慢性阻塞性肺疾病病人心肺耐力研究進展

Research progress of cardiorespiratory fitness in patients with chronic obstructive pulmonary disease

CHEN Hongxin1，2， CHENG Xirong1*， CHEN Lixia1， XU Jing1，2， CHANG Mengting1，2

1.The Second Affiliated Hospital of Nanjing University of Chinese Medicine，Jiangsu 210017 China；2.School of Nursing， Nanjing University of Chinese Medicine

*Corresponding Author" CHENG Xirong， E?mail： 1343471603@qq.com

Keywords" chronic obstructive pulmonary disease； cardiorespiratory fitness； pulmonary rehabilitation； nursing； review

摘要" 綜述慢性阻塞性肺疾病病人心肺耐力的概念、評估方式、影響因素和干預措施，為構建適合我國慢性阻塞性肺疾病病人心肺耐力的干預方案提供參考依據，提高其生活質量。

關鍵詞" 慢性阻塞性肺疾病；心肺耐力；肺康復；護理；綜述

doi：10.12102/j.issn.1009-6493.2024.24.024

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）作為一種高發病率、高死亡率的異質性肺部狀態[1]，受到全球公共衛生事業重點關注。據調查，預計至2050年，全球COPD病人將達到6億人，我國現有近1億例COPD病人，40歲以上人群占13.6%，提示我國面臨嚴峻的疾病挑戰[2?3]。COPD會導致心肺功能受損、骨骼肌功能障礙、運動不耐受等情況[4]，使病人心肺耐力受損，嚴重影響其生活質量。已有研究證實，COPD病人心肺耐力的好轉可以有效改善上述問題[5]。本研究旨在通過對COPD病人心肺耐力的概念、評估方法、影響因素及干預措施進行綜述，以期增進對COPD病人心肺耐力的理解及尋找干預靶點，采取針對性干預方案提升其心肺耐力水平，最終改善病人生活質量。

1" 心肺耐力的概念

20世紀50年代，心肺耐力作為體適能的重要組成部分，已受到研究者重點關注，被認為是反映人體健康素質的核心要素[6]。心肺耐力是指身體長時間進行有氧運動或活動而不感到疲勞的能力，可綜合反映機體攝取、轉運和利用氧做功的能力，作為全因和疾病特異性并發癥發生率和死亡率的獨立預測因子，與糖尿病、吸煙等傳統危險因素相比具有更強的預測作用，2016年，美國心臟協會推薦其作為常規監測的第五大生命體征[7?8]。心肺耐力最初用于心血管疾病的評估及干預，后經證實其在COPD中的重要性，逐步成為該疾病的重要監測指標。心肺耐力不僅可以預測COPD遠期發病風險，還能夠反映病人心肺功能及運動能力，并可作為運動處方制訂依據，為病人康復鍛煉提供個性化指導[9]。此外，心肺耐力還可預測COPD病人預后情況，便于醫務人員采取措施改善其結局轉歸，提升生活質量[9]。因此，心肺耐力作為COPD病人重要影響因素需受到臨床重視，醫務人員應制定方案幫助病人改善心肺耐力。

2" 心肺耐力的評估方式

2.1 直接測量法

直接測量法是要求受試者在功率自行車或跑步機等專業設備上佩戴測試儀器，選用遞增運動負荷試驗方案進行測試，通過測量最大攝氧量（VO2max）、峰值攝氧量（VO2peak）、無氧閾（AT）、峰值功率（WRpeak）等指標[10]，從機體心肺功能、運動耐量及疾病預后方面綜合評價心肺耐力的方法，臨床常用心肺運動試驗（CPET）進行檢測，因其強調人體在運動狀態下的反應，并能夠全面、綜合評價心肺、神經骨骼肌肉在運動負荷下的功能情況，故成為評估心肺耐力的金標準[11]。此外，CPET測量結果可作為COPD病人個性化運動處方制訂的依據[11]，幫助病人針對性進行疾病康復治療，提升生活質量。直接測量法準確性高，能夠明確反映病人心肺耐力水平，但因其需要專業設備、專業人員且存在較高運動風險而不利于常規、大規模開展，且與日常活動能力有一定差異性，無法完全代表病人日常活動中的心肺耐力水平。

