心肺康復運動訓練對特發性肺間質纖維化患者心肺功能的影響研究

賴德清，袁亞迪，謝曉梅，楊霞

特發性肺纖維化（idiopathic pulmonary fibrosis，IPF）是肺間質局限性炎癥引起的慢性病變，常見于中老年人群，隨著肺纖維化持續進展可導致肺功能出現不可逆損傷，嚴重威脅患者的生命安全。目前IPF的發病機制尚未完全明確，藥物治療患者的中位生存時間僅為2.5～3.5年，難以獲得預期效果［1-3］。近年心肺康復在慢性肺疾病治療中應用廣泛并取得了一定進展，肺功能康復是其核心內容，可有效緩解患者呼吸困難癥狀，改善運動耐量及生活質量，現已成為呼吸病學的重要組成部分［4］。既往研究表明，IPF患者存在用力肺活量（forced vital capacity，FVC）下降和彌散功能障礙，在運動狀態下尤為突出，其與肺組織損傷程度相關［5］。此外，心臟功能與肺功能存在緊密聯系，僅進行心功能康復或肺康復難以達到良好的效果，因而將心、肺作為整體進行康復訓練，任何臟器負荷加重均會對患者整體功能的恢復造成嚴重影響。心肺康復的內容包括康復評估、生命體征監測和運動訓練3個部分，以逐漸增強心肺功能并提升氧攝取和利用能力為目的。賀慧博等［6］研究表明，中度IPF患者接受心肺康復訓練有利于改善其肺功能、運動耐量及生活質量，但其具體作用機制仍未完全明確。本研究旨在探討心肺康復運動訓練對IPF患者心肺功能的影響，以期為臨床應用提供更多的循證醫學證據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取都江堰市醫療中心2017年8月至2020年8月收治的IPF患者82例，均符合IPF的相關診斷標準［7］，且用力肺活量占預計值百分比（percentage of forced vital capacity to predicted value，FVC%）≥50%或一氧化碳彌散量（diffusion capacity for carbon monoxide，DLCO）≥30%。排除標準：（1）合并肺部感染、心腦血管疾病、惡性腫瘤等嚴重基礎疾病者；（2）合并肝、腎等重要臟器功能不全者；（3）合并心力衰竭、心肌梗死、腦出血等疾病且存在心肺康復運動訓練禁忌證者；（4）伴有精神疾病或認知障礙者。按照隨機數字表法將所有患者分為觀察組和對照組，各41例。觀察組中男23例，女18例；年齡47～83歲，平均（63.9±10.2）歲；病程9個月～4年，平均（2.4±0.9）年；吸煙13例（31.7%）。對照組中男26例，女15例；年齡45～87歲，平均（65.1±10.7）歲；病程7個月～5年，平均（2.2±1.0）年；吸煙17例（41.5%）。兩組患者性別（χ2=0.456）、年齡（t=0.528）、病程（t=0.858）、吸煙率（χ2=0.841）比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。本研究已獲得都江堰市醫療中心倫理委員會審核批準，患者對本研究知情并簽署知情同意書。

1.2 方法 患者入院后均完善相應的實驗室檢查及心、肺影像學檢查，并給予化痰、抗感染等對癥支持治療，針對急性加重者予以潑尼松或硫唑嘌呤聯合氧療（氧流量為2～4 L/min，氧濃度為30%～35%），療程均為3個月。觀察組患者在此基礎上接受心肺康復運動訓練，具體內容如下：干預前備好腎上腺素、除顫儀和氧等急救設備，應用2900型心肺運動試驗（cardiopulmonary exercise test，CPET）測試儀（意大利COSMED公司生產）檢測患者的生命體征、無氧閾并使用計算機進行實時記錄，而后在專業醫師的監督下定期開展心肺康復運動訓練，大致分為3個階段：熱身階段是應用意大利COSMED功率自行車，以10 W的功率踏車10 min；在訓練前患者需先完成測試，即設定踏車功率為20 W，按照5～15 W進行漸次遞增，并維持腳踏車轉速為60 r/min，記錄患者無氧閾值對應的功率，而后制定訓練方案，訓練階段則依據此測試結果踏車30～40 min；最后，完成整理運動階段，以0 W緩慢踏車5 min結束。若患者在訓練階段出現胸悶、頭暈或心律失常等不適癥狀或血氧飽和度（blood oxygen saturation，SaO2）＜85%時需立即以0 W緩慢踏車5 min結束訓練，1次/d，3～5次/周，持續訓練3個月。依據患者不同階段的無氧閾改善狀況評估其康復效果，以進一步制定下一步的訓練方案。

