脑卒中患者呼吸训练研究进展

吴 鑫，王凤丽，项 洁

徐州医科大学附属医院康复科，江苏 徐州 221000

已有多项研究发现脑卒中会影响患者呼吸肌的功能。与健康人相比，脑卒中患者的膈肌移动度及肺功能均下降[1-3]。一般认为，膈肌和肋间肌由双侧运动皮质支配，因此这些肌肉几乎不受单侧皮质脊髓损伤的影响[3]。然而，在脑卒中受试者中已确定存在肺容量和呼吸强度的降低[4-6]。SIMILOWSKI等[7]和KHEDR等[3]发现脑卒中患者存在异常的磁性诱发电位、皮质潜伏期和受影响半球的中心传导时间，并且其膈肌由单侧运动皮质支配。脑卒中后，患者的膈肌均未表现出双侧运动征象，而膈肌肌电控制可能存在特殊性[3,7]。目前尚难以确定脑卒中引起呼吸问题的确切机制，而有关脑卒中对膈肌功能影响的数据也很少。在急性脑卒中患者中，已发现膈肌功能下降，这可能与早期脑缺氧有关[3]；慢性脑卒中患者由于膈肌力量及腹肌功能减弱，最终导致其最大吸气压（maximum inspiratory pressure，PImax）、最 大 呼 气 压（maximum expiratory pressure，PEmax）、呼吸功能及仰卧位潮式呼吸时胸腔的主要功能均出现退化[6,8-9]。呼吸肌力量的减弱会影响脑卒中患者的潮式呼吸容积及运动耐力，这是因为呼吸肌力量是脑卒中患者运动耐力的重要决定因素。同时，呼吸功能的增强可能会减少因呼吸困难所带来的活动受限问题。

脑卒中患者通常表现为呼吸模式的改变，呼吸功能、呼吸肌力量及膈肌活动度均出现下降。同时，呼吸功能的下降又与呼吸肌失调有关，而活动受限与呼吸系统并发症发生风险增加相关联[10]。因此，呼吸功能及呼吸肌力量的改善对于脑卒中患者的康复具有重要作用，其机制在于通过有效的呼吸训练可以增强呼吸肌肌力、扩展胸廓、提高肺组织弹性以及改善肺通气功能。虽然部分研究已证实脑卒中后进行呼吸训练可以改善肺功能、增强吸气肌肌力、减少肺部并发症以及提高日常生活能力，但也有研究未发现呼吸训练对脑卒中患者的肺康复具有显著疗效[11-12]。本文对脑卒中患者呼吸训练的临床应用价值进行综述。

1 呼吸训练对脑卒中患者康复疗效的影响

1.1 呼吸肌训练对脑卒中患者吸气肌和呼气肌功能的影响

荟萃分析结果显示，呼吸肌训练可显著改善脑卒中患者的吸气肌和呼气肌肌力；与无干预或假吸气干预相比，吸气肌训练可使PImax增加7 cm H2O（1 cm H2O＝ 0.098 kPa），使 PEmax增加13 cm H2O[13]。BRITTO等[14]对8例慢性期脑卒中患者开展吸气肌训练（每次30 min，1次/d，5 d/周，连续治疗8周），采用吸气阈值负荷装置，从30% PImax强度开始，并以2 cm H2O逐渐递增，试验终点发现患者的PImax均得到显著改善。有研究亦发现，脑卒中患者接受呼吸训练可改善PImax，但未发现其对PEmax有明显的改善作用[15]。然而，也有研究显示呼吸肌训练对脑卒中患者的PImax和PEmax无显著影响[16]。

1.2 呼吸训练对脑卒中患者肺功能的影响

脑卒中后，患者的肺活量、吸气量、肺总容量和深吸气量均下降，尤其是呼气储备量的降低，最终导致呼吸功能障碍[17]。脑卒中患者可能会发生需要进行强化康复治疗的呼吸功能恶化。MYINT等[18]发现，较低水平的第1秒用力呼气容积（forced expiratory volume in first second，FEV1）可增加脑卒中复发率。KIM等[19]在1998年就发现在12例脑卒中患者中，存在膈肌中央运动传导时间延迟，其用力肺活量（forced vital capacity，FVC）小于正常估计值的80%；在12例患者中，11例表现为限制性呼吸肌功能障碍，其脑卒中后并发限制性呼吸肌功能障碍的风险相对较高。目前，部分研究将呼吸训练对肺功能的影响作为脑卒中康复训练疗效的观察指标，结果发现呼吸训练组的FVC、FEV1和呼气流量峰值（peak expiratory flow，PEF）均有显著增加[20-21]。

