肺康复运动训练改善慢性阻塞性肺疾病病人运动能力的研究进展

陈玉崟，龙秀红，田 怡，冯 甜

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一种常见的、可预防和治疗的慢性呼吸系统疾病，其特征是持续的呼吸道症状和气流受限[1]。调查显示，我国COPD患病例数高达9 900万例[2]，预计到2030年死亡例数将达到105.4万例[3]。COPD病人在日常生活中还会由于呼吸困难而导致体力活动减少，而体力活动的减少会诱发和加速骨骼肌功能障碍，从而进一步加重病人的呼吸困难，形成恶性循环，影响病人的日常生活能力，导致病人生活质量下降、预后不良、病死率升高[4]。肺康复(pulmonary rehabilitation,PR)是基于对病人和疾病特征进行评估的综合性个体干预方案，运动训练作为肺康复的核心内容，可提高病人的生活质量、运动能力以及改善呼吸困难症状[5]，应在COPD病人的常规治疗中增加该项措施，但目前肺康复在COPD病人中依从性低下[6]，医护人员实施肺康复运动训练的实践不足[7]。因此，本研究对肺康复运动训练改善COPD病人运动能力的研究进行综述，以期为临床医护人员早期、有效地开展肺康复运动训练提供参考。

1 COPD病人运动能力的现状

美国胸科学会/欧洲呼吸学会(ATS/ERS)[8]指出，与运动能力降低相关的骨骼肌功能障碍在COPD病人中很普遍，可导致COPD病人运动不耐受，从而日常活动受限、生活质量和运动能力进一步下降。运动能力是通过肌肉力量和耐力来衡量的[9]。Seymour等[10]通过分析2002年—2008年英国和荷兰212例COPD病人的数据发现，32%的英国COPD病人和33%的荷兰COPD病人出现肌肉力量下降，大约1/4轻度COPD病人出现肌肉力量下降。印度学者Kharbanda等[11]分析了75例COPD病人发现，92%的受试者患有股四头肌无力，即使在轻度病人中比例也非常高，这与Seymour等[10]的结果相似。综上所述，COPD病人肌肉力量、运动能力都处于较低水平，早期评估和实施干预对提高COPD病人的运动能力十分重要。

2 肺康复运动训练的有效性

肺康复是专为COPD病人设计的综合管理计划，可改善病人劳力性呼吸困难，提高运动耐力、生活质量、运动能力[12]。运动训练作为肺康复的基石，可以有效延缓COPD病人骨骼肌质量和力量的损失[13]，被认为是COPD骨骼肌功能障碍最有效的非药物干预措施，解决了病人由于呼吸困难而缺乏运动，又进一步加重疾病的恶性循环。多项研究也同样表明，通过肺康复运动训练，COPD病人肌肉功能、生活质量、摄氧量有明显改善[14-15]。ATS/ERS指南建议COPD病人在出院后3周内进行肺康复治疗[16]。因此，COPD病人有必要早期开展肺康复运动训练。

3 COPD病人运动能力的评估方法

运动能力评估是开展肺康复运动训练的重要前提，在训练前、中、后都应测量病人的运动能力，包括耐力评估和力量评估，以此评估病人的表现和训练的有效性。

3.1 耐力评估 最常用的计算耐力的方法是现场试验，如6 min步行试验(6 MWT)、增量穿梭行走试验(ISWT)、耐力穿梭行走试验(ESWT)等。6 MWT要求受试者沿着走廊步行6 min，测量6 min步行的距离。Matkovic等[17]比较了COPD病人的几种运动能力测试发现，6 MWT在识别活动能力低下的COPD病人方面具有最佳的鉴别能力。ISWT是受试者根据一系列预先录制的信号逐渐增加行走速度，最后测量步行距离。Egoshi等[18]采用ISWT评估了41例COPD病人，结果显示ISWT可以预测COPD病人的体力活动。ESWT是ISWT的衍生物，使用相同的10 m穿梭路线和音频信号来控制病人步伐，直到疲劳为止，计算步行时间。ESWT同样也可用于评估COPD病人运动能力的变化情况[19]。4 m步态速度(4 MGS)要求受试者在一段4 m走廊中以正常速度行走，记录步行速度。4 MGS已被证实在COPD病人运动能力评估中具有可靠性[20]。近年来，起坐试验(STST)是一种易于使用的现场试验，已被用于评估COPD病人的运动耐量[21]。在不同的版本和长度中，1 min的STST是使用最广泛的版本。心肺运动测试(SCPT)是评估COPD病人运动能力的金标准，常用的测试设备为功率自行车和平板跑台，可检测病人运动康复过程中的低氧血症、心律失常、肌肉骨骼疾病和心脏缺血[22]。日本学者在肺康复干预前后采用SCPT对COPD病人进行了评估，发现SCPT能较好地测量COPD病人运动耐量和通气效率变化[15]。