1.3 觀察指標 （1）肺功能指標：分別于干預前后應用SD-75型肺功能儀（日本株式會社）檢測兩組患者FVC%、第1秒用力呼氣容積占預計值百分比（percentage of forced expiratory volume in the first second to predicted value，FEV1%）、一氧化氮彌散量占預計值百分比（percentage of diffusion capacity for carbon monoxide to predicted value，DLCO%）。（2）6 min步行距離（6 min walking distance，6MWD）：分別于干預前后囑患者穿舒適衣物休息15 min，而后于50 m的平坦空地上以盡可能快的速度往返行走，6 min后測量其6MWD。（3）Borg呼吸困難評分：采用Borg呼吸困難評分評估兩組患者干預前后呼吸困難程度，患者在評估前30 min停止吸氧，若患者在測試過程中出現胸悶、頭暈或心律失常等癥狀則立即停止測試，得分越高表明患者呼吸困難程度越嚴重。（4）動脈血氣分析指標：分別于干預前后應用pHox全自動血氣分析儀（美國NOVA公司生產）檢測兩組患者動脈血氣分析指標，包括動脈血氧分壓（partial pressure of arterial oxygen，PaO2）、動脈血二氧化碳分壓（partial pressure of arterial blood carbon dioxide，PaCO2）、氧合指數（oxygenation index，OI）。（5）呼吸力學指標：分別于干預前后應用Ventrak呼吸功能監測儀（美國Novamatrix公司生產）檢測兩組患者吸氣末跨肺壓（end-inspiratory transpulmonary pressure，Ptp-ei）和呼氣末跨肺壓（end-expiratory transpulmonary pressure，Ptp-ee），計算跨肺驅動壓（ΔPtp），ΔPtp=Ptp-ei-Ptp-ee。

1.4 統計學方法 應用SPSS 19.0統計學軟件進行數據處理。計數資料以相對數表示，組間比較采用χ2檢驗；計量資料以（±s）表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗，組內比較采用配對t檢驗。采用Pearson相關分析探討IPF患者干預后呼吸力學指標與6MWD、Borg呼吸困難評分的相關性。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 肺功能指標 兩組患者干預前FVC%、FEV1%、DLCO%及干預后FEV1%比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；觀察組患者干預后FVC%、DLCO%高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。兩組患者干預后FVC%、FEV1%、DLCO%分別高于本組干預前，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 兩組患者干預前后肺功能指標比較（±s，%）Table 1 Comparison of pulmonary function indexes between the two groups before and after intervention

表1 兩組患者干預前后肺功能指標比較（±s，%）Table 1 Comparison of pulmonary function indexes between the two groups before and after intervention

注：a表示與本組干預前比較，P＜0.05；FVC%=用力肺活量占預計值百分比，FEV1%=第1秒用力呼氣容積占預計值百分比，DLCO%=一氧化碳彌散量占預計值百分比

images/BZ_93_190_2712_2276_2830.png對照組 41 60.82±10.65 68.12±9.56a 65.24±12.09 69.43±11.38a 43.79±8.62 48.37±9.86a觀察組 41 62.39±10.47 72.94±8.73a 64.58±12.35 70.14±10.96a 45.06±8.91 52.63±9.24a t值 0.673 2.384 0.245 0.288 0.656 2.019 P值 0.503 0.019 0.807 0.774 0.514 0.047

2.2 6MWD和Borg呼吸困難評分 兩組患者干預前6MWD、Borg呼吸困難評分比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；觀察組患者干預后6MWD長于對照組，Borg呼吸困難評分低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。兩組患者干預后6MWD分別長于本組干預前，Borg呼吸困難評分分別低于本組干預前，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組患者干預前后6MWD和Borg呼吸困難評分比較（±s）Table 2 Comparison of 6MWD and Borg dyspnea score between the two groups before and after intervention

