早期床上脚踏车运动在ICU 机械通气病人中应用效果的Meta 分析

王 瑞，魏花萍，孔佳佳，程 洁，丁楠楠，张志刚，*

1.兰州大学护理学院，甘肃 730000；2.兰州大学第一医院

研究表明，机械通气病人早期活动安全、有效[1‐5]。 国内ICU 早期活动局限于护理人员帮助病人进行被动或主动运动，缺乏安全、有效的活动用具和方案，国外早期活动运用的设备包括神经肌肉电刺激[6]、脚踏车运动[7]和电动起立床[8]等。床上脚踏车是一种卧姿状态下的下肢主动和被动活动训练器，通过模式、强度的选择，在不脱离呼吸机的状态下实施早期活动[9]，脚踏车康复运动是双腿同时协调进行，能平衡左右腿的运动，有利于病人站立行走。研究表明，将床上脚踏车运动作为ICU 病人常规物理治疗干预的一部分是安全可行的[10]。窦英茹等[11]研究发现，早期床上脚踏车运动可以降低机械通气病人谵妄发生率，缩短谵妄持续时间及机械通气时间。Fossat 等[12]的研究指出，在标准化早期康复计划中加入早期床上脚踏车运动并不能改善病人转出ICU 时的整体肌肉力量。由于目前国内尚无此类运动的循证数据，无法通过现有文献判断早期床上脚踏车运动是否对ICU 病人有益。本研究检索国内外有关文献，通过Meta 分析来评价早期床上脚踏车运动在ICU 机械通气病人中的应用效果，为临床医护人员采取适宜的运动模式改善ICU 病人的预后提供循证依据。

1 资料与方法

1.1 文献纳入与排除标准

1.1.1 纳入标准 研究对象：年龄≥18 岁，机械通气≥24 h，且至少需要继续通气48 h 的病人。干预措施：对照组实施常规物理治疗、护理，包括早期对病人的肢体关节开展被动活动、床上被动训练结合主动训练、协助病人进行床边坐立、逐渐过渡至床旁站立至室内行走；干预组在常规物理治疗的基础上，运用床上脚踏车装置，按照相对固定的频率和时间帮助病人开展脚踏车运动，按照病人可耐受度调节运动模式，从被动运动逐渐过渡至主动运动。运动场所：ICU。研究设计类型：随机对照试验（RCT）。主要结局指标：ICU 获得性衰弱(ICU‐acquired weakness,ICU‐AW)发生率。次要结局指标：机械通气时间、ICU 住院时间、总住院时间、谵妄发生率。

1.1.2 排除标准 灰色文献、重复发表、无法获取全文的文献；非中文或英文文献；以病人左、右侧肢体为对照的文献。

1.2 检索策略 计算机检索中英文数据库：PubMed、EMbase、the Cochrane Library、Web of Science、CINAHL、中国知网（CNKI)、万方数据库（Wanfang Data）、中国生物医学文献数据库（CBM）、维普（VIP）。检索时限为建库至2020 年10 月31 日，检索式均采用主题词与自由词相结合。英文检索策略为（“ICU”OR“intensive care”OR“critical care”OR“critically ill”）AND（“mechanical ventilation”OR“artificial ventilation”OR“endotracheal intubation”）AND（“in‐bed cycling exercise”OR“early mobilization”OR“early exercise*”OR“early mobilization”OR“early activity”）。中文检索策略为（ICU OR 监护病房OR 重症OR 监护室）AND（机械通气OR 气管插管OR 呼吸机通气OR 肺通气）AND（脚踏车运动OR 早期活动OR 自行车运动OR 运动疗法OR 早期运动OR 康复训练）。除此之外，进行人工检索，纳入研究与相关系统评价的参考文献，以补充未检索到的信息。

1.3 文献筛选与资料提取 将检索出的文献导入EndNote X9 软件中，进行文献查重与筛选，由2 名研究者独立阅读文献，并按照纳入与排除标准独立筛选文献和提取资料，若遇到分歧则由两人协商解决或征求第3 位研究者的意见。提取资料内容包括作者、文献发表年份、研究地点、研究类型、样本量、对照与干预措施、测量工具、结局指标等。

