早期下肢肌力训练在AECOPD无创通气患者中的疗效观察

陈 林 伍春花

1 南华大学附属第二医院胸心医学中心呼吸与危重症医学科，湖南省衡阳市 421001； 2 衡阳市第二精神病医院药剂科

下肢肌力训练是肺康复运动训练的核心内容，肺康复是指基于患者评估后采用的综合治疗措施，包括健康教育、营养支持、运动训练等多种方式[1]。无创通气(Noninvasive positive pressure ventilation，NIPPV)是使用(鼻)面罩进行呼吸支持的方式，它利用气道内周性正压变化促使肺扩张改善通气，降低心肺膈肌氧耗和呼吸肌疲劳，达到治疗呼衰的目的[2]。内外研究发现下肢肌力训练单独或联合应用NIPPV治疗稳定期慢阻肺(Chronic obstructive pulmonary disease，COPD)并呼衰患者，都能改善心肺功能、增强药物疗效、缓解呼吸肌疲劳，是稳定期患者重要的治疗手段[3]，但COPD急性发作(AECOPD)并呼吸衰竭患者NIPPV联合下肢肌力训练的应用国内外研究较少，且肌力训练介入时期、无创通气使用方法、不良反应等存在较大争议[4]，本研究对普通病房AECOPD并呼吸衰竭进行无创通气的患者行早期下肢肌力训练的治疗效果、对心肺功能的影响进行分析，以期为无创通气患者的早期运动训练提供新的思路。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2016年6月—2017年12月因AECOPD并Ⅱ型呼吸衰竭入我院呼吸与危重症医学科普通病房住院患者，共42例，年龄63～82岁，平均年龄(69.78±4.69)岁，随机分为早期下肢肌力训练组(早期组，22例)和对照组(20例)，两组患者入院时一般情况差异均无统计学意义(P>0.05)，见表1。所有患者COPD的诊断符合《COPD诊治全球防治创议2018版》(GOLD)[5]的诊断标准，无创通气指征参考张海国等[6]。排除标准：(1)心力衰竭、心律失常、肺栓塞等其他严重疾病伴血流动力学不稳定者;(2)下肢骨折或影响下肢功能锻炼的局部畸形者；(3)神经肌肉疾病，学习认知功能障碍等其他不宜运动训练者。试验经过南华附二医院医学伦理委员会的审批，所有患者签署知情同意书。

表1 两组患者入院时一般情况比较

注：1mmHg=0.133kPa。

1.2 方法

1.2.1 主要仪器和设备：荷兰飞利浦V60无创呼吸机，国产麦邦MAS100床旁肺功能仪，丹麦雷度米特ABL800型血气分析仪，美国索诺声 S-ICU 超声仪，国产永辉(YH)D25下肢脚踏车康复训练器。

1.2.2 治疗方法：所有患者依据病情给予药物治疗(如抗生素、雾化吸入支扩剂)，早期组予面罩无创通气辅助，入院后第3天在医护人员严密监护下即开始早期卧位踏车训练直至出院，锻炼期间持续心电监测和指脉氧监测。对照组予卧床和无创通气，其他监护等情况与早期组一致。训练内容、强度监测：运动训练与无创通气同时开始，无创通气时间2～3次/d，2h/次，卧位踏车训练2～3次/d，10～30min/次。卧位踏车训练时，患者应主观无明显不适，监测指尖脉搏血氧饱和度≥90%，运动强度通过目标心率和Borg呼吸困难指数量表来监测，将最大心率的60%～75%作为目标心率，运动后Borg量表评分维持4分。

1.3 观察指标 所有患者均在入院第1天和出院前1d检查：(1)心肺联合超声监测患者心肺膈肌功能[7]：在无创通气开始和结束1h后进行，患者体位与无创通气一致。心肺功能监测方法：观测左室射血分数(LVEF)、据三尖瓣反流估测肺动脉平均压(mPAP)。膈肌功能监测方法：取第8～10肋右腋中线定位后选测量线，分别测量吸、呼气末膈肌厚度，取3个呼吸周期测量的平均值，通过公式计算膈肌增厚=(吸-呼)/呼气末膈肌厚度×100%。(2)床旁肺功能仪检测治疗前后肺通气功能(FEV1、FEV1/FEV6%)；(3)血气仪检测治疗前后动脉血气指标(PaO2、PaCO2)；(4)呼吸困难程度使用 mMRC评分，0～4级共5个等级，级数越高说明呼吸困难越重； (5)住院天数，PaCO2较入院时下降20%的天数(Pa-20CO2)。

2 结果

2.1 两组治疗前、后血气分析、mMRC评分比较 两组患者治疗后的血气分析及mMRC评分均较入院时改善，差异有统计学意义(P<0.05)；且早期组治疗后各指标较对照组改善更显著，差异有统计学意义(P<0.05)。见表 2。

