基于智能手環(huán)的呼吸功能訓練對阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征患者的影響研究

曹霞，周小麗，薛明月，李小龍

阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征（obstructive sleep apnea syndrome，OSAS）是睡眠期間上呼吸道部分或完全阻塞導致通氣不足甚至呼吸暫停，但呼吸驅(qū)動正常，可發(fā)送呼吸指令以興奮呼吸肌，表現(xiàn)為白天過度嗜睡、夜間反復憋醒、不規(guī)則打鼾等癥狀，且伴有間歇性低氧、高碳酸血癥等病理特征［1］。研究發(fā)現(xiàn)，OSAS患者總死亡風險是健康人群的5倍多［2］。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國居民OSAS患病率約為11%，且隨著年齡增長其患病率逐步遞增［3］，OSAS已成為不容忽視的公共健康問題。目前，臨床上用于緩解OSAS癥狀的方法主要有持續(xù)氣道正壓通氣、口腔矯治器、外科手術(shù)和藥物治療，但其因短期效果不佳、藥物不良反應或手術(shù)風險等原因被患者接受程度普遍不高［4-5］。HSU等［6］指出，OSAS的主要發(fā)病機制是呼吸控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降及睡眠期間氣道擴張肌維持氣道通暢的能力降低，故增強呼吸功能訓練有助于改善患者呼吸肌的協(xié)調(diào)性、增加肺容量和睡眠期間氣道通暢度，進而減輕間歇性缺氧程度和減少反復覺醒［7］。近年來，在“互聯(lián)網(wǎng)+”和萬物互聯(lián)的醫(yī)療行業(yè)發(fā)展背景下，以智能手環(huán)為代表的可穿戴裝置迅速崛起，其具有智能提醒、持續(xù)監(jiān)測等功能，且操作便捷［8］，使持續(xù)監(jiān)測機體生命活動成為可能。鑒于此，本研究旨在探討基于智能手環(huán)的呼吸功能訓練對OSAS患者的影響，以期為OSAS患者尋找一個精準、無創(chuàng)的治療選擇，為管理OSAS患者提供新思路。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2020年8月至2022年8月在海安市人民醫(yī)院診治的100例OSAS患者作為研究對象。納入標準：（1）符合OSAS的診斷標準［9］；（2）年齡≥18歲；（3）可正常溝通、交流；（4）能配合完成必要的檢查及干預。排除標準：（1）合并其他睡眠障礙或呼吸系統(tǒng)疾病，如嗜睡癥、原發(fā)性失眠、肺部感染、支氣管擴張等； （2）合并重要器官損傷；（3）正在參加其他臨床研究；（4）長期服用鎮(zhèn)靜、催眠類藥物。剔除標準：（1）試驗期間依從性差，自愿退出者；（2）病情加重須停止試驗者。采用隨機數(shù)字表法將患者分為試驗組與對照組，每組50例。兩組性別、年齡、BMI、頸圍、病情嚴重程度比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。本研究已通過海安市人民醫(yī)院倫理委員會審核批準（編號：2020L104），所有患者簽署知情同意書。

表1 兩組患者一般資料比較Table 1 Comparison of general data between the two groups

1.2 干預方法

1.2.1 對照組 對照組患者接受常規(guī)藥物治療及常規(guī)指導，其中常規(guī)藥物包括改善通氣類藥物（如茶堿、乙酰唑胺等）、抗嗜睡藥（如莫達化尼）、降壓藥等；常規(guī)指導包括戒煙戒酒、禁服鎮(zhèn)靜催眠類藥物、體質(zhì)量管理（如控制飲食、加強訓練等），并囑患者盡量保證充足睡眠、側(cè)臥位睡眠等。

