NGHIÊN cứu ỨNG DỤNG SIÊU âm cơ HOÀNH để THEO dõi CAI THỞ máy ở BỆNH NHÂN đợt cấp BỆNH PHỔI tắc NGHẼN mạn TÍNH

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI

VŨ THỊ THU GIANG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SIÊU ÂM
CƠ HOÀNH ĐỂ THEO DÕI CAI THỞ MÁY
Ở BỆNH NHÂN ĐỢT CẤP BỆNH PHỔI
TẮC NGHẼN MẠN TÍNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ Y HỌC

HÀ NỘI - 2019


2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI

BỘ Y TẾ

VŨ THỊ THU GIANG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SIÊU ÂM
CƠ HOÀNH ĐỂ THEO DÕI CAI THỞ MÁY

Ở BỆNH NHÂN ĐỢT CẤP BỆNH PHỔI
TẮC NGHẼN MẠN TÍNH
Chuyên ngành : Hồi sức cấp cứu
Mã số

: 62720122

LUẬN VĂN THẠC SĨ Y HỌC
Người hướng dẫn khoa học:
TS. ĐỖ NGỌC SƠN
PGS.TS. VŨ ĐĂNG LƯU

HÀ NỘI - 2019


3

LỜI CẢM ƠN
Nhân dịp hoàn thành luận văn tốt nghiệp, với tất cả sự kính trọng và lòng
biết ơn sâu sắc nhất, tôi xin được bày tỏ lòng cám ơn tới:
Ban giám hiệu và phòng đào tạo sau đại học trường đại học Y Hà Nội,
Ban giám đốc bệnh viện Bạch Mai, Ban lãnh đạo, các cán bộ nhân viên Khoa
Cấp cứu A9 – Bệnh viện Bạch Mai, Ban lãnh đạo bệnh viện đa khoa tỉnh Yên
Bái - nơi tôi công tác và làm việc.
Tôi xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến TS.Đỗ Ngọc Sơn và PGS.TS.Vũ
Đăng Lưu, hai người thầy đã hết lòng dạy bảo và tạo mọi điều kiện cho tôi
trong quá trình học tập, người đã cho tôi ý tưởng cũng như đã hướng dẫn tôi
để có bản luận văn tốt nghiệp ngày hôm nay. Trong quá trình làm việc và học
tập tôi không chỉ học được từ thầy cô kiến thức về lĩnh vực hồi sức mà tôi còn
học được phong cách làm việc, niềm đam mê và cách sống của thầy cô.

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS.Nguyễn Đạt Anh, Trưởng khoa Cấp
cứu A9 - Trưởng bộ môn hồi sức cấp cứu đã tạo điều kiện cho tôi được tiến
hành luận văn tại khoa Cấp cứu.
Tôi xin cám ơn các thầy cô trong bộ môn Hồi sức cấp cứu, các đồng
nghiệp của khoa Hồi sức tích cực, trung tâm chống độc - Bệnh viện Bạch Mai
đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại viện.
Tôi xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp tại khoa Hồi sức tích cực
chống độc bệnh viện đa khoa tỉnh Yên Bái nơi tôi công tác, đã hỗ trợ tôi rất
nhiều trong quá trình đi học.
Xin được gửi lời cám ơn đến bạn bè, những người đã yêu quý và giúp tôi
trong những giai đoạn khó khăn.
Đặc biệt, tôi xin gửi những lời yêu thương nhất đến ông bà, bố mẹ,
chồng con và những thành viên trong gia đình thân yêu, nguồn cổ vũ tinh thần
lớn lao cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu khoa học.
Hà Nội, ngày 01 tháng 09 năm 2019

Vũ Thị Thu Giang


4

LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Vũ Thị Thu Giang, học viên cao học hồi sức cấp cứu khóa 26 của
Trường đại học Y Hà Nội, xin cam đoan:
1.

Đây là luận văn do bản thân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của
TS. Đỗ Ngọc Sơn và PGS.TS.Vũ Đăng Lưu.

2.

Công trình này không trùng lặp với bất cứ nghiên cứu nào đã được công bố ở
Việt Nam.

3.

Các số liệu và thông tin nghiên cứu là hoàn toàn trung thực, chính xác và
khách quan, được sự xác nhận của cơ sở nghiên cứu.
Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về những cam kết này
Hà Nội, ngày 01 tháng 09 năm 2019
Người viết cam đoan

Vũ Thị Thu Giang


5

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Auto-PEEP Áp lực dương cuối thì thở ra nội sinh
BN
Bệnh nhân
COPD
Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính
(Chronic Obstructive Pulmonary Disease)
CPAP
Áp lực dương liên tục (Continuous Positive Airway Pressure)
CT
Chụp cắt lớp vi tính (Ct-scanner)
CTM
Cai thở máy

