“水封式”阈值负荷锻炼器对稳定期慢性阻塞性肺疾病患者肺功能和呼吸肌功能的影响

徐向前，郭晓燕，毕蓉蓉

上海中医药大学附属龙华医院呼吸内科，上海200032

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一种常见的、可以防治的呼吸系统慢性病。该病具有病程长、病情易反复发作等特点。当患者出现进行性加重的活动后气促时，提示患者肺功能严重受损，并有可能合并慢性肺源性心脏病。中国地区最新流行病学调结果显示，40 岁以上人群每8个人中就有1 人是COPD 患者，患病率高达13.7%，总患者人数接近1 亿。COPD 已成为我国最常见的重大慢性病之一，也是健康中国2030 行动计划中重点防治的疾病[1]。目前治疗该病的主要方式是药物治疗，能够缓解患者咳、痰、喘的临床症状，减少或延缓并发症的产生[2]，但较难完全治愈，而合理有效地进行肺康复锻炼能够缓解肺功能的恶化，延缓病情进展。COPD 诊治指南（2021年修订版）也更加明确肯定了肺康复治疗的重要地位并呼吁进一步开展COPD肺康复干预策略研究。本文探讨水压负荷式呼吸肌康复训练器对稳定期COPD患者肺功能和呼吸肌功能的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取80 例2016年2月—2017年3月上海中医药大学附属龙华医院肺病科门诊就诊的稳定期COPD 患者进行研究，其中男性63 例，女性17 例，年龄50～80 岁，平均年龄（65.9±9.6）。按数字表法随机分为对照组和观察组，每组40 例。对照组男29例，女性11 例，平均年龄（66.4±9.9）岁，肺功能GOLD 分级为Ⅱ-Ⅲ级，其中2 例急性发作出组；观察组男34 例，女性6 例，平均年龄（65.4±9.2）岁，肺功能GOLD 分级为Ⅱ-Ⅲ级，其中2 例无法坚持呼吸锻炼出组。2 组一般资料比较，差异无统计学意义（>0.05），有可比性。

1.2 纳入和排除标准 （1）纳入标准：符合COPD 的诊断标准，肺功能GOLD 分级为Ⅱ-Ⅲ级的稳定期患者，年龄50～80 岁，性别不限；自愿参加本项研究，签署知情同意书，依从性好，愿意接受随访。（2）排除标准：已知病因或具有特征病理表现的气流受限患者，如支气管扩张症、弥漫性泛细支气管炎、肺结核等；合并严重的心血管疾病，或肿瘤等；年龄不在50～80 岁的患者；未按规定进行呼吸锻炼者。

1.3 治疗方法 对照组采用西医常规治疗，选用葛兰素史克生产的沙美特罗替卡松吸入粉雾剂（规格50 g/250 g，批号H20150324），早晚各1 次吸入。根据2013 版COPD 诊疗指南[3]，可适当给予化痰药，防止其急性加重。观察组在上述西医常规治疗基础上同时采用“水封式”阈值负荷锻炼器进行呼吸肌锻炼。每日早晚各锻炼1 次，每次20～30 min，持续12 周。锻炼时避免过饥过饱，情绪平稳，环境适宜。使用“水封式”阈值负荷锻炼器（此锻炼器系龙华医院呼吸内科医师自主研发的专利产品，专利号：ZL96227971.4）（见图1）进行呼吸肌锻炼，吸气阈值负荷起始设定为1 cm 水柱高度，可根据患者自身情况调整水柱高度。呼气阈值负荷起始也可以设定为1 cm 水柱高度，根据患者自身情况调整水柱高度。采用腹式呼吸方法：嘱患者吸气时，尽其所能地向外扩张腹部。呼气时，尽其最大能力地向内收缩腹部。吸气时要深且快，呼气时要缓且慢，完成1 次呼吸动作保持在6～8 s。在能力许可的情况下，嘱患者尽可能长时间的屏气，自身条件不允许的，可以不做屏气动作，但尽量保证吸气充分，然后做深慢呼气。