1.2.2 試驗組 試驗組患者在對照組基礎(chǔ)上進行基于智能手環(huán)的呼吸功能訓練，具體訓練過程如下：（1）組建干預團隊：組建由護士長、呼吸專科護士、治療師、主治醫(yī)師及責任護士組成的干預團隊，團隊人員均進行相關(guān)培訓并通過考核。（2）制定呼吸功能訓練流程：干預團隊根據(jù)OSAS患者疾病特點討論并制定呼吸功能訓練流程，之后經(jīng)外部專家論證。然后選取8例OSAS患者參加1周的預試驗，收集患者反饋的信息，修改、完善并確定呼吸功能訓練流程。（3）實施基于智能手環(huán)的呼吸功能訓練：①向受試者統(tǒng)一發(fā)放小米手環(huán)5并要求其24 h佩戴，開啟心率監(jiān)測、血氧監(jiān)測、睡眠監(jiān)測、呼吸訓練等功能。②邀請受試者觀看小米手環(huán)的使用方法和干預團隊制定的呼吸功能訓練短視頻，以初步了解智能手環(huán)和呼吸功能訓練全過程。③由干預團隊成員現(xiàn)場演示小米手環(huán)功能和呼吸功能訓練全過程，有疑問的受試者可當場詢問，干預團隊成員需給予相應解答。④受試者學習并掌握基于智能手環(huán)的呼吸功能訓練方法后，利用小米手環(huán)預設的呼吸訓練程序，根據(jù)手環(huán)提示設置好各訓練方法的訓練時間，然后開始訓練，5 d/周，共干預8周。具體訓練方法如下：a縮唇呼吸訓練：受試者取坐位并放松全身，緊閉嘴巴，當手環(huán)屏幕顯示“吸氣”時緩慢深吸氣，屏氣2～3 s，待手環(huán)屏幕顯示“呼氣”時將嘴唇收縮成口哨狀并緩緩呼氣。呼氣強度以吹動患者正前方20 cm處的白紙為佳。注意盡可能使患者每次練習均做到深吸氣、慢呼氣，每次訓練10 min，1次/d。b腹式呼吸訓練：患者取坐位，全身放松，經(jīng)鼻深吸氣時腹肌松弛，腹部向上隆起，保持3～5 s后緩慢呼氣。呼氣時，腹部肌肉自然收縮。每次訓練10 min，1次/d。c呼吸操訓練：根據(jù)患者自身情況在小米手環(huán)設置心率預警值〔最大運動心率=0.8×（220-年齡）〕，訓練時如患者心率＞心率預警值則會自動報警。患者站立，兩腿自然分開，兩腳間距與肩齊平。雙手搭同側(cè)肩，向左（右）旋轉(zhuǎn)上身，旋轉(zhuǎn)時吸氣，復位時呼氣，左右均2次。右手放置左肩上，左手水平伸出，上半身向左自然旋轉(zhuǎn)2次，兩手交換姿勢后上半身向右旋轉(zhuǎn)2次，旋轉(zhuǎn)時吸氣，復位時呼氣。展臂擴胸，兩手臂前平舉并交叉，擴胸時手臂向兩側(cè)打開至側(cè)平舉，擴胸時吸氣，交叉時呼氣，重復2次。雙手叉腰，雙腿交替抬高，抬起時吸氣，復原時呼氣，重復2次。兩手置于同側(cè)胸廓對稱部位肋緣下吸氣，呼氣時兩手擠壓肋緣，重復2次。每次訓練20～30 min，1次/d。a、b、c訓練流程間可休息2～3 min。（4）質(zhì)量控制措施：①患者進行院內(nèi)訓練時，有干預團隊成員現(xiàn)場監(jiān)督并指導；患者進行院外訓練時，干預團隊成員可通過遠程視頻或在線打卡方式進行監(jiān)督。②每日通過小米手環(huán)登記患者夜間睡眠狀態(tài)數(shù)據(jù)（睡眠質(zhì)量分值、深睡眠時間及淺睡眠時間），以便實時了解患者睡眠質(zhì)量。③患者每日訓練時間及訓練時長應一致。

1.3 觀察指標

1.3.1 肺通氣功能指標和呼吸肌力指標 兩組患者分別于干預前及干預8周后進行肺功能測試，測試前休息15 min，采用德國MS-Diffusion耶格肺功能儀。肺通氣功能指標包括用力肺活量（forced vital capacity，F(xiàn)VC）和第1秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in the first second，F(xiàn)EV1）/FVC比值。呼吸肌力指標包括最大吸氣壓（maximal inspiratory pressure，MIP）和最大呼氣壓（maximal expiratory pressure，MEP）。重復測試3次，取最佳值。

