慢性阻塞性肺疾病患者急性加重期運動療法的研究進展

祝進梅，張彩虹，郭洪花，陳曉梅

慢性阻塞性肺疾病急性加重期（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）是慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）病程中的急性階段，其特征為患者呼吸系統癥狀惡化超出日常變化水平，如短時間內呼吸困難、咳嗽、咳痰等癥狀加重，痰量增多呈膿性，并可伴有發熱等炎性反應明顯加重的癥狀，需要改變常規用藥［1］。有研究表明，大部分COPD患者平均每年急性加重1.12次，17%的患者甚至高達3次或以上［2］。AECOPD可導致患者肺功能急劇下降，伴隨全身炎性反應、負營養平衡、骨骼肌肌力下降等癥狀，嚴重影響患者的生活質量，并帶來沉重的經濟負擔［1，3］。有研究發現，缺乏運動為AECOPD患者骨骼肌無力的另一重要因素，且二者互為因果，形成惡性循環［3-4］。因此，歐洲呼吸學會/美國胸科學會指南指出，AECOPD患者早期進行運動鍛煉，可以對抗骨骼肌萎縮，提高患者的運動耐力、日常活動能力、肺功能和生活質量［5-9］，減少患者再次急性加重發生率［10-11］、再入院率和死亡率［12］。本文通過查閱國內外相關文獻，對AECOPD運動療法的安全性、開始時間和運動處方進行綜述，以期為AECOPD運動療法的應用提供參考依據。

1 AECOPD運動療法的安全性

運動療法的安全性是指患者在運動期間或者運動后，沒有出現任何臨床不良事件，如心律失常、心絞痛、四肢酸痛、腿部疲勞和不舒適感、心悸、出冷汗、面色蒼白、發紺、呼吸頻率＞25次/min、收縮壓改變＞靜息值的20%、心率＞最大心率的85%、血氧飽和度降低10%等［13-15］。運動鍛煉被認為是穩定期COPD患者的一種有效的非藥物治療手段，但對于AECOPD患者實施運動療法是否安全一直是一個具有爭議的問題。TANG等［13］將32名因急性加重而入院的COPD患者隨機分成低強度運動組、中高強度運動組和對照組，分別實施從入院到出院期間不同強度的有氧和抗阻相結合的運動鍛煉，并通過記錄患者在入院運動期間出現不良事件的次數和類別來判斷其安全性。結果顯示，6例患者共發生13次不良事件，其中對照組2例出現2次；低強度運動組3例出現4次；中高強度運動組1例出現7次。1次與運動有關的嚴重不良事件發生在低強度運動組的1例有心房顫動史患者的身上，具體表現為患者在步行過程中出現胸痛，但經過處理穩定后繼續完成規定的運動時間和強度，再沒出現不良事件。究其原因，患者的胸痛與其患有心房顫動有關，并不是運動所致。而出現在對照組和中高強度運動組的不良事件主要表現為健康者運動后也會出現的疲勞和不舒適感。其中，對照組患者之所以出現不良事件，可能是和該組患者平均年齡大于2個運動組，且每日進行一定的功能鍛煉有關。由此可見，COPD患者在急性加重期進行低強度或者是中高強度的運動鍛煉是安全的。

KNAUT等［14］讓11例AECOPD患者在跑步機上進行了1 次15 min的運動鍛煉，鍛煉的速度根據6 min步行運動距離（6MWD）/360 s進行計算得到，以期探究其運動的安全性。該研究納入的患者，54.5%（6/11）存在嚴重的呼吸困難，且通氣功能障礙嚴重（平均第1秒用力呼氣末容積＜34%），運動耐力也較差（平均6MWD低于同類患者100 m），然而患者卻未在有氧運動期間出現腿部疲勞感、心律失常或胸痛等不良事件。IRENE等［15］選取虛弱老年AECOPD患者為研究對象，從入院后第2 天開始直到出院都進行功率自行車運動以驗證運動的安全性，研究表明運動期間患者沒有出現任何不良事件。綜上所述，無論是通氣功能嚴重障礙，還是身體虛弱老年AECOPD患者進行適度的有氧運動是安全可行的。但是KNAUT等［14］的研究只進行了1次干預。IRENE等［15］的研究只持續了11 d，并只在患者住院期間開展，未進行出院后的追蹤評估，因此不確定運動干預對此類AECOPD患者的長期效果。因此，未來的研究可探討延長AECOPD患者運動干預的時間，并進行院外長期追蹤以進一步檢驗其安全性。

