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机械通气期间避免呼吸肌和外周肌肉损伤(Part 4)
2019-10-11 11:15:59
要点:
肢体和呼吸肌无力在危重症患者中极为常见。
呼吸肌无力可增加机械通气时间,易引起医源性并发症(包括肢体肌无力)和死亡。
转出ICU后,肢体肌无力仍将持续数月,导致长期的功能状态和生活质量低下。
肌肉损伤的主要机制包括危重症多发性神经肌病、脓毒症、药物、代谢紊乱和肌肉过度负荷及去负荷。
膈肌无力源自呼吸机支持不当导致的过度去负荷(导致萎缩)或过度负荷(向心或离心)。
 
预防和治疗
        呼吸肌和肢体肌肉无力是重要的临床问题。通过总结肌肉损伤和肌无力的关键机制,能帮助买足球APP下载更好地理解其防治措施,相关总结见表2。
 
表 2    
防治肢体和呼吸肌无力的策略
策略 证据水平 临床建议
呼吸肌    
膈肌保护性机械通气 低(实验和临床数据提供理论支持) 优化同步和吸气负荷可预防膈肌损伤
尚未作为常规操作
吸气肌训练 中(临床数据) 力量和耐力训练都可显著提高肌力,缩短脱机时间和ICU入住时间
膈肌无力高风险的患者可考虑使用
术前训练可显著改善心脏手术后的结局
药物:
茶碱
左西孟旦
低(实验和临床数据) 增加膈肌收缩力
尚未作为常规操作
肢体肌肉    
早期活动和康复 高(临床数据) 改善出院时的肌力和活动度;对长期功能状态或生活质量的影响不明确
呼吸肌和肢体肌肉    
限制镇静 中(临床数据) 维持成人ICU患者低水平镇静可改善结局
缩短机械通气和ICU入住时间
控制血糖 中(实验和临床数据) 控制血糖 预防肌无力
药物:
抗氧化剂
(N-乙酰半胱氨酸)
低(实验数据) 不作为常规操作
 
常规的支持性护理
        预防肢体和呼吸肌无力的最有效策略可能是通过及时诊断、复苏及治疗潜在病因,尽可能缩短危重症患者的住院时间。尤其是脓毒症患者,更需要快速评估和合理治疗;对于代谢紊乱的患者,包括电解质异常者,应予以纠正;应谨慎使用神经肌肉阻滞剂和糖皮质激素,并在安全情况下按照临床规范尽早停用;根据循证策略管理镇静;如需连续注射镇静剂,短效药物如异丙酚优于苯二氮卓类药物(静脉输注即时半衰期长),以减少制动;积极控制疼痛和呼吸困难,以促进活动;密切监控血糖;规范脱机操作,并应每天评估是否需要继续机械通气。
 
早期活动 
        过度去负荷是肌肉损伤和肌无力的关键机制,患者应尽早活动以减轻损伤。机械通气患者(以及体外生命支持的患者)可安全地离床活动。被动关节活动度训练能产生肌肉张力,显著减缓肌肉萎缩。
        虽然有良好的理论基础,但早期活动对患者临床结局的影响似乎有限——很多随机试验的结果并不一致。Schweickert等报道,在呼吸衰竭期间,早期物理治疗和作业治疗可提高患者出院时的功能独立性,然而在后续的几项试验中,未见通气时间、住院时间、长期功能状态或生活质量的改善。这些试验结局的差异可能与物理治疗的时机、时长和强度以及对照组的管理有关,因为该领域发展迅速,开始重视镇静最小化和早期活动;此外,目标人群也很重要:对于外科ICU患者,早期活动策略能加快ICU转出,并改善出院时的活动能力。 
        一项系统综述表明,早期活动可改善出院时的肢体肌力和活动度,但并未显著改善功能状态、生活质量或恢复时间。
        显然,去负荷在肌无力发展中的作用仍需深入研究;主导肌无力的可能是其他影响蛋白质合成和分解平衡的机制,而非去负荷。此外,炎症状态(调节负荷诱导损伤的风险)与活动之间的相互作用也需深入研究,因为训练发炎的肌肉可能存在隐患。 
        临床医生应坚持镇静最小化并尽量减少卧床,安全地恢复肢体肌肉负荷以提高肌力,并认识到这些措施对长期生活质量的影响。过多的不必要的卧床存在着重大隐患。 

