深呼吸训练器大负荷吸气肌训练对稳定期COPD患者肺功能和运动耐力的影响

李 洁 刘 蕊 陈葆青

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是临床常见的慢性呼吸系统疾病，病程呈不可逆性、慢性进展，其主要表现为进行性的呼吸困难，低氧血症，而低氧血症可导致呼吸肌力下降，使呼吸困难进一步加重，致其逐渐丧失劳动能力和生活自理能力，严重影响其生活质量[1]。对于COPD稳定期患者应重视改善呼吸肌功能，提高肺通换气功能，以增强运动耐力、改善患者的日常生活活动能力。但采用单纯的氧疗和药物治疗并不能达到理想的肺功能改善效果，需要辅助肺功能康复治疗[2]。

呼吸运动训练是肺功能康复治疗的重要干预措施之一，呼吸肌训练可改善呼吸功能，促进血液循环，使骨骼肌得到有效灌注。深呼吸训练可使进入肺的气体最大化，增加潮气量、肺泡通气量，在增加肺泡通气量的同时减少无效腔，使气体分布得到改善，并改善COPD患者的呼吸困难、疲乏等症状[3]。本研究旨在分析稳定期COPD患者采用深呼吸训练器大负荷吸气肌训练对患者肺功能及运动耐力的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2014年5月至2018年5月西安市第四医院门诊收治的150例稳定期COPD患者，根据训练负荷不同将其分为对照组和观察组，每组75例。对照组中男性42例，女性33例；年龄45～75岁，平均年龄58.52岁；病程5～15年，平均病程8.955年。观察组中男性40例，女性35例；年龄45～75岁，平均年龄58.75岁；病程5～15年，平均病程8.915年。两组患者一般资料比较无差异，具有可比性。

1.2 纳入与排除标准

(1)纳入标准：①符合《COPD诊治指南(2013年修订版)》[4]中相关诊断标准；②处于疾病稳定期及规范药物治疗；③神智清楚，无沟通障碍；④无气胸和自发性肋骨骨折发生可能。

(2)排除标准：①有咳嗽、咳痰、喘息等症状的其他疾病，如支气管哮喘、肺结核、支气管扩张等；②合并高血压、糖尿病、心脏病及其他严重躯体疾病者；③合并恶性肿瘤者；④合并神经肌肉及下肢关节、外周血管疾病。

1.3 仪器设备

采用Threshold AC0043型阻力训练器(美国飞利浦医疗器械有限公司)进行呼吸训练；肺功能检测仪(德国耶格公司)检测患者肺功能指标水平；FC-500型流式细胞仪(美国贝克曼-库尔特公司)检测T淋巴细胞。

1.4 训练方法

(1)两组均采用Threshold AC0043型阻力训练器进行呼吸训练。

(2)对照组。采用深呼吸训练器低负荷吸气肌训练，恒定低负荷为9 cmH2O。

(3)观察组。采用深呼吸训练器大负荷吸气肌训练，首先采用最大口径吸气压(PImax)的15%进行训练，维持1周后以每日5%～10%逐渐递增，至第1个月末增至60%的PImax，继续以60%的PImax最大负荷进行训练。患者在训练过程中根据其恢复情况设定仪器阻力，以患者一次性完成30次呼吸为最佳阻力。

(4)两组训练时间为15 min/次，2次/d。每周定期随访，了解治疗方案和急性发作情况。

1.5 检测方法

(1)肺功能指标。分别于干预前、干预6个月后检测患者第1秒用力呼气容积(forced expiratory volume in 1 second，FEV1)、用力肺活量(forced vital capacity，FVC)、第1秒用力呼气容积占预计值百分比(forced expiratory volume in 1 second%pred，FEV1%pred)以及用力肺活量占预计值百分比(forced vital capacity%pred，FVC%pred)等肺功能指标水平，

(2)T淋巴细胞。分别于干预前、干预6个月后抽取患者空腹静脉血，采用流式细胞术检测T淋巴细胞亚群CD3+、CD4+及CD8+水平，计算CD4+/CD8+。

1.6 观察指标

观察两组患者6个月内急性加重次数、住院次数及训练前后肺功能指标、免疫功能、6min步行试验(6-minute walk distance，6MWD)、COPD评估测试(COPD Assessment Test，CAT)评分及圣乔治呼吸问卷调查(St.George's respiratory questionnaire，SGRQ)评分变化情况。6MWD对患者运动耐力进行评价，行走距离越远表示运动耐力越好；采用CAT评分对患者疾病严重程度进行评分，分数越低越好；采用SGRQ评分对患者生存质量进行评价，分数越低生存质量越好。

1.7 统计学方法

采用SPSS 19.0统计学软件对数据进行统计分析，6个月内急性加重次数、住院次数等计量指标采用均数±标准差(x-±s)描述，组间比较采用独立样本t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者6个月内急性加重次数和住院次数比较

观察组6个月内急性加重次数为(1.14±0.62)次、住院次数为(0.84±0.55)次，少于对照组，差异有统计学意义(t=1.667，t=4.246；P＜0.05)，见表1。

表1 两组患者6个月内急性加重次数和住院次数比较

表1 两组患者6个月内急性加重次数和住院次数比较

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2.2 两组患者肺功能指标比较

两组治疗前肺功能指标组间比较，差异不具有统计学意义，观察组训练后FEV1、FVC、FEV1%pred以及FVC%pred水平高于对照组，差异有统计学意义(t=0.700，t=1.665，t=5.135，t=1.996；P＜0.05)，见表2。

