引用本文： 劉岷, 駢林萍. 超聲評價膈肌活動度與慢性阻塞性肺疾病患者生活質量及運動能力的相關性研究. 中國呼吸與危重監護雜志, 2018, 17(6): 548-551. doi: 10.7507/1671-6205.201804041 復制
慢性阻塞性肺疾病（簡稱慢阻肺）是一種常見的、可防可治的、以持續呼吸系統癥狀和氣流受限為特征的氣道和肺泡的異常，與顯著地暴露于毒性顆粒和氣體有關。慢阻肺在世界范圍內的發病率和死亡率都在不斷增長，據世界衛生組織統計，2003 年在疾病導致傷殘調整壽命年的減少中，慢阻肺名列第 8 位，到 2015 年已上升至第 5 位[1]，造成沉重的社會經濟負擔。預計到 2020 年，慢阻肺將成為全球第三大最常見死因，并成為致殘、致死的主要原因之一。由于肌纖維重構[2]、營養失衡[3]、氧化應激[4]、肌漿球蛋白絲數量減少[5]以及細胞凋亡[6]等因素，慢阻肺患者遭受了不同程度的膈肌功能損傷。伴隨著氣體陷閉和肺過度充氣，慢阻肺患者肺容量增加，吸氣肌肉被動縮短，致膈肌活動度減少，吸氣時胸壁運動增加以代償不利的機械因素，膈肌雖然保持了收縮能力但其機械位移減小[7]。肺減容手術可以使患者膈肌移動度增加，這使得膈肌在肺過度充氣時的機械改變引起人們重視[8]。慢阻肺患者膈肌厚度與吸氣容積顯著相關，而膈肌厚度的變化與氣道陷閉程度有關，氣道陷閉程度嚴重的患者具有更小的膈肌厚度，并且在肺總量位相時膈肌厚度更小[9]。有研究采用超聲測量慢阻肺患者的膈肌移動度，發現慢阻肺患者的膈肌移動度降低與氣道阻塞嚴重程度呈正相關[10]。然而膈肌功能受損在慢阻肺疾病發生過程中的臨床意義仍不十分清楚。本研究擬評估膈肌活動度對慢阻肺患者生活質量和運動能力的影響，為更好地防治慢阻肺打下基礎。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
選擇 2015 年 10 月至 2017 年 3 月在河南中醫藥大學第一附屬醫院就診的男性慢阻肺患者。診斷、分級標準依照中華醫學會 2013 年慢性阻塞性肺疾病診治指南[11]。本研究獲得醫學倫理委員會批準并獲得參與者知情同意。
納入標準：（1）能夠配合并完成肺功能檢查；（2）處于慢阻肺的穩定期 4 周以上；（3）能夠在不吸氧情況下獨立完成 6 分鐘步行試驗（6-minute walk test，6MWT）。排除標準：（1）嚴重高血壓：收縮壓>180 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）和（或）舒張壓>100 mm Hg；（2）嚴重肝、腎功能功能不全；（3）過于肥胖和消瘦者：體重指數（body mass index，BMI）>30 kg/m2 或<18.5 kg/m2。
1.2 方法
1.2.1 肺功能檢查
采用意大利 COSMED 公司 Pony FX YZB/ITA 肺功能測定儀測定第 1 秒用力呼氣容積（FEV1）、用力肺活量（FVC）、第 1 秒用力呼氣容積與用力肺活量比值（FEV1/FVC）、第 1 秒用力呼氣容積占預計值百分比（FEV1%pred）。
1.2.2 生活質量問卷調查
參照文獻[12]的方法，采用圣喬治呼吸問卷（St. George’s Respiratory Questionnaire，SGRQ）中國大陸版本。分癥狀、活動和影響三部分，在肺功能檢查當天完成調查表。根據條目描述的癥狀或患者的狀態及對患者生活質量影響的嚴重程度，以一定的分數表示每一條目備選項的權重。將每個部分所有條目的總分累加，再除以該部分最大可能的得分，以 0～100 表示，0 表示生活質量未受疾病影響，得分越高則受影響程度越大。三個部分的平均分為該患者 SGRQ 總分。
1.2.3 運動能力評價
