组性别、年龄具有可比性，体外膈肌起搏组与单纯机械通气组SOFA评分、APACHEⅡ亦具有可比性，并且两组APACHEⅡ均高于对照组（P均<0.05）。本研究经广东省人民医院南海医院医学伦理委员会批准（批准编号：KJ-2017-01-007），所有研究对象或其家属知情同意并签署知情同意书。

1.2 治疗方法 三组均予常规对症支持治疗，预防性使用抗生素，复苏后及时拔除气管插管。体外膈肌起搏组在此基础上，于入组当日开始早中晚固定时间使用体外膈肌起搏器进行膈肌被动锻炼。将电极连线连接体外膈肌起搏器输出端，小电极固定于两侧胸锁乳突肌外缘下1/3处，大电极固定于两侧锁骨中线第二肋间胸大肌表面。起搏脉冲设定时间30 min，起搏次数9次/分钟，脉冲频率40 Hz，刺激强度10个单位。

1.3 膈肌厚度及活动度测量 入组当日和治疗7 d，所有研究对象行床旁超声检查，测量时机为停呼吸机后30 min时或自主呼吸试验（SBT）失败重新连接呼吸机前。

患者取平卧位，将GE Vivid Q超声诊断仪线阵探头（探头频率10 MHz）置于右侧腋前线第7/8肋间、第8/9肋间，探头沿肋间隙放置，Mark点朝向患者头侧，2D模式下找到需要测量的膈肌，M模式下将采样线垂直于膈肌，测量吸气末膈肌厚度（DTei）和呼气末膈肌厚度（DTee），计算膈肌增厚分数（DTF）。DTF=（DTei-DTee）/DTee×100%。若DTee≤2 mm、DTF<20%，则提示膈肌萎缩和功能障碍［7-8］。选择凸阵探头（探头频率5 MHz），将探头置于右侧锁骨中线或腋前线与肋缘交界处，Mark点朝向外下方，探头指向患者头侧，2D模式下找到需要测量的膈肌，M模式下将采样线垂直于膈肌，测量膈肌吸气末和呼气末之间的距离，即为膈肌活动度［7，9］。如果患者在治疗7 d内成功停机，则记录停机前参数。所有操作由同一名经验丰富的超声科医生完成。

1.4 呼吸机和动脉血气相关参数检测 脓毒症患者分别于入组当日和治疗7 d，在床头抬高30°、安静状态下，从呼吸机中直接获取吸入氧浓度（FiO2）、气道峰压、呼吸频率、潮气量，并计算呼吸浅快指数。呼吸浅快指数=潮气量/呼吸频率。同时，采用血气分析仪检测动脉血二氧化碳分压（PaCO2）、动脉血氧分压（PaO2），计算氧合指数。氧合指数=PaO2/FiO2。

1.5 撤机和拔管 SBT 30 min无需再次有创机械通气视为撤机成功。撤机成功后拔除气管插管，拔管48 h无需再次气管插管视为拔管成功。统计机械通气时间，计算撤机成功率和拔管成功率。

1.6 统计学方法 采用SPSS22.0统计软件。计量资料以±s表示，多样本均数比较采用单因素方差分析，进一步两两比较采用LSD-t检验；两样本均数比较采用t检验；计数资料比较采用非参数检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组治疗前后DTee、DTF和膈肌活动度比较 见表1。

表1 三组治疗前后DTee、DTF和膈肌活动度比较（±s）

表1 三组治疗前后DTee、DTF和膈肌活动度比较（±s）

注：与本组治疗前比较，*P<0.05；与对照组同期比较，#P<0.05；与单纯机械通气组同期比较，△P<0.05。

组别体外膈肌起搏组治疗前治疗后单纯机械通气组治疗前治疗后对照组治疗前治疗后n 27 20 15 DTee（mm）1.6±0.5#2.4±0.5*△1.7±0.4#2.1±0.4*#2.5±0.5 2.5±0.4 DTF（%）20.3±4.0#33.3±5.1*△20.2±3.9#30.2±4.8*#32.9±6.1 35.1±3.8膈肌活动度（mm）24.4± 5.0#48.6± 9.7*△24.3± 4.2#42.4± 9.0*#52.3±11.0 54.5± 8.4

