呼吸功能锻炼器在老年体外循环心脏手术患者围术期中的应用

谢泸兰，吴西强，刘 建，蒋 慧，陈 璐，刘小燕，何思毅

社会人口老龄化问题是我国经济发展所带来的新的挑战，而其中心血管疾病的发生率正逐年攀升。绝大多数心脏手术需要在心肺转流（cardiopulmonary bypass，CPB）的辅助下完成。血液在CPB过程中会释放出大量的炎性因子，同时伴随的缺血再灌注损伤会对患者肺部造成严重影响，导致术后出现肺部感染、肺不张、急性呼吸功能衰竭等并发症［1－2］。而对于老年患者而言，由于其病史时间长、基础疾病多、抵抗能力弱、免疫系统差等特点，一旦CPB术后出现肺部并发症，将会大大增加临床救治难度，引起病死率上升［3－4］。因此，如何有效改善老年患者心脏围术期的肺功能是临床面临的重要难题。近年来，借助于呼吸功能锻炼器来训练患者进行深度呼吸进而提升肺功能的方案，已在胸科手术中受到广泛重视。本研究拟回顾性分析在本科行心脏手术患者使用呼吸功能锻炼器的情况，来进一步评估其在老年CPB手术围术期的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 纳入2017年1月至2019年12月在西部战区总医院心外科行心脏手术的老年患者115例进行回顾性分析。纳入标准：①年龄大于60岁的老年患者；②所有患者均在CPB下行心脏手术。排除标准：①术前合并肺部感染；②再次心脏手术患者；③术前已行机械通气治疗；④使用呼吸功能锻炼器进行训练的过程中因无法配合而中断的；⑤临床资料收集不全。

1.2 分组与实施方法 在围术期使用了呼吸功能锻炼器的患者被纳入观察组（n＝52），而对照组（n＝63）患者均在围术期进行常规呼吸训练。不同方式的选择主要取决于不同治疗组医生的治疗习惯以及患者的自主意愿。

1.2.1 呼吸功能锻炼器训练方法 选用泰利福公司（Teleflex Medical OME China）生产的TrifloⅡ型三球呼吸功能锻炼器，在患者入院后即接受呼吸训练。连接好呼吸训练器，采取坐位或者站位在护士的指导下进行。锻炼前首先进行2～3次深呼吸。在正常呼气后，含住训练器咬嘴，缓慢进行吸气，当训练器球体升至目标值，保持吸气2～3 s，吸起浮止球的数量越多，维持时间越长，表示肺功能越好。松开训练器咬嘴，以正常速度呼气，放松。每次先调整呼吸后，再次进行训练，循序渐进、周而复始。深呼吸锻炼每天可以进行3～5次，每次保持10个以上的标准深度呼吸，宜在餐后30 min后进行。以患者耐受为宜，缺氧患者可同时进行氧气吸入。

1.2.2 常规呼吸训练方法 患者入院后由护士宣讲呼吸训练方法，包括腹式呼吸及缩唇呼吸。患者取坐位、仰卧位或半坐卧位，经鼻用力吸气使腹部凸起，当达到最高点时憋气3 s左右，然后嘴唇缩窄经口缓慢呼气，同时伴随腹部收缩，吸呼比为1∶3，最大程度的深吸气、慢呼气，以不引起头昏为宜。每天进行3～5次，每次控制在10 min左右。

1.3 观察指标 收集患者术前及术中的一般信息，包括年龄、性别、体重、吸烟史、饮酒史、高血压、糖尿病、慢性支气管炎、纽约心脏病协会心功能分级、CPB时间、主动脉阻断时间、手术时长。分别于麻醉诱导后（T0）、CPB结束时（T1）、进入ICU时（T2）、术后2 h（T3）、术后4 h（T4）采集患者动脉血进行血气分析，记录动脉血氧分压（PaO2），并根据机械通气的吸入氧浓度（FiO2）计算患者的氧合指数（PaO2／FiO2）。观察心脏术后不良事件的发生情况，包括急性肾损伤（acute kidney injury，AKI）、呼吸机相关性肺炎（ventilator－associated pneumonia，VAP）、二次插管、主动脉内球囊反搏（intra－aortic balloon pump，IABP）置入、室性心律失常。记录患者术后早期临床结局相关指标，包括左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）、机械通气时间、ICU停留时间、总住院日。

1.4 统计学分析 采用SPSS 20.0软件进行统计学分析。正态分布的计量资料以均数±标准差（±s）表示，两组间比较采用独立样本t检验，非正态分布的计量资料以中位数（四分位数）Q（Q1，Q3）表示，两组间比较采用Mann－Whitney U秩和检验。计数资料用例数（百分率）表示，两组间比较采用卡方检验。P＜0.05认为有统计学差异。

