吸气肌训练在慢性心力衰竭患者心脏康复中的研究进展

俞玲玲，洪怡，周明成

慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）是由不同原因导致的心肌损伤，引起心室结构、功能损伤，诱发心脏射血功能障碍与心脏重构，引起心输出量减少，常不能满足重要脏器和生理系统的代谢需求，以疲乏、体液潴留及呼吸困难为主要临床表现，其中呼吸困难、疲乏会对患者日常活动产生限制，是心血管疾病发展的终末期［1］。心力衰竭包括心室收缩〔射血分数降低的心力衰竭（heart failure with reduced ejection fraction，HFrEF）〕或舒张〔射血分数保留的心力衰竭（heart failure with preserved ejection fraction，HFpEF）〕功能受损。CHF发病率较高，我国最新的流行病学调查结果显示，心血管疾病患病率及死亡率仍处于上升阶段，推算心血管疾病现患人数2.9亿，其中心力衰竭450万；且心血管疾病死亡率居首位，高于肿瘤及其他疾病，占居民疾病死亡的40%以上［2］。CHF对患者的日常活动、生活质量有很大影响，导致巨大的社会经济负担；随着我国老龄化的日益严重，情况日渐严峻。尽管药物治疗已取得很大进展，但心脏康复治疗能改善CHF的临床症状，提高日常生活活动能力和生活质量，国外已进行了大量的相关研究，也引起了我国康复工作者的极大关注。

1 CHF患者吸气肌功能减退机制

CHF患者在日常生活中经常会出现不同程度的呼吸负荷增加和呼吸困难症状［3］。既往认为，血流动力学紊乱是CHF症状的主要决定因素，无效的心泵能够增加肺和全身静脉压力，减少心输出量。但这一假说已被拒绝，并转向肌肉假说，肌肉假说指出骨骼肌异常是CHF症状的来源［4］；因为运动不耐受的主要原因是骨骼肌病变［5］，与肌动力反射增加［6］、线粒体异常、氧化酶活性降低、肌肉萎缩及促炎性细胞因子和氧化应激标志物的增加等有关。CHF引起骨骼肌异常的主要表现见表1［7］。GIBBS等［8］研究结果显示，CHF患者肋隔膜中Ⅱ型和Ⅱa型肌纤维的比例明显降低，Ⅰ型肌纤维的比例明显增加，纤维萎缩以及通气、灌注异常。NAKAGAWA等［9］研究认为，CHF患者存在的肌肉无力更常见于吸气肌而非下肢肌肉。PLENTZ等［10］研究发现，CHF患者的疲劳和呼吸困难症状可能部分归因于吸气肌力量和耐力下降。HAMAZAKI等［11］发现，CHF患者运动时呼吸肌无力与无效腔通气率增加、通气-灌注失调加重有关。

表1 CHF引起骨骼肌异常的主要表现Table 1 The main manifestations of skeletal muscle abnormalities in CHF

CHF患者最大吸气压（maximum inspiratory pressure，MIP）低于预测值的70%即表明呼吸肌无力［12］，而30%～50%的CHF患者存在吸气肌无力［13］。NAKAGAWA等［14］研究发现，CHF患者的吸气肌无力可能比下肢肌肉无力更严重，而且左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）降低、收缩压降低和吸烟史是吸气肌无力的独立预测因子。

2 吸气肌训练概述

吸气肌训练是反复进行一定负荷力量的呼吸训练来增强以膈肌为主的吸气肌肉力量，提高肌肉运动耐力、改善心肺功能的呼吸训练方法［15］。CHF患者出现的吸气肌无力可能是可逆的。吸气肌训练被认为是改善CHF患者症状的关键康复干预措施［16］。吸气肌训练能有效改善CHF患者的肺功能、运动耐力和生活质量，并减轻呼吸困难症状，住院期间CHF患者借助于呼吸训练辅助设备的吸气肌训练可以改善其运动能力和生活质量［17-18］。