2.3 两组患者免疫功能比较

两组治疗前免疫功能水平组间比较，差异无统计学意义；观察组训练后CD3+、CD4+及CD4+/CD8+水平与对照组比较，差异无统计学意义(t=1.399，t=1.538，t=0.896；P＞0.05)，见表3。

表2 两组患者肺功能指标比较

表2 两组患者肺功能指标比较

注：表中FEV1为第1秒用力呼气容积；FVC为用力肺活量；FEV1%为第1秒用力呼气容积预计值百分比；FVC%pred为用力肺活量占预计值百分比。

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表3 两组患者免疫功能比较

表3 两组患者免疫功能比较

注：表中CD3+、CD4+ 及CD4+/CD8+均为T淋巴细胞及亚群。

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表4 两组患者6MWD、CAT评分及SGRQ评分比较

表4 两组患者6MWD、CAT评分及SGRQ评分比较

注：表中CAT为慢性阻塞性肺疾病评估测试评分，SGRQ为圣乔治呼吸问卷调查评分。

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2.4 两组患者6MWD、CAT评分及SGRQ评分比较

两组治疗前6MWD、CAT评分及SGRQ评分组间比较，差异无统计学意义；观察组训练后6MWD距离长于对照组、SGRQ评分低于对照组及CAT评分与对照组比较，差异无统计学意义(t=1.959，t=0.215，t=13.257；P＞0.05)，见表4。

3 讨论

COPD具有发病率、致残率以及病死率均高的特点，由于长期处于低氧血症状态，COPD患者膈肌Ⅰ型、Ⅱ型纤维比例改变，呼吸肌肌力下降，引起通气功能下降，进而降低患者的运动耐力[5]。机体为代偿呼吸肌肌力下降而增强呼吸肌运动神经的驱动，胸腔、膈肌结构改变，可加重呼吸肌功能障碍[6]。而呼吸肌功能障碍是引起COPD患者运动耐力下降、致残的主要原因，单纯的氧疗及药物治疗并不能改善这一状况[7]。

有研究发现，COPD患者呼吸肌疲劳可导致肺功能下降，合理的肺康复治疗可提高呼吸肌张力[8]。2016年慢性阻塞性肺疾病全球创议中明确指出，肺康复训练、呼吸功能训练是稳定期COPD患者有效的非药物干预措施，可增加肋间外肌Ⅰ型纤维、Ⅱ型纤维，减少肌节长度，增加线粒体数量，诱导相应训练肌重塑，以增加吸气肌肌力和运动耐力[9]。

COPD患者多为中老年人，肋骨已出现不同程度的钙化，加之部分患者营养不良、合并心功能下降，往往不能耐受高强度的呼吸训练，治疗依从性较差[10]。深呼吸训练器是一种呼吸肌锻炼工具，利用阻抗原理，通过抵抗训练器的阻抗，增加吸气肌力，并增强呼吸肌强度和耐受力[11]。有研究认为，由于COPD患者肺功能较差，在进行呼吸训练时训练负荷不宜过高，常将深呼吸训练器负荷吸气肌训练的负荷控制在9 cmH2O左右[12]。

本研究根据PImax确定深呼吸训练器吸气肌训练负荷，首先采用PImax的15%进行训练，逐渐递增压力负荷，最终以60%的PImax最大负荷进行训练。本研究发现，采用深呼吸训练器大负荷吸气肌训练者6个月内急性加重次数、住院次数均少于采用深呼吸训练器低负荷吸气肌训练者。这一结果提示，稳定期COPD患者应用深呼吸训练器大负荷吸气肌训练可更好地控制COPD病情，减少COPD急性发作，延缓病程进展。

本研究还发现，采用深呼吸训练器大负荷吸气肌训练者训练后FEV1、FVC、FEV1%pred以及FVC%pred水平高于采用深呼吸训练器低负荷吸气肌训练者，这一结果提示，稳定期COPD患者应用深呼吸训练器大负荷吸气肌训练可更好地改善患者的肺功能，这是由于大负荷吸气肌训练逐步增加阻抗，通过抵抗训练器的阻抗，增加吸气肌力[13]。

COPD患者机体长期处于缺氧状态，激活氧化应激反应，导致免疫功能紊乱状态。CD3+、CD4+及CD8+是常见的T淋巴细胞亚群[14]。CD4+、CD8+T细胞亚群相互诱导、相互制约共同维持机体细胞免疫功能。当CD4+下降、CD8+升高时免疫功能紊乱[15]。本研究中采用深呼吸训练器大负荷吸气肌训练者训练后CD3+、CD4+及CD4+/CD8+水平与采用深呼吸训练器低负荷吸气肌训练者比较，差异不具有统计学意义。这一结果提示，稳定期COPD患者应用深呼吸训练器大负荷吸气肌训练对患者的免疫功能影响不明显。

本研究还发现，采用深呼吸训练器大负荷吸气肌训练者训练后6MWD距离长于采用深呼吸训练器低负荷吸气肌训练者，SGRQ评分低于采用深呼吸训练器低负荷吸气肌训练者。这一结果提示，稳定期COPD患者应用深呼吸训练器大负荷吸气肌训练可加强运动耐力，提高生存质量。这与深呼吸训练器大负荷吸气肌训练改善患者肺功能，减少COPD急性发作有关。

稳定期COPD患者应用深呼吸训练器大负荷吸气肌训练可改善患者肺功能，加强运动耐力，提高生存质量，减少住院次数，但对免疫功能影响不明显。