2 结 果

2.1 一般信息 本研究共纳入115例患者，其中对照组63例，观察组52例。两组患者在年龄、性别、体重、吸烟史、饮酒史、高血压、糖尿病、慢性支气管炎、CPB时间、主动脉阻断时间、手术时长等均无显著性差异。见表1。

表1 两组患者的一般信息

2.2 围术期氧合指数的比较 观察组患者在麻醉诱导后、术后2 h、术后4 h时的PaO2／FiO2显著高于对照组（P＜0.05），但是在T1及T2时刻两组患者的PaO2／FiO2无显著性差异。见表2。

表2 两组患者机械通气过程中氧合指数的比较（±s）

表2 两组患者机械通气过程中氧合指数的比较（±s）

时间点 观察组（n＝52）对照组（n＝63） P值T0 378.2±69.7 316.3±74.0 0.000 T1 454.6±101.2 438.2±95.7 0.375 T2 426.7±81.3 405.4±97.2 0.211 T3 418.9±83.3 387.2±76.8 0.036 T4 397.0±76.5 345.9±88.3 0.001

2.3 术后不良事件发生率的比较 心脏术后部分不良事件的发生情况包括AKI、VAP、二次插管、IABP置入及室性心律失常，尽管呼吸功能锻炼器的使用降低了前三者的发生率，但是两组间所有不良事件的比较均未有显著性差异。见表3。

表3 两组患者术后不良事件发生率的比较［n（%）］

2.4 早期临床结局的比较 围术期借助呼吸功能锻炼器进行呼吸训练，能够显著降低患者的机械通气时间（P＜0.05），但是在术后LVEF、ICU停留时间及总住院日方面则未有显著改善。见表4。

表4 两组患者早期临床结局的比较

3 讨 论

肺损伤是心脏术后最常见的并发症之一。据统计，CPB所致肺损伤的发生率在5%～7%［5］，其引起的肺功能不全致死率可高达50%～70%［6］。在CPB过程中，由于血液与人工管道的直接接触，会激活机体的免疫系统、诱发全身炎性反应。肺组织内大量炎性因子聚集，将导致肺血管通透性增加、肺顺应性下降。再加上缺血再灌注损伤的影响，会进一步加重肺通气功能障碍。临床上主要表现为低氧血症，甚至会进展成为急性呼吸窘迫综合征，严重影响患者临床预后［7－8］。尤其对于老年患者，CPB对机体产生的影响更大，且其全身基础条件差、合并疾病多，术后出现呼吸功能不全的几率更高［9］。因此，寻找一种有效手段提高老年患者CPB围术期的肺功能储备，将能够有效减少术后肺部并发症的发生，进而显著改善临床预后。

多种肺康复训练方法被报道应用于心脏围术期，包括健康教育、运动训练、心理行为干预等［10］，其中三球呼吸功能锻炼器是近来研究的热点。该训练模式通过锻炼患者的深度呼吸，提升呼吸肌耐力、增加胸廓和肺的顺应性，进而改善肺通气换气功能，并有利于肺扩张，维持良好的呼吸节律［11］。此外，该训练器操作简单易行，老年患者可以直观地对训练内容进行定量控制，有利于提高依从性及规范性［12］。从本文的研究结果来看，通过该呼吸功能锻炼器的使用，患者在CPB前的PaO2／FiO2就已有显著改善。手术过程中的氧气交换主要依赖于CPB，所以在CPB结束早期两组的PaO2／FiO2未有显著差异，但随着术后时间的延长，在术后2 h及4 h时观察组的PaO2／FiO2仍显著高于对照组，并且观察组的术后机械通气时间显著缩短。因此提示，围术期使用呼吸功能锻炼器不仅能改善患者围术期的肺氧合功能，还能够提高肺功能储备，有利于术后早期的快速康复。在术后不良事件的比较方面，虽然观察组的发生率较对照组有所降低，但是无统计学差异，这可能与本文纳入的病例数较少有关，未来可通过增加病例数并实施更高循证级别的前瞻性研究来进一步证实其有效性。

综上所述，呼吸功能锻炼器在老年心脏手术围术期的使用安全有效，其能够改善氧合、提高肺功能储备，缩短术后机械通气时间，值得在临床中广泛推广。在应用过程中，应注意老年患者进行长时间锻炼的耐受性，并加强医护人员的教育指导，提高训练器使用的规范性。