呼吸機(jī)相關(guān)膈肌功能障礙研究進(jìn)展

梁國(guó)興 劉朝暉

【摘要】 橫膈肌功能障礙（VIDD）主要由機(jī)械通氣后導(dǎo)致膈肌張力下降、肌肉萎縮、結(jié)構(gòu)損傷、神經(jīng)刺激減少、肌纖維重塑等多種因素引發(fā)橫膈肌收縮功能下降， 主要表現(xiàn)為脫機(jī)困難、通氣模式與潮氣量對(duì)呼吸引發(fā)膈肌功能障礙明顯， 本文通過(guò)其發(fā)病原理、發(fā)病機(jī)制、臨床診斷與防治等方法予以闡述。

【關(guān)鍵詞】 機(jī)械通氣;脫機(jī)困難;膈肌萎縮;橫膈肌功能障

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2020.22.090

Research progress of ventilator-induced diaphragm dysfunction? ?LIANG Guo-xing， LIU Chao-hui. Department of Intensive Medicine， Guangzhou 510507， China

【Abstract】 Ventilator-induced diaphragm dysfunction （VIDD） is mainly caused by a variety of factors such as decreased diaphragm tension， muscle atrophy， structural damage， reduced nerve stimulation， and muscle fiber remodeling after mechanical ventilation， mainly manifested as difficulty weaning， obvious diaphragmatic dysfunction caused by ventilation mode and tidal volume. In this paper， its pathogenesis， clinical diagnosis， prevention and treatment methods are described.

【Key words】 Mechanical ventilation; Difficulty weaning; Diaphragmatic atrophy; Diaphragmatic dysfunction

機(jī)械通氣能夠使呼吸功能降低， 肺容積從而增加， 并且有利于促進(jìn)維持氣泡、氧合， 是治療急、慢性呼吸衰竭主要方式[1]。經(jīng)最新研究報(bào)道可知， 若應(yīng)用呼吸機(jī)不當(dāng)， 可造成呼吸機(jī)相關(guān)VIDD， 主要特性為膈肌收縮力下降并進(jìn)行性加重， 出現(xiàn)脫機(jī)困難。隨著機(jī)械通氣在臨床的廣泛運(yùn)用， VIDD的發(fā)生率呈逐漸上升趨勢(shì)[2]。因此， 本文對(duì)VIDD患者展開(kāi)綜述， 報(bào)告如下。

1 VIDD病因

①膈肌自身特性：引發(fā)VIDD另一因素還有廢用性萎縮特性[3]。因骨骼肌長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)， 收縮力、肌纖維下降與降低。若較于其他骨骼肌， 膈肌更易出現(xiàn)廢用性萎縮。據(jù)報(bào)道， 膈肌廢用性萎縮速度是其他骨骼肌的8倍[4]。②機(jī)械通氣時(shí)間：早期機(jī)械通氣可導(dǎo)致患者膈肌功能障礙， 對(duì)時(shí)間具有一定依懶性[5]。膈肌纖維基因水平下降主要由機(jī)械通氣引起， 其中肌球蛋白重鏈（MHC）亞型不同， 分為：快、慢收縮纖維， 快收縮纖維又分為Ⅱα、Ⅱx、Ⅱb， 隨時(shí)間的延長(zhǎng)患者病情加重。③肺容積：顫搐跨膈壓可評(píng)估膈肌收縮力的重要指標(biāo)， 若肺容積增加， 可縮短膈肌初長(zhǎng)度， 顫搐跨膈壓、膈肌收縮力從而下降， 將引發(fā)VIDD[6]。④其他因素：患有嚴(yán)重并發(fā)癥， 膈肌功能受到影響更大。重癥加強(qiáng)護(hù)理病房（ICU）多數(shù)患者均存在流動(dòng)力學(xué)或血電解質(zhì)紊亂， 以及低氧血癥、營(yíng)養(yǎng)不良等， 均對(duì)營(yíng)養(yǎng)的供給、膈肌血液循環(huán)供造成影響， 進(jìn)而促VIDD的形成[7]。

2 VIDD發(fā)病機(jī)制

①膈肌收縮能力降低：膈肌收縮能力可有效反映膈肌內(nèi)特性指標(biāo)， 主要在興奮-收縮耦聯(lián)過(guò)程中胞質(zhì)內(nèi)Ca2+， 與膈肌前后負(fù)荷無(wú)關(guān)[8]。若肌肉收縮能力下降， 肌張力也隨之下降， 膈肌收縮能力下降主要因肌纖維蛋白濃度降低， 或是收縮蛋白、細(xì)胞骨架蛋白異常， 甚至興奮-收縮耦聯(lián)功能出現(xiàn)障礙。②肌纖維重塑：現(xiàn)認(rèn)為， 肌纖維以?xún)煞N途徑表示：a.肌纖維萎縮、肥大， 改變肌纖維所占比例;b.一種肌纖維向另一種纖維轉(zhuǎn)變。③膈肌萎縮：a.肌纖維蛋白合成減少：肌纖維蛋白是肌肉收縮的主要機(jī)體， 當(dāng)肌纖維蛋白出現(xiàn)下降， 其收縮力隨之下降[9]。b.肌纖維蛋白分解增加骨骼肌中含有四種水解酶， 鈣激酶、泛素蛋白水解酶體通路（UPP）、溶酶體酶等。其中UPP、鈣激酶在膈肌纖維蛋白中分解具有重要作用。

