膈肌鍛煉促進肺癌病人肺康復的研究進展

黃 渝，王增旭，龔雨葉，王 甜，房 博，唐雪鴻，林 英

據2020年中國國家癌癥統計中心顯示，肺癌居男性癌癥發病率第一位(24.17%)，居女性癌癥發病率第二位(15.02%)，且呈明顯上升趨勢[1]。肺癌診治指南中指出，利大于弊時建議外科手術治療，尤其是Ⅰ期、Ⅱ期的非小細胞肺癌，并強調盡可能地保留病人肺功能[2]。雖然手術技術不斷進步，但術后肺功能下降不可避免，因此呼吸功能鍛煉是肺癌術后肺康復的重要組成部分之一。膈肌是人體最重要的呼吸肌，其對于呼吸的貢獻占60%～80%，膈肌每移動1 cm，通氣量增加約350 mL[3]。研究顯示，肺切除術后多出現膈肌厚度變薄，運動幅度減弱等情況，肺功能明顯下降[4]，常引發病人肺部感染、肺不張等并發癥，造成胸部引流時間、住院時間延長，甚至死亡[5]，由此可見，膈肌鍛煉在肺癌手術病人肺康復中的地位舉足輕重。膈肌鍛煉是通過增加膈肌的肌力和耐力，以促進肺功能康復。目前，膈肌鍛煉的方式有自主膈肌鍛煉、儀器輔助膈肌鍛煉、康復師協助膈肌鍛煉等。膈肌鍛煉方法雖由來已久，但受經濟、文化等影響，膈肌鍛煉的開展存有一些問題。為了促進病人更好康復，現從膈肌的概述、鍛煉的方法、國內外的研究現狀、評價方法等進行綜述，以期為肺癌手術病人膈肌鍛煉的研究提供參考。

1 膈肌概述

膈肌位于胸腹腔之間，向上隆起呈穹隆形的扁薄闊肌，膈肌構成胸腔的底和腹腔的頂，由膈肌肋間部、膈肌中心腱和膈肌腳部組成，受頸3～頸5神經支配。膈肌是胚胎第3周時由中胚層開始發育，第8周～第9周時發育完成，早期的醫學研究并不認為膈肌參與呼吸，亞里士多德認為膈肌僅是隔開身體的胸腔和腹腔的一塊肌肉，直到1867年，Duchenne才闡明了膈肌對呼吸的重要作用[6]。膈肌收縮時可擴大胸腔，促進吸氣，舒張時輔助呼氣。健康人平靜呼吸時膈肌的移動幅度為1.7～1.8 cm，深吸氣后可達7.5 cm，促進最大吸氣壓增加[7]，膈肌作為機體的呼吸泵，生命不息，膈肌運動不止。在歐洲肺康復指南中強調運動鍛煉是肺康復的基石，但并沒有將膈肌鍛煉放在凸顯地位[8]。

2 膈肌鍛煉的方法

2.1 自主膈肌鍛煉

2.1.1 膈肌鍛煉 又稱腹式呼吸，練習時閉口經鼻吸氣，吸氣時膈肌下降，同時腹部向外凸起，呼氣時膈肌上升，同時腹部內凹，呼吸深長緩慢，可采取站、坐、臥任何姿勢進行鍛煉，不受時間、場地、經濟等限制。

2.1.2 膈肌阻力訓練 病人取仰臥位，護士在病人上腹部放置0.5～1.0 kg沙袋作為阻力，以后逐漸增加沙袋重量，讓病人集中精力于加壓部位，用鼻吸氣使腹部緩緩隆起，保持2～3 s，然后用口呼氣，自然放松，通過逐漸延長呼吸時間、增加阻力大小來調節難度，從而改善膈肌肌力。訓練中避免任何形式的吸氣肌長時間阻力訓練，如果出現頸部肌肉參與吸氣動作，則表明膈肌疲勞，立即停止訓練[9]。