1.3 呼吸训练对脑卒中患者呼吸系统并发症的影响

脑卒中后伴有吞咽困难和无效咳嗽的呼吸系统功能障碍可能增加吸入性肺炎的发生风险，而吸入性肺炎是导致脑卒中急性期和慢性期非血管性死亡的主要原因。如果对呼吸系统并发症进行早期干预，可明显改善患者的远期预后[10,22]。呼吸训练可以在干预开始后的6个月内降低呼吸系统并发症的相对发生风险。一项历史性队列研究的结果表明，肺炎和呼吸系统疾病与脑卒中后再住院相关，占再住院原因的15%[22]。咳嗽是气管黏膜清除外界物质、黏液和分泌物的自身保护机制。脑卒中后，患者的呼吸肌功能降低，以致于对咳嗽功能产生不利影响，而咳嗽功能的损害会增加肺炎的发生风险。高峰咳嗽流量是衡量咳嗽有效性的指标。与健康老年人相比，脑卒中患者的高峰咳嗽流量降低，可能也会导致肺炎的发生[23-24]。呼吸训练通过改善有效咳嗽等机制，能够显著降低脑卒中患者的肺炎发生率[25]。

1.4 呼吸训练对脑卒中患者吞咽障碍的改善作用

吞咽障碍是脑卒中患者常见的临床症状之一。据统计，脑卒中急性期患者的吞咽障碍发生率为42%～67%，其中约50%的患者发生误吸，1/3的患者进展至肺炎[26]。呼气肌帮助肺排出空气，并在吞咽过程中发挥重要作用。吞咽与呼吸不能同时进行，两者必须紧密协调。脑卒中急性期患者的呼吸肌功能障碍和继发于中枢神经损伤的协调缺失可引发吞咽困难[27]。近年来，许多研究发现呼吸训练可成为吞咽困难的治疗手段之一。PARK等[28]采用呼气训练，提高了脑卒中患者舌骨上肌群的力量，从而改善吞咽功能。GUILLÉN-SOLÀ等[29]采用呼吸训练联合神经肌肉电刺激方法治疗亚急性期脑卒中患者合并的吞咽障碍，取得了令人满意的疗效。

1.5 呼吸训练对脑卒中患者活动耐力的影响

脑卒中后幸存者的运动能力通常较差，较同年龄、同性别久坐者低40%。最大摄氧量（maximal oxygen uptake，VO2max）是衡量心肺健康和运动能力的最佳标准。脑卒中患者低峰值的VO2max表明其未达到独立生活所需的最低健康水平。目前，吸气训练已被证实可以改善吸气肌功能，提高吸气肌无力患者的运动能力、减轻呼吸困难以及缩短夜间的氧去饱和时间[30]。心血管训练则可改善脑卒中患者的心血管适应性。有研究发现，特定的呼吸训练可以优化脑卒中幸存者与心血管训练相关的获益[9,31]。SUTBEYAZ等[30]发现，吸气训练改善了脑卒中患者的呼吸肌功能、心肺功能、运动能力和体能状态，明显提高患者的生活质量。

