高强度间歇训练处方在癌症病人预康复中应用的研究进展

宫靓雯 王荣 李方 顾添培 靖馨 段小娜

Research progress on application of high?intensity interval training prescription in prehabilitation of cancer patients

GONG Liangwen， WANG Rong， LI Fang， GU Tianpei， JING Xin， DUAN Xiaona

Nanjing Medical University， Jiangsu 211166 China

Corresponding Author  WANG Rong， E?mail： wangrong_nj@163.com

Keywords    high?intensity interval training， HIIT； rehabilitation； cancer； nursing； review

摘要  从癌症预康复高强度间歇训练（HIIT）运动处方、对癌症预康复病人各方面的作用、临床应用形式及安全性、可行性、依从性等方面进行综述，以期为高强度间歇训练在国内癌症病人预康复中的应用提供参考。

关键词  高强度间歇训练；康复；癌症；护理；综述

doi：10.12102/j.issn.1009-6493.2024.09.015

癌症预康复是发生在癌症诊断和急性治疗开始之间的连续护理过程^[1?2]，随着加速康复外科理念的不断深化，已有研究证实预康复可以改善病人身体状况，降低术后并发症发生率，提高生活质量^[3]。运动干预是预康复实施的关键内容，主要包括慢跑、步行、高强度间歇训练（high?intensity interval training，HIIT）、力量训练等方式。近年来，HIIT被广泛应用于国外癌症、慢性病病人的康复过程中^[4?5]。HIIT具有耗时短、强度高、效果佳等特点，即短时间内有节奏、有计划地动作重复锻炼就能达到一般体育训练对心肺及运动能力的改善效果^[6]。已有研究显示，以HIIT为主的预康复能显著改善癌症病人的心肺功能，减轻病人心理负担，提高生活质量等^[7]。而目前预康复HIIT在国外癌症病人中研究较多，国内对于HIIT的研究多聚焦于心脏康复、糖尿病、青少年运动及减脂等领域^[8?10]，在癌症领域的临床实践仍需不断探索。现就HIIT处方在癌症预康复领域的相关应用研究进行综述，以期为临床实施有效干预提供科学依据。

1  概述

HIIT是指具有有氧特征的间歇训练，目标强度在峰值心率（heart rate peak，HRpeak）的85%～95%时进行的短时間、高强度运动训练，短暂的高强度运动之间加上一段低强度的间歇期（低强度运动或完全被动休息），有一定的运动组数限制，并进行多次循环^[11?12]。有证据表明， HIIT在通过增加毛细血管密度、线粒体氧化能力、增强骨骼肌氧提取能力的同时，能诱导保护性心肺表型的潜力，迅速产生积极的有氧效果，提高摄氧量^[13?14]。

运动处方是指依据个人状况所制定的运动程序，包括运动种类、时间、频率及注意事项，以便有计划地实施，从而达到治疗的目的^[15]。根据美国运动医学会（American College of Sports Medicine，ACSM）指南建议，运动训练期间应遵循FITT原则^[16]，即频率（frequency）、强度（intensity）、类型（type）、时间（time）。其中运动强度是相对于个人的最大心率和峰值摄氧量（VO₂peak）而制定的，因此在进行HIIT之前需测量出较准确的峰值心率，以适时控制运动训练的强度。在制定HIIT训练处方时，应由医疗人员与运动专业相关专家共同评估病人情况，在HITT原则上针对个人调整适宜的运动强度和运动量。同时关注锻炼的持续进展，以便随着VO₂peak在整个运动期间的改善获得足够的相对运动强度^[17]。通常HIIT是在涉及大块肌肉动态工作的活动中进行的（如快步上坡、跑步或骑自行车）^[12]，强度接近HRpeak（85%～95% HRpeak）或VO₂peak（80%～90% VO₂peak），一般持续4 min。恢复期则以相当低的强度（高强度间歇期强度的60%～70% HRpeak）行走或慢跑，时间为2～3 min。但HIIT没有固定的模式，典型的HIIT由4 min×4 min的间隔组成，即在85%～95% HRpeak下有4个4 min的间隔，也可以设置为4 min×5 min，3 min×5 min，5 min×3 min或类似的时间。如Taylor等^[18]在一项心脏康复随机临床试验研究中采用为期4周的监督运动，参与者接受了4 min×4 min HIIT计划加3 min主动恢复。McGregor等^[19]对接受心脏康复的冠状动脉疾病病人进行的HIIT处方为10 min×1 min的剧烈运动和间隔1 min的恢复期，持续8周。