DE
Biên độ dao động cơ hoành (Diaphragm excursion)
DT
Độ dày cơ hoành (Diaphragm thickness)
Độ dày cơ hoành cuối thì hít vào
DTin
(Diaphragm thickness at end inspiration)
Độ dày cơ hoành cuối thì thở ra
DTex
(Diaphragm thickness at end expiration)
DTF
Tỷ lệ phần trăm độ dày cơ hoành (Diaphragm thickning fraction)
f
Tần số
FEV1
Thể tích thở ra gắng sức trong giây đầu tiên
FiO2
Tỷ lệ% Oxy trong khí thở vào
FVC
Dung tích sống thở mạnh
GOLD
Chiến lược toàn cầu cho việc chẩn đoán, quản lý và phòng
ngừa bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (Global Strategy for the
Diagnosis, Management, and Prevention of Chronic
Obstructive Lung Disease)
HATB
Huyết áp trung bình
Hct
Hematocrit
HCO3Nồng độ bicarbonat trong máu

HPQ
Hen phế quản
MIP
Áp lực hít vào tối đa (Maximal Inspiratory Pressure)
MV
Thông khí phút (Minute ventilation)
NIF
Lực hít vào gắng sức (Negative Inspiratory Force)
NIV
Thở không xâm nhập (Noninvase)
PPV
Giá trị dự đoán dương tính (Positive predictive value)
NPV
Giá trị dự đoán âm tính (negative predictive value)
PaCO2
Áp suất riêng phần Carbon dioxide trong máu động mạch
PaO2
Áp suất riêng phần Oxy máu động mạch
PEEP
Áp lực dương cuối thì thở ra
PSV
Thông khí hỗ trợ áp lực (Pressure Support Ventilation)


6

RSBI
SpO2
SD
TKCH

Vt
VIDD

Chỉ số thở nhanh nông (Rapid Shallow Breathing Index)
Độ bão hòa oxy mao mạch
Độ lệch chuẩn
Thông khí cơ học
Thể tích khí lưu thông (Total volume)
Rối loạn chức năng cơ hoành do thở máy
(Ventilator-induced diaphragm dysfunction)
Trung bình


7

MỤC LỤC


8

DANH MỤC BẢNG


9

DANH MỤC BIỂU ĐỒ


10

DANH MỤC HÌNH


11

ĐẶT VẤN ĐỀ
Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD) là bệnh phổ biến, có thể phòng
ngừa và điều trị được. Bệnh thường gặp trong Hồi sức cấp cứu (HSCC) với tỷ
lệ tử vong cao, đứng hàng thứ tư trên thế giới và là một thách thức sức khỏe
cộng đồng quan trọng. Gánh nặng COPD được dự báo sẽ tăng lên trong thập
kỉ tới do sự tiếp xúc với các yếu tố nguy cơ ngày càng tăng và sự già hóa của
dân số [1].
Đợt cấp COPD được định nghĩa là tình trạng cấp tính xấu đi của các
triệu chứng hô hấp và kết quả là phải điều trị bổ sung. Các yếu tố mất bù khởi
phát đợt cấp ở bệnh nhân COPD bao gồm: Mệt cơ hô hấp, nhiễm trùng hô
hấp, suy tim, tràn khí màng phổi, rối loạn dinh dưỡng, điện giải... Tỷ lệ thở
máy ở bệnh nhân đợt cấp COPD khá cao, nhất là trong trường hợp nặng. Ở
phần lớn các bệnh nhân, cai thở máy được đặt ra càng sớm càng tốt ngay khi
các nguyên nhân gây tổn thương phổi cấp được loại bỏ. Tuy nhiên cai thở
máy ở bệnh nhân COPD gặp nhiều khó khăn. Có tới 20-30% bệnh nhân
COPD cai thở máy thất bại [2].
Nhiều bằng chứng cho thấy thông khí cơ học thúc đẩy rối loạn chức
năng cơ hoành do teo cơ và rối loạn chức năng co bóp. Ngược lại rối loạn
chức năng cơ hoành có thể dẫn tới các biến chứng về hô hấp, kéo dài thời gian
thở máy và đặc biệt là thất bại trong cai thở máy [3]. Theo đó, việc theo dõi,
giám sát sức mạnh và hoạt động của cơ hoành ở bệnh nhân thở máy ngày
càng quan trọng, là yếu tố quyết định tới kết quả cai thở máy. Trong nhiều
thập kỉ, các nỗ lực nghiên cứu đã được tiến hành nhằm tìm ra một số yếu tố
tiên lượng kết quả cai thở máy bao gồm: Áp lực bít đường thở 0,1s (P0.1), áp
lực hít vào tối đa (MIP), chỉ số thở nhanh nông (RBSI)... [4]. Bản chất của các