2 AECOPD運動療法的開始時間

AECOPD運動療法的安全性已被證實，但急性加重多久后開始運動，才能使患者最大限度受益，目前尚無一致結論。

2.1 肺部感染控制窗（PIC） 王振偉等［16］提出以PIC為切入點作為AECOPD患者運動鍛煉的開始時間。PIC臨床表現為患者體溫下降，痰液量減少、黏度變稀、痰色轉白，白細胞計數降低，胸部X線片示支氣管、肺部感染陰影消退，患者進入PIC的時間平均為7.5 d。一旦進入PIC，即表明患者肺部感染癥狀已得到初步控制，患者的主要問題就是通氣障礙。因此，此時只要能夠改善患者的通氣，緩解呼吸困難癥狀，即可穩定并且進一步改善患者的病情。有研究證明，運動有利于減輕呼吸困難的癥狀，因為COPD患者呼吸困難的程度主要與其對二氧化碳（CO2）的敏感性有關，而運動鍛煉能在一定程度上改善AECOPD患者的通氣功能，從而減輕因通氣不足引起的呼吸困難，提高運動耐力［17］。CLINI等［9］通過回顧1 826例因急性加重治療10 d后開始運動的COPD患者，探討AECOPD患者運動的可行性和效果。結果發現，無論患者呼吸困難嚴重程度如何，在經過10 d治療后進行低強度的運動都是可行的，且能提高患者的運動耐力和生活質量。因此，盡管上述2個研究界定運動開始時間的方式不同，但切入的時間點是相似的，且都能在保證患者安全性的前提下，改善患者的呼吸困難，提高患者的運動耐力和生活質量，而以PIC為切入點確定運動開始的時間，可以根據患者的個體差異來決定，相對來說更靈活，且更體現個體化原則。

2.2 入院后 48 h GREENING 等［18］對 389例 AECOPD 患者進行了前瞻性的隨機對照試驗，推薦患者入院后48 h即開始進行有氧、抗阻運動和神經肌肉電刺激療法，但在經過6個月的干預后卻發現，對照組和干預組在再入院率上沒有區別，反而12個月后干預組患者的死亡風險更高，但是研究者解釋該死亡風險增高并不是運動鍛煉直接導致，而是與患者出院后發生急性加重時延誤就醫，導致死亡風險增加有關。MATSUI等［19］回顧了日本12 572例因急性加重而入院的COPD患者，探討早期（入院48 h內）和延遲（入院48 h后）運動鍛煉的效果，結果顯示，入院48 h內進行鍛煉的患者可減少住院時間和出院后90 d內的再入院率。綜上所述，盡管上述2項研究提出開始運動的時間相同，但對再入院率的影響卻不同。因此，以入院后48 h為時間點開始運動鍛煉的效果有待進一步驗證。

3 AECOPD運動療法的運動處方

運動處方是根據個體情況而制定的一種定量化的、科學的并且可執行的鍛煉計劃，主要包括運動的方式、頻率、持續時間、周期和強度、過程監測［20］。目前，AECOPD患者的運動方式主要包括有氧運動、抗阻運動和有氧+抗阻運動3種。

3.1 有氧運動

3.1.1 運動方式 AECOPD患者有氧運動主要包括步行、慢跑、騎自行車等方式，其中以步行這種簡單、易于耐受的方式最常見。研究表明，有氧運動可使COPD骨骼肌中毛細血管數量增加，線粒體體積和數目增加，耐疲勞的Ⅰ類纖維比例增加、肌纖維增粗，從而改善骨骼肌的有氧代謝水平，增強骨骼肌收縮力，提高運動能力［21-22］。

3.1.2 運動頻率、持續時間及周期 REID等［23］推薦AECOPD患者運動的頻率為1次/2 d～1次/2周，運動持續時間為30 min/次～2 d/次，運動周期為4周～18個月。有研究表明，健康老年患者臥床休息10 d可導致股四頭肌肌力下降15%，下肢肌肉重量下降6.3%［24］，而進行長于6個月的運動鍛煉后可使身體功能和生活質量達到最佳狀態［25］。EMTNER等［25］建議AECOPD患者從入院后即開始鍛煉，出院后也要繼續在社區、基層醫療機構、家里主動進行康復鍛煉。但AECOPD患者由于缺乏運動重要性的認知以及時間、距離的限制等，普遍呈現出院后運動依從性較差的現象［17］。因此如何在解決限制因素的基礎上，提高AECOPD患者認知，增加其長期運動的依從性是一個值得進一步探討的問題。

