肺康復運動訓練改善慢性阻塞性肺疾病病人運動能力的研究進展

陳玉崟，龍秀紅，田 怡，馮 甜

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一種常見的、可預防和治療的慢性呼吸系統疾病，其特征是持續的呼吸道癥狀和氣流受限[1]。調查顯示，我國COPD患病例數高達9 900萬例[2]，預計到2030年死亡例數將達到105.4萬例[3]。COPD病人在日常生活中還會由于呼吸困難而導致體力活動減少，而體力活動的減少會誘發和加速骨骼肌功能障礙，從而進一步加重病人的呼吸困難，形成惡性循環，影響病人的日常生活能力，導致病人生活質量下降、預后不良、病死率升高[4]。肺康復(pulmonary rehabilitation,PR)是基于對病人和疾病特征進行評估的綜合性個體干預方案，運動訓練作為肺康復的核心內容，可提高病人的生活質量、運動能力以及改善呼吸困難癥狀[5]，應在COPD病人的常規治療中增加該項措施，但目前肺康復在COPD病人中依從性低下[6]，醫護人員實施肺康復運動訓練的實踐不足[7]。因此，本研究對肺康復運動訓練改善COPD病人運動能力的研究進行綜述，以期為臨床醫護人員早期、有效地開展肺康復運動訓練提供參考。

1 COPD病人運動能力的現狀

美國胸科學會/歐洲呼吸學會(ATS/ERS)[8]指出，與運動能力降低相關的骨骼肌功能障礙在COPD病人中很普遍，可導致COPD病人運動不耐受，從而日常活動受限、生活質量和運動能力進一步下降。運動能力是通過肌肉力量和耐力來衡量的[9]。Seymour等[10]通過分析2002年—2008年英國和荷蘭212例COPD病人的數據發現，32%的英國COPD病人和33%的荷蘭COPD病人出現肌肉力量下降，大約1/4輕度COPD病人出現肌肉力量下降。印度學者Kharbanda等[11]分析了75例COPD病人發現，92%的受試者患有股四頭肌無力，即使在輕度病人中比例也非常高，這與Seymour等[10]的結果相似。綜上所述，COPD病人肌肉力量、運動能力都處于較低水平，早期評估和實施干預對提高COPD病人的運動能力十分重要。

2 肺康復運動訓練的有效性

肺康復是專為COPD病人設計的綜合管理計劃，可改善病人勞力性呼吸困難，提高運動耐力、生活質量、運動能力[12]。運動訓練作為肺康復的基石，可以有效延緩COPD病人骨骼肌質量和力量的損失[13]，被認為是COPD骨骼肌功能障礙最有效的非藥物干預措施，解決了病人由于呼吸困難而缺乏運動，又進一步加重疾病的惡性循環。多項研究也同樣表明，通過肺康復運動訓練，COPD病人肌肉功能、生活質量、攝氧量有明顯改善[14-15]。ATS/ERS指南建議COPD病人在出院后3周內進行肺康復治療[16]。因此，COPD病人有必要早期開展肺康復運動訓練。

3 COPD病人運動能力的評估方法

運動能力評估是開展肺康復運動訓練的重要前提，在訓練前、中、后都應測量病人的運動能力，包括耐力評估和力量評估，以此評估病人的表現和訓練的有效性。

3.1 耐力評估 最常用的計算耐力的方法是現場試驗，如6 min步行試驗(6 MWT)、增量穿梭行走試驗(ISWT)、耐力穿梭行走試驗(ESWT)等。6 MWT要求受試者沿著走廊步行6 min，測量6 min步行的距離。Matkovic等[17]比較了COPD病人的幾種運動能力測試發現，6 MWT在識別活動能力低下的COPD病人方面具有最佳的鑒別能力。ISWT是受試者根據一系列預先錄制的信號逐漸增加行走速度，最后測量步行距離。Egoshi等[18]采用ISWT評估了41例COPD病人，結果顯示ISWT可以預測COPD病人的體力活動。ESWT是ISWT的衍生物，使用相同的10 m穿梭路線和音頻信號來控制病人步伐，直到疲勞為止，計算步行時間。ESWT同樣也可用于評估COPD病人運動能力的變化情況[19]。4 m步態速度(4 MGS)要求受試者在一段4 m走廊中以正常速度行走，記錄步行速度。4 MGS已被證實在COPD病人運動能力評估中具有可靠性[20]。近年來，起坐試驗(STST)是一種易于使用的現場試驗，已被用于評估COPD病人的運動耐量[21]。在不同的版本和長度中，1 min的STST是使用最廣泛的版本。心肺運動測試(SCPT)是評估COPD病人運動能力的金標準，常用的測試設備為功率自行車和平板跑臺，可檢測病人運動康復過程中的低氧血癥、心律失常、肌肉骨骼疾病和心臟缺血[22]。日本學者在肺康復干預前后采用SCPT對COPD病人進行了評估，發現SCPT能較好地測量COPD病人運動耐量和通氣效率變化[15]。

