背景

呼吸肌由膈肌、内外肋间肌和腹肌组成。膈肌在呼吸过程中起着关键作用。呼吸机支持可导致膈肌无力，动物和人类活检显示，短期机械通气即可导致早期膈肌纤维萎缩。长期使用呼吸机也会增加呼吸肌无力和肺部感染的机会，这可能是呼吸机撤机失败的因素之一。因此，应尽快开始呼吸机脱机训练。呼吸机脱机过程的差异和持续时间可分为简单、困难和延迟脱机，延迟脱机会增加死亡率。呼吸机连续使用≥21天，每天≥6小时，不间断使用5天被称为长期呼吸机依赖。这一组患者中的大多数人患有多种共病，并长期卧床不起。他们的呼吸肌和骨骼肌的收缩强度降低，由于他们咳嗽能力差，导致痰液积蓄和肺塌陷。既往几项研究表明，早期肺康复训练可以改善呼吸肌肌力和体力活动耐受性。

肺康复训练可分为一般运动训练（如四肢阻力训练或四肢负重/非负重运动），以增加肌肉力量和耐力，改善身体功能，以及呼吸肌训练。长期机械通气（PMV）患者的肺康复训练主要以呼吸肌训练为基础，包括呼吸肌阻力训练、阈值负荷训练、膈肌和呼吸肌的负荷训练。腹部重量训练（AWT）也被使用，当腹肌收缩时，腹内压力增加，刺激了膈肌的收缩，这反过来加强了膈肌和呼吸肌。此外，使用咳痰机（CM）辅助，吸气正压立即转化为高流量呼气负压，产生强烈的呼吸道压力变化来模拟咳嗽，增加咳嗽峰流速，并迅速清除呼吸道分泌物和恢复咳嗽功能。

过去很少有研究研究PMV患者使用CM辅助和AWT对呼吸肌肉和咳嗽功能的短期益处。因此，本研究主要探讨CM辅助联合AWT对长期机械同期患者肺功能的影响。

目的

PMV的患者因膈肌无力有无效咳嗽和感染的风险。本研究旨在探讨AWT加/不加CM辅助对这些患者肺功能、呼吸肌力和咳嗽能力的影响。

研究方法

该研究是一项随机对照试验，研究周期为2019年8月21日至2020年8月13日。研究受试者在高雄长庚纪念医院，台湾南部的医疗中心招募，研究地点在亚急性呼吸护理中心。受试者在评估后被接受，以确定他们是否符合要求，并获得知情同意。在受试者登记前，研究经过了医院的伦理审查委员会（IRB：201900885B0A3）的审查和批准。本研究旨在探讨AWT加/不加CM对PMV患者的肺功能、呼吸肌力和咳嗽能力的影响。

纳入标准

• 有创呼吸机使用者；

• 血流动力学稳定；

• 气管插管或气管切开；

• 意识清醒；

• 肺活量（VC）<10 ml/kg。

排除标准

• 无意识或不愿意签署知情同意书；

• 无自主呼吸；

• 血流动力学不稳定的活动性出血；

• 急性感染；

• 腹胀、消化问题（包括恶心和呕吐）；

• 严重心力衰竭（射血分数≤30%）；

• 胸部和腹部未愈合伤口；

• 大疱性肺气肿；

• 气胸或纵隔气胸；

• 近期创伤应激史；

• 急性头颈部损伤（除非损伤部位固定）。

干预方法

AWT（沙袋）维持30 min；起始重量为1～2 kg，每天增加0.5 kg。CM训练基于咳嗽辅助机Comfort Cough II（CC20），其中吸入和呼气时间调整到1～3 s，正负压由10～15 cmH₂O逐渐增加到30～40 cmH₂O，每次4～6次，重复4～6次，每天2次，每周5天，直到受试者脱离呼吸机或转出病房。

主要结果包括干预前1天和干预后2周的最大吸气负压（MIP）、最大呼气压力（MEP）和VC的变化。次要结果包括脱离呼吸机的结果和三组患者干预后的疾病严重程度。

收集临床变量

受试者的基本信息、插管天数、呼吸机使用总天数、亚急性呼吸系统护理中心呼吸机使用天数。使用肺活量计和压力计（Nuwass仪器和控制公司，台湾）监测呼吸功能，测量与肺容积相关的参数，包括VC、潮气量（TV）、浅快呼吸指数（RSBI）、呼气峰流速（PEF）和咳嗽峰流速（PCF）。重症监护生理监测系统（飞利浦IntelliVue MX600），连续测量心跳、呼吸、血压、脉搏、血氧饱和度等。

