血流限制训练在ICU患者中的应用效果观察

杨 宁，唐 晟，马燕兰，赵宏宇，曹玉蕤

1 解放军医学院，北京 100853；2 解放军总医院第一医学中心 重症医学科，北京 100853；3 解放军总医院 卫勤训练中心，北京 100853

ICU患者病情危重，卧床时间长，容易发生ICU获得性肌无力(ICU-acquired weakness，ICUAW)。据报道，完全制动后肌力每周下降10% ～15%，3 ～ 5周内肌力下降近50%，仅两个月肌肉体积就会减半[1-2]。ICU-AW会导致患者机械通气时间延长、ICU住院时间延长、住院费用增加、死亡风险增加、躯体功能受损和生活质量下降[3]。早期肢体锻炼可有效预防ICU-AW[4]。美国运动医学会建议，抗阻运动的阻力负荷达到单次重复最大负荷的60% ～ 85%时，才能增强肌肉力量和质量[5]。但ICU患者因病情限制无法实现高负荷抗阻训练，传统康复锻炼虽是目前ICU患者的最佳康复方法，但其作用效果有限[6]。为取得快速显著的锻炼效果，血流限制训练(blood flow restriction training，BFRT)被应用于骨关节疾病、脊髓损伤、老年肌少症、肾病、心脑血管疾病等的康复治疗中，研究显示BFRT可有效提升患者的肌肉质量和力量。BFRT是指在运动期间通过特殊加压装置，对肢体近心端进行加压捆绑，阻断部分动脉血流从而增强代谢的一种高效训练方式[7]。研究显示，BFRT结合低强度抗阻训练可达到与高负荷抗阻训练相似的效果，可改善肌肉萎缩，增强肌力[8]。考虑到袖带宽度和个体差异等因素，文献推荐使用肢体闭塞压确定BFRT压力，施加40% ～80%肢体闭塞压(limb occlusion pressure，LOP)的袖带压力进行训练是安全有效的[9-11]。一项研究表明为ICU老年昏迷患者实施80%LOP的BFRT可延缓其肌肉衰弱[12]。为ICU患者的安全考虑，本研究选取60%LOP组、40%LOP组与不阻断组的效果指标进行比较，旨在确定以上两种压力是否有效，为预防ICU-AW提供简便有效的锻炼方法。

对象与方法

1 研究对象 选取2021年1月- 2022年1月在北京市某三甲医院重症医学科接受治疗的患者45例进行随机对照试验。按计算机随机法将患者分为60%LOP组、40%LOP组和对照组，每组15例。本研究采用双盲，对研究对象和结局指标评估者采取盲法。研究经医院伦理委员会审核批准(伦审第S2021-013-02号)，所有患者或其家属均签署知情同意书。纳入标准：1)年龄18 ～ 85岁；2)入ICU时间＞24 h；3)生命体征平稳，2 h内未使用血管活性药物或增加血管活性药物剂量；4)置有动脉血压监测装置；5)双下肢大腿皮肤完好无破损。排除标准：1)病例记录和(或)超声科医生诊断的下肢深静脉血栓等血管疾病；2)因下肢骨折、骨折病史或水肿等不宜活动。剔除标准：1)入ICU＜7 d；2)患者或家属主动提出退出试验；3)放弃治疗；4)预后不良；5)死亡。