表2 两组治疗前、后血气分析、mMRC评分比较

注：a与同组治疗前比较，P<0.05；b与对照组对应变化值比较，P<0.05。

2.2 两组治疗前、后床旁心肺功能检查比较 对照组患者有2例因呼吸机依赖、重度呼吸困难不能完成床旁肺功能，余治疗后的床旁彩超、肺功能两组均较入院时改善，差异有统计学意义(P<0.05)；除外mPAP、呼气末膈肌厚度，早期组治疗后各指标较对照组改善更显著，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

2.3 两组Pa-20CO2和住院天数比较 早期组Pa-20CO2时间和住院时间均较对照组缩短，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表 4。

2.4 不良反应和随访结果 早期组有2例出现一过性心动过速，经休息后患者继续训练，对照组2例患者不能脱离无创呼吸机，最终带呼吸机出院。

3 讨论

早期运动训练和肺康复对AECOPD合并呼衰患者的疗效目前尚存争论[8]，本研究发现早期运动训练组患者呼吸困难评分、无创通气时间、住院时间较对照组缩短，所有患者均能脱离无创呼吸机，说明本研究结果显示，早期组患者PaCO2下降、PaO2上升更明显，PaCO2下降天数缩短，结果中同样有统计学意义的还有床旁肺功能指标，患者FEV1和FEV1/FEV6也增加，FEV1、FEV6是反映气流阻塞的良好指标，FEV6可以用来替代FVC，说明早期运动训练能够更好地改善AECOPD并呼衰患者的气道阻力和肺顺应性，增加肺通气和氧合，原因可能与下述因素相关：(1)运动训练增加下肢和呼吸肌肉断面，减少Ⅱx型肌纤维，提高细胞氧代谢[10]；(2)运动训练刺激肺内气体交换和血液循环，通气血流比值更加合理[11-12]。膈肌是产生肺通气动力的主要呼吸肌，呼吸机治疗呼衰的同时可能导致膈肌功能障碍，即机械通气相关膈肌功能障碍(VIDD)，进而产生呼吸机依赖，床旁超声能够动态监测患者膈肌功能，膈肌厚度指标及其动态改变是主要的评估指标。本研究发现早期运动训练患者未出现吸、呼气末膈肌厚度、膈肌增厚分数的显著下降，表明早期运动锻炼确实能够改善膈肌功能，避免患者发生VIDD，所有患者均能脱机可能与此有关，从而改善了患者的临床症状和生活质量[13]。早期运动训练相对于卧床休息毕竟是耗氧运动，虽然改善了通气及二氧化碳潴留，但对于心血管系统是否有负面影响呢？本研究发现两组患者均有EF值增加，肺动脉压变化不大，心率下降，血气分析改善更快更稳定，无明显不能耐受的心律失常发生，说明运动训练能够增加心输出量，并不增加体肺循环阻力和全身氧耗量。早期运动训练改善心肺功能的机制可能为：吸气时，下肢下移牵拉腹部下移, 拉动膈肌向足侧移动, 形成胸部和肺内负压辅助吸气；呼气时，下肢向上复位，推动腹部向上回位, 膈肌向头侧上抬, 胸部和肺内负压减少甚至形成正压辅助呼气。这种胸腹内压节律性高低变化方式部分抵消了胸腹活动受限和运动氧耗增加，保持了膈肌协同运动，使心脏搏动受限以及体循环阻力增高得到代偿，心脏负荷减轻，静脉回心血增多，心输出量增高，最终使血气得到改善。国外的研究也发现，腹式呼吸训练确实可以改善COPD患者血气、回心血量、减轻气促等症状[14]。

表3 两组治疗前、后心肺功能情况比较

注：a与同组治疗前比较，P<0.05；b与对照组相应变化值比较，P<0.05。

表4 两组Pa-20CO2和住院时间比较

尽早下肢肌力训练，有助于缓解症状，改善生活质量和运动能力，在AECOPD也是有益的[9]。但国内下肢肌力训练远未普及，重要原因是早期肺康复起步较晚，适宜的训练方式尚未达成共识，其对缺氧患者心肺、膈肌功能的影响及作用机制尚未完全阐明，本研究正是基于此目的，采用随机对照、前瞻的方法，通过监测无创通气的患者行早期下肢肌力训练的治疗效果、对呼吸力学及血流动力学的影响，探索可能有效的下肢肌力训练方式及作用机制，以期为无创通气患者的早期运动训练提供新的思路和方式。

本研究发现早期卧位踏车可能是NIPPV患者优先选择的运动训练方式，理由如下：(1)高强度、持续性运动可能使AECOPD患者获益最大化，而卧位踏车不需要特殊的设备和场地容易达此目标。(2)卧位踏车容易监测，不像步行、登梯训练需要转运呼吸机，更容易在疾病急性期开展。(3)下肢肌力训练更利于预防深静脉血栓形成，减少抗凝药物的使用。国外研究发现也可以日间进行运动训练，夜间进行NIPPV，更有助于提高日间运动耐力、改善心肺功能，但人力成本无疑会明显增加[15]。