1. 定義
呼吸神經肌肉刺激儀是一種非侵入性的醫療設備,它通過將特定參數的低頻、低強度電流施加到目標神經或肌肉上,刺激與呼吸相關的肌肉(主要是膈肌)收縮,從而達到輔助或改善呼吸功能的目的。
2. 核心原理
電生理基礎: 設備產生可控的電脈沖,通過放置在皮膚表面的電極片傳遞。
刺激目標:
膈神經刺激: 電極通常放置在頸部兩側(膈神經走行區域)。電脈沖直接刺激膈神經,引發膈肌收縮。
呼吸肌直接刺激: 電極放置在胸壁或腹部相應肌肉(如肋間肌、腹肌)上方,直接刺激這些輔助呼吸肌收縮。
模仿自然呼吸: 電刺激誘導的肌肉收縮(特別是膈肌收縮)模仿了自然吸氣的過程,使胸腔容積增大,產生負壓,從而幫助或引發吸氣。
增強肌力與耐力: 規律的電刺激訓練可以增強目標呼吸肌的力量和耐力,改善其功能。
3. 主要目的與作用
輔助通氣: 對于因神經肌肉疾病、脊髓損傷或術后等原因導致呼吸肌無力或麻痹的患者,提供一種輔助通氣的替代或補充手段(尤其是在脫機訓練期間)。
呼吸康復: 增強呼吸肌(尤其是膈肌)的力量和耐力,改善通氣效率。
減少呼吸困難癥狀。
提高運動耐量。
改善咳嗽能力(有助于排痰)。
預防呼吸肌萎縮: 在長期臥床、機械通氣或神經肌肉疾病患者中,主動呼吸活動減少,rNMES 可以被動活動呼吸肌,減緩其廢用性萎縮。
促進脫機: 幫助依賴機械通氣的患者進行呼吸肌功能鍛煉,為成功脫離呼吸機創造條件。
改善通氣/血流比: 通過更有效的膈肌收縮和更深層次的通氣,可能改善肺內氣體交換。
4. 適用人群/適應癥
神經肌肉疾病: 肌萎縮側索硬化癥、脊髓性肌萎縮癥、吉蘭-巴雷綜合征、重癥肌無力等導致的呼吸肌無力。
脊髓損傷: 高位頸髓損傷(影響膈神經功能)或胸髓損傷(影響肋間肌等輔助呼吸肌)。
慢性阻塞性肺疾病: 用于肺康復,增強呼吸肌力量,改善活動耐力和生活質量。
危重癥患者:
機械通氣患者(脫機困難或脫機前訓練)。
長期臥床導致呼吸肌無力的患者。
術后患者(尤其是心胸外科、上腹部手術后)預防呼吸并發癥。
其他: 某些類型的睡眠呼吸障礙(研究階段)、囊性纖維化(輔助排痰)等。
5. 設備組成與操作
主機/刺激器: 產生電脈沖的核心部件,可調節參數。
電極片: 導電的貼片,放置在皮膚上特定的解剖位置(頸部兩側刺激膈神經,或胸腹部刺激目標肌肉)。
連接線纜: 連接主機和電極片。
操作流程(需專業人員評估和指導):
評估: 醫生或治療師評估患者適應癥、禁忌癥,確定刺激目標和參數。
定位: 準確放置電極片(至關重要,尤其是膈神經刺激)。
設置參數: 調整刺激強度(以引起可見或可觸及的肌肉收縮,但患者能耐受為度)、頻率、脈寬、刺激/休息時間比等。
治療: 開啟設備進行刺激治療,治療時間通常為20-30分鐘/次,頻率根據目標和患者情況決定(如每天1-2次)。
監測: 治療過程中密切觀察患者反應(舒適度、耐受度、呼吸模式、血氧飽和度等)。
調整與進階: 根據患者耐受性和效果逐步調整參數。
6. 關鍵參數
強度: 決定肌肉收縮的程度,通常以毫安為單位,需個體化設定。
頻率: 決定每秒刺激脈沖的數量(Hz)。低頻刺激(如10-50Hz)常用于增強肌力。
脈寬: 單個電脈沖的持續時間(微秒)。
通斷比: 刺激時間與休息時間的比例(如 5秒開:5秒關),模仿自然的吸呼比。