2 肢体活动方法 三组患者均接受ICU常规护理，主要包括：1)24 h持续心电监测；2)保持呼吸道通畅，定时翻身拍背，必要时吸痰；3)定时口腔护理、会阴护理等；4)常规康复措施：每天两次抗血栓压力泵治疗，每次20 min。活动时患者呈仰卧位，撤出翻身垫枕，床头抬高30°。对照组：昏迷或镇静等意识不清患者由护士握住患者足部缓慢上抬，每次活动都包含髋关节的前屈，膝关节的屈曲、伸直，踝关节的趾屈和背伸，此类动作共做4组，组间歇息30 s，每组活动次数分别为30次、15次、15次、15次，一侧结束后间歇3 min进行另一侧下肢活动[13]。清醒患者在护士指导下独立完成上述锻炼。为减少对活动的干扰，每天活动时间为20：00，每次活动时间为20 min[14]。实验组：在患者双下肢依次捆绑充气袖带进行训练。具体操作过程如下：1)首先将充气袖带绑在患者大腿根部备用。用手持式超声探头涂抹耦合剂后轻置于患者足背动脉，在脉搏明显搏动处用记号笔做好标记，以便后期定位。然后一手将超声探头放到足背动脉处，另一手给袖带充气，随着袖带压力增加，足背动脉搏动减弱，当脉搏完全消失时，停止充气，此时压力表盘上的数字便是下肢肢体闭塞压[15]。两个实验组施加的压力分别为60%LOP、40%LOP。2)LOP稳定在设定压力下，护士指导或辅助患者进行肢体活动，活动次数和时间同对照组。活动过程中通过心电监护仪严密观察心率、动态血压、呼吸及脉搏氧浓度变化，询问患者有无疼痛等不适感。以上训练完毕，解除绑带，观察捆绑处皮肤是否完好，协助患者取舒适体位。患者锻炼终止条件：入住ICU＜14 d者锻炼至出ICU；入住ICU≥14 d者锻炼14 d。活动启动时机：入ICU 24 ～ 48 h内，生命体征稳定；活动暂停时机：生命体征明显波动，具体指标符合下列1项：心率＜40/min或＞130/min；新的心律失常；可疑急性心肌梗死、急性心力衰竭；收缩压＞180 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)；舒张压＞110 mmHg；平均动脉压＜60 mmHg；血压指标升高/降低超过静息时的30%；2 h内新使用血管活性药或血管活性药物剂量增加；呼吸频率＜5次/min或＞30次/min，或出现呼吸困难；SpO2＜88%；人机对抗；存在其他预后险恶的因素。出现活动暂停时机时，当天活动立即停止，后续是否继续需与医生探讨病情后由医生决定。

3 效果评定方法 肌力评分： 采用医学研究理事会评分(Medical Research Council score，MRCScore)评估患者右下肢肌力，3个项目分别为髋关节屈曲、膝关节屈曲和伸展、踝关节趾屈和背伸，每项分值0 ～ 5分：0分为无明显肌肉收缩；1分为可见或可触及肌肉收缩，但无肢体活动；2分为肢体可活动，但不能对抗重力；3分为可对抗重力；4分为可对抗重力和部分阻力；5分为能完全抵抗阻力；3个项目满分15分。三组患者分别于干预前后进行肌力评定，由专人负责评估记录。肌肉指标：采用迈瑞TE7彩超仪分别在干预前、干预第3天、干预第5天、干预第7天、出ICU时对患者右下肢肌肉参数进行测量。患者呈仰卧位，床头抬高30°。每次由3名研究人员独立进行，取其平均值(图1)。1)股直肌横截面积(rectus femoris cross-sectional area，RF-CSA)、股直肌肌肉厚度(rectus femoris muscle thickness，RF-MT)：患者双下肢放松伸直，在其髂前上棘与髌骨上缘连线的下1/3处，用记号笔做好标记，以便后期重复测量[16]。将涂有耦合剂的L12-3高频线阵探头轻置于标记处，使探头轻触皮肤90°垂直于皮肤表面，待屏幕显示清晰肢体横轴图像，将其冻结，描迹出RF-CSA，采用距离工具测得RF-MT。2)腓肠肌内侧头横截面积(medial gastrocnemius cross-sectional area，MG-CSA)、腓肠肌内侧头肌肉厚度(medial gastrocnemius muscle thickness，MG-MT)：患者双下肢放松伸直稍外旋，在其腘横纹与外踝连线的上1/3处做好标记并将探头轻置于此处[17]，冻结清晰图像，描迹出MG-CSA，测量出MG-MT。安全性评估如下。1)袖带捆绑处皮肤损伤发生率：每次干预前后护士观察患者大腿近端皮肤情况并记录；2)下肢深静脉血栓发生率：研究人员在患者出ICU当天进行超声评估。

图1 大腿(A)超声横切面(1-面积：RF-CSA；2：RF-MT)和小腿(B)超声横切面(1-面积：MG-CSA；2：MG-MT)Fig.1 Ultrasound cross section of the thigh (A; 1-area: RF-CSA; 2:RF-MT) and the calf (B; 1-area: MG-CSA; 2: MG-MT)