運動能力用 6 分鐘步行距離（6-minute walk distance，6MWD）評價。參照 2002 年美國胸科協會發布的 6MWT 操作指南說明進行[13]，要求受試者在 6 min 內盡可能地覆蓋最遠的距離，受試者每分鐘接受一次口頭鼓勵性語言。在每次測試之前和之后測定心率、呼吸頻率、外周血氧飽和度和呼吸困難程度（改良 Borg 量表）。每位患者進行 2 次測試，間隔 1 h，6MWT 上覆蓋的最大距離記錄為基線值。
1.2.4 膈肌活動度測評
參照文獻[14]的方法進行膈肌活動度測量。患者仰臥位，在右肋緣下的右腋前線與右鎖骨中線的中點，探頭方向指向右肩部并調整其方向（以顯示右肝靜脈為解剖標志），以獲得最清晰膈肌圖像。正常的膈膜由包含在胸膜和腹膜筋膜的 2 個高回聲（明亮）線之間的相對較厚的低回聲（暗）肌肉組織組成。取高回聲線為標志點。記錄波峰與波谷的垂直距離，計算深呼吸時膈肌運動幅度（ΔM）代表膈肌活動度（圖 1）。受試者由兩名有經驗的檢查者測量，分別在深呼吸時對每個受試者進行 3 次測量，最大值用于分析。
圖1
M 型超聲測量右側膈肌活動度
白箭示膈肌，白框高度反映活動度
1.3 統計學方法
采用 SPSS 22.0 統計軟件。數據以均數±標準差（
±s）表示，計量資料采用 t 檢驗，相關性檢驗采用 Pearson 相關分析，因子分析采用多元線性逐步回歸分析。以身高、體重、BMI、FEV1%pred、FEV1/FVC 為自變量，以 ΔM 為因變量，采用逐步回歸方法建立一個多重線性回歸模型，分析影響患者膈肌活動度的因素。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 患者的一般情況、SGRQ 評分和膈肌活動度
共納入研究對象 48 例，均為中重度慢阻肺穩定期男性患者。患者的年齡、身高、體重、BMI、SGRQ 評分、6MWD、膈肌活動度情況見表 1。
表1
患者一般情況、SGRQ 評分和膈肌活動度（n =48）
2.2 膈肌活動度與生活質量、6MWD 的相關性分析
Pearson 相關分析結果顯示 ΔM 與慢阻肺患者 SGRQ 中的癥狀分、活動分、影響分和總分均呈負相關，與 6MWD 呈正相關。結果見表 2。
表2
膈肌活動度與患者生活質量和 6MWD 的相關性分析
2.3 膈肌活動度影響因素的多元逐步回歸分析
多重線性回歸模型的主要結果見表 3，提示 ΔM 受到身高和 FEV1%pred 的影響（F=11.264，P=0.001）。從標準偏回歸系數可知，身高和 FEV1%pred 對 ΔM 的影響相近（0.407 比 0.391）。從決定系數 R2 數值可知，身高和 FEV1%pred 可以解釋 ΔM 變異的 48.2%（R2=0.482）。
表3
慢阻肺患者膈肌活動度相關因素的多元回歸分析
3 討論
FEV1%pred 一直被用做評估慢阻肺的病情嚴重程度，然而人們越來越認識到 FEV1%pred 并不能反映疾病造成的系統性功能損害，與患者的生活質量、呼吸困難程度以及日常活動能力相關性較差，而且并不能作為慢阻肺患者的死亡預測因子[15]。因此，一些多維度的綜合評價體系被研究和應用，如 BODE 指數（BMI、氣流阻塞、呼吸困難、運動能力）、CODEX（合并癥、氣道受限、呼吸困難和既往急性加重情況）等。近年來，膈肌功能損傷在慢阻肺病程中的作用受到重視。隨著過度通氣，慢阻肺患者的膈肌是最常累及的肌肉，縮短了大約 40%；與此同時，肋間肌肉僅僅縮短了 7%[16]。分析這與肌動蛋白-肌球蛋白肌絲的過度重疊和（或）肌肉重構有關，導致膈肌活動度降低。膈肌活動度在慢阻肺患者中的變化可能提供更多的慢阻肺患者機能受損的信息[17]。本研究采用超聲測定膈肌活動度的方法觀察膈肌活動度，評估其與生活質量的相關性，發現慢阻肺患者膈肌活動度與 SGRQ 的總分、癥狀分、活動分、影響分均呈負相關。有研究在間質性肺疾病患者中應用超聲技術測量膈肌活動度評估與生活質量的關系，發現膈肌活動度與 SGRQ 總分的相關系數為–0.44[18]。還有研究采用 CT 和磁共振技術，發現膈肌活動度與慢阻肺患者的生活質量呈負相關[19]。本研究和既往研究均表明，膈肌活動度的測評可以較好地反映慢阻肺患者的生活質量，有望作為患者病情評估和療效測評的有益指標。