3 臨床診斷

①磁共振成像（MRI）：操作時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高， 不適宜呼吸機(jī)應(yīng)用患者[10]。②X線透視：能夠反映膈肌運(yùn)動(dòng)， 但無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)， 診斷價(jià)值有限;③超聲：具有無(wú)創(chuàng)、重復(fù)性高、價(jià)格便宜、床旁操作簡(jiǎn)單、方便。通過(guò)床旁超聲能夠觀察膈肌， 以及計(jì)算DIF位點(diǎn)或肺與肝、脾的交接處;正常人群：DTF 28%～96%， 膈肌厚度：0.22～0.28 cm， 若DTF<20%， 膈肌呼氣末厚度<0.2 cm， 提示伴有膈肌萎縮功能障礙。④X線胸片：靜態(tài)下觀察膈肌位置、肺下界， 用于單側(cè)膈肌異常的診斷， 若伴有單側(cè)肺不張， VIDD診斷價(jià)值不高[11]。

4 預(yù)防及防治

4. 1 預(yù)防 ①抑制蛋白水解系統(tǒng)：VIDD是激活各種蛋白水解系統(tǒng)中一部分。通過(guò)在分鐘通氣量（MV）時(shí)， 單次肌肉注射亮抑肽酶， 可阻斷大鼠膈肌萎縮， 同時(shí)， 具有預(yù)防收縮力受損。據(jù)報(bào)道， 蛋白酶體抑制劑中硼替佐米， 能夠預(yù)防VIDD， 但不能被環(huán)氧甲酮四肽蛋白酶體抑制劑重復(fù)， 主要與蛋白水解系統(tǒng)有關(guān)[13]。②及早脫機(jī)：VIDD的發(fā)生與機(jī)械通氣正相關(guān)， 在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中， 膈肌收縮功能下降， 于早期6～12 h內(nèi)迅速出現(xiàn)。此外， 前72 h內(nèi)， 膈肌厚度下降至最大。應(yīng)用機(jī)械通氣評(píng)估患者脫機(jī)指征， 配合合理鍛煉， 盡早脫機(jī)極為重要。③增加膈肌活性MV：膈肌收縮運(yùn)動(dòng)減弱， 將引起病理、生理變化， 是引發(fā)VIDD主要因素， 膈神經(jīng)刺激后保留膈肌活性， 是預(yù)防與治療VIDD重點(diǎn)[14-18]。

4. 2 治療 ①藥物治療：針對(duì)線粒體抗氧化劑、JAK-ATAT3抑制因子、哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）特異性抑制劑、茶堿、鈣離子增敏劑、鈣蛋白酶抑制劑、熱休克蛋白72誘導(dǎo)物、蛋白酶抑制劑、Sre-FoxO1信號(hào)通路抑制劑等藥物， 通過(guò)減輕氧化應(yīng)激， 防止膈肌萎縮， 繼而防止VIDD的進(jìn)展， 通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)， 獲得良好較好效果， 臨床尚未應(yīng)用。徐坡等[19]將大劑量生黃芪應(yīng)用于膈肌功能障礙中， 能夠改善呼吸機(jī)相關(guān)改善預(yù)后。②物理治療：膈神經(jīng)刺激在動(dòng)物應(yīng)用中， 臨床獲得較為滿(mǎn)意的效果， 舒適度高， 且簡(jiǎn)便， 動(dòng)物試驗(yàn)中， 間斷頸內(nèi)靜脈， 電刺激動(dòng)物膈神經(jīng)， VIDD發(fā)生率低。臨床心胸手術(shù)患者術(shù)中行使電刺激膈神經(jīng)， 自噬體有效上調(diào)、氧化應(yīng)激反應(yīng)減輕， 術(shù)后膈肌功能障礙有效降低。國(guó)內(nèi)動(dòng)物研究結(jié)果表明， 機(jī)械通氣大鼠中， 間斷膈神經(jīng)電刺激， VIDD進(jìn)度能夠降低， 但因手術(shù)患者用非甾體類(lèi)肌松藥， 不能被膈神經(jīng)電刺激改善。劉絳云[13]學(xué)者在超聲指導(dǎo)下穴位電刺激， 有效緩解VIDD， 并減少了呼吸機(jī)再次插管時(shí)間與支持時(shí)間。

5 小結(jié)

通過(guò)選取合適的通氣模式， 能夠有效恢復(fù)膈肌運(yùn)動(dòng)， 在配合相應(yīng)呼吸機(jī)鍛煉、藥物治療、抗氧化劑、膈神經(jīng)刺激等， 可有效防治VIDD。

參考文獻(xiàn)

[1] 王云霞， 周天瑜， 孫超， 等. 機(jī)械通氣患者呼吸調(diào)控與中樞鉀離子通道關(guān)系的研究進(jìn)展. 中華結(jié)核和呼吸雜志， 2018， 41（7）：

553-557.