膈肌保护性机械通气 
        膈肌保护性机械通气的概念源于“过度去负荷或过度负荷导致膈肌损伤”这一概念。多项研究显示,膈肌增厚分数与膈肌负荷或去负荷水平以及机械通气模式直接相关。优化膈肌负荷(既不过高也不过低)可预防膈肌损伤并促进脱机。图4总结了膈肌保护性机械通气的概念。
        膈肌保护性通气已在猪的动物模型中进行研究。在猪的呼吸机诱导的膈肌功能障碍模型中,Jung等应用控制通气或自适应支持通气(一种部分辅助通气模式,使用闭环算法滴定呼吸机支持,以优化呼吸功)。自适应支持通气组未见膈肌萎缩或无力。该模型有一定的局限性:与临床患者不同,动物模型具有正常的呼吸力学,呼吸驱动没有升高。但本研究基本上可证明,调节机械通气可预防膈肌损伤。
        膈肌保护性通气尚未在人体进行研究,仍然存在一些关键问题。首先,最佳的膈肌负荷水平是未知的。多个竞争因素可能改变患者吸气努力的安全性,包括休克状态(可能影响氧气输送)和急性呼吸窘迫综合征(自发性呼吸努力可能进一步加重肺损伤)。其次,目前还不清楚是否可通过呼吸机支持和镇静来控制呼吸驱动和努力,以达到目标负荷水平。重症患者的呼吸努力常与化学感受控制无关,控制呼吸努力可能需要深度镇静和麻痹。在这些病例中,呼吸驱动可能是全有或全无。一种建议的方案是进行局部神经肌肉阻断,但这一策略尚未纳入临床方案。此外,体外二氧化碳清除也是一种控制呼吸驱动的方法。 
        近期研究表明,最佳膈肌负荷可能与健康受试者静息呼吸时的水平相似。这种生理性的呼吸努力水平与最小的膈肌厚度变化有关,并且可预测通气时间最短(与更低或更高水平的呼吸努力相比)。滴定呼吸机支持(和镇静)达到该呼吸努力水平的可行性和影响仍有待研究。为了确保有效性,膈肌保护性通气策略必须在开始机械通气24 – 48小时内实施,因为大部分膈肌萎缩和损伤发生在插管后2 - 3天内。 
        由于人机不同步可能对膈肌负荷造成不利影响,因此监测和保持同步是膈肌保护性机械通气策略的基本要点。呼气末正压的作用也需研究:较高的呼气末正压可能会降低膈肌的离心收缩。
        为了获得同步的、最佳的呼吸努力,需直接监测呼吸肌,包括膈肌电活动、膈肌超声、气道闭合压和经典的食道压。要实施膈肌保护性通气,临床医生应熟练掌握其中一项或多项技术。 
        综上所述,膈肌保护机械通气是一个极具前景的概念,其临床实施策略仍待制定。由于最佳的膈肌负荷水平可能随时间而变化,在进行更大规模的膈肌保护性通气试验之前,有必要先深入研究膈肌负荷对呼吸和心血管系统的影响。 
图4 膈肌保护性机械通气的概念模型
        在这种模式下,吸气努力不足和过度均会影响膈肌结构和功能,导致长期呼吸机依赖以及临床结局不良。吸气努力与呼吸机支持和镇静水平负相关。以中等水平的吸气努力为目标,滴定镇静和呼吸机支持,可找到防止膈肌损伤的最佳状态,促进脱机。(Goligher EC, Dres M, Fan E, et al. Mechanical ventilation–induced diaphragm atrophy strongly impacts clinical outcomes. Am J Respir Crit Care Med 2018;197(2): 204-13)。

呼吸肌康复及吸气肌训练 
        肢体肌肉的物理康复受到广泛关注,但呼吸肌康复却严重被忽视,虽然呼吸肌无力发病率高,临床影响严重。尽管如此,许多研究评估了机械通气期间强化呼吸肌的方法。
        吸气肌训练是利用气流阻力或阈值负荷来增加吸气负荷。针对这一个外部施加的阈值负荷,患者需要产生足够的吸气压来达到设定的阈值,才产生吸气流量。该阈值负荷独立于吸气流量和吸气努力,其滴定简单、可靠。阈值负荷的装置是可购得的,也可通过设置呼吸机的压力触发阈值来获得。
        一项系统综述评估了吸气肌训练对机械通气患者临床结局的影响。训练干预措施包括等二氧化碳过度通气、吸气阻力训练、阈值负荷训练或调节呼吸机压力触发灵敏度。结果显示,吸气肌训练可显著增加最大吸气压和脱机的可能性,缩短住院时间。训练耐受性好,安全(无重大不良事件或并发症),可行。
        负荷训练可设置不同的负荷强度、频率和持续时间,但其最佳训练策略(强度、持续时间、频率)有待进一步研究。如前所述,也许最佳训练方案应该包括中等的负荷和缩短速度,使患者在肌力和耐力方面都得到改善。应避免负荷引起的肌肉损伤。吸气肌训练联合呼气肌训练以增强咳嗽力量和改善通气,也需进一步研究。 

