【最新技术】 |
胸部物理治疗新进展 |
| 作者:
李洁等 来源:《国际呼吸杂志》2007年第13期 |
| 关键词:胸部物理治疗;气道净化 |
(本文作者:北京朝阳医院北京呼吸疾病研究所 李洁等)
胸部物理治疗(chest p hysiotherapy ,CPT) 是用物理方法来预防或改善气道内分泌物的淤滞,从而防止或逆转其所导致的病理过程的治疗方法。传统方法包括体位引流、胸部叩拍以及呼吸锻练等,近年来在此基础上又创造了多种新技术(如气道内拍击、机械吸呼治疗等) 。但各种方法的疗效目前尚存在争议,本文将对目前胸部物理治疗方面的一些新进展进行综述。
自上世纪开始出现的这些新技术种类繁多,目前尚无统一清晰的分类方式。但就其原理,仍着眼于从痰液分泌到咳出气道的整个过程。因此,大致可分为两类,一类是引起胸廓或吸入气体振动从而起到松动痰液、降低其黏稠度、促进移动的作用;另一类则是作用于咳嗽的四个基本环节,从而模仿/ 加强咳嗽过程,将已经移动至中心气道的分泌物咳出。
1 松动痰液以促进痰液引流
通过在气道内形成来回快速高频率(通常为12~25 Hz) 震颤移动的小容积气体,与黏膜上的痰液形成“剪切力”从而松动黏痰,可视为生理性“黏液溶解作用”。这类振动装置一般分为二种: ①外部振动作用于外部(即胸廓) ,也称为高频胸壁振动(high-f requency chest wall oscillation , HFCWO) ;②内部振动, 又分为两种: 其一呼气正压技术(positive expiratory p ressure , PEP) 及气道内振动(Flut ter valve 及Acapella ) ; 其二肺内叩击通气(int rap ulmonary percussive ventilation , IPV) 。
1. 1 HFCWO 系统由两部分组成:一件无伸展性且膨胀后合身的充气夹克背心与产生可调节的脉冲气体发生器;两者通过两根管连接,使得气体高频率交替地出入背心,从而在患者胸壁上直接产生振动作用(见图1) 。通常情况下,振动的频率设定为5~25 Hz ,每次治疗30 min 。振动频率的大小会影响疗效,但需考虑患者的舒适度,因此频率一般由小到大逐渐递增。可根据患者需求及治疗反应决定治疗强度,一天可治疗1~6 次。另外, HFCWO 可以手控开闭,尽量在呼气相产生振动,因为动物研究表明,若在吸气相振动治疗,将会导致松动的痰液流向远端气道,从而妨碍分泌物排出。由于治疗时患者需采用坐位或半卧位,所以如患者胸壁受伤时,则无法使用HFCWO 清除分泌物。
与传统胸部物理治疗相比,近年来在囊性纤维化的患者中研究发现两种方法同样有效,其中仅Kluf t 等发现应用HFCWO 能引流更多痰液。
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| 1. 2 PEP 和Flut ter valve 及Acapella 如同缩唇呼气一样,患者在呼气时需对抗一个固定出口的阻力器(图2) ,从而在气道内形成一定的呼气正压,可维持气道在整个呼气相开放,也有助于恢复肺不张,单纯产生PEP 装置如图2 。
Mcllwaine 在比较PEP与体位引流的为期1 年的研究中发现,PEP 在维持和改善肺功能方面较常规物理治疗更为有效[10 ] 但一项针对1982~2001 年在囊性纤维化患者中应用PEP 的荟萃分析表明,目前暂无明确证据证明PEP 优于/ 差于其它胸部物理治疗的方式。仅有有限的证据表明:与其它方式相比,患者更加愿意选用PEP,但这个发现仅见于一部分低质量的研究。
目前研究PEP 在智力障碍和气管软化患者中的应用,最终结果很可能是阳性的。因为对前者, PEP仅需要较少的配合即可实现;而对后者, PEP 能在呼气相保持气管内径稳定。
