早期呼吸训练器治疗对冠脉搭桥术后低氧血症患者肺部并发症的影响①

兰蕴平，吴娅秋，黎嘉嘉，刘蓉安，罗小秀，黄晓波

早期呼吸训练器治疗对冠脉搭桥术后低氧血症患者肺部并发症的影响①

兰蕴平，吴娅秋，黎嘉嘉，刘蓉安，罗小秀，黄晓波

目的观察冠脉搭桥术后低氧血症患者早期呼吸训练器治疗的疗效。方法2013年2月至2016年9月，冠脉搭桥术后低氧血症患者53例，随机分为对照组(n=25)和观察组(n=28)。两组均进行常规治疗，观察组在此基础上应用呼吸功能训练器进行呼吸功能锻炼。结果拔管后3 d，观察组1秒用力呼气容积(FEV1)(实测值)和FEV1/用力肺活量(FVC)明显高于对照组(t＞3.590,P＜0.01)，氧分压(PaO2)水平显著高于对照组(t=5.824,P＜0.001)；两组FEV1(实测值)、FEV1(实测值/预计值)和FEV1/FVC均较术前降低(F＞1.044,P＜0.05)。观察组总住院时间短于对照组(t=-2.138,P=0.037)。两组术后1 d PaO2水平均较术前及拔管后3 d高(P＜0.001)。两组机械通气时间和ICU住院时间无显著性差异(P＞0.05)。结论早期呼吸训练器肺康复治疗有助于改善冠脉搭桥术后患者肺功能，进而改善氧合状态，缩短住院时间。

冠脉搭桥手术；低氧血症；呼吸训练器；肺康复

[本文著录格式]兰蕴平，吴娅秋，黎嘉嘉，等.早期呼吸训练器治疗对冠脉搭桥术后低氧血症患者肺部并发症的影响[J].中国康复理论与实践,2017,23(6):709-713.

CITED AS:Lan YP,Wu YQ,Li JJ,et al.Effect of early respiratory exerciser training on respiratory function of patients with hypoxemia after coronary artery bypass grafting[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2017,23(6):709-713.

由于生活习惯改变及人口老年化，冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)发病率呈逐年上升的趋势。随着手术操作技术及综合救治水平的不断提高，冠脉搭桥术(coronary artery bypass grafting,CABG)已广泛开展，而术后低氧血症的发病率亦逐渐增加。据调查，CABG后低氧血症发病率约为23%～27%[1]。CABG后监护治疗的要点之一是提高氧供，降低氧耗。低氧血症延长患者机械通气时间，增加肺部感染机会，后者又可加重低氧血症而形成恶性循环。同时，患者长期心肌缺血使其心功能受损，低氧血症又可加重心功能不全，两者相互制约，互为因果。低氧血症使组织缺氧，导致心率增快而增加心肌耗氧量，且血压升高，心肌内乳酸堆积抑制心肌收缩，诱发心律失常。术后低氧血症延长患者重症监护病房(intensive care unit, ICU)住院时间，增加患者的经济负担，影响患者预后。预防和避免CABG后低氧血症至关重要。

随着康复医学的发展，心脏康复与肺康复(pulmonary rehabilitation,PR)越来越引起医学界的广泛关注，已成为防治冠心病、心功能衰竭与慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)非药物治疗的主要疗法，在减少患者疾病反复发作、降低患者再住院率和病死率、提高患者生活质量等方面有显著作用[2-4]。研究表明肺康复可显著改善COPD患者的运动能力，更有远期受益的优势，且两个以上的肺康复疗程优于单次疗程[5]。在卫生经济学方面，肺康复使COPD患者终生受益[6]。体力活动有助于清除呼吸道的分泌物，增加肺活量，减少肺不张的发生，改善肺功能[7]。但针对CABG后低氧血症患者进行肺康复治疗，目前尚缺乏相关报道。本研究观察肺康复后患者氧合情况及短期预后。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2013年2月至2016年9月于本院心脏外科行CABG后低氧血症患者53例。

诊断标准：CABG后，在机械通气(FiO2＞45%)或面罩吸氧(氧流量＞6 L/min)情况下，氧分压(PaO2)低于[102-(0.33×年龄)]mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)者，确诊为低氧血症[8]。所有患者均排除贫血、疼痛、麻醉等因素对PaO2的影响。