2  HIIT在癌症病人预康复中的应用效果

2.1 在不同癌症病人中的应用

2.1.1 具体处方内容

在癌症诊断与治疗的过程中，病人不仅要遭受癌症症状及并发症带来的生理痛苦，还要经受不良情绪带来的心理困扰，病人的运动能力、心理状况及生活质量等均会受到严重影响。已有大量研究表明，术前进行HIIT能有效改善病人的身心状况，提高生活质量，近年来HIIT已在多种癌症预康复中得到应用^[20?24]，如肺癌、食管癌、膀胱癌、结直肠癌等，具体运动处方见表1。不同癌症病人对持续2～6周的预康复HIIT均能耐受且有明显改善作用，提示HIIT是癌症病人非药物治疗的重要手段。

2.1.2 应用形式

由于HIIT有较高的运动强度要求，在癌症病人进行训练时一般需监测心率、血压、心电图变化等^[25]，提供一定的医疗监督和保护，故多在医院病房或门诊进行，以便对病人实时监督和指导，居家HIIT较少。一般情况下，由物理治疗师、康复师或经过专业培训的护士担任运动计划的制定者与监督者。随着病人运动能力的提高，专业人员可根据病人情况对运动方案进行及时调整，以保证运动效果。

国外开展预康复HIIT往往采用功率自行车作为锻炼工具，功率自行车是一种固定式健身自行车^[26]，可测量通过踩踏自行车完成的工作量，也被称为自行车测力计，其主要目的是测量心脏功能，具体指标为最大心率和摄氧量。如Berkel等^[27]为探讨术前肺康复方案在肺癌病人行视频辅助胸外科手术中的效果，在医院康复室对10例肺癌病人进行每周3～5次的训练，由1名专业物理治疗师监督，利用循环测力计，鼓励病人进行30 min的HIIT和4 min的主动休息。结果显示，术后3个月，预康复组病人在所有检查参数中都能维持和/或提高基线值，对照组在整个随访过程中则表现出渐进性下降，特别是在运动能力方面。另外，在设备的选择上，若无循环测力计，也可使用跑步机作为测试工具^[28]。设备的类型取决于测试的目标及使用者的舒适度和能力，如膝盖运动范围有限的病人可能难以旋转自行车测力计踏板，则需采用其他方法进行测试。

总的来说，HIIT多在院内由专业人员指导病人利用器械开展，居家形式尚少见。但院内开展需要人力、物力的大量投入，可行性需结合实际情况而判断，因此，建议在全面评估癌症病人身心状况、保障病人安全的前提下，开发居家HIIT训练方案，采用上坡步行、跑步、骑自行车等方式替代大型器械锻炼，在间歇期散步或慢跑进行休息。同时利用远程信息化设备监督指导及进行健康监测，提高病人的运动依从性和便捷性。但不同方式的作用效果差异未知，提示未来可以进一步探索不同方式、地点HIIT在癌症病人中的作用差别，更好地解决癌症病人居家HIIT所面临的难题。

2.2 HIIT对癌症病人的作用效果

2.2.1 HIIT对癌症病人生理功能的影响

癌症病人术后往往要面临一系列躯体问题及并发症的困扰，预康复运动训练能提高其术前生理功能状态，对病人术后快速恢复和降低并发症发生率均有积极作用^[29]。Licker等^[21]进行的一项随机对照试验将8例肺癌候诊病人随机分为HIIT组和对照组，两组病人都得到每周至少4次、每次30 min步行的积极动员和合理营养、戒烟戒酒等风险因素管理的建议，结果显示，在术前等待期，与对照组相比，HIIT组病人的峰值耗氧量和6 min步行距离增加，术后并发症的发生率降低，肺不张显著减少。且该研究回归分析显示，术前VO₂peak及是否進行康复干预可预测术后肺部并发症的发生。此外，Banerjee等^[23]术前监督至少6次的HIIT，结果显示膀胱癌病人氧脉搏峰值、每分钟通气量和功率输出明显提高，该研究表明HIIT方案可以有效刺激诱导心肺适应，改善氧脉搏峰值和维持高强度目标心率所需功率输出的逐渐增加也表明了心脏搏出量的适应性，且耐力训练起主导作用。这一结论在心脏康复领域也得到了证实，Moholdt等^[30]的研究发现HIIT能改善病人的峰值摄氧量，且强度越高，改善幅度越大。但在术后肠梗阻和肺炎患病率方面HIIT组与对照组间无明显差异，可能与参与者锻炼次数存在差异且样本人群平均年龄过高（>70岁）有关。由此可见，HIIT作为术前预康复的运动锻炼方式，能增强癌症病人的心肺功能，诱导心肺适应，增加峰值耗氧量，提高病人的6 min步行距离，但在术后恢复及降低并发症发生率的影响尚未得出明确结论，今后应进一步探索HIIT所致的术前心肺健康对改善病人术后恢复结果的影响，仍需在不同癌症群体中进行高质量的研究以证实HIIT干预的长期效果。

