系統性呼吸訓練對頸髓損傷患者膈肌運動及肺功能的影響

脊髓損傷(spinal cord injury, SCI)是一種嚴重的中樞神經系統疾病，通常會導致損傷平面以下運動、感覺和自主神經功能障礙

。我國SCI發病率較高，每年新增6萬例左右，對社會及家庭造成極大經濟負擔

。在國內呈增長趨勢的SCI發病率中，其中有40%～60%的SCI發生在頸段，且頸髓損傷患者損傷平面越高，損傷程度越重，呼吸功能損害越嚴重

。頸髓損傷(cervical spinal cord injury, CSCI)后常合并多種并發癥，如尿路感染、壓力性潰瘍、深靜脈血栓、墜積性肺炎、抑郁等，其中呼吸系統并發癥的發生率為36%～67%，是CSCI患者死亡的首要原因

，并且會顯著延長住院時間。呼吸系統并發癥的范圍很廣，包括急性肺損傷﹑急性呼吸窘迫綜合征﹑呼吸衰竭﹑肺栓塞﹑胸腔積液﹑肺炎等，其中肺炎是最致命的

。肺功能受損的潛在機制包括膈肌和肋間肌的神經支配減少或缺失，可削弱呼氣和吸氣能力；交感神經張力的喪失導致支氣管收縮，腺體分泌增加；腹部肌肉無力或麻痹，阻止有效的咳嗽并削弱清除分泌物的能力

。

目前在CSCI后呼吸功能障礙的預防與治療中，仍多使用傳統的物理治療方法進行肺部護理，如翻身拍背、體位引流等，而本研究將系統化、規范化的呼吸訓練應用于患者，讓患者主動參與到訓練過程中，擬觀察其對CSCI患者的膈肌運動及肺功能療效，為CSCI患者提供更加安全、有效的治療方案。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取濟寧醫學院附屬醫院康復醫學科2019年12月～2020年12月期間的CSCI患者62例，其中有2例患者因拒絕實驗和數據丟失而退出實驗，故本研究共納入臨床研究對象60例。納入標準包括：依據通用的美國脊髓損傷協會(American Spinal Cord Injury Association, ASIA)標準對SCI患者進行ASIA殘損分級；損傷平面在C4～C8；生命體征相對平穩，可配合治療；無呼吸道傳染性疾病；既往無慢阻肺、哮喘、肺氣腫等呼吸系統疾病病史；簽署知情同意書。排除標準包括：病情不穩定；認知障礙，不能配合治療；氣管切開未封管；肋骨骨折未愈合；嚴重的臟器損傷。將60例患者采用隨機數字表法分為觀察組和對照組，每組30例，2組患者的一般資料組間比較差異無統計學意義。見表1。

