危重病人的经皮功能性磁肌刺激 (FMS_ICU)

1. 介绍

   ICU 获得性无力（ICU-AW）是危重疾病的一个重要并发症。 ICU-AW 常见于脓毒症、全身炎症反应和机械通气患者。 据估计，约 50% 从原发性疾病康复的患者仍处于重症监护室，并伴有特征性肌无力。 这导致对机械通气的依赖，延长了昂贵的重症监护住院时间。 由此产生的肌病会导致持续的功能障碍，使患者在出院后很长时间内仍面临危险。

   1.1 重症肌病发生的病理生理基础 ICU-AW的病理生理机制目前尚不清楚，导致缺乏针对性的预防治疗方法。 在大多数患者中，观察到骨骼肌萎缩，特别是快肌纤维（II 型）的损失和肌球蛋白重链（MyHC）水平的降低。 MyHC 的丢失是其合成和降解之间平衡被破坏的结果。 ICU-AW 发展的最重要因素包括全身炎症、败血症、制动、镇静、高血糖、接触神经肌肉阻滞剂和皮质类固醇，导致肌肉质量和力量下降。 骨骼肌中蛋白质降解的主要细胞内系统是泛素-蛋白酶体系统，它也调节 MyHC 降解。

   1.2 物理治疗和经皮肌肉电刺激 重症监护室的治疗活动通常从被动活动开始，特别是对于不活动和意识不清的患者。 在重症患者的治疗中，旨在减少镇静，提供适当的镇痛，从而促进更快的苏醒和合作，并鼓励即使在机械通气的患者中也能积极运动。

   为了增强肌肉和减少萎缩，物理治疗通常与骨骼肌的外周经皮电刺激相结合。 通过电刺激，可以通过使用不会引起肌肉疲劳的刺激方案来增加非危重患者的肌肉力量。

   电刺激还可以通过减少快速糖酵解纤维（II 型）的比例来改变肌肉功能，这种纤维在以久坐生活方式为主的不太活跃的个体中占主导地位，有利于更具耐力的慢收缩肌纤维（I 型） （快到慢的过渡）。 这些变化很大程度上取决于所选的刺激参数、刺激持续时间和肌肉神经支配。 同样，在危重患者中，在住院第 5 天和第 15 天之间进行的两次连续骨骼肌活检显示，耐力、慢收缩纤维显着下降。

   电刺激是预防危重肌病的一种很有前途的方法，但它有一定的局限性。 研究尚未证明其在治疗的前 7 天内开始对危重患者有效，并且在非常急性的情况下也无效。 电刺激仅能在 75-80% 的危重患者中引起强烈且可见的肌肉收缩，这可能是由于充当绝缘体的肌肉上的组织水肿所致，因为电刺激的深度有限。 此外，电刺激是一种痛苦的方法，与一般人群相比，危重患者的疼痛评估更具挑战性。 因此，重症患者肌肉电刺激参数的选择极为重要。

   为了准确评估电刺激的有效性，采用超声波评估肌肉厚度和使用手动肌肉测试评估肌肉强度。 用于肌肉力量评估的最常见量表是医学研究委员会 (MRC) 量表，其中满分 60 分中低于 48 分或平均分低于 4 分的定义为 ICU-AW。 ICU-AW 包括危重患者的神经病和肌病。

   频率为 30-40 Hz、脉冲持续时间为 0.3 毫秒、开启 6 秒、关闭 6-12 秒、总持续时间为 45-55 分钟的双相对称电刺激已被证明是最有效的。 根据 MRC 量表，与未接受电刺激的患者相比，除了标准康复治疗外还接受电刺激的患者的肌肉力量显着增强。 此外，我们观察到接受肌肉电刺激的患者机械通气脱机时间明显缩短。

   1.3 经皮功能性肌肉磁刺激 经皮功能性肌肉磁刺激（FMS）与电刺激的不同之处在于，它利用磁性施用器而不是两个（或更多）电极来刺激肌肉组织，并且疼痛明显减轻。 安装在涂抹器中的电线圈会产生传播到太空的磁场。 磁场还会穿透人体，并在人体中感应出电流。 这些感应电流是电刺激，与电刺激非常相似，沿着神经细胞（神经元）人为地传播信号，从而引起肌肉收缩。 尽管神经细胞中电信号的触发机制相同，但能量传递的方法不同。 因此，FMS 并不局限于仅作用于表面结构，这是电刺激的主要缺点之一，因为它很少到达深度超过 12 毫米的结构 [38]。 与电刺激不同，FMS 可以深入身体深处，无需直接接触皮肤，因此即使穿过衣服、绷带或受伤或敏感的皮肤也可以进行磁刺激。 此外，FMS 的优势在于，它不会在通过皮肤进入人体的点产生高浓度的电流，因此不会引起疼痛。

   FMS 可防止骨骼肌失活萎缩，这一点在大鼠的活动肢体中得到了证明。 即使应用于人类，通过股神经对股四头肌进行经皮 FMS 也是一种安全无痛的方法。 在30Hz的刺激频率和1.6T的磁场下，它能够产生股四头肌最大自发收缩力的约72±5%。 在 COPD 患者中，与对照组相比，股四头肌 FMS 使自发收缩力增加了 17%，并改善了生活质量。 COPD 患者对股四头肌 FMS 的耐受性良好，因为它不会影响肌肉的氧化应激，但会增加慢肌纤维的大小。

   在重症监护医学中，磁刺激主要用于评估膈肌功能、外周肌肉力量评估的诊断目的，以及作为诊断工具和治疗性刺激脑细胞的经颅电刺激。 随着现代经皮磁刺激器的发展，它们在重症监护医学中用​​于治疗目的（例如预防危重病肌病）的可能性出现了。 迄今为止，尚未对危重患者外周肌肉磁刺激的使用和有效性进行研究。

   1.4 ICU-AW的诊断 目前，尚无统一的标准化诊断标准来确认ICU-AW的存在。 临床上，对轻度镇静的参与患者进行肌肉力量评估。 为了引起对 ICU-AW 的怀疑，通常使用改良的 MRC 量表对肌肉力量进行临床评估。 这包括手动肌肉测试，评估上肢的肩部外展、肘部弯曲和腕部伸展，以及下肢的髋部弯曲、膝部伸展和踝关节背屈。 所有评估的最高总分为60分。 评分为 48 分或更低，或平均评分低于 4 分，可能会引起临床怀疑 ICU-AW 及相关并发症。 确认 ICU-AW 的存在通常需要使用侵入性诊断技术，例如肌电图、神经电图以及肌肉和神经活检样本的组织形态学和分子生物学分析。 这些技术被认为是诊断的金标准。 肌肉和神经活检可以揭示结构异常，尽管这些程序具有相当大的侵入性，并且并不总能为 ICU-AW 提供明确的诊断；尽管如此，它们对于识别肌肉萎缩至关重要。 通过肌肉活检证明，具有 ICU-AW 临床和电生理模式的患者经常表现出肌病性改变。 用于证明 ICU-AW 的肌肉活检最常取自三角肌或股四头肌外侧头 [23]。

2. 这项研究的目的

本研究的目的是探讨FMS对ICU-AW发展的影响。 拟议研究的主要目标是：

1. 评估FMS在危重患者中的可行性。
2. 评估 FMS 在预防危重患者骨骼肌萎缩和无力方面的有效性。