1.3.2 運動耐力指標 干預前及干預8周后分別采用6 min步行試驗和“起立-行走”測試（Timed Up and Go Test，TUGT）評估兩組患者運動耐力。6 min步行試驗：受試者在步行起點休息10 min。由一名干預團隊成員設定計時器時長為6 min，計時開始后，受試者在30 m的走廊內(nèi)盡量勻速往返步行，如感覺疲勞可減慢步速或停下休息后繼續(xù)試驗，記錄受試者6 min步行距離［10］。TUGT：受試者在指定椅子上就座，當干預團隊成員發(fā)布“開始”指令后，受試者立即起身并盡可能快地朝前步行3 m，到達3 m標記線后轉(zhuǎn)身走回座椅前并坐下，記錄受試者所用時間［11］。

1.3.3 睡眠質(zhì)量指標 分別于干預前及干預8周后采用匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)（Pittsburgh Sleep Quality Index，PSQI）［12］評估兩組患者睡眠質(zhì)量，該量表涉及主觀睡眠質(zhì)量、睡眠時長、助眠藥物、入睡時間、睡眠效率、睡眠障礙、日間功能障礙7個維度。總分21分，評分越高提示患者睡眠質(zhì)量越差。

1.3.4 血清炎癥因子和總抗氧化能力（total antioxidant capacity，TAOC） 干預前及干預8周后抽取兩組患者空腹靜脈血，采用酶聯(lián)免疫吸附試驗檢測血清白介素6（interleukin-6，IL-6）、腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）及TAOC，檢測前24 h禁煙、酒、茶、咖啡及藥物。

1.4 統(tǒng)計學方法 使用SPSS 25.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)處理。符合正態(tài)分布的計量資料以（±s）表示，兩組間比較采用成組t檢驗，組內(nèi)干預前后比較采用配對t檢驗；計數(shù)資料以〔n（%）〕表示，組間比較采用χ2檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 肺通氣功能指標和呼吸肌力指標 干預前，兩組FVC、FEV1/FVC比值、MIP、MEP比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。干預后，對照組和試驗組FVC分別大于本組干預前，F(xiàn)EV1/FVC比值、MIP、MEP分別高于本組干預前，且試驗組FVC大于對照組，F(xiàn)EV1/FVC比值、MIP、MEP高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組干預前后肺通氣功能指標和呼吸肌力指標比較（±s）Table 2 Comparison of pulmonary ventilation function indexes and respiratory muscle strength indexes between the two groups before and after intervention

表2 兩組干預前后肺通氣功能指標和呼吸肌力指標比較（±s）Table 2 Comparison of pulmonary ventilation function indexes and respiratory muscle strength indexes between the two groups before and after intervention

注：FVC=用力肺活量，F(xiàn)EV1=第1秒用力呼氣容積，MIP=最大吸氣壓，MEP=最大呼氣壓；a表示與本組干預前比較，P＜0.05

組別例數(shù)FVC（L）FEV1/FVC比值（%）MIP（kPa）MEP（kPa）干預前干預后干預前干預后干預前干預后干預前干預后對照組502.21±0.422.27±0.35a58.52±6.62 60.32±6.05a6.46±1.047.54±1.22a7.75±2.038.48±2.35a試驗組502.18±0.352.73±0.88a59.46±6.19 67.15±8.43a6.27±1.658.43±2.28a7.06±2.19 10.09±3.24a t值0.3883.7320.7334.6540.6892.4341.6342.844 P值0.699＜0.0010.465＜0.0010.4930.0170.1050.005

2.2 運動耐力指標和PSQI評分 干預前，兩組6 min步行距離、TUGT結(jié)果、PSQI評分比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。干預后，對照組和試驗組6 min步行距離分別長于本組干預前，TUGT結(jié)果分別短于本組干預前，PSQI評分分別低于本組干預前，且試驗組6 min步行距離長于對照組，TUGT結(jié)果短于對照組，PSQI評分低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表3。

表3 兩組干預前后運動耐力指標和睡眠質(zhì)量指標比較（±s）Table 3 Comparison of exercise endurance indexes and sleep quality indicators between the two groups before and after intervention

表3 兩組干預前后運動耐力指標和睡眠質(zhì)量指標比較（±s）Table 3 Comparison of exercise endurance indexes and sleep quality indicators between the two groups before and after intervention