2.2.2 HIIT对癌症病人心理健康和生活质量的影响

癌症病人在接受治疗及恢复的过程中，身体功能的弱化、对疾病的担忧和治疗结果的未知都会影响病人的心理健康，使病人很难参与到正常社会生活中，产生短期适应障碍，进而降低生活质量。适当运动有助于改善情绪，产生积极的心理效果，病人的低适应反应、焦虑、抑郁、睡眠不足等能得到有效改善^[31?32]。Dunne等^[24]对结直肠肝转移肝切除术前病人进行以HIIT为主的预康复干预，结果显示，HIIT组病人与对照组相比健康状况调查简表（SF?36）总分增加了11分，SF?36的总体心理健康评分增加了11分，术前生活质量有明显改善，且生活质量的改善与心理状况的改善相关，尤其是情绪和社会功能方面。Bhatia等^[22]针对术前肺癌病人的干预得出，术前进行过HIIT的病人有更好的心理状态，随着手术日期的临近，病人的满意度和积极性都有所提高，且在术后康复训练中仍保持更积极、活跃的状态。由此可见，术前HIIT能改善病人负面情绪，降低术前焦虑、紧张等情绪对术后恢复的影响，提高病人积极性和围术期生活质量，进而更从容地面对手术及术后康复治疗。因此，在今后的研究中，可以将预康复HIIT与术前专业心理指导相结合，密切关注病人病程中心理状态的变化，以使预康复效果最大化。

3  HIIT处方的安全性、可行性和依从性

3.1 安全性

尽管HIIT的运动强度较高，但其安全性已得到相关研究的证实。HIIT运动时间很短，病人可在间歇期低强度下缓解疲惫和其他不适，从而避免不良事件的发生^[33]。值得注意的是，运动一定要遵循因人而异、循序渐进、持之以恒的原则^[29]，在指导病人进行HIIT时，要在考虑运动环境、个人喜好等因素的基础上针对病人的年龄、体质等个体特征制定个性化运动处方，运动强度要根据病人的体能水平和健康状况的改善情况逐渐增大，另外告知病人运动相关注意事项，避免受伤，指导病人系统性增加运动锻炼负荷，鼓励其坚持运动，从而有效诱导心肺适应，增强心肺功能。

3.2 可行性

一项大型队列研究表明，每天15 min的高强度运动训练和每天60 min的中等强度运动相比，全因死亡风险降低的程度相似（约25%），高强度运动对降低死亡率有促进作用，且效率更高，故更适合术前等待时间较短的病人^[34]。国外一般在医疗机构内进行HIIT干预，存在距离太远使得部分病人无法参加每周2次的有监督锻炼课程的情况，从而影响锻炼计划的可行性^[23]；不受距离限制的病人可能因为其身体功能限制或缺乏信心而选择不参与锻炼计划。国内由于思想观念相对保守，病人可能会顾忌运动强度过大从而威胁到自身安全，对于身体条件允许进行HIIT的癌症病人，需要医护人员耐心、细致宣教以消除其顾虑；另外，在项目实施的设备方面，国内的大多数医院暂时无法做到在医院内安排足够器械以供病人使用，在人员的安排上也存在一定困难，病人往往没有条件往返医院进行定期锻炼，因此在逐步推进落实院内实施项目的同时，居家锻炼方案亦是值得临床研究和亟待开发的。

3.3 依从性

HIIT的应用效果与病人的锻炼依从性相关，但受既定思维及疾病本身的影响，部分病人可能会对运动产生抵抗心理，认为运动会加重病情，不利于疾病的治疗，进而拒绝运动锻炼，甚至出现围术期恐动症。病人对HIIT相关知识的缺乏、对疾病本身的认知不足均可能成为影响HIIT锻炼依从性的影响因素^[35]。因此，在临床实际应用HIIT前应对病人进行充分宣教，告知其疾病及HIIT锻炼的相关信息，鼓励病人参与到运动计划的制定中，并设定其可接受的目标，在运动中不过分强调达标，使其感受到完成目标的成就感和满足感，不断提高其自我效能，增强自己执行或坚持运动行为能力的信心；另外，家属及病友可给予一定精神支持和鼓励，尽量消除病人内心关于运动负面信息的疑虑，使其保持积极心态，主动并坚持参与运动锻炼。