1.4 文献质量评价 2 名研究者独立对文献进行评价，如意见不统一且无法通过讨论做出定论，则请第3 名研究者做出最终决定。研究者依据Cochrane 评价手册（版本5.1.0）的风险偏倚评价标准对纳入的文献进行评价[13]。

1.5 统计学方法 采用RevMan 5.3 软件进行Meta分析，当采用同一量表收集定量资料时采用均方差（MD）合并效应量，当采用不同量表收集定量资料时采用标准化均方差（SMD）合并效应量；若纳入研究中定量资料仅提供第一、第三和第四分位数,则将其转化为均数和标准差的形式，然后对数据进行合并分析[14]。首先对纳入研究进行异质性检验，并根据检验结果取相应的数据合并方法。若P≥0.05，I2≤50%，选用固定效应模型进行分析；若P＜0.05，I2＞50%，认为研究间存在较大异质性，采用随机效应模型合并效应量，若无法消除异质性，则进行敏感性分析和亚组分析。二分类变量采用比值比（OR）及95%CI 作为效应量指标，连续性变量选择SMD 及95%CI。不能定量合并的资料仅进行定性分析。

2 结果

2.1 文献检索结果 初检获得文献3 588 篇，其中中文535 篇，英文3 053 篇，根据纳入与排除标准，经过筛选最终纳入9 篇[7,12,15‐21]文献，文献筛选流程见图1。

图1 文献检索流程图

2.2 纳入文献的基本特征 纳入9 项[7,12,15‐21]RCT，共945 例 病 人，其 中 有5 篇[15‐18,21]文 献 来 自 亚 洲，1 篇[19]文献 来 自 南 美 洲，2 篇[12，20]文 献 来 自 欧 洲，1 篇[7]文 献 来 自北美洲。文献发表年限为2009 年—2020 年，中文5 篇[15‐18,21]，英 文4 篇[7,12,19‐20]，研 究 对 象 均 来 自 医 院ICU。各组间病人的性别、年龄差异无统计学意义，组间基线一致，所有研究对干预组和对照组的治疗、护理方法均有描述，并且均有明确的结局指标。研究设计均为RCT。纳入研究基本特征见表1。

表1 纳入文献基本特征

2.3 纳入文献的质量评价 纳入的研究中有4 篇[17‐19,21]采用随机数字表法分组，有2 篇[7,12]用计算机进行随机分组，有3 篇[15‐16,20]仅提到随机分组，未说明分组具体方法；有1 篇[20]用不透明的信封进行分配隐藏，有2 篇[12,15]提到信封隐藏，其余均未提及；有3 篇[7,19,21]采用盲法进行结局指标的评估，其余均未提及；所有纳入文献均未有不完整数据报告和数据缺失。纳入的9 篇文献均为中等质量。详细的文献质量评价内容见表2。

表2 纳入文献的方法学质量评价

图2 偏倚风险评估图

2.4 Meta 分析结果

2.4.1 ICU‐AW 发 生 率 2 篇[15‐16]文 献 报 道 了 早 期 床上脚踏车运动对ICU 机械通气病人ICU‐AW 发生率的影响，异质性检验结果（I2=0%，P=0.64），选用固定效应模型进行合并分析。结果显示：OR=0.30，95%CI[0.14，0.65]，P=0.002。表明早期床上脚踏车运动使病人ICU‐AW 发生率明显降低。见图3。

图3 早期床上脚踏车运动对ICU‐AW 发生率影响的森林图

2.4.2 机械通气时间 9 篇[7,12,15‐21]文献报道了早期床上脚踏车运动对ICU 机械通气病人通气时间的影响，异质性较高（I2=87%，P＜0.000 01），经敏感性分析发现，窦英茹等[18]的研究是异质性的主要来源，排除此研究后，异质性检验结果（I2=66%，P=0.004），选用随机效应模型进行合并分析。结果显示：MD=−1.28，95%CI[−2.08，−0.48]，P=0.002。研 究 结 果 表 明 病人进行早期床上脚踏车运动会缩短其机械通气时间。见图4。