[2] 高麗淵， 曹昕陽(yáng)， 鐘永紅， 等. 無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)輔助呼吸在重癥肺炎致呼吸衰竭搶救中的價(jià)值研究. 中國(guó)急救醫(yī)學(xué)， 2014， 34（6）：

566-568.

[3] Elnakish， MT， Schultz EJ， Gearinger RL， et al. Differential involvement of various sources of reactive oxygen species in thyroxin-induced hemodynamic changes and contractile dysfunction of the heart and diaphragm muscles. Free Radical Biology and Medicine： The Official Journal of the Oxygen Society， 2015（83）：252-261.

[4] 曹成偉， 陳秋玲. 機(jī)械通氣對(duì)急性顱腦損傷術(shù)后呼吸機(jī)相關(guān)膈肌功能障礙的臨床研究. 臨床肺科雜志， 2018， 23（4）：710-714.

[5] 張遠(yuǎn)軍， 汪建， 雷證， 等. 三種不同通氣模式對(duì)呼吸機(jī)相關(guān)性膈肌功能障礙的影響. 海南醫(yī)學(xué)， 2018， 29（7）：949-951.

[6] 王夢(mèng)麗， 于濤， 金孝岠， 等. 呼吸機(jī)相關(guān)膈肌功能障礙的研究進(jìn)展. 國(guó)際麻醉學(xué)與復(fù)蘇雜志， 2016， 37（5）：456-459， 471.

[7] De Lima LGR， Hollmann MW. The effects of sevoflurane exposure on ventilator-induced diaphragmatic dysfunction in a rat model： interconnectedness of basic science， clinical science， and clinical practice. Anesthesia & Analgesia， 2015， 121（1）：6-7.

[8] 唐文慶， 張瑞媞， 殷稚飛， 等. 體外膈肌起搏在膈肌功能障礙中的應(yīng)用. 中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志， 2018， 40（11）：871-874.

[9] 李妍， 郭愛(ài)敏. 提高ICU護(hù)士對(duì)使用呼吸機(jī)患者抬高床頭依從性的策略和效果. 中華護(hù)理雜志， 2014， 49（1）：40-43.

[10] Alireza M， Fariborz H， Ali B， et al. Particle Loading Time and Humidity Effects on the Efficiency of an N95 Filtering Facepiece Respirator Model under Constant and Inhalation Cyclic Flows. Annals of Occupational Hygiene， 2015， 59（5）：629-640.

[11] 賈佳， 李娜， 李國(guó)福， 等. 呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷早期生物傷的發(fā)病機(jī)制探討. 中華危重病急救醫(yī)學(xué)， 2018， 30（9）：861-866.

[12] 冼麗娜， 楊遠(yuǎn)征， 胡志華， 等. 中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶對(duì)診斷呼吸機(jī)相關(guān)肺部感染及判斷預(yù)后的價(jià)值. 中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志， 2018， 28（30）：100-104.

[13] 劉絳云， 胡星星， 郭立中， 等. 超聲指導(dǎo)穴位電刺激對(duì)機(jī)械通氣相關(guān)膈肌功能障礙的影響. 中國(guó)針灸， 2019， 39（9）：913-917.

[14] 包蕓， 潘慧斌， 鄒曉月， 等. 機(jī)械通氣撤機(jī)管理軟件在呼吸機(jī)撤機(jī)管理中的應(yīng)用研究. 護(hù)士進(jìn)修雜志， 2018， 33（6）：527-528.

[15] 張紅梅， 任衛(wèi)紅， 蔡立華. ABCDE集束化管理在ICU機(jī)械通氣患者撤機(jī)中的應(yīng)用.中國(guó)農(nóng)村衛(wèi)生， 2017（10）：70-71.

[16] 吳恒義， 池麗莊. 呼吸機(jī)撤機(jī)指數(shù)在老年患者機(jī)械通氣中的應(yīng)用. 華南國(guó)防醫(yī)學(xué)雜志， 2003（3）：37-39.

[17] 廖明喻， 韓銘欣， 武免免，等. 呼吸機(jī)相關(guān)性膈肌功能障礙病理生理機(jī)制及其治療研究進(jìn)展.山東醫(yī)藥， 2018， 58（29）：101-104.

[18] 何遠(yuǎn)超， 劉玲. 呼吸機(jī)相關(guān)膈肌功能障礙的主要發(fā)病機(jī)制.中華醫(yī)學(xué)雜志， 2019， 99（46）：3671-3674.

[19] 徐坡， 孫騰， 聞應(yīng)時(shí)， 等. 大劑量生黃芪對(duì)呼吸機(jī)相關(guān)膈肌功能障礙的影響. 現(xiàn)代中醫(yī)臨床， 2019， 26（2）：25-29.

[收稿日期：2020-01-02]