急性呼吸衰竭的早期物理治療 (Early physiotherapy in the acute respiratory failure patient)
作者：康富傑 高雄長庚復健科物理治療師

大綱 (Outline)
一、介紹(Introduction)
1、急性呼吸衰竭(acute respiratory failure)
2、併發症 (complication)
二、物理治療介入(Physical therapy intervention)
1、擺位(positioning or posture)
2、肢體運動(limb exercise)
3、持續式旋轉治療(Continuous rotational therapy，又稱CRT)
4、徒手過度充氣(Manual hyperinflation，又稱為MH)
5、扣擊和震動(Percussion and vibration)
6、呼吸肌訓練(Respiratory muscle training)
7、周邊肌肉訓練(Peripheral muscle training)
8、電刺激(Electrical stimulation ，又稱ES)
9、總結(summary)
三、介入效果之實證醫學探討(Physical therapy intervention toward evidence-based practice)
四、結論(Conclusion)
五、參考資料(References)

一、介紹(Introduction)

1、急性呼吸衰竭(acute respiratory failure)
      急性呼吸衰竭一般是指患者發生急性的呼吸困難、動脈血氧分壓＜50mmHg、動脈二氧化碳分壓＞50mmHg、動脈血的酸鹼值下降表現出呼吸性酸血症。不論身體哪一處發生病變而使呼吸功能受損，造成上述症狀，就是呼吸衰竭。
急性呼吸衰竭的病人因呼吸功能受損而需要仰賴人工呼吸器，屬於內科的急重症，在加護病房(intensive care unit，又稱ICU)。
2、可能引起的併發症 (complication)
      當長期使用人工呼吸器而臥床不活動會造成身體難活動(immobility)、健康狀況下降(deconditioning)、無力(weakness)；若仰賴呼吸器過久會造成正常的肺部防衛機轉受到傷害而越容易發生感染，譬如肺炎(pneumonia)、敗血症(sepsis)，甚至可能造成多重器官功能障礙(multiple organ dysfunction syndrome)而造成死亡。

二、物理治療介入 (physical therapy intervention)

物理治療對於在ICU使用人工呼吸器的急性呼吸衰竭的患者的治療目標為：增進整體功能性能力並修復其呼吸功能、降低臥床所產生的併發症，戒斷呼吸器(weaning)和物理治療為兩個主要加速患者復原的介入方法，在最近歐洲的調查顯示物理治療師的介入的腳色依據不同城市、臨床治療師的經驗和訓練而有所不同。

表一顯示物理治療介入的方式，主要分為活動(Mobilisation)、胸腔物理治療(Chest physiotheapy)和肌肉再訓練(Muscle retraining)，胸腔物理治療對於成功戒除呼吸氣相當重要；肌肉再訓練則越早介入對於臥床所引起的肌肉無力及生活功能下降的治療效果越好，以下將逐一說明。
1、擺位(positioning or posture)
為利用身體位置(body position)作為治療的技巧；治療的目標為：
i、增進換氣和肺灌注的比例 (V/Q matching)
ii、增加肺容積
iii、增進痰液排除
iv、減少呼吸功
v、減少心臟作工
特定身體位置效益如下：
i、直立姿勢：增加肺容積、減少呼吸功，對於戒除呼吸器的訓練有相當助益。可見圖一

ii、趴姿：增進換氣和肺灌注的比例、重新分配水腫等，目前研究發現可以短期增加呼吸衰竭患者的氧合能力57-92％
iii、半臥姿，受傷害的肺部在上方：增進肺功能，增進單邊肺功能受損患者的換氣和肺灌注的比例。
目前研究的結果顯示長期處於臥姿(supine)，會增加吸入性肺炎的可能，若擺位在半臥姿下(頭抬高45度)能夠降低吸入性肺炎的可能，對於使用鼻胃管患者能減少胃食道反射(gastroesophageal reflex)。
另外可以配合不同姿位，將小支氣管的痰液引流到較大的支氣管，即體位引流(postural drainage)，可以參考圖二

2、肢體運動(limb exercise)