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如图3 所示, Flutter 的外形酷似一短烟斗,内有一钢球位于气路开口处。患者口含Flut ter 呼气时必须克服钢球的重力,因此便形成一定的呼气正压(约为10~25 cm H2O) 。当气流一经呼出后压力又立即下降,钢球则重新落座并将气流阻断,如此,在呼气过程中随着钢球不断起落而形成的振动气流(约为15 Hz) ,可达到松动痰液的效果,同时又具备PEP 的功能。因此, Flut ter 非常适合用于COPD 患者,但目前尚无针对COPD 患者的研究。针对囊性纤维化患者,多项研究在比较Flut ter 与常规物理治疗后总结两者疗效相似。在一项对40 例囊性纤维化患儿比较Flut ter 与PEP 治疗的长期研究中,Mcllwaine 等发现Flut ter 在维持肺功能方面不如PEP 有效。
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值得注意的是,由于钢球对气路开口的压力随Flut ter 的位置而变化。因此,在使用Flut ter 时可由其位置来调节气道内呼气压力的大小。近年来出现的Acapella 克服了这一缺点(如图3) ,它通过内部的“平衡塞”及磁铁来形成振动气流,所产生的PEP 大小不受其位置和在口中的角度影响,操作更加简便,且在任意体位使用均能实现同样疗效,故可结合体位引流治疗效果更佳。
1. 3 IPV 于1993 年在美国经FDA 批准上市,其工作原理是在一个设定的压力下,利用气动装置以100~225 次/ min (1. 6~3. 75 Hz) 的频率将一连串加压的脉冲气流,通过口含嘴送入呼吸道内以增加肺容积,且提供一持续性叩击式通气,从而促进分泌物引流(图4) 。IPV 可由患者吸气触发,也可通过手动控制,保证在吸气相提供脉冲气流到达肺部。脉冲气流量可以预设,脉冲频率也可以调节,治疗时间一般为20 min/ 次 。IPV 不是呼吸机,但其可以手动开闭,需设置压力控制。此外, IPV 还可与气动雾化器一起合用。一项应用于囊性纤维化患者的比较研究已证实IPV 与传统的胸部物理治疗相比,在改善短期肺功能及增强痰液排出方面同样有效。另外,对于气管切开术后的杜兴肌营养不良患者来说, Toussaint 等认为IPV 是一种安全的气道净化技术,其初步研究显示IPV 可有效提高痰液清除。在最近的一项前瞻性随机对照研究中,Vargas 等将MICU 内33 例伴轻度呼吸性酸中毒(7. 35 < p H < 7. 38) 的AECOPD 患者随机分为IPV 组和对照组。IPV 组接受每日两次约30 min/次的面罩IPV 治疗。发现IPV 治疗30 min 后患者呼吸频率明显降低,血气分析PaO2 提高,PaCO2 降低。对照组患者6 例/ 17 例加重, IPV 组则无患者加重。另外,IPV 组患者住院时间明显缩短[ (6. 8 ±1. 0) d vs(7. 9 ±1. 3) d , P < 0. 05 ] 。因此,作者认为IPV 对于伴轻度呼吸性酸中毒的AECOPD 患者是一项安全有效的技术,可避免病情进一步加重。
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2 促进咳嗽
有效的咳嗽是最重要的支气管清除功能之一。任何其它治疗手段所取得的效果如分泌物性状的改善、痰液在气道内的松动等,最终都需借助咳嗽将这些分泌物排出呼吸道,这样才有实际意义。单个咳嗽反射或咳嗽动作,历时虽然短暂,但过程却相当复杂。通常,可以将咳嗽分解为刺激、吸气、屏气及咳出四个步骤。基于此原理,现代胸部物理治疗逐渐发展出模仿/ 加强咳嗽过程的技术,以期提高患者的咳嗽效率。
2. 1 指导性咳嗽技术及其改进 咳嗽虽然是呼吸道受到刺激后自然发生的保护性反射过程,但同时也可由人主动地发动与控制。因咳嗽过程各环节的异常所引起的咳嗽障碍,有可能借助训练提高咳嗽技巧,而使得排痰的有效性得到改善。这些技术的优点就在于无需特殊装置,患者一旦掌握后可随时灵活应用,并且不受体位的影响。但由于需要患者配合,因此2 岁以下儿童、智力障碍以及危重患者则无法应用。