3.1.3 評價指標 AECOPD患者開展有氧運動的運動強度通常采用靶心率來衡量［22］。測量靶心率盡管簡單，但其主要用于健康者。由于疾病因素的影響沒有考慮在內，由此計算出的運動強度可能會大于患者的耐受程度，從而導致呼吸困難、心悸、心律失常、四肢酸痛、腿部疲勞等不良事件出現的可能性增加。黃潘文等［26］根據靶心率制定AECOPD患者的運動強度，結果表明運動組有6例在試驗中脫落，其中3例是因不能耐受運動強度而退出研究。因此，單用靶心率來計算AECOPD患者的運動強度的準確性有待進一步考證。近幾年，AECOPD患者有氧運動的運動處方更關注患者的主觀呼吸困難和疲勞程度。IRENE等［15］探討運動干預對AECOPD患者的影響。對照組進行標準醫學和藥物治療，干預組在此基礎上進行增量式的功率自行車運動，從入院后第2 天開始直到出院，有氧運動處方根據患者的主觀感受來制定。結果表明，干預組這種有氧運動處方不僅沒有使患者出現任何不良事件，而且還顯著提高了患者的肌力和運動能力，改善了患者的呼吸困難癥狀和生活質量。由此可見，通過患者主觀感受來制定和調整運動處方是安全有效的，且體現了個體化特征，并有效提高了AECOPD患者的運動耐力和生活質量。

臨床上常將6MWD作為AECOPD患者有氧運動耐力的評價指標，但如何通過6MWD準確評估患者的運動能力是值得進一步研究的問題。OSADNIK等［27］進行了AECOPD住院期間是否需要進行2次6MWD的研究，納入46例AECOPD患者完成2次6MWD，結果顯示，32例的6MWD第2次測試比第1 次約提高了32 m，14例降低了約52 m，且與第1次測試6MWD≥400 m的患者相比，第2次測試值增加30 m以上僅出現在那些初測值＜400 m的患者中。因此，提高6MWD測試值的準確性，正確評估患者的運動能力，重復測試是必不可少的。然而，在臨床環境中重復測試不一定能夠進行，且不是所有患者都能耐受，所以應根據患者的病情嚴重程度、第1次測試時的癥狀體征以及6MWD，決定是否進行第2次測試，以提高其準確性。

相關生活質量是AECOPD患者進行有氧運動效果的另一重要評價指標［8］。目前，研究者大多采用圣喬治呼吸問卷（SGRQ）來評價AECOPD患者健康相關生活質量，該問卷具有良好的信效度［28］。但由于該問卷條目設計較為復雜，且問題較多（50個），填寫時需耗費大量的時間和精力，患者接受度低，因此實際應用較受限制。而COPD評估測試量表（CAT）和改良版氣促指數測量表（mMRC），由于問題較少，設置簡單，且與SGRQ存在明顯相關性［29］，因此已經逐漸取代SGRQ用于COPD患者生活質量的評價，并且被2013版全球COPD指南推薦使用［1］。

3.2 抗阻運動

3.2.1 運動方式 AECOPD患者行抗阻運動鍛煉主要借助特定的器械進行，如傳統的沙袋、啞鈴、橡皮條、拉力器，新型的特定肌力訓練器和等速肌力訓練儀等，其中以橡皮條、沙袋和啞鈴常用。與有氧運動相比，抗阻運動較少引起患者出現呼吸困難，且易于耐受，因此，近年來有關抗阻運動對AECOPD患者的影響成為研究的熱點。雖然抗阻運動和有氧運動一樣能提高患者的運動能力，但其機制不同。有研究表明，COPD患者血清中肌抑制素水平較高，而肌抑制素可抑制蛋白質、DNA的合成以及細胞的增殖，從而抑制骨骼肌的生長發育，導致肌無力和肌萎縮［30］。而抗阻運動可使AECOPD患者骨骼肌中肌抑制素的信使RNA（mRNA）表達水平顯著降低，而肌細胞生成素中的成肌分化抗原比例較高，從而增強肌力，提高運動能力［3］。

3.2.2 運動頻率、持續時間及周期 抗阻運動的周期和頻率與有氧運動類似，但運動的時間以組數和重復次數來表示，組數為每次 2～3組，每組重復 8～12次［3，31-32］。運動強度通常是根據患者僅能完成1次全關節運動的阻力重量（1RM）控制［3，22］。運動的初始負荷通常設定為1RM的40%～80%，再根據患者運動時的癥狀、疲勞情況以及呼吸困難評分逐漸增加［3，24，32］。TROOSTERS 等［3］運用股四頭肌訓練器，以1RM的70%為初始負荷對AECOPD患者進行股四頭肌的抗阻訓練，結果患者的訓練負荷平均增加了13%。而最近KOFOD等［30］運用踝關節袖帶，提出根據患者連續完成10次抗阻運動的阻力重量（10RM）來確定運動強度，進行伸展膝關節抗阻運動以鍛煉股四頭肌，結果患者的訓練負荷平均增加了50%。這兩種運動處方都可增加訓練負荷，提高患者的運動能力，從而顯著改善患者的日常活動能力和生活質量。但與1RM方式確定運動強度相比，10RM方式可使物理治療師在每組運動之后更靈活、快速地調整訓練負荷，以適應機體運動的需要，增強訓練效果。且相比之下，運用踝關節袖帶這類簡單的工具進行抗阻訓練，不僅可達到特定肌力訓練器這種先進、復雜、昂貴器械的效果，而且由于進行的是局部鍛煉，不會增加全身負擔和呼吸困難，因此，可以在進一步驗證的基礎上大力推廣。