图4 早期床上脚踏车运动对机械通气时间影响的森林图

2.4.3 ICU 住 院 时 间 7 篇[7,15,17‐21]文 献 报 道 了 早 期 床上脚踏车运动对ICU 机械通气病人ICU 住院时间的影响，异质性较高（I2=83%，P＜0.000 01），经敏感性分析发现，窦英茹等[18]的研究是异质性的主要来源，排除此研究后，异质性检验结果（I2=0%，P=0.52），选用固定效应模型进行合并分析。结果显示：MD=−1.59，95%CI[−2.23，−0.95]，P＜0.000 01。研究表明开展早期床上脚踏车运动可以缩短病人的ICU 住院时间。见图5。

图5 早期床上脚踏车运动对ICU 住院时间影响的森林图

2.4.4 总住院时间 3 篇[7,19‐20]文献报道了早期床上脚踏车运动对ICU 机械通气病人住院时间的影响，异质性检验结果（I2=0%，P=0.94），选用固定效应模型进行合并分析。结果显示：MD=−1.71，95%CI[−7.74，4.31]，P=0.58。研究表明开展早期床上脚踏车运动在缩短ICU 机械通气病人的总住院时间方面差异无统计学意义。见图6。

图6 早期床上脚踏车运动对总住院时间影响的森林图

2.4.5 谵妄发生率 2 篇[12,18]文献报道了早期床上脚踏车运动对ICU 机械通气病人谵妄发生率的影响，异质性检验结果（I2=77%，P=0.04），选用随机效应模型合并分析。结果显示：OR=0.48，95%CI[0.09，2.55]，P=0.39。表明开展早期床上脚踏车运动在降低ICU机械通气病人谵妄发生率方面差异无统计学意义。见图7。

图7 早期床上脚踏车运动对谵妄发生率影响的森林图

3 讨论

3.1 纳入研究的方法学质量分析 本研究纳入的9 项研究均为RCT，其中6 篇[7,12,17‐19,21]采用计算机或随机数字表进行随机分组，3 篇[12,15,20]进行了分配隐藏，所有研究结局数据有完整记录，没有出现选择性报告的结果。因此，本研究纳入的文献总体质量较高，Meta分析结果具有较高可靠性。除了“机械通气时间”和“谵妄发生率”纳入文献异质性较大之外，其他各项结局指标的纳入文献异质性均较小。由于各指标纳入的文献数量有限，因此不适合用漏斗图来预测发表偏倚。从纳入研究来看，部分研究样本量较小且结局指标存在阴性结果。

3.2 ICU 机械通气病人进行早期床上脚踏车运动的效果分析

3.2.1 早期床上脚踏车运动对ICU‐AW 发生率的影响 研究结果显示，ICU 机械通气病人进行早期床上脚踏车运动可以降低ICU‐AW 发生率。ICU 病人即使在连接多种医疗设备的情况下，也能进行下肢的主动或被动训练，骨骼肌运动时活性氧自由基轻度增加，活化细胞的信号传导通路，对抗氧化应激反应[22]。该研究与赵贵美等[23]研究结果一致。陈名桂等[24]研究显示，对病人进行肌力评估，采用主动及被动关节活动等措施，可促使病人的血液循环加快，增加心肺功能及肌肉力量，从而预防肌肉萎缩；Schweickert 等[3]也在文献中提到，可以适当终止病人镇静状态，对其进行肢体和关节的被动、主动活动，有效降低ICU‐AW 发生率。