波形: 通常為對稱或不對稱的雙相方波。
7. 優勢
非侵入性: 相比氣管插管或氣管切開,創傷小,痛苦少。
便攜性: 部分型號設計輕便,可在家中使用(需專業指導)。
針對性強: 直接刺激目標神經或肌肉,聚焦于改善呼吸肌功能本身。
輔助康復: 是呼吸康復計劃中的重要組成部分。
減少并發癥: 可能有助于減少機械通氣相關肺炎等并發癥的風險。
改善生活質量: 對于慢性病患者,可減輕呼吸困難,提高活動能力。
8. 局限性/注意事項
效果因人而異: 對神經功能完全中斷的患者效果有限。
電極定位要求高: 尤其是膈神經刺激,定位不準可能導致刺激效果差或刺激到其他神經(如臂叢神經)。
耐受性: 部分患者可能感覺不適(皮膚刺激、肌肉牽拉感)。
禁忌癥: 裝有心臟起搏器/除顫器者、頸動脈竇敏感者、局部皮膚破損或感染、癲癇、妊娠(腹部刺激)、惡性腫瘤區域、不能配合者等。
不能替代必要通氣支持: 在嚴重呼吸衰竭時,仍需機械通氣等生命支持手段。
需要專業指導: 必須在醫生或呼吸治療師評估、處方和指導下使用,自行操作風險高。
9. 與傳統呼吸機的區別
特點 | 呼吸神經肌肉刺激儀 | 傳統正壓呼吸機 |
---|---|---|
原理 | 電刺激神經/肌肉,誘導主動收縮產生吸氣。 | 施加正壓于氣道,將氣體被動壓入肺內。 |
作用點 | 神經或肌肉層面(外周)。 | 氣道層面(中央)。 |
目標 | 輔助通氣、增強/恢復呼吸肌功能、康復。 | 提供或替代通氣、維持生命、治療呼吸衰竭。 |
方式 | 非侵入性(體表電極)。 | 可無創(面罩/鼻罩)或有創(氣管插管/切開)。 |
主動性 | 刺激肌肉產生主動收縮(模仿生理吸氣)。 | 氣體被被動送入肺部。 |
主要優勢 | 改善呼吸肌功能、減少廢用性萎縮、輔助脫機、康復潛力。 | 能提供強大的通氣支持,維持氧合和通氣,挽救生命。 |
主要局限 | 對完全神經損傷效果有限,不能解決氣道阻塞或嚴重肺實質病變。 | 長期使用可能導致呼吸機依賴、呼吸肌萎縮、呼吸機相關肺炎等并發癥。 |
關系 | 常作為補充或過渡手段,用于脫機訓練或康復期。 | 是急性呼吸衰竭或嚴重呼吸肌無力的主要支持手段。 |
10. 最新進展與研究方向
膈神經刺激: 研究熱點,特別是用于高位頸髓損傷患者。
個性化參數設置: 利用生物反饋(如膈肌肌電圖)優化刺激參數。
閉環刺激系統: 根據患者的實時呼吸努力自動調節刺激。
便攜式/可穿戴設備: 提高居家康復的便利性和依從性。
擴大適應癥研究: 如在中風后呼吸康復、心力衰竭、更廣泛的COPD人群中的應用。
組合療法: 與其它呼吸康復技術(如吸氣肌訓練器)或藥物治療結合。
重要提示
呼吸神經肌肉刺激儀是一種醫療設備,必須在專業醫療人員的處方、指導和監督下使用。
它并非萬能,其效果和適用性需要醫生根據患者的具體病情進行嚴格評估。
自行購買和使用存在風險,可能無效甚至有害。
總而言之,呼吸神經肌肉刺激儀是一種利用電刺激原理來增強或輔助呼吸肌功能的重要工具,尤其在呼吸康復和輔助特定患者脫機方面具有獨特價值,但它不能替代傳統的機械通氣在急性生命支持中的作用。其應用需要個體化評估和專業指導。
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