4  小結与展望

综上所述，预康复HIIT能增强癌症病人的心肺功能，提高运动能力，改善病人术前负性情绪，提高病人术后康复积极性，加速术后恢复，提高围术期生活质量，且在癌症病人群体中应用安全、可行。但本研究所纳入的大多为国外研究，相关方案内容可能不完全适合我国环境，未来在国内可在现有医疗环境下，开发更加经济的HIIT适用方案，在医院内或社区开展更大规模、长期随访的试点研究，进一步探究HIIT在国内癌症病人中的适用性、可行性以及HIIT的长期效果，为癌症病人实施HIIT提供更多循证依据。

参考文献：

[1]  SILVER J K.Cancer prehabilitation and its role in improving health outcomes and reducing health care costs[J].Seminars in Oncology Nursing，2015，31（1）：13-30.

[2]  CREVENNA R.Prehabilitation in the cancer care continuum[J].Supportive Care in Cancer，2022，30（2）：1019-1020.

[3]  BARBERAN-GARCIA A，UBR? M，ROCA J，et al.Personalised prehabilitation in high-risk patients undergoing elective major abdominal surgery：a randomized blinded controlled trial[J].Annals of Surgery，2018，267（1）：50-56.

[4]  KANG D W，FAIREY A S，BOUL? N G，et al.A randomized trial of the effects of exercise on anxiety，fear of cancer progression and quality of life in prostate cancer patients on active surveillance[J].The Journal of Urology，2022，207（4）：814-822.

[5]  ARTESE A L，SITLINGER A，MACDONALD G，et al.Effects of high-intensity interval training on health-related quality of life in chronic lymphocytic leukemia：a pilot study[J].Journal of Geriatric Oncology，2023，14（1）：101373.

[6]  BATACAN R B，DUNCAN M J，DALBO V J，et al.Effects of high-intensity interval training on cardiometabolic health：a systematic review and meta-analysis of intervention studies[J].British Journal of Sports Medicine，2017，51（6）：494-503.

[7]  VAN ROOIJEN S，CARLI F，DALTON S，et al.Multimodal prehabilitation in colorectal cancer patients to improve functional capacity and reduce postoperative complications：the first international randomized controlled trial for multimodal prehabilitation[J].BMC Cancer，2019，19（1）：98.

[8]  丁嵐，徐懿，洪慧，等.高强度间歇性训练对慢性心力衰竭患者心脏康复的效果观察[J].护理实践与研究，2022，19（2）：228-232.

[9]  冯臣，药家明，周国瑾，等.高强度间歇训练对2型糖尿病患者运动干预的效果：基于《WHO关于身体活动和久坐行为的指南》和WHO-FICs[J].中国康复理论与实践，2022，28（6）：646-652.

[10]  陈姗，张培珍.高强度间歇训练与交叉点训练对超重女大学生血脂代谢的影响[J].中国学校卫生，2022，43（10）：1495-1499.

[11]  AVANCINI A，CAVALLO A，TRESTINI I，et al.Exercise prehabilitation in lung cancer：getting stronger to recover faster[J].European Journal of Surgical Oncology，2021，47（8）：1847-1855.

[12]  WESTON K S，WISL?FF U，COOMBES J S.High-intensity interval training in patients with lifestyle-induced cardiometabolic disease：a systematic review and meta-analysis[J].British Journal of Sports Medicine，2014，48（16）：1227-1234.

[13]  JACOBS R A，FL?CK D，BONNE T C，et al.Improvements in exercise performance with high-intensity interval training coincide with an increase in skeletal muscle mitochondrial content and function[J].Journal of Applied Physiology，2013，115（6）：785-793.

[14]  POWERS S K，SMUDER A J，KAVAZIS A N，et al.Mechanisms of exercise-induced cardioprotection[J].Physiology，2014，29（1）：27-38.

[15]  高岚，刘太芳，张爱华，等.运动疗法对癌症病人影响的研究进展[J].护理研究，2017，31（36）：4616-4618.

[16]  SCHEEDE-BERGDAHL C，MINNELLA E M，CARLI F.Multi-modal prehabilitation：addressing the why，when，what，how，who and where next？[J].Anaesthesia，2019，74（Suppl 1）：20-26.