图1 "水封式"阈值负荷锻炼器示意图

1.4 观察指标 比较2 组前后肺通气和容积指标：第一秒用力吸气容积(FIV1)、肺活量50%时用力吸气流量(FIF50%)、吸气峰流速(PIF)、深吸气量（IC）、最大自主通气量（MVV)。比较2 组呼吸肌肌力指标：起始吸气0.1 s 时的吸气压(P0.1)、最大吸气口腔压(MIP)、最大呼气口腔压(MEP)。以及运动耐量测定：6 min 步行试验（6MWD）、COPD 评估测试（CAT）、呼吸困难问卷（mMRC 问卷）、BODE 指数、圣乔治评分（SGRQ）。

1.5 统计学方法 使用SPSS22.0 统计软件。组间比较，如数据符合正态分布、方差齐性，则采用多个样本的方差分析；如数据不符合正态分布，则采用卡方检验。组内比较，如数据符合正态分布、方差齐性，则采用两个独立样本重复测量数据的方差分析；如数据不符合正态分布，则采用两相关样本卡方检验。计量资料用均数±标准差（±s）表示，组间、组内比较采用t 检验；计数资料以例和百分率表示，比较采用2检验。以<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 肺通气和肺容积指标比较 肺通气和肺容积指标比较见表1。

表1 2 组患者治疗前后肺通气功能的比较（±s）

表1 2 组患者治疗前后肺通气功能的比较（±s）

注：与本组治疗前比较，*<0.05；与对照组比较，**<0.05。PIF 为吸气峰流速，FIF50%为肺活量50%时用力吸气流量，FIV1 为第一秒用力吸气容积，IC 为深吸气量，MVV 最大自主通气量

组别时间PIF（L/s）FIF50%（L/s）FIV1（L）IC（L）MVV（L）对照组(n=38）观察组(n=38）治疗前治疗后治疗前后差值治疗前治疗后治疗前后差值2.21±0.85 2.16±0.87-0.05±0.43 2.40±0.87 2.70±1.00*0.30±0.38**2.07±0.90 2.03±0.87-0.04±0.50 2.23±0.80 2.44±0.96*0.21±0.40**1.71±0.57 1.68±0.63-0.03±0.36 1.86±0.48 2.06±0.59*0.20±0.25**1.68±0.63 1.66±0.59-0.02±0.17 1.84±0.50 2.02±0.54*0.18±0.16**35.80±10.40 35.73±12.05-0.07±5.20 35.07±9.34 40.25±10.12*5.18±3.19**

2.2 呼吸肌力比较 呼吸肌力比较见表2。

表2 2 组患者治疗前后呼吸肌力的比较（±s）

表2 2 组患者治疗前后呼吸肌力的比较（±s）

注：与本组治疗前比较，*<0.05；与对照组比较，**<0.05。P0.1 为起始吸气0.1 s 时的吸气压、MIP 为最大吸气口腔压、MEP 为最大呼气口腔压

组别时间P0.1（kpa）MIP（kpa）MEP（kpa)对照组(n=38）观察组(n=38）治疗前治疗后治疗前后差值治疗前治疗后治疗前后差值0.37±0.09 0.36±0.09*-0.01±0.31 0.39±0.14 0.27±0.10*-0.11±0.07**5.86±1.12 5.70±1.11*-0.16±0.22 6.44±1.53 8.25±1.16*1.82±0.75**5.64±1.71 5.57±1.58-0.07±0.51 6.71±1.54 8.28±1.54*1.56±1.02**