chỉ số này là đánh giá sức mạnh của cơ hô hấp - trong đó vai trò chính thuộc


12

về cơ hoành hay là một cách nhìn nhằm đánh giá gián tiếp hoạt động cơ
hoành. Tuy nhiên phép đo này phụ thuộc vào sự hợp tác của bệnh nhân tại
mỗi thời điểm đo, do đó giá trị cũng như độ chính xác của các yếu tố trên có
nhiều thay đổi ở các nghiên cứu khác nhau. Trong bối cảnh đó, siêu âm ra đời,
là phương pháp không xâm lấn, thực hiện tại giường nhằm quan sát và đánh
giá trực tiếp chức năng cơ hoành bao gồm đo độ dày cơ hoành và biên độ dao
động cơ hoành [5], [6], được chứng minh thể hiện ít nhất là bằng thậm chí tốt
hơn các chỉ số tiên lượng cai thở máy khác (MIP, RBSI..) [7]. Các chỉ số về
siêu âm cơ hoành được nghiên cứu và công nhận vai trò của nó trong tiên
lượng cai thở máy, ở nhiều nhóm bệnh nhân trong đó có nhóm bệnh nhân
COPD. Tuy nhiên tại Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu về chủ đề này, do
đó chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ứng dụng siêu âm cơ
hoành để theo dõi cai thở máy ở bệnh nhân đợt cấp bệnh phổi tắc nghẽn
mạn tính” nhằm hai mục tiêu sau:
1.

Nhận xét kết quả siêu âm cơ hoành tại các thời
điểm hỗ trợ khác nhau của máy thở PS0, PS5,
PS10, PS15 trong quá trình cai thở máy

2. Đánh giá một số chỉ số của siêu âm cơ hoành trong tiên lượng cai
máy ở bệnh nhân đợt cấp COPD


13

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD) theo GOLD 2018 [8]
1.1.1. Đại cương về COPD [8]
1.1.1.1. Định nghĩa COPD
GOLD 2018: COPD là bệnh phổ biến dự phòng và điều trị được, đặc
trưng bởi sự hiện diện của triệu chứng hô hấp và giới hạn dòng khí do đường
dẫn khí và/hoặc bất thường ở phế nang, thường do tiếp xúc với hạt và khí độc
hại [8].
1.1.1.2. Sinh bệnh học của COPD
Rối loạn chức năng cơ hô hấp: Do tình trạng căng dãn quá mức, dạng
vòm bình thường của cơ hoành bị dẹt xuống và vùng đệm giảm đi dẫn đến
chức năng hoạt động của cơ hoành kém hiệu quả. Các cơ hô hấp phụ như cơ
liên sườn, cơ thang, cơ ức đòn chũm trở thành cơ hô hấp chủ yếu.
Hạn chế dòng khí thở ra: Là đặc trưng nổi bật của COPD, xuất hiện từ
rất sớm, ngay từ lúc chưa có các dấu hiệu lâm sàng (khó thở), tiến triển từ từ,
nặng dần với hậu quả là tăng sức cản đường thở.
Căng phổi quá mức (hyperinflation) và bẫy khí: Do những biến đổi về
giải phẫu đường hô hấp trung tâm và ngoại vi (tái cấu trúc) và tại phế nang
(căng giãn mất đàn hồi, mất khả năng duy trì sức căng của các đường thở
nhỏ), gây hạn chế dòng khí, do tăng sức cản đường thở (nhất là khi thở ra),
dẫn đến hiện tượng bẫy khí (air trapping).
Rối loạn trao đổi khí: Giảm oxy máu và tăng CO2 máu thường đặc
trưng cho đợt cấp COPD và giai đoạn cuối cùng của bệnh.
Viêm mạn tính trong COPD: Là đặc tính phản ứng của cơ thể biểu hiện
bằng sự tập trung của nhiều loại tế bào, gồm neutrophils, macrophages, B-


14

cells, nang lympho (lymphoid aggregates) và CD8+ T-cells, nhất là ở khu vực
đường thở nhỏ.
1.1.1.3. Chẩn đoán xác định COPD
Tiếp xúc với yếu tố nguy cơ: hút thuốc lá, thuốc lào, khói bụi nghề
nghiệp, hoá chất, khói bếp và khói của nhiên liệu đốt.
Ho khạc đờm 3 tháng/năm và liên tiếp trong 2 năm trở lên.
Khó thở: Có tính chất tiến triển và liên tục, tăng lên khi gắng sức, khi có
nhiễm khuẩn đường hô hấp.
Khám: Có thể thấy các dấu hiệu của co thắt phế quản. Ở giai đoạn muộn
có thể thấy các dấu hiệu của suy tim phải.
Chẩn đoán xác định COPD: Khi chỉ số FEV1/FVC < 70%
sau test HPQ.
1.1.2. Đợt cấp COPD [8]
1.1.2.1. Khái niệm về đợt cấp COPD
Đợt cấp COPD được định nghĩa là đợt cấp tính xấu đi của triệu chứng
hô hấp và cần phải điều trị phối hợp thêm.
1.1.2.2. Các yếu tố khởi phát đợt cấp COPD
Tình trạng mệt cơ hô hấp: Tình trạng căng phổi quá mức làm cho cơ
hoành bẹt ra, vùng chêm (vùng tiếp xúc giữa cơ hoành và thành ngực cuối thì
thở ra) giảm xuống làm chức năng hoạt động của cơ hoành kém hiệu quả. Bên
cạnh đó, việc sử dụng corticoid liều cao trong điều trị, chế độ ăn thừa
cacbonhydrat, tình trạng suy dinh dưỡng cũng làm mệt cơ hô hấp.
Các yếu tố khác khởi phát đợt cấp COPD: Nhiễm khuẩn hô hấp (là
nguyên nhân thường gặp nhất), rối loạn điện giải, suy dinh dưỡng, suy tim,
điều trị sai, tràn khí màng phổi...
1.1.2.3. Chẩn đoán đợt cấp COPD


