膈肌功能障碍是呼吸困难的一个重要原因。膈肌的一侧 (单侧) 或两侧 (双侧) 可出现部分或完全功能丧失,左侧半膈肌比右侧更常发生单侧膈肌功能障碍 (UDD)。UDD 患者通常在休息时无症状,但经常在劳累、举起重物、进行任何头顶活动、向前弯曲或躺下时出现呼吸困难。
吸气肌训练 (IMT) 是目前 UDD 唯一的保守治疗选择,但改善机制尚不清楚。这项单盲、平行组、随机对照试验描述了为期 6 个月的 IMT 计划对 UDD 患者劳累性呼吸困难、运动耐量和呼吸肌功能的影响。
10 名 UDD 参与者被随机分配到 IMT,5 名被随机分配到对照组。两组在日常生活活动中经历了类似的呼吸困难。两组的峰值工作率均在正常范围内,但呼吸困难的峰值增量评分高于腿部不适的峰值评分。对照组在高峰增量运动时表现出更大程度的运动引起的动脉低氧血症和呼吸受限。
IMT 组平均完成了 321 个疗程 (89%),从 45±6% PI,max 的平均负荷开始,到 6 个月的培训期结束时,该负荷增加到基线 PI,max 的 62±23%。对照组平均完成了 309 个会话 (86%),平均负载为 6±2% PI,max。
表 2. 培训前和培训后评估
两组的变化期呼吸困难指数 (TDI) 不同 (p=0.008),IMT 组的呼吸困难减少幅度更大。IMT 组训练后恒定工作速率循环的运动耐力时间较高 (p=0.01);运动耐力时间的前后变化在两组间也不同 (p=0.04)。
两组之间肺功能的前后变化没有差异。IMT 组训练后 1 秒用力呼气量和 MVV 较高 (分别为 p=0.01 和 p=0.02)。对照组训练后的 TLC 较高 (p=0.02)。在 IMT (分别为 p=0.003 和 p=0.01) 和对照组 (分别为 p=0.049 和 p=0.047) 中,FVC 和 IC 在训练后同样较高。
训练后,IMT 组的 PI,max 较高 (P=0.01),而对照组则不然;PI,max 从训练前到训练后的变化在组间也有差异 (P=0.001)。吸气动作时的横膈膜压力 (Pdi,sniff) 在训练后 IMT 组更高 (P=0.01)。组间 Pdi,sniff 前后变化也有差异 (P=0.046)。在组内或组间,PE,max、Pdi,tw (受影响、未受影响或双侧) 以及咳嗽动作时的胃压在训练前和训练后均没有差异。
在 IMT 组,训练对呼吸困难有主效应,呼吸困难与运动时间之间有交互效应,而在对照组则没有 (图 2)。IMT 组在训练后的等时呼吸困难 (p=0.02) 和峰值呼吸困难 (p=0.04) 也比对照组低 (图 2a 和 d)。然而,组间等时呼吸困难的前后变化没有差异。两组在腿部用力方面都没有观察到训练的主效应 (图 2b 和 d)。组内和组间在训练前和训练后的等时腿部用力评分没有差异。
图 2. 恒定工作速率运动训练前后的知觉等级测试a)和c)呼吸困难以及b)和d)腿部乏力。数值表示平均值±sd。开放符号: 训练前; 黑色符号: 训练后; 三角形: 等时。*: p>0.05。
在 IMT 组中,训练对呼吸频率有主效应,而在对照组中则没有 (图 3b 和 e);只有在 2 分钟的次极限运动时间内才能观察到这种差异。训练对分钟通气量或潮气量没有主要影响 (图 3a、c、d 和 f)。IMT 组 (p=0.01) 和对照组 (p=0.01) 在训练后的等时 IC 同样较低,但组间训练前和训练后没有差异。
图 3. 训练前后恒定工作速率运动测试中的通气反应。数值表示平均值±sd。开放符号: 训练前; 黑色符号: 训练后; 三角形: 等时; fB: 呼吸频率; V?E: 分钟通气量; VT: 潮气量。*: p<0.05。
训练对 Pes,av、Pga,av、Pes,av、Pdi,av 或 Pga,rise 没有主要影响 (图 4a-h)。IMT 组的 Pes,av、Pga,av 和 Pga,rise 在训练后的等时点都明显高于对照组 (P 分别为 0.04、0.04 和 0.049)。然而,这些结果在等时前后的变化在组间并无差异。组内或组间的 Pga,av 在训练前后的等时变化也没有差异。
图 4. 训练前和训练后恒定工作速率运动测试期间的呼吸压力。数值表示平均值±sd。开放符号: 训练前; 黑色符号: 训练后; 三角形: 等时; Pdi,av: 吸气期间的平均经膈肌压力; Pes,av: 吸气期间的平均食管压力; Pga,av: 吸气期间的平均胃压; Pga,上升: 呼气期间胃压的平均增加 *: p<0.05。
训练对 EMGdi%max、EMGscm%max 或 EMGsca%max 没有主要影响 (图5a-f)。虽然各组之间 EMGscm%max 的前后变化存在差异,但 EMGscm%max 在训练前和训练后没有差异。EMGdi%max 和 EMGsca%max 在组内或组间训练前后的等时分别没有差异。
图 5. 训练前后恒定工作速率运动测试期间的呼吸肌活动。数值表示平均值±sd。开放符号:训练前;黑色符号:训练后;三角形:等时;EMGdi:隔膜的肌电图;EMGsca:斜角肌的肌电图;EMGscm:胸锁乳肌的肌电图。
在同一时间,只有 IMT 组胸锁乳突肌和腹肌的静息血氧饱和度 (StiO2) 变化值在训练后显著低于训练前 (p=0.03 和 0.01),胸锁乳突肌的 StiO2 变化在组间也有显著差异 (p=0.004)。
IMT 是一种耐受性良好的治疗选择,可通过改善膈肌外呼吸肌的力量、协调和/或氧合,减少 UDD 患者的呼吸困难和提高运动耐量。
参考文献:
Schaeffer MR, Louvaris Z, Rodrigues A, et al. Effects of inspiratory muscle training on exertional breathlessness in patients with unilateral diaphragm dysfunction: a randomised trial. ERJ Open Res. 2023;9(5):00300-2023. Published 2023 Oct 2. doi:10.1183/23120541.00300-2023
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