表2 兩組患者干預前后6MWD和Borg呼吸困難評分比較（±s）Table 2 Comparison of 6MWD and Borg dyspnea score between the two groups before and after intervention

注：a表示與本組干預前比較，P＜0.05；6MWD=6 min步行距離

6MWD（m） Borg呼吸困難評分（分）干預前 干預后 干預前 干預后對照組 41 285.63±54.17 308.25±56.78a5.29±1.03 3.65±0.82a觀察組 41 287.04±52.96 346.81±57.49a5.43±1.06 3.17±0.74a t值 0.119 3.056 0.607 2.783 P值 0.905 0.003 0.546 0.007組別 例數

2.3 動脈血氣分析指標 兩組患者干預前PaO2、PaCO2、OI及干預后PaCO2比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；觀察組患者干預后PaO2、OI高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。兩組患者干預后PaO2、OI分別高于本組干預前，差異有統計學意義（P＜0.05），見表3。

表3 兩組患者干預前后動脈血氣分析指標比較（±s，mm Hg）Table 3 Comparison of arterial blood gas analysis between the two groups before and after intervention

表3 兩組患者干預前后動脈血氣分析指標比較（±s，mm Hg）Table 3 Comparison of arterial blood gas analysis between the two groups before and after intervention

注：a表示與本組干預前比較，P＜0.05；1 mm Hg=0.133 kPa；PaO2=動脈血氧分壓，PaCO2=動脈血二氧化碳分壓，OI=氧合指數

images/BZ_94_187_2190_2278_2308.png對照組 41 92.13±12.06 98.62±9.47a 39.25±1.84 38.72±1.69 209.85±26.91 228.04±25.39a觀察組 41 91.74±10.85 104.38±9.12a 39.61±2.06 39.14±1.87 213.48±26.53 239.16±24.71a t值 0.154 2.805 0.835 1.067 0.615 2.010 P值 0.878 0.006 0.407 0.289 0.540 0.048

2.4 呼吸力學指標 兩組患者干預前Ptp-ei、Ptp-ee、ΔPtp及干預后Ptp-ee比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；觀察組患者干預后Ptp-ei、ΔPtp低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。兩組患者干預后Ptp-ei、ΔPtp分別低于本組干預前，差異有統計學意義（P＜0.05），見表4。

表4 兩組患者干預前后呼吸力學指標比較（±s，cm H2O）Table 4 Comparison of respiratory mechanics indexes between the two groups before and after intervention

表4 兩組患者干預前后呼吸力學指標比較（±s，cm H2O）Table 4 Comparison of respiratory mechanics indexes between the two groups before and after intervention

注：a表示與本組干預前比較，P＜0.05；1 cm H2O=0.098 kPa；Ptp-ei=吸氣末跨肺壓，Ptp-ee=呼氣末跨肺壓，ΔPtp=跨肺驅動壓

images/BZ_94_189_2771_2276_2889.png對照組 41 12.49±1.26 10.92±1.45a 4.35±0.91 4.02±0.93 8.76±2.05 6.58±1.49a觀察組 41 12.87±1.43 10.05±1.38a 4.16±0.94 3.89±0.86 8.61±2.17 5.92±1.34a t值 1.276 2.783 0.930 0.657 0.322 2.109 P值 0.205 0.007 0.355 0.513 0.749 0.038

2.5 相關性分析 Pearson相關分析結果顯示，IPF患者干預后Ptp-ei、ΔPtp與6MWD呈負相關，與Borg呼吸困難評分呈正相關（P＜0.05）；IPF患者干預后Ptp-ee與6MWD、Borg呼吸困難評分均無直線相關關系（P＞0.05），見表5。

表5 IPF患者干預后呼吸力學指標與6MWD、Borg呼吸困難評分的相關性分析（r值）Table 5 Correlation analysis of respiratory mechanics indexes with 6MWD and Borg dyspnea score after intervention of IPF patients

