高强度间歇性呼吸肌训练对脑卒中患者肺功能及活动能力康复效果的研究

田 华，刘 莉，王宝兰

（新疆医科大学第一附属医院康复医学科，乌鲁木齐 830054）

脑卒中是一种急性脑血管疾病，是由于脑部血管突然破裂或因血管阻塞导致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病，具有高发病率、高致残率和高死亡率等特点[1]。脑卒中后约15%～30%幸存者存在永久性肢体运动功能障碍[2]，且由于气管切开、呼吸机使用、误吸等使呼吸功能也受到了显著的影响，而肢体运动功能障碍又会加重呼吸功能下降，最终导致呼吸肌无力、胸廓扩张受限，目前研究主要集中于肢体功能的恢复，与呼吸相关的研究相对较少[3]。高强度间歇性训练(high-intensity interval training,HIT)是将短时间(逐渐延长)爆发式相对高强度训练与低强度训练或休息相结合，轮流反复进行训练[4]，有研究表明高强度(即阈值负荷≥最大吸气压力的50%)间歇性（在相邻两组训练期间休息1～2 min）呼吸肌训练可促进重症患者脱机、改善吸气肌力及提高生活质量[5]。目前，高强度间歇性训练多用于肢体运动功能的恢复，而应用在呼吸肌的研究相对较少，本研究采用高强度间歇性呼吸肌训练，精准评估呼吸肌力量，根据评估结果设定训练强度，对脑卒中患者进行干预，旨在观察与传统的三球仪呼吸肌训练方法相比，高强度间歇性呼吸肌训练对脑卒中患者肺功能及活动能力的疗效，同时分析呼吸肌肌力变化与FMA、MBI、DEMMI 变化的相关性，为临床治疗提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2021年1—10月新疆医科大学第一附属医院康复医学科符合纳入、排除标准的脑卒中患者50 例为研究对象，采用随机数字表分为试验组(25 例)和对照组（25 例），采用单盲，即评估者对患者分组不知情，治疗前及治疗2 周后收集相关数据。对照组男性16 例（64%），女性9 例（36%）。其中脑出血8 例（32%），脑梗塞17 例（68%）；左侧偏瘫12例（48%），右侧偏瘫 13 例（52%）；高血压 19 例（76%），糖尿病 9 例（36%），吸烟 9 例（36%），年龄18～80岁,平均（56.28±12.31）岁，病程13（10～16）d，平 均 BMI（26.32±4.74）kg/m2。 试 验 组 男 性 17 例（68%），女性例8 例（32%），脑出血6 例（24%），脑梗塞19例（76%），左侧偏瘫15例（60%），右侧偏瘫10例（40%），高血压22 例（88%），糖尿病10 例（40%），吸烟 11 例（44%），年龄 18～80岁,平均（62.32±11.22）岁，病程 10（8～15.5）d，平均 BMI（24.89±3.42）kg/m2，两组患者一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。本研究方案已通过新疆医科大学第一附属医院医学伦理委员会审核通过（伦理编号：K202106-19）。

1.2 纳入与排除标准纳入标准：（1）诊断符合《中国各类主要脑血管病诊断要点2019》[6]脑卒中诊断标准；（2）年龄≥18岁；（3）卒中发病时间≤1 个月；（4）患者签署知情同意书。排除标准：（1）患者生命体征不平稳；（2）患有严重的精神障碍及严重认知功能障碍而无法正常沟通者；（3）伴有严重心肺系统疾病、肋骨骨折及其他疾病导致呼吸肌功能障碍不能配合者；（4）目前正在服用对肌肉结构和功能有潜在影响的药物治疗者。

1.3 终止标准（1）治疗过程中出现头晕、胸闷、心慌等不适，且在休息30 min 后不能缓解者。（2）治疗期间患者发生重症肺炎、再发脑卒中、感染性休克、心律失常等并发症患者。（3）患者以及其家属依从性差，拒绝完成康复治疗方案。