排除标准：并发心脏瓣膜病、严重肺功能障碍、严重心功能障碍[射血分数(ejection fractions,EF)＜40%]、近期心肌梗死(＜3个月)、并发严重感染以及严重肝肾功能不全。

采用SPSS 19.0软件中随机数字生成器的方法，将患者分为两组：①对照组(n=25)中，男性22例，女性3例；平均(64.6±6.6)岁；体质量指数(23.1±1.2)kg/ m2；②观察组(n=28)中，男性24例，女性4例；平均(64.2±5.8)岁；体质量指数(23.7±1.4)kg/m2。

两组患者性别、年龄、体质量指数、并发疾病、吸烟及心功能比较均无显著性差异(P＞0.05)。见表1。

本研究符合我院伦理学标准并得到该委员会的批准，所有患者均由授权亲属签署知情同意书。

1.2 方法

两组患者术前均常规深呼吸锻炼，有效咳嗽、排痰训练，每天4次(09:00、13:00、17:00、21:00)，每次20 min，连续3 d。对照组术后拔管即刻常规深呼吸锻炼，有效咳嗽、排痰训练，每天4次(时间点同上)，每次20 min，连续3 d；观察组在术后拔管即刻常规治疗基础上应用呼吸功能训练器进行呼吸功能锻炼，每天4次(时间点同上)，每次20 min，连续3 d。

1.2.1 呼吸训练器使用方法

将螺纹连接管与外壳的接口、咬嘴连接，垂直摆放。吸气训练：将带有“吸”字的底座放置在下方，含住咬嘴吸气，以深长均匀的吸气流速使浮子保持升起状态，并尽量长时间地保持。呼气训练：将带有“吹”字的底座放置在下方，做呼气训练，以深长均匀的呼气流速使浮子保持升起状态，并尽量长时间地保持。

1.2.2 麻醉方法、术后机械通气及镇痛

两组患者均采用静吸复合全麻。术后采用Drager Evita®XL成人呼吸机(德国德尔格医疗器械有限公司)，容量控制，Vt 6～8 ml/kg，FiO240%，Fre 15～20次/min，PEEP 8～10 cmH2O，控制Pplat≤28 cmH2O。根据2013年美国IPAD指南[9]对疼痛进行评分，达到满意镇痛镇静的目的，控制重症监护疼痛观察工具(Critical Care Pain Observation Tool,CPOT)≤2分或行为疼痛量表(Behavioral Pain Scale,BPS)≤4分；镇静患者躁动评分(SedationAgitation Scale,SAS)3～4分。

1.2.3 试验器材

本研究采用健泽呼吸功能训练器(山东健泽医疗器械有限公司，专利号：ZL 2010 2 0639070.9、ZL 2010 3 0651345.6)进行呼吸功能锻炼；CMS-SP10肺功能仪(康泰)测定肺功能。

1.2.4 数据记录

分别于术前1 d、拔管后3 d测量1秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second,FEV1)、FEV1(实测值/预计值)、用力肺活量(forced vital capacity,FVC)，记录PaO2、PaCO2、机械通气时间、ICU住院时间及总住院时间。

1.3 统计学分析

采用SPSS 19.0统计学软件对数据进行统计分析。计量资料以(xˉ±s)表示，组间比较采用独立样本t检验，组内数据(肺功能)前后比较采用配对t检验，组内数据(PaO2、PaCO2)多时点比较采用重复测量方差分析；计数资料，如性别、术前并发心梗、吸烟、心功能、术前并发症，采用χ2检验(行×列交叉表)。显著性水平ɑ=0.05。

2 结果

2.1 肺功能指标

组间比较，两组术前指标即FEV1(实测值)、FEV1(实测值/预计值)和FEV1/FVC均无显著性差异(P＞0.05)；而拔管后3 d，观察组FEV1(实测值)和FEV1/ FVC均明显高于对照组(P＜0.01)，两组FEV1(实测值/预计值)无显著性差异(P＞0.05)。组内比较，拔管后3 d两组各指标均降低(P＜0.05)。见表2～表4。