2. 1. 1 指导性咳嗽技术( directed cough ,DC) 没有控制的咳嗽,可导致疲倦、胸疼、呼吸困难及支气管痉挛的加重。因此,要控制无效的咳嗽,需指导患者学会有效的咳嗽,以促进气道分泌物的排出,也即指导性咳嗽,这是指结合适当的体位向患者介绍和示范如何进行有效咳嗽。一般采取的体位是低坐位,双肩放松,头及上体稍前倾前屈,双臂可支撑在膝上,以放松腹部肌肉利于其收缩。然后指导患者以腹式呼吸深吸气,屏气一段时间后在身心放松下突然开放声门、运用腹肌的有力收缩将痰液咳出。对于一些胸腹部大手术后以及神经肌肉疾病的患者,操作者或患者还可在此基础上用手置于其两侧胸壁或上腹部,在其咳嗽时施压辅助。这对一般患者是有效的,但COPD 患者却会因用力呼气使胸内压升高而造成小气道陷闭。因此,人们对此进行了改进, 产生了强迫呼气技术( forcedexpiratory technique ,FET) 或称Huff 。
2. 1. 2 用力呼气技术( FET) 是指在正常吸气后,口与声门需保持张开,压缩胸部和腹部肌肉将气体挤出,如同在用力地发出无声的“哈”。这样就可使患者在呼气时尽可能维持较低的胸内压以避免较小气道的塌陷, 因此适用于COPD 患者。1968 年,Thompason 等发表了他们的研究:用力呼气技术协助哮喘患者痰液松动及排出。而在这一年以前,Langlands 等就已解释了哈气( Huff ) 时胸内压明显低于咳嗽时的胸内压。此外,该技术也适用于那些衰弱无力咳嗽或术后伤口疼痛不愿咳嗽的患者。临床研究表明, FET 有着较好的排痰效果。总之,由患者自己运用FET 与常规物理治疗相比,其排痰量大而所花费的时间较少。特别是与体位引流结合后,应用同位素雾化吸入的观察表明,其痰液的清除效果较单纯咳嗽好。
经过多年的摸索和完善,目前在国际上又创造了运用呼吸方式来松动和排除痰液的两种技术主动呼吸周期和自发性引流。
2. 1. 3 主动呼吸周期( active cycle of breathingtechniques ,ACB T) ACB T 实际上综合了用力呼气、胸廓扩张运动以及呼吸控制三种技术(一次操作周期的流程如图5) 。其中,胸廓扩张运动则要求深吸气,有或无屏气都可,平静放松呼气;呼吸控制则是患者按照自己的频率和深度进行呼吸,但其中鼓励患者应用胸廓下部呼吸,并放松双肩及上胸部。 |
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在安全性方面,对于哮喘,肺囊性纤维化以及慢性气流受限的患者,到目前为止没有任何证据表明ACBT 会加重气流受限及氧合。疗效方面,与传统胸部物理治疗相比,ACBT 可增加痰量,减少治疗时间 。Webber 等在早期囊性纤维化患者中应用ACBT 后就发现,患者肺功能(包括FEV1 、
FVC、V25 、V50 ) 得以改善。
2. 1. 4 自发引流(autogenic drainage ,AD) 与体位引流完全不同,自发引流是通过患者应用不同肺容积的膈式呼吸和呼气气流来移动分泌物的一种痰液引流方式,其目的在于增大呼气流速(见图6) 。为取得最佳疗效,患者采取坐位。指导其控制呼气流速,从而避免小气道塌陷。在整个周期中,尽量避免咳嗽,直至结束。
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注:第1 期:在低肺容积的呼吸后,开始一次深吸气,此时期是设计用来“扯开”外周气道壁上的痰液。接着深呼气几次;第2 期:在功能残气位作平静呼吸,主要是为了要收集在中心气道中的痰液;第3 期:是排出期,做几次吸气量逐渐递增的深吸气,从而使痰液逐出大气道。( ERV :补呼气量;RV :残气量; IRV :补吸气量; FRC:肺功能残气量;Vt :潮气量)与体位引流及胸部扣拍相比,AD 可减少低氧血症的发生,在产生相似疗效时患者更易接受。Savci 等对30 例稳定期男性COPD 患者,随机分为AD 或ACBT 治疗两组。治疗20 d 后发现两组患者肺功能、血气指标及运动能力均得到一定改善,AD 组呼气峰流速、动脉血氧合及慢性高碳酸血症的改善较ACBT 组更明显。