15

Chẩn đoán xác định đợt cấp COPD [8]
Trên nền một BN đã được chẩn đoán COPD nay các triệu chứng tiến
triển nặng thêm
Lâm sàng:
Khó thở: tăng lên cả khi nghỉ ngơi là triệu chứng chính của đợt cấp
COPD, kèm theo là: khò khè, co kéo cơ hô hấp phụ.
Ho tăng và khạc đờm nhiều và/hoặc đờm đục. Có thể gặp trong đợt cấp
một hoặc nhiều triệu chứng không đặc hiệu khác như: mệt mỏi, trầm cảm, lú
lẫn, giảm khả năng gắng sức, sốt.
Cận lâm sang:
X-quang phổi có thể xuất hiện tổn thương dạng viêm trên nền phổi ứ khí
Khí máu: rất quan trọng để đánh giá mức độ nặng của một đợt cấp gồm:
đánh giá chính xác mức độ giảm oxy máu, đánh giá mức độ tăng acid carbonic
máu và nhất là mức độ toan hô hấp cấp góp phần quyết định chỉ định TKCH.
Các xét nghiệm khác: công thức máu có thể thấy đa hồng cầu
(Hct > 55%). Sinh hóa máu cho thấy các rối loạn thường gặp trong một đợt
cấp như rối loạn điện giải, suy dinh dưỡng và các rối loạn toan kiềm khác.
1.1.2.4. Điều trị đợt cấp COPD
Mục tiêu điều trị cho đợt kịch phát COPD là để giảm thiểu tác động
tiêu cực của đợt kịch phát hiện tại và ngăn chặn các biến cố tiếp theo.
Hỗ trợ hô hấp
Điều trị oxy: Đây là một phần quan trọng của điều trị các đợt cấp tính
tại bệnh viện. Cung cấp oxy nên được điều chỉnh để cải thiện thiếu oxy máu
của bệnh nhân với độ bão hòa mục tiêu là 88-92%
Thông khí hỗ trợ trong đợt cấp có thể được cung cấp thông qua hai con
đường không xâm nhập (mặt nạ mũi hoặc miệng) hoặc thông khí xâm nhập
(đặt nội khí quản hoặc mở khí quản).
1.1.2.5. Thở máy ở bệnh nhân bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính

16

Chỉ định thở máy xâm nhập ở bệnh nhân đợt cấp COPD
Không có khả năng chịu đựng NIV hay thất bại với NIV
Tình trạng ngừng thở hay ngừng tim
Giảm dần nhận thức, cơn kích động thần kinh không kiểm soát được
hiệu quả bằng thuốc an thần.
Phải hút dịch nhiều hoặc nôn liên tục.
Không có khả năng bài tiết các chất tiết đường hô hấp.
Bất ổn huyết động nặng mà không đáp ứng với dịch truyền và các
thuốc vận mạch.
Rối loạn nhịp thất hoặc trên thất.
Giảm oxy máu đe dọa đến tính mạng ở những bệnh nhân không chịu
được NIV.
Chiến lược thở máy xâm nhập trong đợt cấp COPD: Cải thiện oxy hóa
máu, giảm CO₂ về mức nền, cân bằng điện giải.
1.2. Cai thở máy
1.2.1. Định nghĩa cai thở máy và bỏ máy
Bỏ máy là chuyển ngay từ máy thở sang tự thở hoàn toàn. Thường áp dụng
cho những trường hợp thở máy ngắn ngày, có chức năng tim phổi bình thường.
Cai thở máy là quá trình tách bỏ dần sự phụ thuộc vào máy thở ở bệnh
nhân đang thở máy. Do vậy, quá trình cai thở máy là sự chuyển dần công hô hấp
cho bệnh nhân từ công máy thở đến khi bệnh nhân có thể tự thở tự nhiên [9].
1.2.2. Một số yếu tố tiên lượng cai thở máy
Thời gian thở máy
Thời gian thở máy càng kéo dài càng làm tăng tỷ lệ cai thở máy thất bại,
và làm tăng tỷ lệ tử vong. Chậm trễ cai thở máy được định nghĩa là thở máy trên
2 tuần mà không có các yếu tố ngoài hô hấp gây cản trở cai thở máy [10]