2.2 間接測量法

2.2.1 6 min步行試驗（6MWT）

6MWT是臨床應用最廣泛的功能性行走試驗之一，是Balke根據Cooper的12 min走跑測試簡化而來，評估COPD慢性呼吸系統疾病病人運動耐量和功能狀態[12]。有研究測量36例中重度COPD病人的6MWT、CPET發現，二者具有相關性，即步行距離越長，病人心肺耐力越好[13]。Vonbank等[14]在此基礎上對不同嚴重程度的COPD病人進行分析，發現此關系適用于中至重度COPD病人，而在輕度病人中應用效果尚不明確。此外，吳波等[15]對30例穩定期COPD病人行6MWT、CPET測試，比較二者對運動低氧的敏感性，通過測量病人低氧發生率和時間，發現6MWT能更早反映運動低氧的發生，提示其對機體AT閾值的反應更靈敏。6MWT可通過評估病人運動能力間接反映心肺耐力水平，且簡便易行，便于臨床普及應用，但需注意結果可能會受疾病嚴重程度、個體意愿等生理或心理影響。

2.2.2 遞增往返步行試驗（ISWT）

ISWT是一種運動強度遞增的步行測試，由Singh等[16]于1992年針對COPD病人開發，主要評估其運動功能。ISWT要求病人在10 m的跑道來回行走，并根據錄音提示調整速度，直到病人因呼吸困難而無法保持所需速度或未能在規定時間完成往返任務或達到85%最大心率[16]。一項Meta分析顯示，ISWT和6MWT均可顯性預測COPD病人VO2peak水平，但經亞組分析發現ISWT與VO2peak關聯更強，提示其能更好反映心肺耐力[17]。ISWT具有良好的可重復性，但臨床應用不及6MWT，這可能與其對病人步行速度要求較高、易誘發心血管等風險事件有關。此外，目前尚未明確不同疾病分期或嚴重程度下COPD病人ISWT和心肺耐力的關聯，還需深入探討。

2.3 量表評估

目前暫未檢索到心肺耐力測評專用量表，但已有學者對COPD常用生活質量評估量表與心肺耐力相關性進行探索，發現其可輔助評估病人的心肺耐力。如Hajiro等[18]發現圣喬治呼吸問卷得分能夠負向預測輕度COPD病人VO2max水平，Pisi等[19]發現COPD評估測試得分與VO2peak呈負相關。可見，COPD常用量表可輔助評估病人的心肺耐力，但準確性可能會受疾病嚴重程度、性別因素等影響，需配合直接法、間接法使用。另外，還可進一步開發針對性量表，便于簡化臨床COPD病人心肺耐力的評估。

3" COPD病人心肺耐力的影響因素

3.1 人口學因素

年齡、性別是COPD病人心肺耐力的影響因素。隨年齡增長，心肺耐力受損更為常見，呈非線性下降趨勢[20]。分析原因與機體衰老有關，心肺功能、骨骼肌功能逐漸下降，機體難以維持正常心肺耐力。此外，COPD還會加速機體衰老[21]，致使病人心肺耐力水平較健康老年人更低。性別是影響COPD病人心肺耐力的又一因素，研究指出女性更易出現VO2peak降低[22]。一方面可能受生理結構影響，健康女性VO2peak低于男性；另一方面，女性受疾病影響后VO2peak下降速度快于男性[22]。因此，在臨床護理中，需關注老年女性COPD病人心肺耐力的評估，為制訂鍛煉計劃、評估隨著年齡增長而致殘和死亡的風險提供依據。

3.2 疾病相關因素

3.2.1 疾病分期及嚴重程度

目前，臨床多探討疾病分期對COPD病人肺功能、運動耐力的直接影響，對不同分期下COPD病人的心肺耐力水平及特征報道較少，且研究多關注穩定期COPD病人群體，這可能與急性期多為暫時性、穩定期為常態，后者更能代表病人心肺耐力有關。疾病嚴重程度能負向預測COPD病人心肺耐力。任紅巖等[23]發現，當病人COPD全球倡議疾病分期越高時，VO2max、AT水平越低。張艷新等[24]分析穩定期COPD病人不同證型的心肺耐力也得到類似結論，中醫學認為COPD從肺、脾及腎是一個臟腑虛損不斷加重的過程，也是疾病逐漸加重的表現。提示醫務人員需重視預防COPD病人疾病急性加重，并在穩定期及時采取措施維持病人心肺耐力。