注：TUGT=“起立-行走”測試，PSQI=匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)；a表示與本組干預前比較，P＜0.05

組別例數(shù)6 min步行距離（m）TUGT結(jié)果（s）PSQI評分（分）干預前干預后干預前干預后干預前干預后對照組50351±58384±59a26.7±4.124.6±4.8a11.8±3.010.5±2.4a試驗組50354±58426±63a25.1±4.418.7±3.2a12.1±3.77.1±1.6a t值0.2923.4891.8717.3210.4568.365 P值0.7710.0010.064＜0.0010.650＜0.001

2.3 血清炎癥因子和TAOC 干預前，兩組血清IL-6、TNF-α及TAOC比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；干預后，對照組和試驗組血清IL-6、TNF-α分別低于本組干預前，TAOC分別高于本組干預前，且試驗組血清IL-6、TNF-α低于對照組，TAOC高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表4。

表4 兩組干預前后血清炎癥因子和TAOC比較（±s）Table 4 Comparison of serum inflammatory factors and TAOC between the two groups before and after intervention

表4 兩組干預前后血清炎癥因子和TAOC比較（±s）Table 4 Comparison of serum inflammatory factors and TAOC between the two groups before and after intervention

注：IL-6=白介素6，TNF-α=腫瘤壞死因子α，TAOC=總抗氧化能力；a表示與本組干預前比較，P＜0.05

組別例數(shù)IL-6（ng/L）TNF-α（ng/L）TAOC（U/ml）干預前干預后干預前干預后干預前干預后對照組5026.6±4.422.2±3.1a33.9±5.524.1±4.1a6.8±1.07.5±2.4a試驗組5025.2±3.412.7±2.4a34.3±5.615.4±3.2a6.1±1.79.2±2.6a t值1.74917.1550.35312.0132.4173.488 P值0.083＜0.0010.725＜0.0010.0180.001

3 討論

OSAS在成年人群中較常見，其主要臨床表現(xiàn)為睡眠期間反復上呼吸道阻塞，而反復上呼吸道阻塞又可引起夜間低氧和呼吸暫停，增加吸氣肌負擔，減少肺容量，進而導致呼吸肌力降低［13-14］。研究發(fā)現(xiàn)，OSAS患者運動耐力較差，常表現(xiàn)為疲乏無力，這不僅影響其呼吸肌功能，還影響其運動能力［15］。為了保障正常呼吸，呼吸肌疲勞時會需要更多血液供給，進而使骨骼肌血液供給不足，形成血液竊流，導致患者運動耐力下降［16］。本研究結(jié)果顯示，干預后，試驗組FVC大于對照組，F(xiàn)EV1/FVC比值、MIP、MEP高于對照組，6 min步行距離長于對照組，TUGT結(jié)果短于對照組，提示基于智能手環(huán)的呼吸功能訓練能有效改善OSAS患者肺通氣功能，提高患者呼吸肌力和運動耐力，與國內(nèi)外相關(guān)研究［17-18］結(jié)果接近。分析原因如下：縮唇呼吸訓練時受試者嘴唇呈口哨樣，可增強呼吸道壓力，避免外周小氣道提前塌陷，使肺內(nèi)殘氣順利排放，進而改善患者通氣；腹式呼吸訓練可增加橫膈活動范圍，避免不協(xié)調(diào)呼吸，提高氣道清除及防御能力，進而增加肺泡通氣量，改善肺通氣功能；呼吸操訓練是利用有氧運動和呼吸訓練督促患者自主進行高效的呼吸訓練，進而增強呼吸肌的耐力及協(xié)調(diào)性，既改善肺通氣功能［19］，也能減少“血液竊流”，增加骨骼肌血流供給，促使運動功能逐步恢復正常。而小米手環(huán)作為一種便攜式佩戴裝置，具有監(jiān)測性、可視化等特點，在呼吸功能訓練過程中起到指導患者呼吸訓練、監(jiān)測心率、智能提醒等重要作用，可有效提高呼吸功能訓練的質(zhì)量及患者的訓練配合度，為增加患者呼吸驅(qū)動力和肌肉力量、運動耐力等提供重要保障。