17

Trong các nghiên cứu của Coplin W.M [11] và Pilcher D.V [12], ở các
bệnh nhân chậm cai thở máy (thở máy khoảng 20 ngày trước khi được tiến
hành cai thở máy) đều cho thấy tăng tỷ lệ tử vong, thời gian nằm viện và tăng
khả năng phải đặt lại ống nội khí quản.
Các nguyên nhân gây thở máy kéo dài như: viêm phổi liên quan đến
thở máy (VAP), chấn thương áp lực, tình trạng co thắt phế quản không được
giải quyết triệt để, lạm dụng an thần, các bệnh lý kèm theo (suy tim, suy thận,
béo phì...) [9].
Thể tích khí lưu thông (Vt)
Nghiên cứu của Yang K.L [13] năm 1991 đánh giá trên 100 bệnh nhân
thở máy do suy hô hấp, bệnh lý thần kinh và sau phẫu thuật thần kinh cho thấy
với điểm cut Vt > 325ml có giá trị dự báo cai thở máy thành công với độ nhạy
là 97% và độ đặc hiệu là 54%
Theo Conti G [14] năm 2004, Vt > 5 ml/kg có giá trị dự đoán cai thở
máy thành công với độ nhạy 54% và độ đặc hiệu 57%
Chỉ số thở nhanh nông (RSBI)
RSBI là tỉ số giữa tần số thở tự nhiên trong 1 phút (f) và thể tích khí lưu
thông (Vt), là chỉ số đánh giá hiệu suất thông khí, đo bằng khí dung kế
Drager.
Trong nghiên cứu của Frutos-Vivar F [15] và Scheinhorn D.J [16] cho
thấy RSBI càng cao thì tỷ lệ cai thở máy thất bại và đặt lại nội khí quản càng
cao (19% với RSBI >75 nhịp/phút/lít). Theo tác giả Mead M [4] cho thấy
RSBI ≤ 105 nhịp/phút/lít có giá trị dự đoán cai thở máy và rút ống nội khí
quản thành công với độ nhạy và độ đặc hiệu cao
Áp lực hít vào tối đa (MIP)
Khả năng của cơ hô hấp là một trong những chỉ số quan trọng nhất dự
đoán kết quả cai thở máy. MIP đánh giá tổng sức mạnh cơ hít vào và phản ánh

chính xác dự trữ hô hấp, được đo bằng khí áp kế Boehringer, giá trị bình thường


18

(giảm dần theo độ tuổi) là 111 ± 34 cmH2O. Theo Nguyễn Văn Tín [17], điểm
cut MIP ≥40 cmH2O có khả năng rút ống nội khí quản thành công cao
(p<0,001), với độ nhạy 63% và độ đặc hiệu 82%.
Biên độ dao động cơ hoành
Cơ hoành là cơ rất quan trọng tham gia quá trình hô hấp. Rối loạn chức
năng cơ hoành là một biểu hiện của bệnh nhân COPD vì vậy rối loạn chức
năng cơ hoành có thể ảnh hướng đến quá trình cai thở máy [9], [14].
DiNino E [18] thực nghiệm đo sự khác biệt của độ dày cơ hoành ở cuối
thì hít vào và thì thở ra nhận thấy sự khác biệt ≥ 30% có giá trị dự báo rút ống
nội khí quản thành công với độ nhạy 88% và độ đặc hiệu 71%. Ferrari G [19]
cho kết quả 36% với độ nhạy 82% và độ đặc hiệu 88%
Osman A.M [20], với biên độ dao động cơ hoành DE < 10 mm là giá trị
dự báo thất bại cai thở máy. Chỉ số này được quan tâm và nghiên cứu ngày
càng nhiều.
1.3. Rối loạn chức năng cơ hoành
1.3.1. Giải phẫu và chức năng sinh lý cơ hoành
Cơ hoành là một vân cơ dẹt, rộng, hình vòm, làm thành một vách ngăn
giữa lồng ngực và ổ bụng. Cơ hoành được cấp máu bởi động mạch hoành
trên, hoành dưới và các nhánh xuất phát từ trung thất sau. Được chi phối vận
động chính bởi dây thần kinh hoành và 6 nhánh của dây thần kinh gian sườn
cuối. Cơ hoành có vai trò quan trọng trong sinh lý hô hấp. Khi cơ hoành co thì
vòm hoành hạ xuống, lồng ngực giãn, áp lực trong lồng ngực giảm, không khí
được hít vào.
1.3.2. Rối loạn chức năng cơ hoành
1.3.2.1. Rối loạn chức năng cơ hoành trong đợt cấp COPD

Trong đợt cấp COPD, có nhiều lý do gây tăng công hô hấp cả thì hít
vào và thì thở ra. Trong thì hít vào, công hô hấp tăng để thắng sức cản đường