吸气肌训练主要通过呼吸训练仪器完成，吸气肌训练可利用3种不同种类的呼吸装置进行。第1种是吸气阈值压力装置，其效果优于后两者［19］，因此临床上最常用，该装置中包含1个校准弹簧阀，该弹簧阀可产生吸气气流阻力，患者需努力吸气达到阈值水平，压力范围一般为9～41 cm H2O（1 cm H2O=0.098 kPa），不受呼吸气流影响；吸气压力的大小根据最大吸气负压百分比进行设定。第2种是电阻性吸气阻力装置，主要是在吸气过程中使用多个不同直径的孔径施加不同的阻力进行训练，孔径越小则吸气阻力越大。第3种是等容性高通气装置，进行持续深快呼吸，患者需保持最大通气一段时间（通常为12～15 min），进行自发性高通气，二氧化碳与吸入空气相结合，维持动脉血流的等容状态，多用作吸气耐力训练，需警惕继发性低碳酸血症的发生［20］。

CHF患者吸气肌训练的相关研究中，训练方案的强度、频率、周期等尚无统一标准。强度：吸气肌训练强度需根据呼吸肌肌力来判断，目前呼吸肌肌力评估常用指标为MIP和最大呼气压（maximum expiratory pressure，MEP）［21］。多数研究推荐开始以中低强度进行吸气肌训练，即30%～40% MIP进行训练［22-23］；少数主张以中高强度（50% MIP）开始［24］。频率和周期：因过长时间的干预会导致患者依从性差，因此一般吸气肌训练采用3组/次，2次/d，持续6～12周进行训练。

WONG等［25］研究发现，60% MIP比40% MIP的吸气肌训练在改善吸气肌性能、增加胸廓活动度及减少脊柱僵硬方面效果更加明显。SADEK等［26］对7项包含203例患者的数据进行荟萃分析得出，6次/周、共12周的吸气肌训练是改善CHF患者吸气肌力量、步行距离和呼吸困难最好的方案。

3 吸气肌训练的应用效果

DE ABREU等［27］系统评价了6项随机对照研究得出，低强度吸气肌训练可长期促进CHF患者的副交感神经增强、交感神经减弱。WU等［17］对8项随机对照研究的302例患者进行荟萃分析指出，CHF患者进行吸气肌训练后MIP〔加权平均差（weighted mean deviation，WMD）=16.52，95%CI（13.87，19.17），P＜0.01〕、二氧化碳通气当量（ventilatory equivalent for carbon dioxide，VE/VCO2）斜率〔WMD=-6.62，95%CI（-7.53，-5.72），P＜0.01〕、呼吸困难〔标准化平均差（standardized mean deviation，SMD）=-0.95，95%CI（-1.51，-0.39），P＜0.01〕均明显改善。SADEK等［26］对7项随机对照研究的203例患者数据进行荟萃分析发现，吸气肌训练可明显改善CHF患者吸气肌力量、步行距离和呼吸困难，尤其是在60% MIP下训练（6次/周，持续12周）时，并指出60% MIP、6次/周、持续12周是改善CHF患者吸气肌力量、步行距离和呼吸困难的最佳方案，并主张将吸气肌训练作为一种安全有效的干预措施应用于心脏康复方案中。HOSSEIN POUR等［28］对84例CHF〔美国纽约心脏病协会（New York Heart Association，NYHA）分级为Ⅱ～Ⅳ级〕患者进行前瞻性随机对照研究发现，为期6周的家庭吸气肌训练可减轻CHF患者呼吸困难和疲劳症状、改善NYHA分级。