1.2 方法 ①對照組采用常規的康復治療，首先采用SOAP量表對患者的功能情況進行評估，再根據患者的功能情況選擇針對性地訓練方案，主要包括：物理因子治療、關節活動度訓練、肌力訓練、軀干核心及平衡功能訓練、作業療法等，并給予患者肺部護理的健康宣教(如翻身叩背、體位引流等)，40min/次，1次/d，每周5次，持續6周。②觀察組在常規康復的基礎上增加系統性呼吸訓練，具體訓練內容如下： a.腹式呼吸訓練，患者取臥位或端坐位(戴頸托)，囑患者雙手平放于上腹部，指導患者經鼻吸氣，吸氣時腹部緩慢鼓起，屏氣2～3s，然后嘴縮成口哨狀，將氣體緩慢勻速地呼出，吸氣與呼氣的比為1:2或1:3；b.縮唇呼吸，體位同腹式呼吸，囑患者經鼻吸氣，將嘴縮成口哨狀，將氣體緩慢、勻速的呼出；c.腹部肌肉低頻電刺激配合咳嗽訓練，患者取端坐位(戴頸托)，準備2個柔韌性好、可重復使用的多棒凝膠電極，將電極放置在雙側的胸腹壁上，在最適合腹部肌肉刺激的后外側位置，囑患者放松呼吸，然后依照深吸氣擴張胸廓-屏氣2～3s-關閉聲門-腹部肌群發力-用力咳嗽的順序，當患者嘗試在關閉聲門后準備腹肌發力咳嗽時，對雙側的強直腹部肌肉施加50Hz的刺激，持續1s，完成有效咳嗽；d.漸進性呼吸肌抗阻訓練，首先，選用 X1 型號便攜式肺功能檢測儀測出患者最大口腔吸氣壓( maximum inspiratory pressure, MIP)、最大口腔呼氣壓( maximumexpiratory pressure, MEP)，選擇MIP和MEP的30%設為初始阻力，訓練強度每周逐漸增加5%～10%的MIP和MEP；e.體外膈肌起搏器(DiaHealth-J型)治療，2 個治療電極分別放置于兩側胸鎖乳突肌外緣下 1/3 處，2個輔助電極分別放置在兩側鎖骨中線與第 2 肋相交處，治療參數：起搏頻率與呼吸頻率一致，脈沖頻率40 Hz，刺激強度為 12 ～ 20 單位，根據患者耐受程度，適當增加刺激強度；f.主動呼吸循環技術(active cycle of breathing technique, ACBT)，主要包括呼吸控制、胸廓擴張、用力呼氣三部分，呼吸控制，囑患者放松上胸部和肩部，按自身的速度與深度進行潮式呼吸，盡量使用下胸部和膈肌來完成呼吸，同時可避免因頸部手術后，頸部肌肉用力而引起刀口疼痛；胸廓擴張運動：囑患者進行呼吸控制后，進行深吸氣動作，促進胸廓大幅度擴張，在深吸氣末2～3s，最后放松呼氣。用力呼氣技術：進行不同程度的呵氣，先進行中至低肺容積的呵氣，再進行高至低肺容積的呵氣。三者根據患者自身情況隨機組合，可多次靈活運用；g.舌咽呼吸技術(glossopharyngeal pistoning, GI)，主要應用于CSCI后呼吸肌無力或肺活量減少的患者，主要目的是在呼吸肌無力時，可以保持足夠的通氣量。通過使用舌咽肌將氣體注入肺部來進行協助通氣，可以增加患者的肺活量，促進有效咳嗽，同時可以維持肺順應性，預防肺不張。以上訓練策略根據患者病情制定個體化的訓練方案，突出訓練的側重點，損傷部位在C4～C5的患者，膈肌功能較弱，伴有不同程度的呼吸費力，功能障礙較重，因此重點訓練第a、b、e、g等4種方案，損傷部位在C6～C8的患者，膈肌功能相對保留，自主呼吸尚可，但肋間肌及輔助呼吸肌不同程度的失神經支配，呼吸肌肉肌力及耐力明顯下降，且咳嗽能力較差，重點訓練第a、c、d、f等4種方案，訓練時間40min/次，1次/d，每周5次，持續6周。

1.3 評定標準 分別在訓練前和訓練6周后對患者的肺功能、膈肌運動進行評估，每周治療結束后采用改良 Borg 呼吸困難評分量表對患者呼吸困難程度進行評估。①肺功能檢測

：采用便攜式肺功能檢測儀進行肺功能檢測，測定患者用力肺活量(Forced Vital Capacity, FVC)、第一秒用力呼氣量(Forced Expiratory Volume in one second, FEV1)、峰值呼氣流速(Peak Expiratory Flow Rate, PEF)、最大自主通氣量(Maximal Voluntary Ventilation, MVV)指標并做記錄。②膈肌運動幅度：應用Apogee 5500全數字彩色多普勒超聲診斷系統，采用凸陣探頭(頻率為3.5～5.0MHz)，調整探頭方向置于右腋前線與肋緣處，在2D模式下觀察膈肌位置(超聲切面可見膽囊、下腔靜脈和強回聲膈肌弧形影)，然后選擇M模式，將采集線垂直于膈肌，分別囑患者完成平靜呼吸和深呼吸，實時記錄膈肌運動并測量膈肌運動幅度。見圖1。③Borg 呼吸困難評分量表

