低频复合生理频率慢性电刺激对COPD缓解期患者呼吸功能及生存质量的影响

论文摘要

慢性阻塞性肺病（简称慢阻肺）是一种常见的呼吸系统慢性气道阻塞性炎症,发病率和致残率高,近三十年来,慢阻肺的死亡率呈逐年升高的趋势,由于气道的慢性炎症阻塞,严重影响了慢阻肺患者的通气及换气功能,慢阻肺患者的肺泡长期过度充气,不仅造成膈肌下降、扁平等形态学改变,而且导致膈肌收缩时初长度缩短,在机械力学方面处于不利位置,对神经驱动的敏感性下降,产生膈肌疲劳,影响膈肌功能,加重肺的过度充气,致使通气量不足,进而引起低氧血症和高碳酸血症,使患者的摄氧需求增加,由此出现恶性循环,进一步制约了患者的呼吸和运动功能。2001年美国国立心、肺、血液研究所（NHLBI）和WHO共同发表了《慢性阻塞性肺疾病全球倡议》（Global lnitiative for Chronic Obstructive Lung Disease,GOLD）,正式提出肺康复作为慢阻肺患者稳定期非药物治疗的首选管理方案。肺康复的目的是减轻症状,提高生活质量,增加日常生活中机体和情感的参与活动。在GOLD推荐的广义、完整的康复方案,包括由医生、生理治疗师、专业呼吸护士、职业治疗师、营养专家、社会工作者、戒烟顾问等多学科人员组成的指导团队,共同对COPD患者进行运动训练、教育、营养建议、社会心理和行为干预等康复指导。研究业已证实,COPD患者普遍存在骨骼肌功能障碍,而且骨骼肌功能障碍与运动耐力降低密切相关。膈肌属于骨骼肌,是最重要的呼吸肌,在呼吸运动中所起的作用占全部呼吸肌的60%-80%。引起膈肌疲劳的主要原因有缺氧、氧自由基产生过多、营养不良、高碳酸血症、电解质紊乱及机械力学失调等。目前对膈肌疲劳的防治方法主要有:改善膈肌收缩性的药物治疗、机械通气使膈肌休息、呼吸肌锻炼、膈肌起搏等方法。改善COPD膈肌功能可以延缓COPD的发生和发展。膈肌起搏的应用缘于膈肌对电刺激的适应性变化与骨骼肌相似的实验基础。不同频率的电刺激可使骨骼肌结构、代谢及功能发生不同的变化。膈肌属于骨骼肌,慢性电刺激（Chronic electric stimulation, CES）可使膈肌产生与骨骼肌类似的适应性改变。近年研究发现,COPD在轻、中度时其膈肌I、II型纤维萎缩,重度者尚表现为I型纤维比例增加,膈肌收缩功能受损,蛋白降解增加,对Ca2+敏感性降低,横桥周期性的运动减慢。慢性生理频率电刺激可以使萎缩的膈肌运动单位重新募集,各类型纤维功能增强,同时保持了肌纤维比例的相对正常。因此,生理性电刺激使COPD膈肌纤维类型的转化不是临床所需求的最佳肌纤维重构,40Hz电刺激不是EDP治疗COPD的最佳频率。近年国外文献报道, 10Hz间断低频慢性电刺激可引起骨骼肌IIB型纤维向IIA型纤维转化,并伴有相应的MHC亚型合成的改变。我们的动物实验已经证实,低频复合生理频率慢性电刺激（10+40Hz）后,肺气肿兔膈肌收缩速度加快,收缩力量增强;疲劳恢复时间缩短,耐疲劳能力增加。研究目的:从临床验证低频复合生理频率慢性电刺激（10+40Hz）是否能增强COPD患者的呼吸肌的耐力和强度,改善其呼吸功能、提高生活质量,为COPD患者的康复提供一个新的治疗方法。研究内容:（一）低频复合生理频率慢性电刺激（10+40Hz）对肺气肿兔膈肌力学特征的影响。1.采用木瓜蛋白酶雾化吸入法建立兔肺气肿模型。2.采用自行研制的变频便携式体外膈肌起搏器进行慢性电刺激建立慢性电刺激动物模型。3.使用Rm6240多道生理信号采集处理系统,检测低频复合生理频率慢性电刺激对肺气肿兔膈肌力学特征的影响。（二）低频复合生理频率慢性电刺激对COPD缓解期患者呼吸功能及生存质量的影响。选择35例缓解期COPD患者参加膈肌起搏治疗。治疗方案为:参考慢性阻塞性肺疾病诊治指南（2007年修订版）,根据FEV1进行分级。