睡眠在維持機體功能和精神健康方面至關(guān)重要。研究表明，OSAS患者常因反復呼吸暫停而導致睡眠不足、覺醒次數(shù)增多、睡眠質(zhì)量降低及夢魘等［20］。本研究結(jié)果顯示，干預后試驗組PSQI評分低于對照組，提示基于智能手環(huán)的呼吸功能訓練能有效提高OSAS患者睡眠質(zhì)量，與ERTURK等［21］研究結(jié)果類似。分析原因如下：小米手環(huán)可直接監(jiān)測患者夜間睡眠狀態(tài)，為臨床醫(yī)生準確了解患者睡眠狀態(tài)及調(diào)整治療策略提供重要參考；此外，有效的呼吸功能訓練還可以改善患者呼吸功能，調(diào)節(jié)血液循環(huán)，松弛神經(jīng)緊張度，讓患者身心得以放松；再者，呼吸功能訓練過程中還可以強化對呼吸運動的控制和調(diào)節(jié)，增加呼吸道肌肉張力，減少耗氧及耗能，提高血氧飽和度，有效減輕患者夜間睡眠低氧和低通氣癥狀，使紊亂的睡眠模式逐步恢復，進而改善患者睡眠質(zhì)量。

研究表明，長期慢性間歇低氧環(huán)境、炎癥反應、氧化應激是OSAS患者病理性損傷的關(guān)鍵因素［20］，其中TNF-α、IL-6與OSAS的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)［22-23］。OSAS患者發(fā)病后因睡眠期間缺氧而使機體出現(xiàn)應激反應，致使交感神經(jīng)活性增加、血管收縮以改善氧氣輸送，但同時會引發(fā)局部炎性反應，導致IL-6、TNF-α等炎癥因子的釋放增多［24］；而炎癥反應又可引起局部腫脹增厚、上氣道肌纖維病變，從而誘發(fā)異常氣道反射及呼吸肌功能障礙，最終導致氣道塌陷［25］。TAOC是判斷氧化應激程度的關(guān)鍵指標。OSAS患者間歇性缺氧類似于缺血/再灌注，睡眠中反復缺氧及再氧合會產(chǎn)生過量氧自由基，破壞氧化及抗氧化平衡，進而促進氧化應激的發(fā)生［26］。本研究結(jié)果顯示，干預后試驗組血清IL-6、TNF-α低于對照組，TAOC高于對照組，提示基于智能手環(huán)的呼吸功能訓練可有效減輕OSAS患者炎癥反應和氧化應激，與慢性阻塞性肺疾病患者實施呼吸功能訓練后的結(jié)果［27］類似。分析原因如下：基于智能手環(huán)的呼吸功能訓練有助于增強機體防御能力，調(diào)節(jié)呼吸功能反射，改善氣道肌肉功能，減少呼吸道塌陷或阻塞，進而減輕患者夜間睡眠期間缺氧癥狀、減輕炎癥反應和氧化應激。

綜上所述，基于智能手環(huán)的呼吸功能訓練可有效改善OSAS患者肺通氣功能，提高患者呼吸肌力、運動耐力和睡眠質(zhì)量，減輕患者炎癥反應和氧化應激，可在臨床及家庭訓練中推廣應用。但本研究仍存在一定不足：（1）本研究是初探型研究，所用智能手環(huán)測量技術(shù)原理、作用機制仍有待深究；（2）目前國內(nèi)使用智能穿戴設備輔助治療OSAS的研究少見，相關(guān)專家共識及操作標準尚屬空白，故方法的精準度、合理性仍需大樣本量的實踐驗證或更專業(yè)的標準判定；（3）本研究為單中心研究，樣本量有限，且僅干預8周，未進行長期干預隨訪，故所得結(jié)論仍有待大樣本量、多中心研究進一步證實。

作者貢獻：曹霞進行文章的構(gòu)思與設計；曹霞、周小麗進行研究的實施與可行性分析，負責撰寫、修訂論文；薛明月、李小龍進行數(shù)據(jù)收集、整理、分析；曹霞、薛明月進行結(jié)果分析與解釋；周小麗負責文章的質(zhì)量控制及審校，對文章整體負責、監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。