3.2.2 其他因素

研究發現，吸煙、合并癥亦能影響COPD病人的心肺耐力。吸煙會降低肺、肌肉組織氣體交換效率和氧承載能力[25]，影響機體心肺功能和肌肉氧合能力，致使機體維持心肺耐力能力下降。據調查，89.2% COPD病人伴有合并癥[26]，而多病共存使機體遭受更重的疾病負擔，加重機體通氣功能受損及降低肌肉氧合能力，導致運動功能進一步受限。提示臨床護理應聚焦吸煙、多發共病的病人，以針對性提高其心肺耐力水平。

3.3 營養狀況

體質指數（BMI）是評估COPD病人營養狀況重要指標，可作為心肺耐力水平的獨立預測因素。王瑞萍等[27]通過比較有無營養風險老年穩定期COPD病人間的CPET指標發現，相較于無營養風險組，有營養風險組的VO2peak、代謝當量（MET）、AT等水平較低（Plt;0.05），提示營養不良可能影響機體氧代謝和運動耐量，從而降低機體心肺耐力水平，但該研究僅針對老年病人，中青年間營養風險的差異性尚不明確。此外，Deutz等[28]進一步指出，營養不良還會導致COPD病人肌肉能量代謝下降，造成運動能力降低，進而影響心肺耐力的維持。因此，建議醫護人員定期評估病人營養狀況，采取相應護理措施降低其營養不良發生風險，維持良好心肺耐力。

3.4 身體活動水平

身體活動在疾病預防與健康促進中發揮重要作用，可通過改善運動耐量、肌肉質量和心肺功能，提升機體心肺耐力。但因疾病、心理狀況等影響，COPD病人身體活動普遍呈下降趨勢，研究發現，68.24%的COPD病人多有久坐行為[29]，這通常會加重機體肌肉萎縮和功能障礙，增加呼吸困難、疲勞程度[30]，造成身體活動進一步受限，導致病人運動能力下降而難以維持心肺耐力。此外，身體活動水平的高低亦會造成COPD病人心肺耐力的差異，Alcazar等[31]指出，處于高水平身體活動的COPD病人比低水平病人呈現出更高的VO2peak水平，且展現出更優的肌肉質量和功能，提示擁有高水平身體活動的COPD病人心肺耐力水平維持更佳。但臨床暫未形成對COPD病人高、低水平身體活動運動量的統一界定。因此，建議今后醫護人員可循證建立COPD病人身體活動水平分級標準，并關注COPD病人身體活動水平，及時采取方案促進其身體活動。

4" 提高COPD病人心肺耐力的干預措施

4.1 運動訓練

運動訓練是促進COPD病人肺康復的首選非藥物療法[1]，多以有氧運動、抗阻運動、聯合運動模式等方式幫助病人提升心肺耐力水平。

4.1.1 有氧運動

有氧運動指機體在有氧情況下進行鍛煉，已被證實在增強心肺功能、提高運動耐力方面具有顯著療效。Lan等[32]對穩定期COPD病人實施為期3個月的以下肢訓練為主的肺康復訓練，結果發現，病人在干預1個月時生活質量明顯好轉，2個月時VO2max、WR和呼吸肌肌力均得到顯著改善。Ward等[33]研究也證實，下肢有氧運動在改善COPD病人VO2peak方面具有顯著優越性，并且經進一步研究發現，不同運動強度亦會對V?O2peak產生影響，中高等強度訓練的病人V?O2peak水平較前明顯提升，其中高強度訓練組提升最為明顯。但由于COPD病人受疾病限制，無法耐受長時間高強度運動，現臨床多選取高強度間歇訓練模式，該模式在保證訓練安全的同時，也同樣達到了傳統高強度訓練提升心肺耐力的效果[34]。開展下肢為主、高強度間歇性有氧訓練對病人心肺耐力提升具有明顯效果，但目前臨床針對間歇訓練的最佳間歇時長、適宜訓練頻率以發揮最大療效的探索較少，建議開展更多高質量、多中心的橫向對比研究。