2. 2 间歇正压吸气(intermit tent positive pressurebreat hing , IPPB) IPPB 是一种由患者的吸气动作触发机器送气,在气道开口形成正压,从而将高于潮气量的气流送入气道内的一种辅助通气方式。IPPB 和机械吸2呼器原理都在于吸气期给患者提供足够的肺吸入量,从而保障有效咳嗽的进行,并可防治肺不张。IPPB 与呼吸机工作原理相似,不同的是呼吸机需持续辅助通气,而IPPB 仅是间断地增大患者潮气量的辅助性措施,每天使用不过数次,每次10~20 min 。
2. 3 机械吸2呼技术( mechanical insufflation-exsufflation ,MI-E) 除足够的吸气量外,有效咳嗽的四个环节中还有屏气以及咳出(此时气道内压很大,方能使肺内气体形成一股强力涡流将痰液冲出) 。因此,一种能提供患者吸气正压,控制屏气时间并在呼气时快速转换成负压,从而产生一个高呼气流量以模拟咳嗽的仪器MI2E (也称作“人工咳痰机”) ,已用于神经肌肉疾病患者的治疗,而对于气道陷闭的患者如COPD 则应慎用。MI-E 可通过口鼻面罩与患者相连,或直接与人工气道相连。应注意的是,与人工气道相连时气囊须保持充盈状态。有手动和自动两种模式可用,自动模式下需设置正负压力,吸气、屏气以及呼气时间,而手动模式仅需设置压力,其余可由医护人员或患者自己控制,正压和负压皆可调整到60 cm H2O。这样可产生呼气峰流速即“咳嗽流速”,远比手动辅助咳嗽法的效果好。
Sancho 等通过在6 例肌萎缩性(脊髓) 侧索硬化气管切开患者中应用MI2E ,并与气管内吸痰在SpO2 、PIP、Pmean 、呼吸功能等方面进行比较。研究发现产生呼吸机依赖的肌萎缩性(脊髓) 侧索硬化患者,通过气管切开套管行MI2E 治疗较传统单纯吸痰治疗在痰液引流方面更为有效。一年以后,作者对同一病种的26 例稳定期患者进行了前瞻性对照研究,结果提示MI2E 在稳定期患者能产生临床有效的咳嗽峰流速(2. 7 L/ S) ,但在呼气相有严重上气道动态塌陷的患者除外。此外,轻度呼吸功能不全且咳嗽峰流速> 4 L/ s 者应用MI2E 可能也无明显疗效,但急性加重期除外。近年来MI-E 逐渐尝试应用于慢性痰液潴留患者包括COPD。Winck 等前瞻性研究13 例患者( 包括9 例COPD ,7 例有慢性痰液潴留伴SpO2 下降的其它神经肌肉疾病患者) 应用MI-E ,发现治疗后神经肌肉疾病患者平均咳嗽峰流速显著提高(2.8~3.0 L/ Svs 3. 3~3. 7 L/ S),Borg 呼吸困难评分从3 分降至1 分,而COPD 患者呼吸困难评分从2 分降至0. 75分。因此认为在限制性疾病和阻塞性疾病患者中应用MI-E 均有较好的耐受性,并能改善呼吸生理,故建议MI2E 可适当扩大其应用范围。
综上所述,胸部物理治疗主要是在改善痰液引流和预防痰液潴留两方面发挥作用,近年来创造的多种新技术着重于松动痰液和促进有效咳嗽两方面。国外学者就这些技术应用于不同的病种作了多项研究,但到目前为止各种方法的疗效仍存在争议,尚无确切循证医学证据支持。已有一些证据支持新技术至少与传统方法(胸部扣拍、体位引流等) 是同样有效的,并可减轻体力强度及避免传统方法疗效因人而异的缺点。随着应用逐渐广泛,这些新技术的疗效将会得到更为清晰的认识与评价。 |
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