[17]  KARLSEN T，AAMOT I L，HAYKOWSKY M，et al.High intensity interval training for maximizing health outcomes[J].Progress in Cardiovascular Diseases，2017，60（1）：67-77.

[18]  TAYLOR J L，HOLLAND D J，KEATING S E，et al.Short-term and long-term feasibility，safety，and efficacy of high-intensity interval training in cardiac rehabilitation：the FITR heart study randomized clinical trial[J].JAMA Cardiology，2020，5（12）：1382-1389.

[19]  MCGREGOR G，POWELL R，BEGG B，et al.High-intensity interval training in cardiac rehabilitation：a multi-centre randomized controlled trial[J].European Journal of Preventive Cardiology，2023，30（9）：745-755.

[20]  SHEILL G，GUINAN E，O'NEILL L，et al.Preoperative exercise to improve fitness in patients undergoing complex surgery for cancer of the lung or oesophagus（PRE-HIIT）：protocol for a randomized controlled trial[J].BMC Cancer，2020，20（1）：321.

[21]  LICKER M，KARENOVICS W，DIAPER J，et al.Short-term preoperative high-intensity interval training in patients awaiting lung cancer surgery：a randomized controlled trial[J].Journal of Thoracic Oncology，2017，12（2）：323-333.

[22]  BHATIA C，KAYSER B.Preoperative high-intensity interval training is effective and safe in deconditioned patients with lung cancer：a randomized clinical trial[J].Journal of Rehabilitation Medicine，2019，51（9）：712-718.

[23]  BANERJEE S，MANLEY K，SHAW B，et al.Vigorous intensity aerobic interval exercise in bladder cancer patients prior to radical cystectomy：a feasibility randomised controlled trial[J].Supportive Care in Cancer，2018，26（5）：1515-1523.

[24]  DUNNE D F J，JACK S，JONES R P，et al.Randomized clinical trial of prehabilitation before planned liver resection[J].British Journal of Surgery，2016，103（5）：504-512.

[25]  郭志诚，蔡建光，敬龙军.高强度间歇性训练运动处方对慢性病疗效的研究进展[J].湖北体育科技，2021，40（11）：994-1001.

[26]  TABITHA M.What is a cycle ergometer？Definition from safeopedia[EB/OL].（2022-06-11）[2023-03-05].https：//www.safeopedia.com/definition/5999/cycle-ergometer.

[27]  BERKEL A E M，BONGERS B C，KOTTE H，et al.Effects of community-based exercise prehabilitation for patients scheduled for colorectal surgery with high risk for postoperative complications：results of a randomized clinical trial[J].Annals of Surgery，2022，275（2）：e299-e306.

[28]  GJELLESVIK T I，BECKER F，TJ?NNA A E，et al.Effects of high-intensity interval training after stroke （the HIIT stroke study） on physical and cognitive function：a multicenter randomized controlled trial[J].Archives of Physical Medicine and Rehabilitation，2021，102（9）：1683-1691.

[29]  中国康复医学会肿瘤康复专业委员会，江苏省整合医学研究会.以功能障碍为中心的中国癌症患者运动康复专家共识[J].中国康复医学杂志，2023，38（1）：1-7.

[30]  MOHOLDT T，SKARPSNO E S，MOE B，et al.It is never too late to start：adherence to physical activity recommendations for 11-22 years and risk of all-cause and cardiovascular disease mortality.The HUNT study[J].British Journal of Sports Medicine，2020，28：bjsports-bjsp2020-102350.

[31]  WEGNER M，HELMICH I，MACHADO S，et al.Effects of exercise on anxiety and depression disorders：review of meta- analyses and neurobiological mechanisms[J].CNS & Neurological Disorders Drug Targets，2014，13（6）：1002-1014.

[32]  杜輝.运动对癌症患者康复作用的研究进展[J].中华肿瘤防治杂志，2016，23（S2）：415-416.

[33]  夏广建，东梅.高强度间歇训练在心血管疾病病人心脏康复中的应用进展[J].护理研究，2018，32（8）：1163-1166.

[34]  WEN C P，WAI J P M，TSAI M K，et al.Minimum amount of physical activity for reduced mortality and extended life expectancy：a prospective cohort study[J].Lancet，2011，378（9798）：1244-1253.

[35]  王亚青.术前高强度间歇训练联合团队式授权教育对肺癌患者的效果研究[D].长春：吉林大学，2020.

（收稿日期：2023-04-03；修回日期：2024-04-07）

（本文编辑 崔晓芳）