4.1.2 抗阻運動

抗阻運動是通過增加上下肢負荷來鍛煉局部肌肉群的一種運動方式，包括體重訓練、啞鈴、彈力帶和彈力管等，可有效增加機體肌肉力量和體積，提升和維持個體心肺耐力[35]。其中彈力帶等彈性抗阻運動因輕便價廉、場地限制少等優勢，在臨床廣泛應用。邵茜茜等[36]對42例穩定期COPD病人進行彈力帶訓練，干預12周結束后，接受彈力帶訓練的病人在軀體功能、運動耐力和上肢耐力方面均有明顯優化。蔡倩等[37]對納入的11篇關于彈性抗阻運動對COPD康復療效的隨機對照試驗進行Meta分析，也證實了彈性抗阻運動在改善COPD病人運動耐力、肌肉力量、生活質量方面具有顯著優勢。此外，運動時長作為運動訓練的重要因素，也會影響病人的訓練效果。根據歐洲呼吸學會和康復指南推薦[38]，COPD病人抗阻運動的最佳療程為每周2次或3次，每次30 min，穩定期病人至少堅持6～8周，但對急性期病人運動介入時機及運動療程還有待探索。彈性抗阻運動對于提升COPD病人心肺耐力具有良好作用，但會受到運動頻率、強度、疾病分期等因素影響。因此，探尋運動頻率、強度的最佳組合對提升病人訓練效果尤為必要，并且還應制定不同分期狀態下病人個性化運動方案，探尋運動最佳介入時機。

4.1.3 聯合運動模式

聯合運動比單一運動更能發揮運動的治療效果，COPD病人多采取有氧聯合抗阻運動這一方案。蔣偉平等[39?40]指出，較單一運動相比，穩定期COPD病人進行長期有氧聯合抗阻訓練后，機體氧代謝能力和肌肉功能改善更突出。提示聯合運動能更好地提升心肺耐力，促進病人日常活動以提升生活質量，這可能與有氧運動提升機體氧供量使肌肉氧合代謝能力增強，抗阻運動增強肌力功能輔助機體更好進行有氧運動，二者發揮協同增效作用有關。但目前聯合運動形式單一，且運動強度、頻率缺乏統一標準，建議今后循證探索個性化的聯合運動方案。

4.2 呼吸康復訓練

呼吸康復訓練包括縮唇呼吸、腹式呼吸等，通過鍛煉呼吸肌功能、提高肺通氣儲備容量，以改善心肺耐力。劉東輝等[41]采用負荷深呼吸訓練聯合有氧運動干預穩定期COPD病人，干預3個月后病人VO2max、AT、6MWT水平較干預前明顯提高，表明此法能降低病人呼吸功耗，提高呼吸肌耐力及肺順應性，進而改善其心肺耐力。但值得注意的是，呼吸訓練強度過高可能誘發呼吸肌疲勞，目前對于呼吸肌訓練強度的安全閾值尚缺乏明確的標準。李斌等[42]對穩定期COPD病人采用呼吸機輔助的漸進式抗阻呼吸訓練，使病人逐步適應呼吸訓練強度，在緩解呼吸肌疲勞的同時，還有效鍛煉呼吸肌功能，提升肺儲氣功能。由此可見，醫護人員在指導病人行呼吸功能鍛煉時，還應及時評估病人呼吸肌疲勞程度，并開展更多高質量臨床研究，總結呼吸肌訓練的適宜強度，避免引發呼吸肌疲勞。