本研究評估了慢阻肺患者膈肌活動度與6MWD的關系，發現膈肌活動度與 6MWD 正相關，與 Paulin 等[20]研究結果一致。由于氣流受限，增加的殘氣量通過改變膈肌長度-張力關系改變了慢阻肺患者膈肌的功能狀態，從而阻止了膈肌在通氣變化時的正常反應，特別是在 6MWD 時發生更嚴重的氣流受限、呼吸困難，導致運動能力受損。進一步分析膈肌活動度的影響因素，結果發現身高和 FEV1%pred 可以解釋膈肌活動度變異的 48.2%。有研究認為慢阻肺患者膈肌活動度的減少與肺泡過度充氣密切相關，深入的研究發現減少的膈肌活動度與氣流陷閉的指標如殘氣量、FEV1%pred 高度相關，與肺過度充氣的指標如肺總量關系較弱[21]。本研究進一步證實了上述結論。
在本研究中，膈肌活動度僅在右側測量，可能造成方法學上的局限，但現有證據已表明左側膈肌活動度與右側膈肌活動度相似[8]。此外，本研究發現的相關性并不是強相關，可能因為慢阻肺是一種系統性疾病，慢阻肺通常的肺外器官受累影響包括骨骼肌肉功能受損[22]、骨質疏松、體重下降、減少的運動能力和心理情緒障礙，多因素共同影響了患者的生活質量和活動能力[23]。另一局限在于由于時間精力有限，研究未能納入慢阻肺患病時間、治療水平等作為因變量，有待于將來進行更深入的研究。
綜上所述，本研究顯示慢阻肺患者膈肌活動度越小，生活質量越差，活動能力越小；減少的膈肌活動度可以作為一種測定因子用于衡量慢阻肺患者運動能力的損傷。測定膈肌活動度可以更深入地理解患者活動能力受限并制定更好的治療策略，值得進一步研究應用。
慢性阻塞性肺疾病（簡稱慢阻肺）是一種常見的、可防可治的、以持續呼吸系統癥狀和氣流受限為特征的氣道和肺泡的異常，與顯著地暴露于毒性顆粒和氣體有關。慢阻肺在世界范圍內的發病率和死亡率都在不斷增長，據世界衛生組織統計，2003 年在疾病導致傷殘調整壽命年的減少中，慢阻肺名列第 8 位，到 2015 年已上升至第 5 位[1]，造成沉重的社會經濟負擔。預計到 2020 年，慢阻肺將成為全球第三大最常見死因，并成為致殘、致死的主要原因之一。由于肌纖維重構[2]、營養失衡[3]、氧化應激[4]、肌漿球蛋白絲數量減少[5]以及細胞凋亡[6]等因素，慢阻肺患者遭受了不同程度的膈肌功能損傷。伴隨著氣體陷閉和肺過度充氣，慢阻肺患者肺容量增加，吸氣肌肉被動縮短，致膈肌活動度減少，吸氣時胸壁運動增加以代償不利的機械因素，膈肌雖然保持了收縮能力但其機械位移減小[7]。肺減容手術可以使患者膈肌移動度增加，這使得膈肌在肺過度充氣時的機械改變引起人們重視[8]。慢阻肺患者膈肌厚度與吸氣容積顯著相關，而膈肌厚度的變化與氣道陷閉程度有關，氣道陷閉程度嚴重的患者具有更小的膈肌厚度，并且在肺總量位相時膈肌厚度更小[9]。有研究采用超聲測量慢阻肺患者的膈肌移動度，發現慢阻肺患者的膈肌移動度降低與氣道阻塞嚴重程度呈正相關[10]。然而膈肌功能受損在慢阻肺疾病發生過程中的臨床意義仍不十分清楚。本研究擬評估膈肌活動度對慢阻肺患者生活質量和運動能力的影響，為更好地防治慢阻肺打下基礎。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
選擇 2015 年 10 月至 2017 年 3 月在河南中醫藥大學第一附屬醫院就診的男性慢阻肺患者。診斷、分級標準依照中華醫學會 2013 年慢性阻塞性肺疾病診治指南[11]。本研究獲得醫學倫理委員會批準并獲得參與者知情同意。