3.2 肌力評估 肌肉力量評估是衡量肌肉在運動訓練過程中的發力能力，可反映肌肉功能狀態，有必要在肺康復前后評估病人肌肉力量，以制定適當的肺康復運動訓練負荷。肌力評估包括靜態和動態測量。

3.2.1 靜態測量 手動肌肉測試(MMT)是一種簡單的肌肉力量定性測試，可用作快速的床邊評估方法。握力計是臨床上使用最廣泛的測力工具，用于評估病人手握力(HGS)。Jeong等[23]比較了患有和未患有COPD受試者的HGS，結果顯示手握力能明顯反映機體運動能力情況，還可作為6 MWT的替代方法。應變計是一種簡單的便攜工具，用于測量COPD病人股四頭肌的最大自主收縮(QWVC)和等長伸膝張力，Shah等[24]測量了COPD病人的QMVC，發現QMVC可反映COPD病人日常生活能力、運動能力和死亡率。

3.2.2 動態測量 是在恒定的外部負荷和運動范圍標準化的情況下進行的測量，主要為單次重復最大測試(1RM)，定義為一次可以舉起的最大重量，是一種可靠且耐受性良好的方法。可使用液壓阻力裝置、舉重機器等進行1RM測試。Bui等[25]對64例COPD病人進行了股四頭肌1RM測試，發現1RM具有高度可靠性。

4 COPD病人肺康復運動訓練的實施方案

推薦所有體能或體力活動水平下降的COPD病人參與運動訓練[26]。現肺康復存在多種運動訓練類型，應根據病人情況制訂個體化方案。

4.1 耐力運動訓練 耐力運動訓練是在一定強度下、相當時間內、重復同一運動周期的運動。可改善病人由運動引起的勞力性呼吸困難，促進心率恢復，并緩解肌肉功能障礙[27]，對于因心肺功能下降導致運動受限的COPD病人，耐力訓練可能是一個合適的選擇[28]。步行、跑步、游泳、騎自行車通常為耐力訓練。與騎自行車相比，地面步行主要增加了耐力步行能力，呼吸困難是行走后的主要癥狀，而股四頭肌疲勞是COPD病人的少見癥狀，如果病人需要提高行走能力，地面步行可能是更好的選擇。自行車訓練通常會導致股四頭肌疲勞。Chen等[27]比較了地面有氧運動和水上有氧運動的康復效果，發現水上有氧運動提高運動耐力更為突出，COPD病人在水上運動過程中需要更多的肺通氣和能量消耗，引發更大的心肺和/或神經肌肉效應，從而產生更好的治療效果。水上有氧運動安全、有效，建議更適合那些不能長時間站立并有骨骼肌并發癥的病人。一項Meta分析顯示，參與耐力訓練的COPD病人表現出耐力和峰值運動能力的更大改善，建議訓練強度為50%～85%峰值攝氧量(VO2peak)，每周2次或3次，至少8周[28]。ATS/ERS推薦的耐力訓練處方是每節20～60 min，最大工作率>60%，每周3～5次[4]。

4.2 阻力運動訓練 阻力運動訓練是肌肉在抵抗重力或克服外部阻力時進行的主動鍛煉。研究發現，阻力運動訓練不僅可以提高COPD病人的肌肉力量和生活質量，還可以提高他們的運動能力[29]。對于因外周骨骼肌功能受損導致運動受限的COPD病人，阻力運動訓練可能是更好的干預措施[28]。彈力帶、自由重量訓練(舉重、啞鈴、鉛球等)或使用舉重機進行訓練是阻力運動訓練中常用的方法[30]。Paoli等[31]建議阻力訓練與多關節運動聯合對提高肌肉力量更有效，在日常活動中，應鼓勵病人進行多關節鍛煉。Nyberg等[32]對33例COPD病人進行為期8周的單肢或雙肢的阻力訓練，結果顯示雙肢阻力訓練更能提高病人運動能力、健康狀況、肌肉耐力，減輕COPD骨骼肌功能障礙的負面后果。Karagiannis等[33]將36例COPD病人分為兩組，分別進行每周2 d、持續12周的抗阻訓練和抗阻訓練聯合耐力訓練，結果顯示，聯合訓練不僅提高了病人肌肉力量還改善了日常生活活動能力。一項Meta分析顯示，參與阻力運動訓練的病人表現出外周骨骼肌力量的更大改善，建議訓練強度為50%～90% 1RM，每周2次或3次，至少8周，運動負荷可以隨著運動耐量的增加而增加[28]。綜上所述，抗阻運動耗氧少，每分鐘需要的換氣量少，呼吸壓力也相對較低，因此對于患有終末期肺病或其他并發癥的病人來說是較好的選擇。