2.3 生活质量评分比较 生活质量评分比较见表3。

表3 2 组患者治疗前后运动耐力及症状评估的比较（±s）

表3 2 组患者治疗前后运动耐力及症状评估的比较（±s）

注：与本组治疗前比较，*<0.05；与对照组比较，**<0.05

组别时间6MWD（M）mMRCCATBODESGRQ对照组(n=38）观察组(n=38）治疗前治疗后治疗前后差值治疗前治疗后治疗前后差值470.47±35.60 482.55±23.95*12.08±35.25 478.7±25.97 495.31±16.56*16.61±23.42 2.97±0.68 1.37±0.49*-1.61±0.89 2.53±0.51 1.45±0.50*-1.08±0.77**23.87±4.02 10.74±2.34*-13.13±4.60 24.79±3.24 14.89±2.53*-9.89±4.05**4.08±1.19 2.55±1.11*-1.53±0.92 3.82±1.01 2.63±1.02*-1.18±0.65**58.32±8.74 36.51±8.07*-21.81±12.02 60.53±10.45 34.13±5.56*-26.40±10.18

3 讨论

近年来，COPD 已成为我国最常见的慢性疾病之一。COPD 患者因气道阻塞、肺组织弹性回缩力减弱，导致肺泡过度充气，使得膈肌等呼吸肌做功增加，负荷也增加。随着功能残气量的增多，患者通常会表现出呼吸困难和运动耐力受限。COPD 诊治指南（2021年修订版）指出[1]：慢性非药物干预是稳定期COPD治疗的重要组成部分，与药物治疗起到协同作用。对于存在活动后气促的COPD 患者，肺康复训练应作为常规推荐。肺康复一个重要的核心内容就是规律的运动训练。本项研究通过12 周“水封式”阈值负荷锻炼器进行针对呼吸肌规律的锻练，观察期结束时，观察组的肺通气指标PIF、FIF50%、FIV1，以及肺容积指标IC 和MVV 得到改善，与对照组相比差异有统计学意义（<0.05）。2 组呼吸肌肌力的比较中，观察组的呼吸肌力得到提升，2 组之间差异有统计学意义（<0.05）。在评价生活质量的指标中，2 组患者的mMRC、CAT、BODE、SGRQ 评分，均得到改善，其中在mMRC、CAT、BODE 指标中，组间差异有统计学意义（<0.05）。

COPD 患者由于病程长，症状反复，气流受限呈进行性加重。随着残气量增加，呼吸肌做功增加，呼吸肌容易疲劳导致功能下降，加重患者通气不足，患者动则气促更甚。与此同时，COPD 患者的呼吸中枢驱动比健康人明显增加，长期处于浅快的呼吸模式。呼吸频率增加，必然引起呼吸肌收缩频率的增加，这个过程消耗了大量的氧气及能量[4]。肺康复中的阻抗训练又称力量训练，通过给予患者一定量的负荷来训练吸气肌和呼气肌群，从而增加呼吸肌的肌力和耐力，提高患者肺通气功能，减轻患者呼吸困难[5]。通过一段时间的肺康复训练，可以改善患者肺通气功能，减轻慢性缺氧症状和二氧化碳潴留，减少并发症的产生。通过肺康复训练，可以预防COPD 患者急性发作，增加日常活动能力，提高生活质量。由此可见，在COPD慢病管理之肺康复计划中，科学的并且规律的呼吸肌肉运动训练是重要的一项内容。在2020 版GOLD 指南中，推荐中重度COPD 患者在稳定期或急性加重出院后即可开始肺康复。越早进行规律的肺康复训练越能降低COPD 患者死亡风险和再入院率，即使是短期的肺康复训练，患者也能从中获益[6-8]。肺康复训练在改善COPD 患者呼吸困难、运动耐力不足以及生活质量方面的作用已被证明超过单纯的药物治疗[9-10]。

上海中医药大学附属龙华医院呼吸内科自主研发的“水封式”阈值负荷锻炼器，可以增强COPD 患者吸气肌和呼气肌群的肌力和耐力，增加患者肺容积和通气功能，改善患者日常生活质量。对抗阻力呼吸训练是一种有效的呼吸气肌锻炼技术，同时具有一定的治疗和肺康复的作用，在提高COPD 患者预后具有重要的现实意义。