納入標準：（1）能夠配合并完成肺功能檢查；（2）處于慢阻肺的穩定期 4 周以上；（3）能夠在不吸氧情況下獨立完成 6 分鐘步行試驗（6-minute walk test，6MWT）。排除標準：（1）嚴重高血壓：收縮壓>180 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）和（或）舒張壓>100 mm Hg；（2）嚴重肝、腎功能功能不全；（3）過于肥胖和消瘦者：體重指數（body mass index，BMI）>30 kg/m2 或<18.5 kg/m2。
1.2 方法
1.2.1 肺功能檢查
采用意大利 COSMED 公司 Pony FX YZB/ITA 肺功能測定儀測定第 1 秒用力呼氣容積（FEV1）、用力肺活量（FVC）、第 1 秒用力呼氣容積與用力肺活量比值（FEV1/FVC）、第 1 秒用力呼氣容積占預計值百分比（FEV1%pred）。
1.2.2 生活質量問卷調查
參照文獻[12]的方法，采用圣喬治呼吸問卷（St. George’s Respiratory Questionnaire，SGRQ）中國大陸版本。分癥狀、活動和影響三部分，在肺功能檢查當天完成調查表。根據條目描述的癥狀或患者的狀態及對患者生活質量影響的嚴重程度，以一定的分數表示每一條目備選項的權重。將每個部分所有條目的總分累加，再除以該部分最大可能的得分，以 0～100 表示，0 表示生活質量未受疾病影響，得分越高則受影響程度越大。三個部分的平均分為該患者 SGRQ 總分。
1.2.3 運動能力評價
運動能力用 6 分鐘步行距離（6-minute walk distance，6MWD）評價。參照 2002 年美國胸科協會發布的 6MWT 操作指南說明進行[13]，要求受試者在 6 min 內盡可能地覆蓋最遠的距離，受試者每分鐘接受一次口頭鼓勵性語言。在每次測試之前和之后測定心率、呼吸頻率、外周血氧飽和度和呼吸困難程度（改良 Borg 量表）。每位患者進行 2 次測試，間隔 1 h，6MWT 上覆蓋的最大距離記錄為基線值。
1.2.4 膈肌活動度測評
參照文獻[14]的方法進行膈肌活動度測量。患者仰臥位，在右肋緣下的右腋前線與右鎖骨中線的中點，探頭方向指向右肩部并調整其方向（以顯示右肝靜脈為解剖標志），以獲得最清晰膈肌圖像。正常的膈膜由包含在胸膜和腹膜筋膜的 2 個高回聲（明亮）線之間的相對較厚的低回聲（暗）肌肉組織組成。取高回聲線為標志點。記錄波峰與波谷的垂直距離，計算深呼吸時膈肌運動幅度（ΔM）代表膈肌活動度（圖 1）。受試者由兩名有經驗的檢查者測量，分別在深呼吸時對每個受試者進行 3 次測量，最大值用于分析。
圖1
M 型超聲測量右側膈肌活動度
白箭示膈肌，白框高度反映活動度
1.3 統計學方法
采用 SPSS 22.0 統計軟件。數據以均數±標準差（
±s）表示，計量資料采用 t 檢驗，相關性檢驗采用 Pearson 相關分析，因子分析采用多元線性逐步回歸分析。以身高、體重、BMI、FEV1%pred、FEV1/FVC 為自變量，以 ΔM 為因變量，采用逐步回歸方法建立一個多重線性回歸模型，分析影響患者膈肌活動度的因素。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 患者的一般情況、SGRQ 評分和膈肌活動度
共納入研究對象 48 例，均為中重度慢阻肺穩定期男性患者。患者的年齡、身高、體重、BMI、SGRQ 評分、6MWD、膈肌活動度情況見表 1。
表1
患者一般情況、SGRQ 評分和膈肌活動度（n =48）
2.2 膈肌活動度與生活質量、6MWD 的相關性分析