：該表由瑞典學者Borg提出，可用來準確的反映個人主觀感覺呼吸困難的程度。該量表由0～10級構成，患者自測級別越高，呼吸困難程度越重。

刀具內含能是指原材料和刀具制備過程產生的能耗[12]。調度過程中的刀具內含能Etool為車間機床加工過程的刀具內含能之和，由式(10)表示。

2.1 2組患者肺功能比較 治療6周后，2組患者的FVC、FEV1、PEF及MVV等肺功能評分均較治療前有明顯提高(均

<0.05)，且觀察組以上各項指標均高于對照組(均

<0.05)。見表2。

2 結果

2.3 2組患者Borg評分比較 在治療3～6周時，2組患者的Borg評分均較1周時降低(

<0.05)；組間比較結果顯示，治療1～3周時，2組的Borg評分比較差異無統計學意義；治療4～6周時，觀察組的Borg評分與對照組相比明顯降低(

<0.05)。研究干預與時間之間存在交互效應，隨著干預時間的延長，2組Brog評分的下降幅度不同，觀察組Brog評分下降幅度較大，干預6周時達到最低。見表4。

2.2 2組患者運動幅度比較 治療6周后，2組的膈肌運動幅度均較治療前明顯提高(

<0.05)，且觀察組較對照組提升更顯著(

<0.05)。見表3 。

通過界面和視頻對區域管理范圍內排澇泵站的水泵機組、水閘、配電系統及其他泵站運行重要部位與關鍵對象、參數進行有效監視、監測與控制，并把必要數據、圖像、指令進行上傳、接收和管理，可以實時監測了解排澇泵站機組工作狀況及運行參數，也可根據授權實現遠程和本地啟動或停機控制。

當代陶藝是指藝術家運用陶瓷材料，突破原有的傳統陶瓷精致的古典審美情趣，來表達現代人理想、個性、情感、心理、意識和審美價值的作品形式。

3 討論

有研究顯示，CSCI患者均存在不同程度的肺通氣功能障礙，其肺功能指標下降尤為明顯。肺通氣功能障礙分為限制性、阻塞性和混合性三種，CSCI后呼吸肌不同程度的失神經支配，臥床時間延長，運動量減小，胸壁順應性降低，胸廓和腹部肌肉痙攣，胸廓活動度減小，肺臟和胸腔的膨脹降低，肺泡通氣量明顯減少，是導致限制性通氣障礙的主要原因

。CSCI患者的延髓呼吸中樞受損及脊髓呼吸神經元下行傳導束通行受阻，導致反射性咳嗽及自主咳嗽能力減退，痰液不易咳出，氣道阻塞、狹窄以及高反應性加重了阻塞性通氣障礙的發生。因此，CSCI患病后多為混合性通氣功能障礙。本研究結果顯示，訓練6周后，2組的FVC、FEV1及MVV指標均較治療前明顯增加，且觀察組較對照組增加更明顯。可以看出系統性呼吸訓練對CSCI患者的限制性通氣功能障礙的改善有著明顯的促進作用，原因可能是系統性呼吸訓練可以增加橫膈膜、胸廓活動度，增大通氣半徑，同時胸膜腔負壓被增大，使肺泡得以更加充分的擴張，提高肺組織的順應性，增加氣體交換和彌散功能，提高潮氣量及通氣量，從而增加肺功能。同時本研究結果也顯示，訓練6周后，2組的PEF值均較治療前明顯增加，且觀察組較對照組增加更明顯。原因可能是腹部肌肉電刺激能最大限度的募集腹部肌肉，提高胸內壓，超過了動態氣道壓迫點，使咳嗽更具有瞬間爆發力。這與McBain

的研究結論一致。從以上數據可以看出，系統性呼吸訓練可以改善CSCI患者的咳嗽能力，能進一步提高康復療效，減輕CSCI患者阻塞性通氣功能障礙的程度，從而改善肺功能。

A preliminary study on thunderstorm forecast based on SVM

CSCI患者最常見的表現之一為膈肌無力，并伴有不同程度的呼吸困難，加重輔助呼吸肌代償做功，整體通氣肌疲勞，導致通氣衰竭。膈肌是人體最主要的呼吸肌，承擔著60%～80%的通氣功能，此外膈肌還與循環、消化、機體代謝、維持正確的姿勢和運動等相關