肢體運動包含主動運動、被動運動、協助式主動運動，另外也包含轉位和移位的訓練，治療的目標為：

i、活動的生理效益能增加氧氣傳送(oxygen transport)的效能，另外重力的刺激能夠使體內液體(fluid distribution)分配均勻
ii、維持關節活動度
iii、增加軟組織長度、肌力和肌肉功能
iv、降低血栓性栓塞症 (thromboembolism)
v、被動運動只能夠增加代謝和血液動力的變化，增加15％氧氣消耗量

肢體運動介入的設定可以?照Peter E. Morris, 2008年的介入計劃，分為四個階段，整理如下表二

 階段I 階段II 階段III 階段IV
意識情況 無意識 下列指令中，能達成3個以上：開(關)眼睛、看著我、打開嘴巴伸出舌頭、點頭、數到五時抬高眉毛 和階段II相同 和階段II相同
進入下一階段的標準 意識情況的進步 當上肢肌力可以抗重力活動-肱二頭肌(biceps)肌力3/5以上 當下肢肌力可以抗重力活動-股四頭肌(quadriceps)肌力3/5以上 
介入 * 每天三次，被動關節運動，肩膀和髖關節伸直動作因正躺姿勢而延遲* 每兩小時翻身 * 除和階段I相同* 主動或協助式主動運動* 每天三次，坐在床上30分鐘 * 除和階段II相同* 每天三次，坐在床邊30分鐘 * 除和階段III相同* 主動由床邊移位至陪伴倚
當患者在階段IV，能力逐漸增加時，介入的重點在功能性活動，如由床上坐起來，移位至床邊，床邊至陪伴倚，坐姿平衡訓練，坐到站，站姿平衡訓練，原地踏步，移位訓練。
在此篇研究中，另外設計一組控制組為接受一般照顧的介入(包含被動關節運動和每兩小時翻身，和階段I相同)做為比較，介入的對象為進入內科加護病房48-72小時房有插管使用人工呼吸器的患者，結果顯示接受物理治療肢體運動介入組其下床(out of bed)時間較早、住院時間(hospital length of stay)較短、無多增加併發症和經濟消耗的情況，整體而言，物理治療的肢體運動介入為相當安全(safe)、可實行(feasible)、不多增加經濟消耗(cost)。

3、持續式旋轉治療(Continuous rotational therapy，又稱CRT)
如圖三，此治療為使用特定設計的治療床，延著縱軸可以每一邊旋轉至60度，可以設定角度和速度，治療的目標為：
i、預防依賴的呼吸道關閉、肺擴張不全(atelectasis)
ii、使肺部瘀積的痰液聚集，因此預防長期不動而易感染的可能

4、徒手過度充氣(Manual hyperinflation，又稱為MH)
徒手過度充氣介入時機在抽痰(suction)之前或是抽痰期間，為了去避免血氧過低以及肺擴張不全；而徒手過度氧合(manual hyperoxygenation)為給予高濃度氧氣時使用徒手復甦袋(manual resuscitator bag) 以增加潮氣容積(tidal volume)。
MH包含經由復甦袋給予大的潮氣容積使肺充氣膨脹而和換氣機器失去連結，治療的目標為：
i、預防肺塌陷(pulmonary collapse)
ii、使已經塌陷的肺泡再擴張
iii、增進氧合和肺順應性(compliance)
iv、增近肺部痰液向中心呼吸到移動

5、扣擊和震動(Percussion and vibration)
扣擊((Percussion)為將手弓成杯狀，手指併攏，在患者肺受影響區域的胸腔給扣擊，不應該使患者有不舒服或疼痛感；震動(vibration)可以利用徒手或是機器在患者呼氣時使用，方向與痰液流動方向相同，可以配合姿位引流一起進行，骨折處和血小板數目小於5萬時不宜使用，治療的目標為：增加氣道清除痰液。
目前研究顯示對於ICU的病人的效果顯示沒有增加動脈血氧和和肺順應性，有增加氣道清除痰液以及減少呼吸器引起的肺炎。

6、呼吸肌訓練(Respiratory muscle training)
呼吸肌為骨骼肌，會因為臥床休息(bed rest)或是疾病本身而受到重大的影響，在ICU的病人因為使用人工呼吸器的是用而造成快速的橫隔肌選擇性萎縮，特別是肌力(strength)和負荷(load)之間的不平衡，也是造成戒斷呼吸器失敗的主因。
2005年的回顧性文章中指出目前對於ICU患者，呼吸肌訓練介入的原理仍有爭議，而對於嚴重慢性阻塞型肺疾病(COPD)的病患，吸氣肌訓練(Inspiratory Muscle Training 又稱IMT)可以避免類固醇藥物引起的肌萎縮，對於因為COPD而使用呼吸器的患者能增加戒斷呼吸器的效果。