2.2 临床数据

两组机械通气时间和ICU住院时间无显著性差异(P＞0.05)。观察组总住院时间短于对照组(P＜0.05)。拔管后3 d，观察组PaO2显著高于对照组(P＜0.001)；术后1 d，两组PaO2均显著高于其他时间点(P＜0.001)。两组PaCO2各时间点均无显著性差异(P＞0.05)。见表5。两组患者呼吸机参数设置无显著性差异(P=0.641)。

表1 一般资料比较

表2 两组FEV1(实测值)比较(L)

表3 两组FEV1(实测值/预计值)比较(%)

表4 两组FEV1/FVC比较(%)

表5 两组临床数据比较

3 讨论

冠心病根治性治疗措施为CABG，其原理是通过血运重建改善心肌缺血缺氧，缓解症状，预防心肌梗死，显著提高冠心病患者的生活质量及存活率。目前研究认为，CABG后低氧血症发生与多种因素相关，诸如COPD病史、术前急性心肌梗死史、术前糖尿病病史、体质量指数、吸烟、高龄、心功能不全、体外循环时间、术中输血量等[10-13]。而心肺转流术(cardiopulmonary bypass,CPB)后低氧血症主要与肺内分流、肺不张相关[14-15]。有学者认为，并发COPD的缺血性心脏病患者，预后更差，术后不良事件发生率显著增高，再发心肌梗死后再入院、心力衰竭及COPD急性加重发生率增加[16]。故改善CABG后氧合状况，可以改善病死率，缩短住院时间，减少医疗费用[17-18]。

CABG后肺部并发症高发，如低氧血症、肺部感染、急性呼吸窘迫综合征、呼吸衰竭等。导致上述并发症的原因主要有以下三个方面：胸腔有效容积降低、气体交换受限以及气道分泌物堵塞。且冠心病患者多为肥胖体型，腹部脂肪堆积，膈肌相对性上移，胸廓的顺应性明显降低，进而影响肺通气。

美国胸科学会和欧洲呼吸学会指出，肺康复应结合患者的个体化治疗方案，肺康复的目标是减轻症状，赢得最佳功能状态，减少医疗支出[19]。肺康复在慢性肺疾病治疗中的疗效已被证实[20]。肺康复治疗不仅能改善肺通气和肺换气，还可以优化肺外疾病所致的呼吸功能受损患者肺功能[21]。有文献报道，呼吸肌训练可加速CABG后患者呼吸肌力量，更快地恢复、改善肺活量，缩短住院时间，改善生活质量和减轻患者的焦虑情绪[22]。规律的康复治疗可以改善缺血性心脏病患者心肌灌注，延迟疾病的进展[16]。

传统的肺康复主要包括健康教育、运动训练、呼吸肌训练、心理和行为干预、氧疗及无创通气及其效果评价[23]。但大型肺康复器材因昂贵而稀有，治疗费用高，经济负担重，并非所有患者都能受益，不利于在临床上广泛应用[24]。本研究采用的呼吸训练器针对性改善CABG手术后患者肺功能受累情况。其优点在于便携式、经济实惠、操作简单以及结果量化直观，自主性增强。其工作原理主要是训练患者缓慢地吸入和呼出空气，降低呼吸频率，提高气管内压，防止小气道过早塌陷，有效地排除肺残留气体，改善通气/血流比例失调，提高潮气量和增加有效通气量，减少功能残气量对吸入的新鲜空气的稀释；胸廓充分扩张，胸膜腔负压加大，有利于肺膨胀和改善肺萎缩，改善肺不张[25]。

本研究结果显示，拔管后3 d观察组FEV1(实测值)和FEV1/FVC明显优于对照组，提示观察组大气道功能水平和功能肺容量水平明显改善。组内自身前后比较，FEV1(实测值)、FEV1(实测值/预计值)和FEV1/ FVC在拔管后3 d均较术前降低，提示手术创伤会导致患者肺功能降低。