19

dẫn khí. Thì thở ra bình thường là thụ động, nhưng trong đợt cấp COPD, các
cơ hô hấp phải làm việc gắng sức để thắng lại sức cản đường dẫn khí và độ
chun của phổi giảm. PEEP nội sinh (Auto-PEEP) góp phần quan trọng gây
tăng công thở ra, tình trạng căng phổi quá mức làm cho cơ hoành bẹt ra, vùng
chêm (vùng tiếp xúc giữa cơ hoành và thành ngực cuối thì thở ra) giảm xuống
làm chức năng hoạt động của cơ hoành kém hiệu quả [15]. Tình trạng bẫy khí
( airtrapping) hạn chế độ đi chuyển của vòm hoành trong chu kì thở làm giảm
biên độ dao động cơ hoành [21]. Mặt khác việc sử dụng điều trị bằng liệu
pháp corticoid, tình trạng suy dinh dưỡng cũng làm giảm khả năng hoạt động
của cơ hoành.
1.3.2.2. Rối loạn chức năng cơ hoành do thở máy
Thở máy thường được chỉ định trong những trường hợp bệnh nhân
không đủ khả năng tự đảm bảo quá trình thông khí. Mặc dù thở máy có thể
coi là một phương án cứu sinh trong những điều kiện nhất định, nhưng thở
máy lại dẫn tới hậu quả làm yếu cơ hoành do teo cơ và giảm chức năng co
bóp. Tác động bất lợi này của thở máy trên cơ hoành được gọi là rối loạn
chức năng cơ hoành gây ra do thở máy (VIDD) và VIDD là một đóng góp
chính cho các vấn đề về cai thở máy ở bệnh nhân thông khí nhân tạo.
Lịch sử và tổng quan về VIDD
Sự hiểu biết về hiện tượng VIDD đã phát triển trong 25 năm bằng các
nghiên cứu mô tả chuyển thành các nghiên cứu thực nghiệm nhằm tìm ra cơ
chế của hiện tượng VIDD. Nghiên cứu đầu tiên về thở máy kéo dài dẫn tới rối
loạn chức năng cơ hoành được công bố 25 năm trước. Nghiên cứu hồi cứu
này chỉ ra rằng thở máy dẫn tới hậu quả là các sợi tơ cơ của cơ hoành bị teo ở

trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ phải hỗ trợ thở máy kéo dài, nhưng chưa đưa ra được cơ
chế bệnh sinh [22]. Nghiên cứu về tình trạng teo cơ và rối loạn chức năng co
bóp của cơ hoành trên động vật gặm nhấm xuất hiện năm 1994 [23]. Nghiên
cứu này chỉ ra sau 48 giờ từ khi thở máy kiểm soát sẽ xuất hiên tình trạng


20

giảm khối lượng và vận tốc co cơ hoành. Trên con người, tới năm 2008, nhiều
nghiên cứu đã thực hiện và chứng minh khá rõ ràng thở máy dẫn tới hậu quả
teo cơ và rối loạn chức năng co bóp của cơ hoành [24], [25].
Thở máy gây teo cơ hoành
Trên động vật: Các nghiên cứu thực hiện trên nhiều loài động vật báo
cáo rằng thở máy gây teo đáng kể sợi cơ hoành [26], [27], [28].
Trên người: Có ba nghiên cứu độc lập đánh giá ảnh hưởng của thở máy
kéo dài liên quan đến teo cơ hoành. Teo các sợi tơ của cơ hoành xảy ra đáng kể
ở những bệnh nhân được thở máy kiểm soát trong 24h, mức độ teo cơ có mối
liên quan với thời gian thở máy [29]. Ngoài ra các nghiên cứu sử dụng siêu âm
đánh giá cơ hoành chứng minh sự teo cơ hoành xảy ra trong vòng 24 đến 48h
sau thở máy kiểm soát, đồng thời xác nhận teo cơ hoành xảy ra như một hàm
tuyến tính với thời gian thở máy với tỷ lệ teo trung bình mất 6% độ dày trên
mỗi ngày thở máy [24]. Hơn nữa, trên cả người và động vật, teo cơ hoành xảy
ra ở cả thở máy kiểm soát cũng như hỗ trợ một phần [30].
Cơ chế bệnh sinh gây teo cơ hoành trong thở máy: Kích thước các
sợi cơ xương được điều chỉnh cân bằng giữa quá trình tổng hợp và thoái hóa
protein. Cụ thể tăng co bóp làm tăng tổng hợp protein, ngược lại, sự giảm
hoạt động cơ hoành lại giảm tổng hợp protein [31]. Sự suy giảm tổng hợp
protein lúc đầu trong thở máy kiểm soát có thể do giảm quá trình dịch mã
protein bởi các phân tử mARN trong chuỗi nặng của sợi cơ myosin [32], [33].
Giảm tổng hợp protein

Bình thường: Quá trình tổng hợp protein của cơ kiểm soát chủ yếu bởi
quá trình dịch mã, qui định ngay tại thời điểm bắt đầu, con đường tín hiệu
Akt/mTOR (Con đường tín hiệu khởi động có tác dụng tăng sinh tế bào) được
chỉ ra là một chìa khóa quan trọng quy định quá trình dịch mã [34]. Cụ thể
mTOR phức tạp typ I (mTORC1) đóng vai trò quan trọng trong ít nhất hai