4 统计学分析 使用SPSS26.0进行研究资料分析。研究资料中的计量数据，均先行正态性检验。正态计量资料以±s表示，多组间的比较采用单因素方差分析(统计量为F) + 两两比较LSD-t检验(统计量为LSD-t)。重复观测资料行重复测量方差分析(统计量为F) + 两两组间比较LSD-t检验(统计量为LSD-t) + 两两时间比较差值t检验(统计量为t)。偏态资料以Md(IQR)表示，多组比较为Kruskal-Wallis秩检验(Kruskal-Wallis test for independent samples，统计量为H)。计数资料以例数(百分比)表示，比较为χ2检验或校正χ2检验。统计检验水准α=0.05，均为双侧检验。重复测量分析和分割检验的多次比较按Bonferroni校正法进行检验水准调整，α'=0.05/n，n为多次比较的次数。

结 果

1 三组基线资料比较 研究共纳入45例ICU患者，每组15例。其中60%LOP组剔除入ICU＜7 d者4例，心力衰竭预后不良1例；40%LOP组剔除入ICU＜7 d者4例，多器官功能衰竭死亡1例；对照组剔除入ICU＜7 d者5例，共剔除15例。最终收集病例30例，每组10例。三组年龄、性别、体质量指数、入ICU时APACHEⅡ评分、是否手术治疗、是否使用呼吸机、诊断等一般资料差异均无统计学意义(P＞0.05)。见表1。

表1 三组基线资料比较(n=30)Tab. 1 Comparison of baseline data between the three groups (n=30)

2 三组右下肢干预前后MRC-Score(肌力)比较三组MRC-Score组间比较差异无统计学意义(P＞0.05)。60%LOP组干预后的MRC-Score与干预前相比显著增加(P＜0.05)。说明60%LOP作用下进行BFRT对患者肌力有促进作用。见表2。

表2 三组右下肢干预前后MRC-Score比较[Md(IQR)]Tab. 2 Comparison of MRC-score of right lower limb before and after intervention between the three groups (Md[IQR])

3 三组右下肢肌肉指标比较 三组肌肉参数组间比较差异无统计学意义(P＞0.05)，RF-CSA和RF-MT组内前后比较差异均无统计学意义(P＞0.05)。对照组中除RF-MT外，RF-CSA、MG-CSA、MG-MT在干预后各时间点与干预前相比均减少(P＜0.05)。实验组中，60%LOP组各时间点肌肉参数无变化(P＞0.05)，40%LOP组的腓肠肌内侧头指标部分时间点与干预前相比减少(P＜0.05)。说明对照组肌肉指标随时间延长而衰减，实验组肌肉指标随时间延长未发生明显变化，60%LOP压力下进行BFRT对肌肉有维持作用。见表3。

表3 三组右下肢肌肉指标比较Tab. 3 Comparison of muscle index of right lower limb between the three groups

4 三组各肌肉参数干预前后差值比较 为更直观地比较各组肌肉参数干预前后的变化，我们计算了肌肉参数干预前后差值，见表4。三组MG-CSA差值均增加，实验组MG-CSA差值小于对照组(P＜0.05)，60%LOP组较40%LOP组更小。提示MG-CSA衰减速度60%LOP组＜40%LOP组＜对照组。对照组MG-MT干预前后差值大于60%LOP组(P＜0.05)，与40%LOP组相比差异无统计学意义(P＞0.05)。提示对照组和40%LOP组MG-MT干预后均较干预前减少，60%LOP组干预前后未见明显变化。见表4。

表4 三组各肌肉参数干预前后差值比较[Md(IQR)]Tab. 4 Comparison of changes in muscle parameters before and after intervention between the three groups (Md[IQR])

5 不良反应发生情况 纳入研究的患者均未发生皮肤损伤和下肢深静脉血栓。此训练方法安全性较好。

讨 论

BFRT于1966年起源于日本，随后逐步扩展应用于竞技体育[18]、运动健身[19]、康复医学[20]领域。据报道，在科学指导下BFRT可达到安全有益的效果[21]。ICU患者卧床时间长，易发生ICUAW，导致ICU住院时间和机械通气时间延长[3]，且ICU患者病情复杂，常规干预活动并不能完全在ICU中展开。因此，适合ICU患者的有效肢体活动措施有待研究开展。2019年，BFRT首次被报道应用于ICU患者，研究者得出有效结论[12]。本研究旨在进一步探究BFRT在ICU患者中的应用效果。