2.2 体外膈肌起搏组与单纯机械通气组治疗前后气道峰压、呼吸浅快指数、PaCO2、氧合指数比较 见表2。

表2 体外膈肌起搏组与单纯机械通气组治疗前后气道峰压、呼吸浅快指数、PaCO2、氧合指数比较（±s）

表2 体外膈肌起搏组与单纯机械通气组治疗前后气道峰压、呼吸浅快指数、PaCO2、氧合指数比较（±s）

注：与同组治疗前比较，*P<0.05；与单纯机械通气组治疗后比较，#P<0.05。

组别体外膈肌起搏组治疗前治疗后单纯机械通气组治疗前治疗后n 27 20气道峰压（cmH2O）23.4±3.0 14.7±1.4*#24.3±3.2 16.6±2.6*呼吸浅快指数［次/（分钟×升）］91.6±14.1 47.8±17.8*#89.3±12.8 61.0±16.0*PaCO2（mmHg）33.7±5.7 39.6±5.1 32.9±5.0 38.9±4.1氧合指数（mmHg）148.5±17.7 241.5±31.0*#141.0±22.7 216.0±31.0*

2.3 体外膈肌起搏组与单纯机械通气组机械通气时间、撤机成功率、拔管成功率比较 体外膈肌起搏组与单纯机械通气组机械通气时间分别为（135.1±22.3）、（156.7±33.6）h，撤机成功率分别为92.59%（25/27）、60.00%（12/20），拔管成功率分别为92.00%（23/25）、91.67%（11/12）。体外膈肌起搏组机械通气时间低于单纯机械通气组，撤机成功率高于单纯机械通气组（P均<0.05）；但两组拔管成功率比较差异无统计学意义（P>0.05）。

3 讨论

脓毒症是ICU患者最重要的死亡原因。机械通气可为脓毒症呼吸衰竭患者提供足够的通气和氧供，但机械通气时间延长与患者预后不良密切相关［10］。机械通气能够引起促炎症细胞因子生成和释放增多，从而引起膈肌功能障碍［11］。有研究报道，机械通气患者膈肌功能障碍的发生率超过60%［12］。感染是机械通气危重患者发生严重膈肌无力的危险因素之一，内毒素可通过激活某些信号通路加重膈肌损伤。因此，治疗膈肌萎缩和功能障碍理论上能够改善脓毒症机械通气患者预后。但目前临床上对膈肌萎缩和功能障碍的治疗措施相当有限。体外膈肌起搏是一种被动式呼吸肌锻炼方法，是通过体表低频脉冲电刺激膈神经，引起膈肌节律性收缩，从而恢复膈肌功能的一种治疗方法［4］。但体外膈肌起搏能否改善脓毒症机械通气患者膈肌萎缩和功能障碍尚不清楚。

有研究发现，体内电刺激膈神经能够促进膈肌被动运动，增加膈肌肌力，缓解膈肌损伤和萎缩［13-14］。但由于体内膈肌起搏操作繁琐且存在一定创伤，难以在重症患者中普遍开展。因此，体外膈肌起搏成为近年来的研究热点。李磊等［5］研究发现，在早期心肺康复基础上结合体外膈肌起搏治疗能够提高膈肌活动度，增加膈肌厚度，表明体外膈肌起搏能够改善ICU获得性衰弱患者膈肌萎缩和功能障碍。申丽旻等［15］研究发现，体外膈肌起搏治疗1周，ICU中COPD患者膈肌活动度和拔管成功率均明显提高，7 d再插管率明显降低，机械通气时间、ICU住院时间明显缩短，提示体外膈肌起搏对ICU中COPD机械通气患者具有较好的治疗作用。脓毒症机械通气患者膈肌功能障碍的发生风险较高，而无创性体外膈肌起搏治疗理论上适用于大多数膈肌功能障碍患者。

本研究结果发现，入组当日体外膈肌起搏组和单纯机械通气组DTee、DTF和膈肌活动度均低于对照组，表明脓毒症患者已经出现膈肌功能障碍，与LU等［3］报道一致。脓毒症易导致膈肌功能障碍的原因和机制尚不明确，可能与促炎症细胞因子生成和释放增多、氧化应激反应、蛋白质合成和降解障碍、细胞凋亡等有关［11］。本研究结果发现，体外膈肌起搏组与单纯机械通气组治疗后DTee、DTF、膈肌活动度、氧合指数较治疗前明显升高，气道峰压、呼吸浅快指数较治疗前明显降低；但单纯机械通气组治疗后改善不如体外膈肌起搏组明显。结果表明，体外膈肌起搏能够促进膈肌被动运动，改善脓毒症机械通气患者膈肌萎缩和功能障碍以及肺通气氧合功能。本研究结果还发现，体外膈肌起搏组机械通气时间低于单纯机械通气组，撤机成功率高于单纯机械通气组，与以往研究［5，15］结果一致。但两组拔管成功率比较差异无统计学意义，这可能与拔管失败原因和撤机失败原因不完全相同有关。

综上所述，体外膈肌起搏能够改善脓毒症机械通气患者膈肌萎缩和功能障碍，缩短机械通气时间，提高撤机成功率。