21

bước khi bắt đầu dịch mã. Đầu tiên, mTORC1 điều chỉnh mARN liên kết với
ribosome bằng cách kiểm soát tính khả dụng của yếu tố khởi đầu sinh vật nhân
chuẩn 4E (eIF4E). Khi phosphoryl hóa bởi Akt, mTORC1 có thể gắn phospho
vào protein bám elF4E (4E-BP1), một chất ức chế cạnh tranh của eIF4E [35].
Phosphoryl hóa 4E-BP1 giải phóng eIF4E cho phép hình thành ribosome chức
năng. Hơn nữa, mTORC1 trực tiếp gắn phospho và protein ribosome 70-kDa
S6-kinase-1 (p70S6K1), protein này sau đó gắn phospho tạo thành các thành
phần cần thiết trong quá trình hình thành hoặc bảo trì ribosome [36].
Bằng chứng mới đây từ cả thí nghiệm trên người và động vật cho thấy
thở máy kéo dài giảm kích hoạt Akt trong cơ hoành do thiếu hụt phospho máu
[22] dẫn đến giảm phản ứng phosphoryl hóa của p70S6K1 và 4E-BP1 [37].
Toàn bộ hiểu biết về cơ chế điều chỉnh Akt vẫn chưa rõ, nhưng khả năng bao
gồm giảm IGF-1 hoặc các yếu tố tăng trưởng khác và/hoặc các yếu tố bên
trong [34]. Thở máy kéo dài dẫn đến giảm IGF-1 trong cơ hoành [30]. Tổng
hợp những kết quả này cho thấy sự gián đoạn của tín hiệu Akt mTOR đóng
một vai trò quan trọng trong giảm tổng hợp protein cơ hoành liên quan đến
thở máy.
Thở máy làm tăng phân giải protein của cơ hoành: Các bằng chứng chứng
tỏ rằng thở máy tăng hoạt động của tất cả 4 hệ thống phân giải protein của cơ
hoành ở cả người và động vật khi tiếp xúc với máy thở trên 12h [38], [39].

22

Hình 1.1. Minh họa dấu hiệu Akt Và mTOR gây giảm tổng hợp
protein trong cơ hoành khi thở máy


23

Thở máy gây rối loạn chức năng co bóp của cơ hoành: Trong hai thập kỉ
qua, nhiều nghiên cứu đã báo cáo rằng thở máy dẫn tới rối loạn chức năng co
bóp của cơ hoành. Cho đến nay, chỉ có hai báo cáo được xuất bản tồn tại liên
quan đến tác động của thở máy kéo dài lên cơ hoành ở người. Trong cả hai
nghiên cứu, việc sản xuất lực cơ hoành được đánh giá trong cơ thể bằng kích
thích từ tính của dây thần kinh hoành, theo sau là đo hoặc áp lực xuyên cơ
hoành hoặc thay đổi áp lực trong nội khí quản như chỉ số lực cơ hoành. Cả hai
báo cáo chứng minh rằng thở máy kéo dài gây ra hiện tượng giảm trương lực
cơ hoành [28], [29]. Giống hệt với các cơ xương khác, sarcomere là yếu tố
chức năng cơ bản của các sợi cơ hoành. Trong sarcomere, sự tương tác giữa
các protein sarcomeric (ví dụ actin và myosin) cung cấp đơn vị cơ bản để sản
xuất lực. Mặc dù tác động của thở máy kéo dài lên tính chất co bóp cơ hoành
được mô tả rõ, cơ chế chịu trách nhiệm những thâm hụt này vẫn chưa được
biết rõ. Tuy nhiên, gần đây, các nghiên cứu đã cung cấp manh mối về các cơ
chế tiềm năng chịu trách nhiệm về thiếu hụt lực co bóp do thở máy gây ra bao
gồm cả giảm co bóp do oxy hóa quá mức, rối loạn chức năng và/hoặc tổn
thương sarcomere. Một nghiên cứu sử dụng mô hình lợn cho thấy thở máy
kéo dài dẫn đến giảm độ nhạy với canxi của sợi cơ hoành [40], hoạt hóa canxi
kém hiệu quả của sợi cơ hoành (nghĩa là, số lượng cầu nối myosin tương đối
thấp hơn được đính kèm ở trạng thái liên kết mạnh ở nồng độ canxi tối đa).
Cơ chế phân tử chịu trách nhiệm cho sự suy giảm độ nhạy cảm này do thở

máy gây ra trong sợi cơ hoành còn chưa biết nhưng có thể liên kết với sự biến
đổi oxy hóa của các protein co cơ hoành [41]. Một liên kết khác có thể xảy ra
giữa quá trình oxy hóa do thở máy gây ra rối loạn chức năng co bóp là kết nối
giữa ROS và kích hoạt calpain. Sản xuất ROS do thở máy tạo ra trong cơ
hoành thúc đẩy kích hoạt calpain. Hoạt động calpain có thể làm suy giảm các
protein quan trọng tham gia vào duy trì cấu trúc sarcomere dẫn đến gián đoạn