2.1.3 單側膈肌鍛煉 不同手術部位應采用不同的局部呼吸功能訓練，為加強一側肺下部通氣和膈肌鍛煉，鍛煉時身體屈向對側做深呼吸，吸氣期盡量高舉同側上肢，呼氣期還原[10]。

2.2 儀器輔助膈肌鍛煉

2.2.1 呼吸訓練器

2.2.1.1 負荷呼吸訓練器 負荷呼吸訓練器采用抗阻力訓練原理，使用者吸氣時需抵抗訓練器設定的阻力，以增加吸氣肌力，從而增加膈肌強度與耐受度[11],吸氣時病人需要使勁，胸鎖乳突肌、肋間肌等同時參與。

2.2.1.2 腹式呼吸訓練器 腹式呼吸訓練器通過充氣泵和壓力傳感器，周而復始地向壓力腹帶中充放氣，促進膈肌運動，改善肺通氣[12]。

2.2.1.3 多功能呼吸訓練器 多功能呼吸訓練器吸氣時同負荷呼吸訓練器，促進膈肌的鍛煉；呼氣時靠物理性震蕩原理，通過震蕩松脫黏著、積聚于氣道壁上的痰液，將痰液導引到咽喉再借由咳嗽將痰液吐出[13]。

2.2.2 膈肌起搏器

2.2.2.1 植入式膈肌起搏器 由植入材料和外部部件組成，內部組件包括電極、射頻接收器和連接線，外部組件包括外部電源、射頻發射機和天線導線，需保證每條膈神經均能接受刺激。需要通過開胸手術或電視胸腔鏡手術將電極連接到雙側膈神經，然后通過低頻電脈沖刺激膈神經引起膈肌持續而有節律地收縮[14]。

2.2.2.2 體外膈肌起搏器 是將電極固定在皮膚表面，間接刺激膈神經，2個小電極片分別置于膈神經解剖走行最表淺處，即雙側胸鎖乳突肌外緣下1/3處，兩大電極片置于左右鎖骨中線第2肋間，與之形成回路，通過電極刺激皮膚下面的膈神經引起膈肌收縮，并模擬生理節律呼吸[15]。

2.3 康復師協助膈肌鍛煉 康復師協助膈肌鍛煉主要為膈肌松解技術，又叫徒手呼吸訓練。病人仰臥，康復師站在病人腰旁，將一只手或兩只手放在對側胸廓底部，用拇指、輔助拇指或指尖對準最下面的肋骨，囑病人深吸氣，然后慢呼氣，當病人呼氣時按下拇指、輔助拇指或指尖向深部按壓胸廓下部的下方并向上和遠離自己的方向上抬。在對側重復此過程[16]。該方法可增加膈肌活動度，減少輔助呼吸肌運動，緩解病人疲勞，促進肺功能恢復。