3 討論

IPF是由遺傳、吸煙及感染等多種因素綜合作用導致的一種慢性進展性病變，起病隱匿，全球患病人數約有300萬，是現階段威脅人們身體健康的重要公共衛生問題［8］。目前臨床針對IPF尚缺乏特異性的治療藥物，因此非藥物治療的重要性日益突出，其中心肺康復訓練的作用已獲得國內外的一致認可，大致分為靜態訓練、動態訓練及聯合訓練［9-10］。IPF可引發機體肺功能減退，僅依據FVC、FEV1和DLCO等肺功能指標常難以較準確地反映患者肺功能及運動耐量，而CPET測試儀是集康復評估、生命體征監測和運動訓練為一體的儀器，可實時監測患者在代謝增加時的肺代償能力和受限程度，有助于制定個體化的心肺康復運動訓練方案，而心肺康復運動訓練具有操作簡單、安全且可重復等優勢［11-12］。本研究旨在探討心肺康復運動訓練對IPF患者的干預效果，以期為臨床應用提供更多的循證醫學證據。

本研究觀察組患者借助CPET測試儀檢測無氧閾，而后采用功率遞增踏車訓練進行心肺康復運動訓練，結果顯示，觀察組患者干預后FVC%、DLCO%高于對照組，與賀慧博等［6］研究結果一致，表明在常規藥物治療基礎上采用心肺康復運動訓練可有效改善IPF患者的肺功能。此外，IPF患者的病變不僅局限于肺間質，也多累及肺泡上皮細胞和毛細血管內皮細胞，甚至肺動脈或肺靜脈，因此患者在出現肺泡順應性降低和通氣功能下降的同時，多存在肺組織彌散功能、肺換氣功能障礙，因此患者多在運動時存在缺氧癥狀［13-15］。本研究結果顯示，觀察組患者干預后6MWD長于對照組，Borg呼吸困難評分高于對照組，且觀察組患者干預后PaO2、OI高于對照組，表明心肺康復運動訓練可有效增強IPF患者的運動耐量，減輕呼吸困難癥狀，還可改善患者的肺換氣功能。

有研究表明，心肺康復運動訓練除可鍛煉肺的儲備功能、提升胸腔容積外，還有利于增強患者的呼吸肌功能，預防肺泡塌陷，減小無效腔，從而促進呼吸力學指標恢復正常［16］。呼吸力學指標是近年臨床評估患者呼吸功能常用的工程學觀點方法，既往研究證實，ΔPtp升高提示肺組織損傷程度加重，其是患者預后不良的預測因素［17-19］。本研究結果顯示，觀察組患者干預后Ptp-ei、ΔPtp低于對照組，且IPF患者干預后Ptp-ei、ΔPtp與6MWD呈負相關，與Borg呼吸困難評分呈正相關，表明心肺康復運動訓練可有效減少IPF患者呼吸肌做功，進而有利于提高患者的運動耐量，減輕呼吸困難癥狀。目前心肺康復運動訓練雖已廣泛應用于臨床，但具體鍛煉方法和運動強度仍缺少統一標準，其中動態運動訓練主要包括步行、踏車及平板等［20］。踏車運動訓練具有操作簡單、安全、可個體化調控等優勢，在目前缺少相關指南的情況下，是一種安全、有效的干預方案。

綜上所述，心肺康復運動訓練可有效改善IPF患者的肺通/換氣功能，改善缺氧程度，減少呼吸肌做功，進而提高患者的運動耐量，減輕呼吸困難癥狀。但本研究納入樣本量較小，且未將心肺康復運動訓練與其他康復措施進行對比分析，導致結果存在一定偏倚，后續還需進行大樣本量的研究進一步探討心肺康復運動訓練與其他康復措施的對比。

作者貢獻：賴德清、袁亞迪進行文章的構思與設計，論文的修訂；袁亞迪進行研究的實施與可行性分析，結果分析與解釋；謝曉梅、楊霞進行數據收集、整理、分析；賴德清撰寫論文，負責文章的質量控制及審校，并對文章整體負責、監督管理。

本文無利益沖突。