24

sarcomere, làm suy yếu khả năng tạo lực của cơ [35]. Như vậy, cơ chế chính
xác chịu trách nhiệm cho rối loạn chức năng co bóp cơ hoành do thở máy gây
ra vẫn chưa rõ ràng. Tuy nhiên, có vẻ như nguyên nhân của rối loạn chức
năng co bóp cơ hoành do thở máy bao gồm các biến đổi oxy hóa của các
protein co cơ dẫn đến giảm sự nhạy cảm của sợi cơ với canxi, protease kích
hoạt dẫn đến gián đoạn sarcomere và mất chuỗi protein nặng của sợi myosin.
Tóm lại, rối loạn chức năng cơ hoành gây ra do thở máy bao gồm teo
cơ và rối loạn chức năng co bóp xảy ra sớm trong vòng 24 đến 48 giờ đầu tiên
khi thở máy. Thở máy kéo dài cũng gây tổn thương cho cơ hoành về kiến trúc
sợi (tức là cấu trúc sarcomere bị gián đoạn) và giảm hô hấp ty thể. Hơn nữa,
thở máy tăng sản xuất ty thể của ROS trong sợi cơ hoành dẫn đến tổn thương
oxy hóa các protein và lipid cơ hoành, giảm tổng hợp protein và kích hoạt các hệ
thống phân giải protein chính trong cơ hoành, tăng tốc độ phân hủy protein và
teo sợi. Rối loạn chức năng cơ hoành do thở máy được nghiên cứu nhiều hiện
nay là một nguyên nhân quan trọng trong cai thở máy thất bại và được nỗ lực
chứng minh như là một yếu tố tiên lượng tốt, có giá trị chẩn đoán cao trong dự
báo kết quả cai thở máy ở nhiều nhóm bệnh nhân.
Chức năng cơ hoành trong thở máy kiểm soát và trong thở máy hỗ
trợ áp lực: Rối loạn chức năng cơ hoành trong thở máy kiểm soát được chứng
minh khởi phát sớm trên cả người và động vật. Ở phương thức này, hoạt động hô

hấp phụ thuộc hoàn toàn vào máy thở. Cơ hoành ở trạng thái nghỉ hoạt động
nhanh chóng dẫn đến teo cơ, rối loạn chức năng co bóp, làm giảm sức mạnh của
cơ. Thở máy kiểm soát dẫn đến teo cơ hoành nhanh chóng, xảy ra trong vòng
12h đầu tiên sau khi thở máy ở động vật, mà không thấy dấu hiệu teo cơ ngoại
biên [32]. Levine S [42] đã phát hiện vấn đề tương xảy ra ở người. Nghiên cứu
này chỉ ra rằng trong 12-48h sau thở máy kiểm soát, số lượng sợi cơ type 1 và
type 2 giảm tới 53-57% trong sinh thiết cắt ngang mặt cơ hoành khi so sánh với
người bình thường. Thở máy kiểm soát gây nên những biến đổi trong cấu trúc cơ


25

theo thời gian. Đầu tiên là bất thường các sợi tơ cơ do thay đồi cấu trúc của
myofibrillar (yếu tố protein nội cơ) và đường Z. Tiếp theo là quá trình tái tạo lại
cơ không có hiện tượng viêm. Cuối cùng là hiện tượng tăng không bào lipid của
nguyên sinh chất có thể do tăng quá trình thực bào [43]. Thở máy kiểm soát gây
nên rối loạn chức năng co bóp cơ hoành và cũng xuất hiện sớm trong vòng 12h
sau thở máy. Nhiều nghiên cứu cho thấy áp lực hít vào tối đa ở bệnh nhân thở
máy kiểm soát kéo dài thấp hơn có ý nghĩa so với nhóm chứng [44]. Cả vấn đề
teo cơ và rối loạn chức năng cơ hoành là hậu quả của việc giảm tổng hợp song
song với tăng phân hủy protein. Việc tổng hợp protein có thể giảm tới 30% sau
6h sau thở máy. Việc tăng phân giải protein liên quan đến việc kích hoạt các con
đường phân giải (hệ thống calpain, capase-3 và ubiquitin-proteasome-chết theo
chương trình) [3]. Hooijman P.E [45] đã phân tích hoạt động của con đường
ubiquitin-proteasome trong các mẫu sinh thiết cơ hoành cắt ngang từ bệnh nhân
thở máy trong phẫu thuật lồng ngực. Bệnh nhân có sự gia tăng đáng kể trong con
đường này cho thấy mất khoảng 25% cả hai sợi cơ hoành chậm và nhanh, giảm
sức mạnh co bóp.
Từ thực tế trên, một số tác giả đã gợi ý rằng: Khác với thở máy kiểm
soát, thở máy hỗ trợ áp lực PSV (Pressure Support Ventilation) đòi hỏi bệnh

nhân phải nỗ lực hô hấp, do dó ngăn chặn được một phần tác động xấu lên cơ
hoành. Trong thực hành lâm sàng, thở tự nhiên làm tăng công thở và bệnh nhân
cần thở với một áp lực dương để cải thiện quá trình trao đổi khí. PSV có tác
dụng với bệnh nhân suy hô hấp và cả ở bệnh nhân COPD. Nghiên cứu thực
nghiệm của cả Oliveira A.B [26] và Futier E [46] chứng minh PSV có hiệu quả
trong việc cải thiện tình trạng teo cơ hoành do làm chậm quá trình phân giải
protein, giảm quá trình ức chế tổng hợp protein khi so sánh với thở máy kiểm
soát. Do đó PSV có thể được thay thế nhằm hạn chế rối loạn chức năng cơ
hoành liên quan đến thở máy. Mỗi mức hỗ trợ khác nhau, bệnh nhân sẽ phải
đóng góp công thở khác nhau dẫn đến sự thay đổi khác nhau trong đáp ứng của