观察组患者总住院时间明显短于对照组，其原因可能为肺康复治疗可明显改善肺功能，减少由于呼吸系统并发症而增加的住院时间。观察组拔管后3 d PaO2显著高于对照组，考虑肺康复治疗改善肺功能，从而改善氧合所致。而两组患者术后1 d PaO2水平均较术前及拔管后3 d高，其原因可能为术后1 d多数患者试停机失败，仍需继续行机械通气治疗，即机械通气支持下，患者氧合更好。

综上所述，本研究发现早期的肺康复治疗通过深吸气、深呼气改善了CABG后患者浅呼吸模式，有助于加速胸腔容积的恢复过程，增加气体交换，进而改善氧合状态，缩短住院时间，从而改善患者的生活质量。值得指出的是，本研究仅测试了术后短期内肺功能改善情况，对于远期肺功能水平及临床预后有待进一步研究证实。

[1]孙勇,池一凡,侯文明.冠心病围手术期低氧血症相关因素分析[J].中外医疗,2009,8(29):11-12.

[2]Oldridge NB,Guyatt GH,Fischer ME,et al.Cardiac rehabilitation after myocardial infarction combined experience of randomized clinical trials[J].JAMA,1988,260(7):945-950.

[3]O'Connor CM,Whellan DJ,Lee KL,et al.Efficacy and safety of exercise training in patients with chronic heart failure: HF-ACTION randomized controlled trial[J].JAMA,2009, 301:1439-1450.

[4]Ornish D,Scherwitz LW,Billings JH,et al.Intensive lifestyle changes for reversal of coronary heart disease[J].JAMA, 1998,280(23):2001-2007.

[5]Atabaki A,Fine J,Haggerty M,et al.Effectiveness of repeated courses of pulmonary rehabilitation on functional exercise capacity in patients with COPD[J].J Cardiopulm Rehabil Prev, 2015,35(4):272-277.

[6]Atsou K,Crequit P,Chouaid C,et al.Simulation-based estimates of the effectiveness and cost-effectiveness of pulmonary rehabilitation in patients with chronic obstructive pulmonary disease in France[J].PLoS One,2016,11(6):e0156514.

[7]孙雨明,李平.冠脉搭桥术后康复医疗[J].中国心血管康复医学,1995,4(3):75-79.

[8]Ji Q,Mei Y,Wang X,et al.Study on the risk factors of postoperative hypoxemia in patients undergoing coronary artery bypass grafting[J].Circ J,2008,72(12):1975-1980.

[9]Barr J,Fraser GL,Puntillo K,et al.Clinical practice guidelines for the management of pain,agitation,and delirium in adult patients in the intensive care unit[J].Crit Care Med,2013,41(1): 263-306.

[10]Ranucci M,Ballotta A,La Rovere MT,et al.Postoperative hypoxia and length of intensive care unit stay after cardiac surgery:the underweight paradox?[J].PLoS One,2014,9(4): e93992.

[11]Santos NP,Mitsunaga RM,Borges DL,et al.Factors associated to hypoxemia in patients undergoing coronary artery bypass grafting[J].Rev Bras Cir Cardiovasc,2013,28(3):364-370.

[12]张家俊,胡盛寿.70岁以上高龄患者冠状动脉旁路移植术围术期处理经验[J].中国胸心血管外科临床杂志,2003,10(3): 207-209．

[13]Asimakopoulos G,Smith PL,Ratnatunga CP,et al.Lung injury and acute respiratory distress syndrome after cardiopulmonary bypass[J].Ann Thorac Surg,1999,68(3):1107-1115.

[14]Andrejaitiene J,Sirvinskas E,Bolys R.The influence of cardiopulmonary bypass on respiratory dysfunction in early postoperative period[J].Medicina(Kaunas),2004,40(Suppl 1): 7-12.

[15]Krdzalic A,Klokocovnik T,Krdzalic G,et al.The influence of cardiopulmonary by-pass on respiratory function in patients who underwent coronary disease surgery[J].Med Arch,2013, 67(2):97-100.

[16]Campo G,Pavasini R,Malagu M,et al.Chronic obstructive pulmonary disease and ischemic heart disease comorbidity: overview of mechanisms and clinical management[J].Cardiovasc Drugs Ther,2015,29(2):147-157.