Pearson 相關分析結果顯示 ΔM 與慢阻肺患者 SGRQ 中的癥狀分、活動分、影響分和總分均呈負相關，與 6MWD 呈正相關。結果見表 2。
表2
膈肌活動度與患者生活質量和 6MWD 的相關性分析
2.3 膈肌活動度影響因素的多元逐步回歸分析
多重線性回歸模型的主要結果見表 3，提示 ΔM 受到身高和 FEV1%pred 的影響（F=11.264，P=0.001）。從標準偏回歸系數可知，身高和 FEV1%pred 對 ΔM 的影響相近（0.407 比 0.391）。從決定系數 R2 數值可知，身高和 FEV1%pred 可以解釋 ΔM 變異的 48.2%（R2=0.482）。
表3
慢阻肺患者膈肌活動度相關因素的多元回歸分析
3 討論
FEV1%pred 一直被用做評估慢阻肺的病情嚴重程度，然而人們越來越認識到 FEV1%pred 并不能反映疾病造成的系統性功能損害，與患者的生活質量、呼吸困難程度以及日常活動能力相關性較差，而且并不能作為慢阻肺患者的死亡預測因子[15]。因此，一些多維度的綜合評價體系被研究和應用，如 BODE 指數（BMI、氣流阻塞、呼吸困難、運動能力）、CODEX（合并癥、氣道受限、呼吸困難和既往急性加重情況）等。近年來，膈肌功能損傷在慢阻肺病程中的作用受到重視。隨著過度通氣，慢阻肺患者的膈肌是最常累及的肌肉，縮短了大約 40%；與此同時，肋間肌肉僅僅縮短了 7%[16]。分析這與肌動蛋白-肌球蛋白肌絲的過度重疊和（或）肌肉重構有關，導致膈肌活動度降低。膈肌活動度在慢阻肺患者中的變化可能提供更多的慢阻肺患者機能受損的信息[17]。本研究采用超聲測定膈肌活動度的方法觀察膈肌活動度，評估其與生活質量的相關性，發現慢阻肺患者膈肌活動度與 SGRQ 的總分、癥狀分、活動分、影響分均呈負相關。有研究在間質性肺疾病患者中應用超聲技術測量膈肌活動度評估與生活質量的關系，發現膈肌活動度與 SGRQ 總分的相關系數為–0.44[18]。還有研究采用 CT 和磁共振技術，發現膈肌活動度與慢阻肺患者的生活質量呈負相關[19]。本研究和既往研究均表明，膈肌活動度的測評可以較好地反映慢阻肺患者的生活質量，有望作為患者病情評估和療效測評的有益指標。
本研究評估了慢阻肺患者膈肌活動度與6MWD的關系，發現膈肌活動度與 6MWD 正相關，與 Paulin 等[20]研究結果一致。由于氣流受限，增加的殘氣量通過改變膈肌長度-張力關系改變了慢阻肺患者膈肌的功能狀態，從而阻止了膈肌在通氣變化時的正常反應，特別是在 6MWD 時發生更嚴重的氣流受限、呼吸困難，導致運動能力受損。進一步分析膈肌活動度的影響因素，結果發現身高和 FEV1%pred 可以解釋膈肌活動度變異的 48.2%。有研究認為慢阻肺患者膈肌活動度的減少與肺泡過度充氣密切相關，深入的研究發現減少的膈肌活動度與氣流陷閉的指標如殘氣量、FEV1%pred 高度相關，與肺過度充氣的指標如肺總量關系較弱[21]。本研究進一步證實了上述結論。
在本研究中，膈肌活動度僅在右側測量，可能造成方法學上的局限，但現有證據已表明左側膈肌活動度與右側膈肌活動度相似[8]。此外，本研究發現的相關性并不是強相關，可能因為慢阻肺是一種系統性疾病，慢阻肺通常的肺外器官受累影響包括骨骼肌肉功能受損[22]、骨質疏松、體重下降、減少的運動能力和心理情緒障礙，多因素共同影響了患者的生活質量和活動能力[23]。另一局限在于由于時間精力有限，研究未能納入慢阻肺患病時間、治療水平等作為因變量，有待于將來進行更深入的研究。
綜上所述，本研究顯示慢阻肺患者膈肌活動度越小，生活質量越差，活動能力越小；減少的膈肌活動度可以作為一種測定因子用于衡量慢阻肺患者運動能力的損傷。測定膈肌活動度可以更深入地理解患者活動能力受限并制定更好的治療策略，值得進一步研究應用。