3.2.2 早期床上脚踏车运动对机械通气时间的影响研究发现，ICU 机械通气病人进行早期床上脚踏车运动可以缩短机械通气时间。ICU 病人由于病情较重，需要进行机械通气，以维持呼吸或改善呼吸功能。ICU 病人治疗过程中以卧床休息为主，但长期绝对卧床休息以及机械通气会使其肌肉萎缩和呼吸肌肌力下降，进而出现脱机困难甚至长期依赖呼吸机[25]。因此，缩短病人的机械通气时间，不但可缓解其生理痛苦，降低呼吸机相关性肺炎等并发症的发生率，还可降低家庭的医疗、经济负担。通过床上脚踏车运动，使下肢肌肉群得到锻炼，从而辅助呼吸肌产生更加协调的呼吸运动，增加耐力，改善心肺功能，进一步改善病人呼吸形态，实现用力吸气和呼气，防止肺不张[26]，缩短机械通气时间。侯晓红等[27]研究显示，机械通气24 h 内进行早期活动，可有效缩短机械通气时间，降低呼吸机相关性肺炎的发生与本研究结果相符。

3.2.3 早期床上脚踏车运动对ICU 住院时间及总住院时间的影响 研究发现，ICU 机械通气病人进行早期床上脚踏车运动可以缩短ICU 住院时间。周茜等[28]研究表明，早期运动会提高肌肉细胞有氧及无氧代谢水平，提高病人的最大摄氧量，进而改善呼吸系统协同能力，增加通气量和残气量，防止肺泡萎陷，改善呼吸困难，从而缩短机械通气时间及ICU 治疗时间，与本研究结果相似。但本研究发现在缩短总住院时间方面组间比较差异无统计学意义。纳入可合并数据的文献中，干预组床上脚踏车运动时间、频率及强度不完全一致，并且纳入文献中均未提及病人转出ICU 后是否继续开展运动训练，可能导致病人的总住院时间不同。Dantas 等[29]研究显示，接受常规物理治疗的对照组和接受早期活动的干预组之间住院时间比较差异无统计学意义，但是早期活动中不包括床上脚踏车运动；Witcher 等[30]进行的一项回顾性研究表明，病人实施早期运动不会改变总住院时间，这些研究均与本研究结果相似。但由于本研究纳入文献数量较少，可能存在偏倚。

3.2.4 早期床上脚踏车运动对谵妄发生率的影响在改善谵妄发生率方面，本研究发现组间比较差异无统计学意义。Needham 等[31]研究发现，早期运动可以缓解病人对体力运动的恐惧心理，促进病人主动配合，增强其自主呼吸和脱机的信心。运动过程中，通过加强与病人的交流，减轻了ICU 特定环境和治疗对病人造成的心理压力，降低谵妄的发生。本研究纳入的文献数量较少，可能存在偏倚，建议后期纳入更多文献进一步分析。3.3 本研究局限性及启示 局限性：①本研究纳入的文献数量较少，样本量较小；②部分文献无法获取全文；③仅纳入中文和英文文献，可能存在纳入不全，且缺乏灰色文献；④虽然干预组均采用了床上脚踏车运动，但各研究采用的脚踏车设备类型不完全相同，病人进行脚踏车活动的时间和频率也不同；并且研究纳入的均为ICU 机械通气病人，并未以疾病进行分类，无法对不同疾病病人进行分类研究，所以会一定程度影响分析结果的可靠性。因此，建议未来开展多中心、大样本的RCT 来论证早期床上脚踏车运动在危重症病人中的应用价值和效果研究；进一步严格规范床上脚踏车运动方案和流程，把握好脚踏车运动的时间、频率和强度；尝试对ICU 中不同疾病的病人开展早期床上脚踏车运动，分析临床效果；在以后的研究中详细描述对照组和干预组的试验方法、干预步骤、质量控制和结局指标的测量等，得出真实、可靠的试验数据。

4 小结

本研究发现，ICU 机械通气病人早期进行床上脚踏车运动，可以有效降低ICU‐AW 的发生率，缩短其机械通气时间和ICU 住院时间，建议在临床中推广使用。但仍需多中心、大样本的随机对照试验进一步验证早期床上脚踏车运动在危重症病人中的应用效果。