[17]Scott BH,Seifert FC,Grimson R,et al.Octogenarians undergoing coronary artery bypass graft surgery:resource utilization,postoperative mortality,and morbidity[J].J Cardiothorac VascAnesth,2005,19(5):583-588.

[18]Warner DO.Preventing postoperative pulmonary complications:the role of the anaesthesiologist[J].Anesthesiology, 2000,92:1467-1472.

[19]Rochester CL,Ioannis V,Holland AE,et al.An official American Thoracic Society/European Respiratory Society Policy Statement:enhancing implementation,use,and delivery of pulmonary rehabilitation[J].Am J Respir Crit Care Med,2015, 192(11):1373-1386.

[20]Elci A,Ovayolun N,Elbek O.The efficacy and applicability of a pulmonary rehabilitation programme for patients with COPD in a secondary-care community hospital[J].Respiratory,2008,13(5):703-707.

[21]Casaburi R,ZuWallack R.Pulmonary rehabilitation for management of chronic obstructive pulmonary disease[J].N Engl J Med,2009,360(13):1329-1335.

[22]Savci S,Degirmenci B,Saglam M,et al.Short-term effects of inspiratory muscle training in coronary artery bypass graft surgery:a randomized controlled trial[J].Scand Cardiovasc J, 2011,45(5):286-293.

[23]Ries AL,Bauldoff GS,Carlin BW,et al.Pulmonary rehabilitation:joint ACCP/AACVPR Evidence-Based Clinical Practice Guidelines[J].Chest,2007,131(5 Suppl):4S-42S.

[24]Heerema-Poelman A,Stuive I,Wempe JB.Adherence to a maintenance exercise program 1 year after pulmonary rehabilitation:what are the predictors of dropout?[J].J Cardiopulm Rehabil Prev,2013,33(6):419-426.

[25]邵剑,张馨.术前呼吸功能锻炼对胸心外科手术病人肺功能的影响[J].中华护理杂志,2004,39(6):401-402.

Effect of Early Respiratory Exerciser Training on Respiratory Function of Patients with Hypoxemia after CoronaryArtery Bypass Grafting

LAN Yun-ping,WU Ya-qiu,LI Jia-jia,LIU Rong-an,LUO Xiao-xiu,HUANG Xiao-bo
Department of SICU,Critical Care Medicine Center,Sichuan Academy of Medical Sciences&Sichuan Provincial People's Hospital,Chengdu,Sichuan 610072,China

HUANG Xiao-bo.E-mail:25412045@qq.com

Objective To observe the efficacy of early pulmonary rehabilitation training on respiratory function of patients with hypoxemia after coronary artery bypass grafting.Methods From February,2013 to September,2016,53 patients with hypoxemia after coronary artery bypass grafting were randomly divided into control group(n=25)and observation group(n=28).Both of them

routine therapy, while the observation group received pulmonary rehabilitation training in addition.Results Three days after extubation,the forced expiratory volume in one second(FEV1)(measured)and FEV1/forced vital capacity(FVC)were higher in the observation group than in the control group(t＞3.590,P＜0.01),while the level of PaO2was higher(t=5.824,P＜0.001);the FEV1(measured),FEV1(measured/predicted)and FEV1/FVC decreased in both groups(F＞1.044,P＜0.05).The hospital stay was shorter(t=-2.138,P=0.037).The level of PaO2was the highest one day after extubation among three time points in both groups(P＜0.001).No significantly difference was observed in mechanical ventilation time and ICU stay between two groups(P＞0.05).Conclusion Early respiratory exerciser training could improve the respiratory function of patients with hypoxemia after coronary artery bypass grafting,shorten hospital stay.

coronary artery bypass graft;hypoxemia;respiratory exerciser;pulmonary rehabilitation

R654.2

A

1006-9771(2017)06-0709-05

2017-01-04

2017-03-07)

10.3969/j.issn.1006-9771.2017.06.019

四川省医学会医学科研课题计划项目(No.S16072)。

四川省医学科学院，四川省人民医院重症医学中心外科重症监护病房，四川成都市610072。作者简介：兰蕴平(1983-)，女，汉族，四川资阳市人，硕士研究生，主要研究方向：急危重症患者器官功能支持。通讯作者：黄晓波。E-mail:25412045@qq.com。