3.2 肌力评估 肌肉力量评估是衡量肌肉在运动训练过程中的发力能力，可反映肌肉功能状态，有必要在肺康复前后评估病人肌肉力量，以制定适当的肺康复运动训练负荷。肌力评估包括静态和动态测量。

3.2.1 静态测量 手动肌肉测试(MMT)是一种简单的肌肉力量定性测试，可用作快速的床边评估方法。握力计是临床上使用最广泛的测力工具，用于评估病人手握力(HGS)。Jeong等[23]比较了患有和未患有COPD受试者的HGS，结果显示手握力能明显反映机体运动能力情况，还可作为6 MWT的替代方法。应变计是一种简单的便携工具，用于测量COPD病人股四头肌的最大自主收缩(QWVC)和等长伸膝张力，Shah等[24]测量了COPD病人的QMVC，发现QMVC可反映COPD病人日常生活能力、运动能力和死亡率。

3.2.2 动态测量 是在恒定的外部负荷和运动范围标准化的情况下进行的测量，主要为单次重复最大测试(1RM)，定义为一次可以举起的最大重量，是一种可靠且耐受性良好的方法。可使用液压阻力装置、举重机器等进行1RM测试。Bui等[25]对64例COPD病人进行了股四头肌1RM测试，发现1RM具有高度可靠性。

4 COPD病人肺康复运动训练的实施方案

推荐所有体能或体力活动水平下降的COPD病人参与运动训练[26]。现肺康复存在多种运动训练类型，应根据病人情况制订个体化方案。

4.1 耐力运动训练 耐力运动训练是在一定强度下、相当时间内、重复同一运动周期的运动。可改善病人由运动引起的劳力性呼吸困难，促进心率恢复，并缓解肌肉功能障碍[27]，对于因心肺功能下降导致运动受限的COPD病人，耐力训练可能是一个合适的选择[28]。步行、跑步、游泳、骑自行车通常为耐力训练。与骑自行车相比，地面步行主要增加了耐力步行能力，呼吸困难是行走后的主要症状，而股四头肌疲劳是COPD病人的少见症状，如果病人需要提高行走能力，地面步行可能是更好的选择。自行车训练通常会导致股四头肌疲劳。Chen等[27]比较了地面有氧运动和水上有氧运动的康复效果，发现水上有氧运动提高运动耐力更为突出，COPD病人在水上运动过程中需要更多的肺通气和能量消耗，引发更大的心肺和/或神经肌肉效应，从而产生更好的治疗效果。水上有氧运动安全、有效，建议更适合那些不能长时间站立并有骨骼肌并发症的病人。一项Meta分析显示，参与耐力训练的COPD病人表现出耐力和峰值运动能力的更大改善，建议训练强度为50%～85%峰值摄氧量(VO2peak)，每周2次或3次，至少8周[28]。ATS/ERS推荐的耐力训练处方是每节20～60 min，最大工作率>60%，每周3～5次[4]。

4.2 阻力运动训练 阻力运动训练是肌肉在抵抗重力或克服外部阻力时进行的主动锻炼。研究发现，阻力运动训练不仅可以提高COPD病人的肌肉力量和生活质量，还可以提高他们的运动能力[29]。对于因外周骨骼肌功能受损导致运动受限的COPD病人，阻力运动训练可能是更好的干预措施[28]。弹力带、自由重量训练(举重、哑铃、铅球等)或使用举重机进行训练是阻力运动训练中常用的方法[30]。Paoli等[31]建议阻力训练与多关节运动联合对提高肌肉力量更有效，在日常活动中，应鼓励病人进行多关节锻炼。Nyberg等[32]对33例COPD病人进行为期8周的单肢或双肢的阻力训练，结果显示双肢阻力训练更能提高病人运动能力、健康状况、肌肉耐力，减轻COPD骨骼肌功能障碍的负面后果。Karagiannis等[33]将36例COPD病人分为两组，分别进行每周2 d、持续12周的抗阻训练和抗阻训练联合耐力训练，结果显示，联合训练不仅提高了病人肌肉力量还改善了日常生活活动能力。一项Meta分析显示，参与阻力运动训练的病人表现出外周骨骼肌力量的更大改善，建议训练强度为50%～90% 1RM，每周2次或3次，至少8周，运动负荷可以随着运动耐量的增加而增加[28]。综上所述，抗阻运动耗氧少，每分钟需要的换气量少，呼吸压力也相对较低，因此对于患有终末期肺病或其他并发症的病人来说是较好的选择。