4.3 營養支持

營養支持是維持機體生理機能的重要方式，通過提升機體肌肉質量及功能、調整身體成分，最終達到增強運動功能以維持心肺耐力的目的[8]。王麗等[43]給予老年COPD病人持續靜滴脂肪乳、氨基酸加口服腸內營養混懸液3周，發現病人6MWD、VO2max、前總蛋白、白蛋白明顯優于常規營養支持組，提示營養支持可補充肌肉營養以增強呼吸肌功能，進而改善肺順應性和肺泡彌散能力，提高機體氧攝量，使心肺耐力好轉。Brauwers等[44]認為，單純營養支持對肌肉質量的改善有限，仍需聯合運動訓練發揮協同效應。此外，Beijers等[45]發現以紅肉、飽和脂肪和甜食為主的西式飲食模式會提高COPD病人發病風險，而以果蔬、油性魚類和全谷物為主的地中海飲食模式，可有效保護病人肺功能，維持機體氧供。但目前臨床對COPD病人健康的飲食攝入方案探索較少，今后還需開展更多高質量研究，為COPD病人飲食提供參考方案。并且，病人對自身膳食結構的認知及重視程度較低，醫護人員應采取措施改善病人認知水平，增強病人對健康飲食攝入的依從性。

4.4 中醫干預

4.4.1 中醫傳統功法

Liu等[46]探討了六字訣對穩定期COPD病人心肺耐力和生活質量的療效，結果發現，相較常規護理組，地上六字訣組和水中六字訣組病人的心肺耐力和生活質量均顯著改善，其中水中六字訣組的改善效果最為明顯，這可能與水中訓練可減少肺殘余氣體體積使吸氣量增加，提高肌肉力量、耐力使呼吸肌增強有關。錢鈞等[47]采用八段錦聯合功率自行車對中重度穩定期COPD病人進行干預，發現此法能明顯提升病人的心肺耐力，同時通過發揮八段錦調攝精神功效，緩解病人抑郁和焦慮情緒，繼而整體提升病人生活質量。由此可見，傳統功法對穩定期COPD病人心肺耐力具有確切改良作用，但缺乏其在急性期病人中的證據，并且對于鍛煉頻率、時間等尚未形成循證總結，今后可在此方向開展研究。

4.4.2 中醫外治法

中醫外治法是在中醫理論指導下，用針灸、拔罐等方式幫助疾病治療的特色療法。童娟等[48]首次探索了針刺法對改善穩定期COPD病人心肺耐力的作用，選取膻中、乳根、關元、中脘、天樞等穴，頻率為每周2次或3次，每次30 min，經5周治療后，試驗組6MWT和VO2max水平較常規組提升更明顯（Plt;0.05），提示針刺法可有效促進心肺耐力的改善。何穎等[49]在此基礎上采取電針法，發現其能增加METs、每分通氣量（VE）、氧通氣當量（VE/VO2）、二氧化碳通氣當量（VE/VCO2）等水平，提示電針法對心肺耐力改善更具綜合優勢。耿艷娜等[5]對老年急性期COPD病人實施雷火灸聯合呼吸訓練，經4周治療后發現，病人的運動耐力及生活質量獲得顯著提升。由此可見，中醫外治法對于急性期、穩定期COPD病人心肺耐力均有一定改善效果，但相關研究尚處于起步階段，建議今后繼續探索各種療法單獨及聯合療效，通過橫向對比總結優勢療法。

5" 小結

心肺耐力是COPD病人需關注的綜合評估指標。結合國內外研究現狀，發現還存在一些局限性：1）COPD病人心肺耐力的評估方式多以客觀測量為主，具有場地、設備等較多限制，今后可開發方便、高效的測量工具。此外，缺乏對COPD病人心肺耐力的針對性評估量表，建議可根據COPD病人實際情況開發本土化量表。2）目前雖已開展COPD病人心肺耐力影響因素的初步探討，但疾病急性期與穩定期兩種狀態在其中的影響尚不明確，仍需進一步對COPD急性期、穩定期病人的心肺耐力現狀及特征展開研究。3）對于運動量的把控、個性化運動處方的制定、運動依從性仍需展開研究，以確保運動的安全性及有效性。此外，探索COPD病人多模式聯合運動方案也是今后需要關注的重要方向之一。4）建議循證探索并構建針對COPD病人的包含運動康復、營養支持等的多維一體綜合干預方案，以發揮提升心肺耐力的高效聯合效應。5）中醫傳統功法及中醫外治法在改善COPD病人心肺耐力中也有優勢，建議今后深入挖掘其在COPD病人心肺耐力的作用及機制，在應用西醫治療的同時，發揮中醫治法簡便廉驗等優勢，促進療效和生活質量。

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（收稿日期：2023-12-19；修回日期：2024-12-05）

（本文編輯 蘇琳）