3.1 吸气肌训练对HFpEF患者的作用 HFpEF在老龄化人群中是一个日益严重的问题，社区中近半数CHF患者为HFpEF，主要症状为不同程度的运动耐力减退。PALAU等［29］对61例症状稳定的HFpEF患者（NYHA分级为Ⅱ～Ⅲ级）进行12周的吸气肌训练、功能性电刺激（functional electrical stimulation，FES）或两者结合（吸气肌训练+FES）的方案治疗，研究结果显示，与常规护理相比，进行吸气肌训练、FES、吸气肌训练+FES的患者平均峰值运动摄氧量分别增加2.98、2.93、2.47 ml•kg-1•min-1（P ＜ 0.001），而且这种有益效果在6个月后仍然存在（平均峰值运动摄氧量分别增加1.95、2.08、1.56 ml•kg-1•min-1，P ＜ 0.001）；还发现 12 周时生活质量评分明显增加（P＜0.001）。PALAU等［30］对45例症状稳定、NYHA分级为Ⅱ～Ⅲ级的HFpEF患者进行为期12周的家庭吸气肌训练，发现无论基线MIP如何，在有症状和无症状的老年HFpEF患者中，家庭吸气肌训练可提高患者有氧运动能力。BARAL等［31］对3项随机对照研究和1项关于吸气肌训练在HFpEF中作用的前瞻性研究进行荟萃分析显示，与标准护理相比，吸气肌训练可以明显改善峰值耗氧量〔平均 差（mean deviation，MD）=2.82，95%CI（1.90，3.74），P＜0.001〕；改善6 min步行距离〔MD=83.97，95%CI（59.18，108.76），P＜0.001〕。因此吸气肌训练可作为一种改善稳定型HFpEF患者心肺功能的治疗方案。

3.2 吸气肌训练对HFrEF患者的作用 GOMES NETO等［32］对5项研究的138例HFrEF患者进行荟萃分析，结果显示，与低强度吸气肌训练相比，高强度吸气肌训练可改善患者峰值耗氧量〔WMD=2.65，95%CI（2.2，3.1）、6 min步行距离〔SMD=1.71，95%CI（0.83，2.59）〕和 MIP〔WMD=16.63，95%CI（10.34，22.91）〕；因而高强度吸气肌训练在提高HFrEF患者运动能力和吸气肌力量方面优于低强度吸气肌训练。TAYA等［33］对1例55岁晚期顽固性心力衰竭患者实施8周的吸气肌训练，未出现心力衰竭恶化，也未发生与心律失常有关的重大事件，训练后呼吸肌力量和运动能力明显提高，表明吸气肌训练对晚期顽固性心力衰竭患者是有效和安全的。3.3 吸气肌训练在CHF患者心脏康复中的应用 LAOUTARIS［34］阐述了“CHF患者的有氧/抗阻/吸气肌肉训练假说”，该假说是基于对“心力衰竭的骨骼肌假说”的解读和对目前实验证据的修订，CHF患者的运动和功能不耐受与肌肉耐力下降、肌肉力量下降和吸气肌功能下降均有关；这构成了吸气肌训练加入阻力训练、有氧训练的理论基础，提示联合有氧、抗阻、吸气肌肉训练可使CHF患者获得最大运动功能益处，目前多中心的随机临床试验〔ARISTOS-HF试验（http://www.clinicaltrials.gov.ARISTOS-HF Clinical Trial number,NCT03013270）〕正在检验这一假说。HORNIKX等［35］发现高强度间歇训练配合外周训练和吸气肌阻力训练对CHF患者可能更有益。欧洲指南已将CHF患者定期进行有氧运动纳入ⅠA类推荐［36-38］。

4 小结

大量研究表明，吸气肌训练可作为一种安全、有效的辅助心脏康复的手段，对提高CHF患者生活质量，包括增加吸气肌力量、增加吸气耐力、提高运动能力，减轻呼吸困难症状，因此在CHF患者心脏康复中有很好的应用前景。但目前我国吸气肌训练的具体训练方法未得到统一，未来需制定出适合我国实际情况的吸气肌训练方法的标准，使吸气肌训练在临床上得到更广泛的应用。

作者贡献：俞玲玲、洪怡进行文章的构思与设计，研究的实施与可行性分析；俞玲玲进行文献收集、整理，撰写、修订论文；洪怡、周明成负责文章的质量控制及审校；洪怡对文章整体负责、监督管理。

本文无利益冲突。