1.4 方法

1.4.1 对照组康复方法 使用三球仪呼吸训练器（吉跃B呼吸训练器，宁波傲美医疗），向患者介绍三球仪呼吸训练器的结构并做出示范，三球仪呼吸训练器吸气时有 3 个容量刻度：600、900、1 200 mL，呼气时有3 个刻度：1 000、2 000、3 000 mL，这些刻度表示球体达到顶部时每秒相应的吸气或呼气流速，容量刻度越高表示负荷越大。操作方法：（1）吸气训练：患者取坐位，将有“吸”字的底座放置在桌面上，用嘴含住咬嘴后，缓慢深吸气，使三个球从左到右依次升起，当三个球体全部升起时维持2～3 s，训练10～15 min。（2）呼气训练：患者取坐位，将有“吹”字的底座放置在桌面上，用嘴含住咬嘴后，深吸气，缓慢深呼气，使三个球从左到右依次升起，当三个球体全部升起时维持2～3 s，根据患者自身的能力逐渐进行调节，重复上述训练，训练10～15 min。（3）每周训练5 d，连续训练14 d。

1.4.2 试验组康复方法 使用便携式肺功能检测仪（XEEK1，赛客医疗器械），向患者介绍该设备的结构并做出示范。操作方法：选择呼吸训练项目中的抗阻模式训练，设定训练强度：根据患者入组时测得的MIP 和MEP，训练的初始阻力为50%MIP/MEP，患者取坐位，每日训练包括30 次吸气肌训练和30 次呼气肌训练，每训练6 次休息1～2 min，如无不适，可每1～2 日增加1～2 cmH2O 的阻力进阶，每周训练5 d，连续训练14 d。

1.4.3 所有入选对象共同处理 试验组与对照组除上述治疗方案不同外，均给予综合康复治疗包括物理、作业、语言、针灸等治疗。

1.5 观察指标的采集与评定分别于治疗前和治疗2 周时分别评估 2 组患者的 MIP、MEP、PEF、FMA、DEMMI、MBI 进行评估，所有评定内容均由同一评估者完成，具体评估方法如下。

1.5.1 肺功能及呼吸肌力测定 采用XEEK1 型便携式肺功能检测仪（赛客医疗器械）对患者进行评估，由经过专业培训的医师进行肺功能及呼吸肌力评估，测试时保证患者注意力集中、不在力竭状态下进行。患者采取端坐位，将患者体质量、身高、年龄输入测试设备，自动计算出MIP、MEP、PEF 的预计值，然后将呼吸过滤器和主机阀头连接，用鼻夹夹住鼻子或者手捏住鼻子，若患者有鼻饲管，也需夹住鼻子，若患者为气管切开患者同时需堵住气切口（监测血氧饱和度＞90%），口包紧呼吸过滤器，保证不漏气。分别进行吸气肌力、吸气测试、呼气肌力、呼气测试、慢通气测试共五项测试，该5项测试与患者的努力程度有关，需在患者不疲劳情况下重复测量3 次，取最高值，将患者的实测值除以预计值得到预测百分比。

1.5.2 活动能力评定

1.5.2.1 莫顿活动指数 采用莫顿活动指数量表（DEMMI）评估患者行动能力，评定内容包括（1）床上：臀桥、翻身、坐起。（2）坐位：无支持下坐在轮椅上、坐到站起（依靠扶手）、坐到站起（不依靠扶手）。（3）静态平衡（无辅助具下）：无支持站立、双脚并拢站立、踮脚站立、闭眼双脚并拢站立。（4）行走：行走距离（不论是否借助辅助具）、行走独立性。（5）动态平衡：从地上捡起铅笔、向后走4 步，跳跃。共15 项，共100分，分值越高，说明行动能力越好。

1.5.2.2 Fugl-Meyer 运动功能评定 采用Fugl-Meyer量表（FM）评估患者运动功能，评定内容包括（1）I 上肢：在坐位与仰卧位评估患者有无反射活动、屈肌协同运动、伸肌协同运动、伴有协同运动的活动、脱离协同运动的活动、反射亢进、腕稳定性、肘伸直且前臂屈30°时、手指、协调能力与速度；（2）II 下肢：仰卧位下评估患者有无反射活动、屈肌协同运动、伸肌协同运动、伴有协同运动的活动、脱离协同运动的活动、反射亢进、协调能力与速度，共100分，分值越高，说明运动功能越好。