4.3 呼吸訓練 呼吸訓練也是COPD病人肺康復運動訓練的重要組成部分，它可以與其他運動訓練相結合，改善吸氣肌力量和耐力、運動能力、呼吸困難和生活質量[34]。

4.3.1 縮唇呼吸 通過收緊嘴唇來增加氣道壓力，防止小氣道塌陷和關閉，并降低功能性殘余容量，同時改善呼吸模式，放松肌肉，延長呼吸時間，從而增加潮氣量，改善通氣功能和氣體交換過程[35]。中度至重度COPD病人最有可能從這種類型的呼吸訓練中受益[36]。Ubolnuar等[37]對20例COPD病人進行縮唇呼吸聯合前傾體位干預，發現此組合可增大病人胸壁容積和改善通氣模式，效果更好。

4.3.2 腹式呼吸 也稱為膈肌呼吸訓練。腹式呼吸的關鍵是在呼吸時要協調橫膈膜和腹肌的活動。腹式呼吸訓練可增加病人膈肌運動，使輔助呼吸肌更少地參與呼吸，提高通氣效率，以此改善COPD病人的肺功能、呼吸肌力量、運動能力、呼吸困難、健康相關的生活質量[22]。

4.3.3 呼吸肌訓練 最常見的方法是使用阻力或閾值呼吸裝置，這種訓練被認為是力量和耐力訓練的混合體。Wang等[38]將67例COPD病人分為兩組，試驗組采用傳統呼吸訓練(縮唇呼吸、腹式呼吸)聯合呼吸耐力訓練裝置引導，對照組采用傳統呼吸訓練，結果顯示傳統的呼吸訓練結合器械引導的肺康復改善COPD病人的呼吸肌功能和運動能力效果更佳。建議初期訓練強度應至少30%最大吸氣壓力(PiMax)，阻力負荷應隨耐受性的增加而逐漸增加，每日2次，每次15 min[34]。

4.4 我國傳統運動訓練 近年來，我國傳統運動訓練越來越受到青睞，其獨特之處在于靈活的身體姿勢、身體肌肉與自身重量的協調伸展以及呼吸方法的調和，以下選取太極拳、六字訣、八段錦、五禽戲進行綜述。

4.4.1 太極拳 作為一種具有我國獨特文化特色的傳統運動，已被廣泛應用于COPD病人的康復治療。臨床研究表明，太極拳對COPD病人有益，它可以加強病人運動功能，伸展身體，促進病人全身血液循環，改善平衡能力。一項Meta分析納入了13個試驗性研究，共849例COPD病人，結果顯示運動能力改善最好的方式是鍛煉前進行10 min熱身活動，30 min太極拳練習，10 min放松練習，運動強度根據每例COPD病人承受能力而定，每周4次，持續6個月[39]。

4.4.2 六字訣氣功 是一種基于呼吸發音的傳統運動，主要以腹式呼吸和縮唇呼吸相結合的呼吸模式為特征，通過不同的嘴型完成“xu，he，hu，si，chui，xi”的發音，這些運動對穩定期COPD病人的呼吸系統、運動耐力和生活質量有積極的改善作用。Li等[40]對17例出院后的COPD病人進行了每日60 min、持續6個月的居家六字訣運動，結果顯示病人6 min步行距離明顯增加48.21 m，提示病人運動能力提升。

4.4.3 八段錦 采用腹式呼吸法，需要通過腹部呼吸并保持深、長、薄、慢、平均和柔和的呼吸，在橫膈膜和胸廓運動的配合下，這項運動可以促進病人吸入更多新鮮空氣，排出殘余氣體，增加有效腔，促進肺泡擴張，最終改善COPD病人的肺功能[41]。雷聰云等[42]在2016年—2017年對51例病人進行了每次30 min，每日1次，持續1年的八段錦干預，結果顯示八段錦可有效延緩病人肺功能惡化，減輕呼吸困難程度，增加運動耐量，可作為COPD病人肺康復輔助療法。

4.4.4 五禽戲 以中醫理論和實踐為指導，結合虎、鹿、熊、猿、鳥等傳統動作，有效疏通經絡，調和臟腑，防病治病，延年益壽。一項Meta分析調查幾種傳統運動后得出結論，五禽戲在改善COPD病人肺功能和耐力方面更有優勢[43]。

綜上所述，我國傳統運動訓練在COPD病人中應用的效果已得到廣泛證實，病人無須借助醫療康復設備和支付額外費用即可獲得良好的肺康復效果，可作為COPD病人肺功能、耐力能力和生活質量改善的替代療法。

5 小結

近年來，肺康復運動訓練在COPD病人康復中扮演著越來越重要的角色，早期、準確的評估以及個性化的干預顯得尤為重要，可改善COPD病人的運動功能，但目前肺康復運動訓練在COPD病人中的應用不夠廣泛，也未能引起醫護人員的重視。目前研究中普遍存在研究對象較少、一定比例的病人不能很好地堅持，依從性尚待解決。建議今后對肺康復運動訓練應進行更進一步的研究，開展大規模的臨床試驗研究，積極確定有效、更易堅持的肺康復運動訓練，以利于臨床推廣實施；同時應對病人開展更加充分的肺康復運動訓練知識宣教，進一步提高COPD病人對肺康復運動訓練的認知水平。