7、周邊肌肉訓練(Peripheral muscle training)
研究顯示在身體不活動的第一週肌力最多會下降40％，而健康狀況下降(deconditioning)會使得IIa型(type IIa)肌纖維轉變為IIb型(type IIb)肌纖維而使有氧活動限變差；選擇性的肌肉萎縮(Selective atrophy)會依照位置和功能而不同，抗重力的肌肉會畏縮的更快；另外心肺功能對於運動的反應也會改變，容易有姿勢性低血壓，在ICU多重的神經病變(polyneuropathy)和肌病變(myopathy)相當常見，也會影響到脫離呼吸器的能力。
因此周邊肌肉訓練的目標在回覆正常肌肉肌力並且可以從事基本的日常活動，訓練包含上下肢的主動和被動運動，包含阻力式運動，一旦病患可以行走，即開始再行走訓練，逐漸增加其運動表現。

8、電刺激(Electrical stimulation ，又稱ES)
神經肌肉電刺激(Neuromuscular electrical stimulation)能夠增進肌肉表現，刺激的形式為對動作神經進行低伏特刺激造成收縮，目前為止能夠增加健康肌肉的表現，也可以減緩因為去神經和不動(denervation/immobilization)所造成的肌肉流失，儘管這些研究結果都不是針對ICU的病患，但是ES對於已經受傷或無力的肌肉有其治療效果因此可以推論對ICU的病患亦有其效果，ES可以訓練到特定的肌群比較起全身運動，患者更能接受；在對於COPD末期依賴呼吸器且伴隨周邊肌肉萎縮低張的患者進行ES，發現可以增加肌力、呼吸速率，降低從床上轉位至椅子上的天數，但是目前對於ES的?數設定在爭議中，沒有確切的?數設定。

9、總結(summary)
臨床上要選擇何種物理治療介入方式需依照病患不同的情況去制定，也因為是急性的患者，對於各項生命徵象(vital sign)或是實驗室數值須多加注意，此外對於照顧者的教育以及和其他專業之間的溝通也是相當重要的；越早的物理治療介入越有可能延長或反轉長期臥床不動所造成的危害，進一步的介入整理可以參考表三，為Dean’s physiologic treatment hierarchy for patients with impaired oxygen transport，1996年所出版Principles and Practice of Cardiopulmonary Physical Therapy一書中所整理。

四、結論(Conclusion)
急性呼吸衰竭使用呼吸器患者的復健目標為增加整體的功能性能力以及修復其呼吸生理功能使能夠脫離呼吸器，而物理治療介入主要分為活動(Mobilisation)、胸腔物理治療(Chest physiotherapy)和肌肉再訓練(Muscle retraining)三種形式，依據病患情況設計治療活動，過程中須多加注意患者的情況；目前研究也證實越早的介入可以反轉因為不活動或長期臥床所帶的傷害，實證醫學對這類型的研究較少，長期的效果仍需要再研究，物理治療的介入也面臨了一些障礙，但是對於患者的短期效果卻是不容易置疑的。

五、參考資料(References)
1、J.M. Zanni et al, Rehabilitation therapy and outcomes in acute respiratory failure: An observational pilot project.  Journal of Critical Care 2009;1-9
2、Kathy Stiller et al, Physiotherapy in Intensive Care Towards an Evidence-Based Practice. Chest 2000;1801-1813
3、Wai Pong, Wong, Physical Therapy for a Patient in Acute Respiratory Failure-case report. Physical Therapy 2000;662-670
4、Enrico Clini et al, Early physiotherapy in the respiratory intensive care unit. Respiratory Medicine 2005;1096–1104
5、Peter E. Morris et al, Early intensive care unit mobility therapy in the treatment of acute respiratory failure. Crit Care Med 2008;97–110
6、吳英黛，呼吸循環系統物理治療-基礎實務；2008；金名圖書有限公司