1.5.2.3 日常生活活动能力 采用改良巴氏指数评定量表（MBI）评估患者日常生活能力，该量表评定内容包括进食、洗澡、个人卫生、穿衣、大便控制、小便控制、如厕、床椅转移、行走、上下楼梯，共100 分，分值越高，说明日常生活能力越好。

1.6 统计学处理采用SPSS18.0 统计软件对试验数据进行统计分析，本试验所涉及的数据均为计量资料，由于本研究中的部分数据在正态性检验中没有显示正态分布，因此使用了非参数检验，符合正态分布的采用（-x±s）表示，符合偏态分布的使用M（QUQL），试验组与对照组组间计量资料比较采用独立样本t检验，试验组与对照组组内治疗前后计量资料比较采用配对样本t检验；用线性回归分析呼吸肌力变化分别与 FMA、DEMMI、MBI 变化的相关性，所有统计资料采用双侧检验，检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 两组患者治疗前后肺功能和呼吸肌力的比较治疗2周后，与本组治疗前比较，治疗后患者MIP、MEP、PEF 指标均升高，差异有统计学意义（P＜0.05）。与对照组比较，试验组患者治疗后MIP、MEP、PEF指标升高，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 两组患者治疗前后肺功能和呼吸肌力的比较（,n=50）

表1 两组患者治疗前后肺功能和呼吸肌力的比较（,n=50）

注:与本组治疗前比较，aP＜0.05；与对照组治疗后比较，bP＜0.01。

分组试验组对照组治疗后61.47±11.54ab 50.46±13.41a MIP（%预计值）治疗前38.40±13.18 38.65±15.22治疗后71.26±17.15ab 51.98±15.50a MEP（%预计值）治疗前43.15±15.57 45.67±15.08治疗后71.39±14.95ab 58.79±16.55a PEF（%预计值）治疗前39.82±16.24 35.12±15.07

2.2 两组患者治疗前后DEMMI、FMA、MBI 的比较治疗2周后，与本组治疗前比较，治疗后患者FMA、DEMMI、MBI指标均升高，差异有统计学意义（P＜0.05）。与对照组比较，试验组患者治疗后FMA、DEMMI、MBI指标升高，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 两组患者治疗前后DEMMI、FMA、MBI的比较（,n=50）

表2 两组患者治疗前后DEMMI、FMA、MBI的比较（,n=50）

注:与组内治疗前比较，aP＜0.05；与对照组治疗后比较，bP＜0.01。

FM DEMMI MBI分组试验组对照组治疗前41（15-56）19（10-44）治疗前37.80±17.25 42.80±21.93治疗后62.64±27.35ab 44.96±24.11a治疗前25.36±10.77 28.08±21.55治疗后80.88±16.27ab 66.08±20.90a治疗后24（31.5-94）ab 30（19-77.5）a

2.3 脑卒中患者呼吸肌力进步程度分别与DEMMI进步程度的回归分析回归模型拟合度调整R2=0.195，即DEMMI 的进步有19.5%是由MIP 的提高引起的（F=6.926，P=0.002），表明两个自变量中至少有一个自变量可以显著影响因变量。MIP 变化程度显著影响DEMMI 的变化程度（P=0.011），影响系数为0.503＞0，即 MIP 进步程度正向影响 DEMMI 进步程度，最终建立回归方程：Y=0.503X+12.668，即 MIP 每提高1 cmH2O，DEMMI提高0.503分，见表3。

表3 呼吸肌力进步程度与DEMMI进步程度回归分析

2.4 脑卒中患者呼吸肌力进步程度与MBI进步程度的回归分析回归模型拟合度调整R2=0.119，即MBI的进步有11.9%是由MIP 的提高引起的，F=4.30，P=0.019，意味着两个自变量中至少有一个自变量可以显著影响因变量。MIP 变化程度显著影响MBI 的变化程度（P=0.045），影响系数为0.333＞0，即MIP 进步程度正向影响MBI 进步程度，最终建立回归方程：Y=23.375+0.333X，即 MIP 每提高 1 cmH2O，MBI 提高0.333分，见表4。