按照患者病情程度分组,将COPD患者分为A、B组,A组26人,为轻-中度COPD患者, B组9人,为重-极重度COPD患者,均给与体外膈肌起搏（external diaphragm pacing,EDP）,采用10+40Hz（350ms方波加40Hz ,0.3ms脉宽,调制）为刺激频率,脉冲幅度70～100V,刺激次数为14次/分,每次30分钟,每天一次,疗程20天;康复期间所有患者均不接受营养、药物、社会心理、健康教育等专业指导。主要结果:1.兔肺气肿模型肺组织病理检测显示,光镜下可见肺组织稀疏,肺泡间隔变窄,其内毛细血管受压,部分肺泡间隔断裂消失,由若干肺泡融合形成肺大泡,呈典型肺气肿病理表现。2.在观察膈肌力学特征的实验中, 10+40Hz慢性电刺激后,肺气肿兔膈肌颤搐收缩张力（Pt）、强直颤搐收缩张力（Po）明显增加,峰值张力时间（TPT）、1/2松弛时间（1/2Rt）明显缩短,疲劳指数（FI）和疲劳恢复指数（FRI）明显下降（P<0.01）;3.肺功能变化:与康复前相比,两组FVC、FEV1/FVC（%）、FEV1/pre（%）、MMEF均有所提高。轻-中度患者康复前后差异具有显著性（P<0.05）,重度患者亦有所提高,但未达到统计学意义（P>0.05）。4.呼吸肌耐力的变化:与康复前相比:两组6分钟步行距离（6MWD）、最大通气量（MVV）均有所提高,吸气时间（Ti）/呼吸周期时间（Ttot）、吸气肌张力时间指数（TTimi）均有所降低,轻-中度患者康复前后差异具有显著性（P<0.05）,重度患者亦有所提高,但未达到统计学意义（P>0.05）。5.呼吸肌肌力的变化:与康复前相比:最大口腔吸气压（MIP）、最大口腔呼气压（MEP）、最大持续吸气压（SIPm）均有所提高。轻-中度患者康复前后差异具有显著性（P<0.05）,重度患者亦有所提高,但未达到统计学意义（P>0.05）。6.SGRQ评分的变化:与康复前相比:轻-中度组:影响作用评分、活动受限评分、综合评分有显著性改善（P<0.001）;重度组:在整个治疗过程中活动受限评分、影响作用评分以及综合评分有显著性改善（P<0.05）。7.动脉血气的变化:与康复前相比:两组患者治疗前后PaO2均有所升高,差异具有显著性（P<0.05）,PaCO2亦有所改善,但未达到统计学意义（P>0.05）。8.营养状况对康复效果的影响:与康复前相比:轻-中度COPD患者的静态肺功能、呼吸肌耐力、呼吸肌肌力均明显改善,正常体重指数的患者治疗前后差异具有显著性（P<0.05）,低体重指数患者亦有所改善,但未达到统计学意义（P>0.05）。结论:1.低频复合生理频率慢性电刺激可以改善COPD患者的通气功能、呼吸肌肌力和耐力。2.低频复合生理频率慢性电刺激可以改善COPD患者的生活质量。3.COPD患者的营养状况对康复治疗的效果有一定的影响。

论文目录

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• 正文 低频复合生理频率慢性电刺激对COPD 缓解期患者呼吸功能及生存质量的影响
• 前言
• 第一部分 兔肺气肿模型的建立及10+40HZ 慢性电刺激后膈肌力学特征的实验观察
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 第二部分 低频复合生理频率慢性电刺激对COPD 缓解期患者呼吸功能及生存质量的影响
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 全文结论
• 致谢
• 参考文献
• 文献综述 COPD 的全身效应
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表论文