4.3 呼吸训练 呼吸训练也是COPD病人肺康复运动训练的重要组成部分，它可以与其他运动训练相结合，改善吸气肌力量和耐力、运动能力、呼吸困难和生活质量[34]。

4.3.1 缩唇呼吸 通过收紧嘴唇来增加气道压力，防止小气道塌陷和关闭，并降低功能性残余容量，同时改善呼吸模式，放松肌肉，延长呼吸时间，从而增加潮气量，改善通气功能和气体交换过程[35]。中度至重度COPD病人最有可能从这种类型的呼吸训练中受益[36]。Ubolnuar等[37]对20例COPD病人进行缩唇呼吸联合前倾体位干预，发现此组合可增大病人胸壁容积和改善通气模式，效果更好。

4.3.2 腹式呼吸 也称为膈肌呼吸训练。腹式呼吸的关键是在呼吸时要协调横膈膜和腹肌的活动。腹式呼吸训练可增加病人膈肌运动，使辅助呼吸肌更少地参与呼吸，提高通气效率，以此改善COPD病人的肺功能、呼吸肌力量、运动能力、呼吸困难、健康相关的生活质量[22]。

4.3.3 呼吸肌训练 最常见的方法是使用阻力或阈值呼吸装置，这种训练被认为是力量和耐力训练的混合体。Wang等[38]将67例COPD病人分为两组，试验组采用传统呼吸训练(缩唇呼吸、腹式呼吸)联合呼吸耐力训练装置引导，对照组采用传统呼吸训练，结果显示传统的呼吸训练结合器械引导的肺康复改善COPD病人的呼吸肌功能和运动能力效果更佳。建议初期训练强度应至少30%最大吸气压力(PiMax)，阻力负荷应随耐受性的增加而逐渐增加，每日2次，每次15 min[34]。

4.4 我国传统运动训练 近年来，我国传统运动训练越来越受到青睐，其独特之处在于灵活的身体姿势、身体肌肉与自身重量的协调伸展以及呼吸方法的调和，以下选取太极拳、六字诀、八段锦、五禽戏进行综述。

4.4.1 太极拳 作为一种具有我国独特文化特色的传统运动，已被广泛应用于COPD病人的康复治疗。临床研究表明，太极拳对COPD病人有益，它可以加强病人运动功能，伸展身体，促进病人全身血液循环，改善平衡能力。一项Meta分析纳入了13个试验性研究，共849例COPD病人，结果显示运动能力改善最好的方式是锻炼前进行10 min热身活动，30 min太极拳练习，10 min放松练习，运动强度根据每例COPD病人承受能力而定，每周4次，持续6个月[39]。

4.4.2 六字诀气功 是一种基于呼吸发音的传统运动，主要以腹式呼吸和缩唇呼吸相结合的呼吸模式为特征，通过不同的嘴型完成“xu，he，hu，si，chui，xi”的发音，这些运动对稳定期COPD病人的呼吸系统、运动耐力和生活质量有积极的改善作用。Li等[40]对17例出院后的COPD病人进行了每日60 min、持续6个月的居家六字诀运动，结果显示病人6 min步行距离明显增加48.21 m，提示病人运动能力提升。

4.4.3 八段锦 采用腹式呼吸法，需要通过腹部呼吸并保持深、长、薄、慢、平均和柔和的呼吸，在横膈膜和胸廓运动的配合下，这项运动可以促进病人吸入更多新鲜空气，排出残余气体，增加有效腔，促进肺泡扩张，最终改善COPD病人的肺功能[41]。雷聪云等[42]在2016年—2017年对51例病人进行了每次30 min，每日1次，持续1年的八段锦干预，结果显示八段锦可有效延缓病人肺功能恶化，减轻呼吸困难程度，增加运动耐量，可作为COPD病人肺康复辅助疗法。

4.4.4 五禽戏 以中医理论和实践为指导，结合虎、鹿、熊、猿、鸟等传统动作，有效疏通经络，调和脏腑，防病治病，延年益寿。一项Meta分析调查几种传统运动后得出结论，五禽戏在改善COPD病人肺功能和耐力方面更有优势[43]。

综上所述，我国传统运动训练在COPD病人中应用的效果已得到广泛证实，病人无须借助医疗康复设备和支付额外费用即可获得良好的肺康复效果，可作为COPD病人肺功能、耐力能力和生活质量改善的替代疗法。

5 小结

近年来，肺康复运动训练在COPD病人康复中扮演着越来越重要的角色，早期、准确的评估以及个性化的干预显得尤为重要，可改善COPD病人的运动功能，但目前肺康复运动训练在COPD病人中的应用不够广泛，也未能引起医护人员的重视。目前研究中普遍存在研究对象较少、一定比例的病人不能很好地坚持，依从性尚待解决。建议今后对肺康复运动训练应进行更进一步的研究，开展大规模的临床试验研究，积极确定有效、更易坚持的肺康复运动训练，以利于临床推广实施；同时应对病人开展更加充分的肺康复运动训练知识宣教，进一步提高COPD病人对肺康复运动训练的认知水平。