。目前越來越多的學者認同“竊流現象”的存在，原理為在流體循環系統閉合運行狀態下，流體總量不變，特定支流的流量增加將伴隨其他支流流量相應減少。在有運動需求時，大腦組織細胞會通過白細胞介素-6的信號分子收到信號，重新分配血液，CSCI患者因呼吸肌無力，呼吸肌的血流量占心輸出量的比例可以從正常人的2%増加到16%，從而原本應該供應到骨骼肌的血液量相對減少，發生呼吸肌竊取骨骼肌血流現象，造成骨骼肌能量供應不足、運動耐力下降。反之，一個強有力的膈肌不但不會竊取骨骼肌的血流，還會將血流量供應給骨骼肌。本研究結果顯示，訓練6周后，2組患者的膈肌運動幅度評分均較治療前提高，且觀察組較對照組提高更明顯，提示系統性呼吸訓練對膈肌的動度提高具有明顯的改善作用。可能的原因是體外膈肌起搏器通過電脈沖刺激膈神經，可使膈肌的白肌和紅肌的肌纖維數量發生變化，增加膈肌的血液供應，從而引發膈肌的收縮，彌補膈神經受損后的功能殘缺，增強膈肌運動能力，擴大胸廓活動度，這與Glenn等

的報道結果一致。同時Tamplin等

通過研究證明，吸氣肌訓練通過延遲膈肌疲勞、抵消呼吸肌代謝反射和減輕呼吸不適感，將受試者循環計時試驗的成績提高4%，疲勞時間提高30% 。Brown

通過研究提出進行定期阻力的呼吸肌肌力訓練可增大膈肌的運動幅度及膈肌厚度，減弱通氣不適感，提高有效通氣量，并提高運動耐力和生活質量。

CSCI后早期應激反應導致的交感神經興奮及血漿二茶酚胺含量升高，全身血管收縮，大量血液循環轉移到肺循環，肺血容量急劇增加，導致順應性降低，增加心臟負荷，加重呼吸困難，是造成CSCI患者心肺功能儲備降低和運動耐力下降的主要原因。Gee等

通過研究表明，在動態運動中，CSCI患者表現出動態惡性充氣，即運動強度的增加伴隨著呼氣末肺容積高于靜息值的增加。動態惡性充氣與呼吸困難和運動不耐受有關，這可能最終限制有氧運動能力。本研究發現，2組患者的Borg評分均較治療前有所下降，隨著干預時間的延長，2組Brog評分的下降幅度不同，觀察組Brog評分下降幅度較大，干預6周時達到最低，表明了規律、科學有計劃的系統性呼吸訓練更能有效、直接地提高心肺功能儲備，降低患者的呼吸困難程度，提高運動耐力。可能的原因是系統性呼吸訓練可有效增強了主要呼吸肌的肌力、咳痰能力、增強了肺通氣的原動力，提高了肺泡氣體交換效率，加強呼吸肌泵及心臟泵的工作效率，從而增加運動肌肉對氧的輸送和吸收，減緩了竊流現象的發生，增強了心臟的功能，提高了有氧運動能力。Houtte 等

發現，對2組隨機分配的CSCI患者分別做呼吸訓練和有氧運動訓練后，結果發現2組患者的心肺功能儲備均較訓練前顯著提高。

綜上所述，系統性呼吸訓練聯合常規康復訓練對CSCI患者的肺功能及膈肌運動有一定的改善作用。本研究將呼吸訓練的多種治療方案系統化、規范化，將物理因子治療與手法相結合，訓練方案從呼吸康復的各個角度出發，區別于單一的傳統呼吸訓練；針對頸髓損傷的患者由于呼吸肌長時間的失神經支配，對患者采取了特異性的舌咽呼吸技術，同時主動呼吸循環技術能更好的調整呼吸控制，提高纖毛的的活性及擺動能力，將外周氣道痰液更充分地轉移至大氣道，腹部肌肉低頻電刺激配合咳嗽訓練，方法新穎，操作方便，彌補了CSCI患者腹部肌群爆發力不足的缺陷，顯著提高了咳嗽能力。但需要指出的是，本研究也存在很多不足之處，如總體樣本量少，治療時間短，缺乏長期隨訪，在以后工作中需要進一步加大樣本量，增加治療時間，并進行長期隨訪，可為系統性呼吸訓練聯合常規康復改善脊髓損傷患者肺功能提供更有力的證據。

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