3.2.3 評價指標 抗阻運動能顯著改善患者的生活質量，主要通過CAT、mMRC和SGRQ評價，除此之外，IRENE等［32］提出運用歐洲五維健康量表（EQ-5D）來評價抗阻運動對AECOPD患者感知健康狀況的影響。其中，EQ-5D由描述系統、EQ-5D視覺模擬量表（VAS）、EQ-5D指數3部分組成，描述系統有5個維度：行動、自我照顧、日常活動水平、疼痛/不適、焦慮/抑郁，每個維度3個層次：沒有困難、一些困難、極度困難。VAS是一條垂直的長20 cm的刻度尺，刻度尺底端表示0分，代表心目中最差的健康狀況，頂端表示100分，即心目中最好的健康狀況。然后再根據效用值換算表計算EQ-5D指數。雖然該研究運用該量表作為評價指標，且發現患者在進行抗阻運動干預后感覺健康狀況顯著改善，但其是一個普適性量表，與COPD的相關性有待進一步研究。

3.3 有氧+抗阻運動 有氧+抗阻運動的運動處方，即將上述兩種運動處方結合指導患者進行運動。TANG等［13］將32例因急性加重而入院的COPD患者隨機分成對照組、低強度運動組和中高強度運動組，實施從入院到出院期間不同強度的有氧和抗阻相結合的運動鍛煉。兩個運動組的患者7.5 min/次，2次/d的步行有氧鍛煉并利用橡皮條的上下肢抗阻鍛煉。其中，低強度運動組以基線3 min步行運動距離（3MWD）速度和1RM的40%的強度進行運動鍛煉，中高強度運動組以基線3MWD速度和1RM的70%的強度進行運動鍛煉。并且在出院后1周內對所有運動組的患者進行了深入的半結構式訪談，以了解其對急性加重期參加運動的感受、體驗和態度［33］。結果表明，這種有氧+抗阻運動處方不僅可以改善患者的肺功能、提高患者的運動能力、日常活動能力、生活質量，還可讓所有患者意識到急性加重期進行運動鍛煉的重要性，且對其表達出積極感受。盡管如此，患者表示出院后也不愿意參加社區的正式運動計劃：一些患者表示自己事情很多，沒有時間參加運動；一些患者認為社區的運動方式不具有挑戰性，而不愿參加；還有一些患者不喜歡不得不去參加運動的感覺；另外一些患者認為距離太遠，交通不便是影響他們參加社區運動最主要的原因。由此可見，大部分患者出院后參與社區運動的依從性較差。然而，該研究是患者在出院1周內完成訪談，缺乏長時間追蹤，不確定參與者后期是否改變了參與社區運動計劃的想法，因此在今后的研究中可延長時間進一步探討。

綜上所述，AECOPD患者進行運動鍛煉已成為國內外研究的熱點問題。不管是存在嚴重通氣功能障礙，還是虛弱的老年AECOPD患者，進行一定強度的運動鍛煉都是安全可靠的。然而，對于AECOPD患者開始運動的時間尚無一致結論，因此在今后的研究中，可在循證的基礎上界定一個既有效又安全的時間，以指導臨床實踐。此外，根據患者個體情況而制定的包括運動方式、頻率、強度、持續時間和過程監測的運動處方，不僅可以改善患者的肺功能并提高患者的運動耐力、日常活動能力、生活質量以及健康狀況，還可改變患者對運動的態度和看法。然而，目前我國對于AECOPD患者進行運動鍛煉相關研究依然較少，因此，AECOPD患者進行運動鍛煉的影響因素分析和運動意愿調查，是國內AECOPD運動療法開展的基礎，具有現實的臨床意義，值得進一步深入探討。

作者貢獻：祝進梅、郭洪花進行文章的構思與設計；祝進梅、陳曉梅進行數據收集與整理；祝進梅撰寫論文；祝進梅、張彩虹、郭洪花進行論文的修訂；張彩虹、陳曉梅進行英文的修訂；郭洪花負責文章的質量控制及審校；張彩虹對文章整體負責，監督管理。

本文無利益沖突。