神经肌肉电刺激(NMES) 
        NMES是一种无需患者自主努力的肌肉训练方法。 
 
        1. 呼吸肌无力的神经肌肉电刺激 
        由于控制呼吸驱动存在难度(尤其是维持肺保护性通气),有时需要深度镇静。此时,可应用膈肌起搏来避免膈肌的过度去负荷。
        一个高位脊髓损伤的病例报告显示,短期的单侧膈神经电刺激(30 min /d)足以预防膈肌萎缩(刺激侧)。相反,未刺激侧的膈肌出现萎缩。
        在心血管手术中行膈肌起搏,可以防止线粒体功能障碍,并维持膈肌的收缩力。在猪的实验模型中,通过一种新型的中心静脉导管行膈神经起搏可缓解机械通气期间的膈肌萎缩,这种方法可能在人体亦可行。
        2. 肢体肌无力的神经肌肉电刺激 
        NMES可预防门诊长期制动患者的股四头肌萎缩,它预防ICU内肢体肌无力的作用仍在积极研究中。数据表明,NMES可维持肌肉的生理机能和肌力,防止萎缩。NMES的功能影响及其最佳刺激策略(用量、时机等)尚不确定。脓毒症、水肿或休克患者在NMES时不太可能产生明显的肌肉收缩。

营养
        Hermans等评估了两种不同的营养策略对肌肉结构和功能的影响:早期 vs 晚期肠外营养治疗(转入ICU<2天 vs <8天)。令人惊讶的是,晚期营养组第一周宏量营养素的缺乏与肌纤维显著萎缩无关,反而可能改善肌肉收缩能力。晚期营养组可见自噬增加,可能对蛋白质周转起着重要的积极作用。

药物
        目前尚无药物被证实可有效预防或治疗机械通气患者的肌无力,但是一些药物很可能有前景,虽然尚未在人体证实。在动物模型中,氧化应激是呼吸机诱导的膈肌功能障碍的关键因素。在动物模型和吸气阻力负荷诱导膈肌疲劳的健康受试者中,抗氧化剂可预防通气期间的膈肌无力。在动物模型中,控制通气期间给予高剂量糖皮质激素可减少氧化应激并防止膈肌萎缩。
        神经肌肉阻滞剂可使呼吸肌去负荷,导致膈肌萎缩。但如果患者存在负荷诱导性损伤的风险时,膈肌去负荷的好处可能大于坏处。因此,对于呼吸驱动极高、全身炎症诱发呼吸肌损伤以及频繁的人机不同步导致呼吸肌离心收缩的患者,神经肌肉阻滞实际上可能限制呼吸肌损伤。这种潜在的作用还有待证明。
        合成激素可用于提高肌肉蛋白质含量。生长激素对骨骼肌有直接的合成作用,但对危重症患者使用高剂量生长激素,则会显著增加多器官衰竭的机率和死亡率。睾酮配合高热量喂养,能显著改善慢性阻塞性肺病患者的吸气肌力量,但尚无ICU机械通气患者(常见睾酮水平极低)的相关数据。
        正性肌力药可增强膈肌收缩力。茶碱也可增强膈肌无力患者的膈肌收缩力,但因其治疗范围小而导致应用受限。钙敏化剂左西孟旦能改善健康人的神经机械效率和膈肌收缩功能,在慢性阻塞性肺疾病患者中疗效良好,但目前尚无研究将其用于机械通气患者。

总结
        呼吸肌和肢体肌无力在机械通气患者中极为常见,显著影响临床结局,包括机械通气时间、ICU和医院的住院时间、再插管或气管切开风险、术后功能障碍和生活质量。通过密切关注机械通气期间呼吸肌和肢体肌肉损伤的机制,ICU医生可能预防这种损伤并改善患者的预后。
        呼吸肌和肢体肌肉损伤的机制相似,但两组肌肉损伤的时机和严重程度不同;呼吸肌无力和肢体肌无力通常是两种独立的现象,尤其是在机械通气早期。关键机制包括过度去负荷、过度负荷(向心或离心)、脓毒症和炎症以及与危重病相关的代谢紊乱。
        为了预防肌无力,临床医生应在密切关注呼吸机设置的同时,使患者尽早活动,以帮助膈肌负荷达到最佳水平(与健康受试者静息呼吸时的水平相似)。一系列防治呼吸肌无力的潜在康复和药物策略均有待进一步研究。改善ICU幸存者的长期结局已得到越来越多的重视,研究人员和临床医生需更关注如何预防呼吸肌和肢体肌无力。
 
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