下肢60%LOP的BFRT可增强ICU患者肌肉力量。本研究结果显示，60%LOP组干预后的MRC-Score与干预前相比显著增加(P＜0.05)。说明60%LOP作用下进行BFRT对患者肌力有促进作用。Rodrigo-Mallorca等[22]通过对文献系统评价也发现低强度血流限制训练(low intensity blood flow restriction training，LI-BFRT)可以诱导肌肉力量的增加，其作用与传统的高强度阻力训练相似。1例91岁老年男性肌少症病例报道表明，与低强度锻炼相比，LI-BFRT可以改善老年肌少症患者的肌力、肌肉质量等，研究者还表示LIBFRT应被视为预防肌肉衰减和促进虚弱老年人功能健康的替代方案[23]。Alves等[24]将艾滋病患者分为血流限制阻力训练组和传统阻力训练组，两组患者均进行为期12周的锻炼，每周训练3次，包括双侧肘部伸展和屈曲、单侧屈曲和双侧膝关节伸展。干预前进行肌肉力量最大重复次数测试，之后在第6、21、36次训练课上分别进行肌肉力量最大重复次数测试，干预后两训练组患者肌肉力量均增加。这些结果表明，这两种阻力训练都对艾滋病患者肌肉力量有促进作用。该研究证明，血流限制阻力训练是身体虚弱、无法参加常规力量训练计划患者的有效替代方案。

下肢BFRT可能对ICU患者肌肉质量有维持作用，这与Barbalho等[12]的研究结果相似。Barbalho等在20例ICU老年昏迷患者入住ICU期间为其被动活动下肢，仅对一侧肢体增加血流限制，定期测量大腿肌肉厚度和大腿周长，最终结果显示，尽管两侧肢体均出现萎缩，但BFRT侧肢体的萎缩率较低。本研究结果提示MG-CSA衰减速度60%LOP组＜40%LOP组＜对照组，这说明实验组与对照组相比对MG质量起一定维持作用，进而说明BFRT可延缓小腿肌肉萎缩，其中60%LOP的BFRT作用效果更显著。有报道称，对脊髓损伤患者进行功能性电刺激时，应用BFRT可以引起更强的代谢，也可以增加肌肉厚度[25]。BFRT对其他疾病患者也有相同的作用效果[26-28]。Corrêa等[28]通过对90例慢性肾病合并高血压患者进行每周3次、为期6个月的BFRT，发现低负荷BFRT可控制血压，预防肾功能下降，是一种有效的非药物治疗措施。

下肢BFRT在ICU患者应用期间未观察到不良反应。本研究过程中所有患者袖带捆绑处皮肤未发现破损、皮下淤血等皮肤损伤现象，患者出ICU时研究人员进行超声评估也未发现下肢深静脉血栓形成，并且活动期间患者也未出现暂停时机。2016年，日本研究者针对全国范围内12 827例血流限制训练使用者展开普查，调查结果显示无脑出血、脑梗死、血栓形成、横纹肌溶解等严重不良反应发生[19]。Minniti等[29]认为，根据文献循证结果和骨骼肌肉疾病等患者的使用效果来看，BFRT似乎是一种安全的康复干预措施。然而，鉴于研究的样本量受限，研究患者群体缺乏异质性，需要扩大样本量进一步研究才能做出明确的解释和研究结论。总体而言，在禁忌证筛查、合适的运动处方和医护人员专业监督的前提下，BFRT的风险不会比其他运动训练更高[30-31]。

综上所述，本研究将国外研究者根据现有文献总结出的BFRT方法应用于ICU患者下肢活动中[18,29,32]，BFRT应用期间未观察到患者发生不良反应，研究还发现与对照组相比，施加60%LOP的BFRT可显著提高ICU患者下肢肌力，ICU患者进行下肢BFRT可延缓肌肉衰减，其中60%LOP较40%LOP作用更显著。本研究的局限性在于ICU患者病情危重，符合研究要求的患者有限，导致样本量偏小。我们建议日后进行多中心大样本研究，筛选ICU住院时间较长的患者，进一步观察肌肉参数随时间的变化情况，验证本研究有效性结论，从而推动ICU重症患者康复研究进程，为ICU康复注入新方法，加速ICU患者肢体康复。