3 膈肌鍛煉的臨床應用現狀

國外對膈肌鍛煉應用于臨床的研究較早，1938年Soley等[17]指導慢性阻塞性肺疾病(COPD)病人行膈肌鍛煉，促使病人肺功能明顯提升，在20世紀末，國內才將其引入臨床康復。隨后研究者進一步研究，將膈肌鍛煉廣泛開展于肺癌手術病人肺康復鍛煉[18-19]。COPD與肺癌手術后的病人有所不同，應用膈肌鍛煉在肺癌術后病人康復是否安全可靠值得思考，有研究通過對88例肺癌病人手術后不良事件的自我報告證實其安全性[20]。L?hteenm?ki等[21]研究結果與其一致。有研究對26例非小細胞肺癌病人開展為期3周的吸氣肌訓練，一共12次，每次30 min，結果顯示呼吸肌肌力得到顯著提高，且術后并發癥明顯下降[22]。研究結果顯示，呼吸器訓練組與膈肌鍛煉組在6 min步行距離和最大吸氣壓的改變沒有明顯差異，僅在縮短住院時間上優于膈肌訓練組[23]。因此有研究者認為，如果在病人無法下床活動，不考慮經濟的情況下，是建議使用呼吸訓練器的[24]。但是通過近5年的文獻檢索發現，國外的研究中多傾向于采用呼吸訓練器進行吸氣肌的鍛煉[25-27]，使用呼吸訓練器時不僅需要膈肌的參與，還需要胸鎖乳突肌、斜角肌、肋間肌等輔助吸氣肌參與，往往增加病人的疲勞感。肺癌病人手術后常因身體虛弱、疼痛等原因不能或不敢使用呼吸訓練器進行呼吸鍛煉，且目前國內呼吸訓練器市場管理有待規范，呼吸訓練器價格從幾十元到幾千元不等，價格低的效果沒有保障，價格高的增加病人經濟負擔。自主膈肌鍛煉因為不受時間、地點、經濟的影響，恰好彌補了這一缺陷。尤其是肺部手術后病人呼吸淺快，通過自主膈肌鍛煉可以糾正這種錯誤的呼吸模式，重建正確的呼吸模式，提高肺泡通氣量，減少呼吸過程中的能量消耗以及緩解肺癌病人的呼吸急促[28]。自主膈肌鍛煉具有明顯優勢，但其不足之處也不容忽視，有研究顯示，縮唇膈肌鍛煉可提高病人的潮氣量和氧飽和度，降低呼吸頻率，改善通氣和血液循環，無需借助輔助儀器，但會增加胸壁的異步和反常活動，在病人鍛煉的過程中應加強觀察[29]。近年來，膈肌鍛煉在肺癌圍術期肺康復中的地位日益凸顯，但自主膈肌鍛煉的方法并未受到追崇，國內外研究者多傾向于呼吸訓練器的使用，這可能與自主膈肌鍛煉缺乏客觀的量化標準，臨床醫生或護士不能正確指導病人，缺乏職業康復治療師，醫務人員儀器設備依賴性、病人是女性等因素有關。

國外呼吸鍛煉均在專業康復師的指導、協助下完成。Goldsmith等[30]研究中強調，膈肌鍛煉是在訓練有素的心胸康復治療師指導下完成的。Nair等[31]由專業康復治療師對20例COPD病人施行膈肌拉伸技術和膈肌松解技術，增強了膈肌的移動幅度和胸廓擴張度，改善了病人的吸氣肌力量和肺功能。但膈肌松解技術目前僅用于COPD病人的治療，以促進肺康復，國內有研究者將其用于改善腦卒中病人的吞咽困難[32]，目前并沒有運用于肺癌手術病人膈肌功能鍛煉，這可能與肌肉群復雜，技術開展時間不長，研究較少等因素有關，還需進一步研究探索。在國內，呼吸功能鍛煉多由護士指導，且護士沒有經過專業培訓，同時也缺乏呼吸康復的職業康復治療師，需培養更多專業的呼吸康復治療師才能更好、更科學、更專業地指導病人進行膈肌鍛煉，促進肺癌手術病人優質肺康復。

植入式膈肌起搏器是1965年美國的格林教授研發，用于膈肌功能嚴重障礙或椎體損傷等病人使用，2017年有研究者為4例肺移植病人安置了植入式膈肌起搏器，病人膈肌肌力明顯增加，且能輔助病人脫離呼吸機[33]，但當前國內外均沒有在肺癌手術后植入膈肌起搏器的相關研究，可能與其具有侵入性、易損傷膈神經、易感染、高費用等因素有關。體外膈肌起搏器是1987年中山大學謝秉煦等教授研發用于COPD呼吸衰竭病人的康復治療。王浩等[34]研究者采用體外膈肌起搏器對肺癌手術病人進行膈肌鍛煉，病人術后訓練每周3次，每次20 min，共訓練4周，病人肺功能、6 min步行距離明顯提高。體外膈肌起搏器對于肺康復具有積極作用，但也存在許多問題，包括電極精確定位難、療效個體差異大、操作不到位可能引起膈肌疲勞、局部疼痛不適感等[35]。目前國內外將膈肌起搏器運用在肺癌手術膈肌鍛煉的研究較少，且都是小樣本研究，需要多中心、大樣本研究證實其安全性和有效性。