表4 呼吸肌力进步程度与MBI进步程度回归分析

3 讨论

本研究采用高强度间歇性呼吸肌训练2 周后结果显示，高强度间歇性呼吸肌训练对脑卒中后的MIP、MEP、PEF 均有有利作用，该研究结果与目前多数研究结果一致，2019年Lee等[7]的研究表明，呼吸肌训练可显著改善 MIP、MEP、PEF。2020年 Liaw 等[8]研究也表明呼吸肌训练可提高脑卒中患者肺功能及MIP。这可能与呼吸肌训练可以提高呼吸肌力及耐力、增加胸廓扩张、抑制因脑卒中后活动受限引起的肺组织弹性减弱、增加潮气量和肺泡通气量、提高血气交换率、强化肺携氧能力有关[9-10]。

试验组治疗 2 周后 DEMMI、FMA、MBI 显著优于组内治疗前和对照组治疗2周后，表明高强度间歇性呼吸肌训练可显著改善脑卒中患者活动能力。呼吸肌功能障碍可引起脑卒中患者心肺适应性降低、活动耐量下降，进而引起运动功能、日常生活活动能力（Ability of daily living,ADL）等下降[11]。陈奕雄等[12]的研究表明呼吸肌训练可促进躯干稳定性、平衡能力及正常步态的恢复，进而提高脑卒中患者活动能力与运动功能，可能的原因是，呼吸肌群力量的提高能强化躯干控制能力，强化平衡功能，而日常活动的完成需要较好的平衡能力，故呼吸训练能改善ADL。以腹式呼吸为主的呼吸训练，能更好地刺激膈肌功能，增加肺泡通气量及小气道压力，提升呼吸效率，减轻日常生活活动的疲劳感，从而改善ADL[13]。但对于呼吸肌训练对脑卒中患者活动能力的益处存在争议，苏国栋等[14]研究表明呼吸肌训练可改善脑卒中患者的运动功能及肺功能，而Yoo 等[15]研究发现经过呼吸肌训练后,脑卒中患者的肺功能显著改善,但对运动功能无影响，这可能与样本量小有关，因此仍需大样本量试验验证。

本研究结果显示MIP 可正向影响DEMMI、MBI，表明吸气肌力的提高可促进莫顿活动指数及日常生活活动能力的提高。有研究表明巴氏指数评定量表对老年患者存在天花板效应，而莫顿活动指数可准确测量和监测急性或亚急性老年（年龄＞65岁）患者活动能力[16-17]，提示高强度间歇性呼吸肌训练同样适合于老年脑卒中患者。

目前多数研究将呼吸肌训练强度设定在30%～60%MIP/MEP 之间，且以30%MIP/MEP 为初始训练强度较多，训练周期一般在6～12 周，小于30%MIP/MEP对呼吸肌肌力及耐力改善不充分，大于60%MIP/MEP 患者无法耐受[18]。为缩短训练时间，本研究将呼吸肌训练的起始强度为50%MIP/MEP，后根据患者训练情况逐渐递增，且多数患者可完成训练，但也有部分患者因年龄大、咳嗽能力弱、气管切开、重症肺炎等因素无法配合，因此在脑卒中患者的呼吸肌训练所需的适宜训练强度和频率需根据患者的整体水平来评估及制定训练方案。目前研究对于肺功能及呼吸肌力评估的标准不一致，且呼吸训练多集中于吸气训练，较少研究将吸气和呼气训练联合治疗，该研究采用便携式肺功能检测仪精准评估肺功能及呼吸肌力，并且将吸气和呼气联合进行训练，短时间内便有显著疗效。但该检测仪对肺功能及呼吸肌力的评估与患者配合、努力程度有关，故需多次重复测量，取最大值，适用于病情平稳且无认知障碍的脑卒中患者。

综上所述，呼吸肌训练对脑卒中患者的肺功能、呼吸肌力及活动能力有积极的作用，训练时间较其他研究时间相对较短，因此将高强度间歇性呼吸肌训练纳入脑卒中患者康复训练中有利于改善肺功能，提高活动能力,该试验并未发现高强度间歇性呼吸肌训练对患者造成不良反应，因此安全可行，且此方法简单易于操作，效果显著，患者接受程度较高，同时适用于老年患者，具有临床推广价值。