流程图

患者基线特征

选择40例使用呼吸机的患者进行随机对照试验，具备基本必要条件作为研究对象，疾病类型以肺部和呼吸系统疾病为主，AWT组、AWT+CM组、对照组分别为4例（33.3%）、7例（50%）、7例（50%），其中6例为COPD。临床变量包括年龄、性别、体重、体重指数、机械通气总天数、呼吸护理中心使用呼吸机天数、呼吸护理中心住院天数、Charlson共病指数、APACHE II评分、气管切开术的百分比、入院时主要问题，三组间差异无统计学意义。

干预前后的肺功能、呼吸肌力和咳嗽能力

肺功能：训练后，AWT组VC改善8%(P=0.433)， AWT+CM组VC改善27% (P=0.023)。AWT组RSBI改善15% (P=0.034)， TV改善22% (P=0.012)。AWT+CM组RSBI改善18% (P=0.055)，TV改善14% (P=0.167)。在接受训练的两组中均有显著性差异，但在对照组中没有显著性差异。呼吸肌：AWT组MIP改善18% (P=0.011)，AWT+CM组改善21% (P=0.011)；AWT组MEP改善了36% (P=0.033)，AWT+CM组改善了55% (P=0.001)。在接受训练的两组中均有显著性差异，但在对照组中没有显著性差异。PCF在AWT:由105.83±16.21增至114.17±15.20，改善8% (P=0.011)；AWT+CM组PCF: 108.57±18.85增加到131.79±38.96，改善21% (P=0.001)。对照组无显著性差异。与对照组比较，AWT+CM组咳嗽疗效测量前后值差异，PCF (P=0.030)和MEP (P=0.035)有显著性差异。

干预后脱离呼吸机的结局和疾病严重程度

AWT+CM组干预后，PMV患者的病情严重程度：APACHE II评分比较：改善20% (P=0.014)，平均年龄70岁以上，平均使用呼吸机天数为37.73±16.58天。呼吸机脱机成功率：AWT组11例(97.7%)，AWT+CM组11例(78.6%)，对照组11例(78.6%)。再插管率：AWT组2例(16.7%)，AWT+CM组0例(0%)，对照组3例(21.4%)。AWT组使用呼吸机天数更少。AWT+CM组脱机成功率为78.6%，但呼吸机使用天数和再插管率无显著差异。与训练组相比，对照组使用呼吸机的天数更多。

讨论

PMV占接受呼吸机脱机过程的15%，高龄和肺部疾病是导致困难和延迟脱机的因素。肺炎引起的呼吸衰竭以及肺部和呼吸系统疾病是导致脱机时间延长的最常见原因，这会影响住院期间的死亡率和拔管成功率。

既往文献表明，呼吸肌训练是PMV患者的一种有效的锻炼。吸气肌阻力训练和阈值  负荷吸气肌训练可增加接受机械通气的患者、COPD患者或长期依赖呼吸机的患者的最大吸气和呼气压力。MIP表示吸气肌和膈肌的强度；MEP表示腹肌和肋间肌的强度。最大吸气压力与肺活量有关。

研究已经证实，AWT+CM训练增加的VC（27%）和MIP改善了21%，从而改善了肺活量和呼吸肌力。2013年，研究人员使用PCF作为咳嗽功能的测量指标，并使用咳嗽辅助机来增强肺部疾病和慢性神经肌肉疾病患者的咳嗽功能。PCF正常值为360～400 L/min，慢性疾病患者<270 L/min，呼吸道感染患者<160 L/min，增加了呼吸机依赖的风险。

在本研究中，患者均为老年人和呼吸机依赖者。PCF均为<160 L/min。在AWT+CM组中，PCF从108.57±18.85增加到131.79±38.96，增加了21%。AWT是一种临床方便、简单、简便的方法，它改善呼吸肌力量（MEP增加15.1 cmH₂O，改善55%），当与CM配合使用时，可改善咳嗽能力。

局限性

该研究只招募了少量的受试者，这可能会限制推断结果的有效性。在未来的研究中，应增加受试者人数、持续时间、中心数量，为呼吸肌肉训练收集更全面的肺功能数据，包括最大自主通气量（MVV）、用力肺活量（FVC）、第一秒用力呼气量（FEV₁）、最大呼气中期流量（MMEF 25%～75%），从而深入了解CM辅助AWT的益处。在以往的研究中，腹部重量在2～5 kg之间变化，持续时间在15～30 min，这表明缺乏科学严谨性，使探索获益变得困难。未来的研究可能会更深入地研究腹压的应用。

结论

AWT可改善肺功能和呼吸肌力，易于操作，便于携带。CM联合AWT可有效提高肺活量，改善呼吸肌和咳嗽功能。