4 膈肌鍛煉的效果評價

4.1 直接評估法 ①彩色多普勒超聲：包括B型超聲和M型超聲，B超主要用于測定膈肌的厚度，M型超聲主要測定膈肌的移動幅度[36]，由于超聲檢查的無創性、無輻射性和易操作性等優點，受到臨床監測的青睞。②X線：X線是評估膈肌形態最簡單的方法，雖然有大量輻射，但直觀膈肌的整體形態，且受人為誤差少，在評估膈肌時次于M型超聲，但優于B型超聲[37]。③計算機斷層掃描(CT)：CT很少用于膈肌功能檢查，因為其輻射大，價格高，需要在特定的房間進行，在觀察膈肌功能上不容易被病人接受。④核磁共振成像(MRI)：費用高、費時費力，雖然可觀察膈肌形態及厚度，但不適用于常規膈肌功能監測。

4.2 間接評估法 ①6 min步行距離試驗：測定病人以其步行速度在6 min內所能行走的最大距離，該試驗常用于呼吸功能、心肺功能或機體綜合運動能力的評估，以及預后的評估和療效的判斷。②肺功能：肺功能測試簡易，是評價膈肌功能的常用指標，包括第一秒用力容積(FEV1)、用力肺活量(FVC)、每分鐘最大通氣量(MVV)、一氧化碳彌散量(DLCO)等。③手動膈肌評估量表：是目前唯一對主要呼吸肌運動值評估量表，操作員通過對被檢者膈肌各部位的撫觸來評估膈肌的功能，該量表可適用于呼吸系統領域、運動領域及健康領域[38]，但對操作者的要求極高，不易在臨床廣泛開展。④肺部并發癥：胸腔手術中單肺通氣，與氧化應激相關的損傷，肺泡塌陷等可造成術后肺部感染和肺不張的發生[39]。膈肌功能鍛煉可促進呼吸功能康復和痰液排出，因此術后并發癥的發生可間接反映膈肌的功能。⑤呼吸困難評分：病人主觀上感到空氣不足、呼吸費力的現象。客觀表現為呼吸運動用力，重者鼻翼扇動、張口聳肩，呼吸輔助肌也參與活動，或伴有呼吸頻率、深度與節律的異常。呼吸困難評分越高代表呼吸困難越嚴重，間接反映膈肌功能越差[40]。⑥最大吸氣壓(MIP)：最大吸氣壓反映吸氣肌的肌力，膈肌是主要的吸氣肌，是通過受檢者最大吸氣時產生的口腔壓來評估，目前臨床中較廣泛使用MIP來評價膈肌功能，但受一定的主觀性影響[41]。⑦跨膈壓：是胸內壓與腹內壓的差值，可直接反映膈肌功能，但具有有創性，不適用于膈肌功能檢查的常規開展[42]。

5 展望

目前國內外在自主膈肌鍛煉和呼吸訓練器的研究較為成熟，具有安全性和可行性，但也存有不足，如膈肌鍛煉的時間、鍛煉最佳頻率、膈肌阻力訓練的最佳負荷并未統一，且缺乏重點化、個體化、病程化的鍛煉方案。膈肌起搏器臨床研究較少，在經濟欠發達的國家或地區并不具備相關的儀器設備及康復治療師，限制了肺康復的發展。膈肌松解技術目前少有研究，需要臨床多學科協作研究。與國外比較，國內雖然也有大量關于膈肌鍛煉的研究，但僅有發達地區、等級較高醫院擁有包括康復治療師的多學科協作團隊，今后需加強醫護人員培訓或培養更多的康復治療師來促進呼吸康復的發展。筆者認為應根據病人的經濟、病情等綜合評估，不能盲目地評判各種鍛煉方法的好壞，需制定出符合肺癌手術病人病程恢復曲線的個體化、循序漸進式膈肌鍛煉康復方案，促進病人肺康復。