1.6 呼吸训练可协助接受机械通气的脑卒中患者撤机

气管切开联合机械通气是脑卒中急性期患者合并肺部感染或呼吸功能衰竭时采用的一项紧急抢救措施，具有维持自主呼吸以及确保有效通气和充足氧供的重要作用。然而，采用机械通气替代或支持自主呼吸的同时，也会导致呼吸肌肌力减弱和功能失调，且膈肌发生快速萎缩和肌纤维长度改变[32]。呼吸肌无力和去适应的同时，又会导致机械通气撤机困难，从而加重呼吸肌肌力减弱，增加院内感染、呼吸道创伤以及死亡风险[33-34]。在撤机患者中观察到其吸气肌力量和耐力均降低[35]，表明呼吸肌力量和耐力可能需要达到一定阈值时才能成功撤机；而通过吸气训练，可对膈肌和副吸气肌施加负荷，从而增强其力量和耐力。一项纳入10项研究（共计394例患者）的荟萃分析结果显示，通过采用阈值压力训练或呼吸机敏感性调整而实现的吸气肌强化训练有助于在重症监护室机械通气患者中成功实施撤机（提高撤机成功率，缩短撤机时间），并可改善呼吸模式，缩短拔管后无创通气支持时间[36]。

2 常用的脑卒中患者呼吸训练方法

2.1 干预措施

呼吸肌功能训练是一种针对吸气肌和（或）呼气肌的持续而规范的功能训练。目前采用的呼吸训练方法主要包括有氧运动、呼吸练习（即呼吸、胸部扩张、膈肌练习）、姿势练习、呼吸肌训练和电刺激，可以增强呼吸肌的力量、耐力、收缩速度和能量输出，增加膈膜厚度，提高肺总容量和咳嗽峰值流量，缓解呼吸困难[13,29]。除上述常用的呼吸训练方法以外，近年来发现阈值压力负荷呼吸肌康复训练也可以改善脑卒中患者呼吸肌的力量，提高患者的运动耐力、心肺功能及日常生活能力，但由于相关文献较少且样本量较小，因此尚待大样本临床研究的数据[14,37]。在选择呼吸训练方式时，需要考虑的主要因素包括患者的喜好、费用、操作难易程度以及感染管理等。

2.2 干预强度及频率

由于吸气肌的主要动作是低强度的重复收缩，因此训练策略着重强调加强吸气肌的耐力。在不同的研究中，吸气肌训练的强度亦不同，持续训练强度为30%～80% PImax[27,36]。

由于爆发性的呼气练习和腹部肌肉的低强度收缩与咳嗽和Valsalva动作等相似，因此呼气肌训练可选择高强度力量训练或中等强度耐力训练。通常情况下，规范的呼气肌耐力训练方法是在15%～45% PEmax强度下持续训练30 min。

大多数的呼吸肌训练方案在实施力量训练6周后可取得显著疗效，因此建议最短的训练疗程为8周[38-39]。一项荟萃分析结果显示，30 min/d、5 d/周、持续3周的呼吸肌训练对脑卒中患者有效[40]。还有研究认为，如果脑卒中患者的训练持续时间足够长且训练强度足够大，则肌力增加会更加显著[41]。

无论采用何种呼吸训练方式，在训练期间，均需由医护人员对患者的相关指标进行监测；一旦发现指标异常，须立即告知医师以及时处理。

3 脑卒中患者呼吸训练应用后的评估指标

呼吸功能受呼吸肌系统和神经系统的双重调控[42]。在呼吸过程中，肺执行通气和灌注功能，使人体组织适当充氧[43]。然而，这一过程依赖于所有相关系统功能正常，如合适的呼吸肌强度、呼吸肌耐力以及肺容积和血流量[43]。上述变量通常被用于呼吸功能的评估，以评价各种干预措施对脑卒中患者的有效性[29,44]。呼吸强度测量指标应反映吸气或呼气最大阻力期的最大自主收缩能力（如PImax或PEmax），耐力测量指标应反映吸气能力和呼气负荷的增加情况或在预定时间内以固定负荷进行呼吸的能力[45]。通常采用2 min递增负荷法测量吸气肌耐力[14]。

此外，呼吸功能相关症状的改善也可继而改善日常活动相关症状如呼吸困难，因此呼吸干预对呼吸困难和日常活动的影响也应受到关注。呼吸困难的定义是不舒服的异常呼吸意识，必须使用经验证的自我报告量表（如Borg主观疲劳程度量表）进行评估。代表日常活动能力的指标必须能够代表日常执行任务或行动的能力，一般采用Barthel指数。同时，应对呼吸肌训练减少呼吸系统并发症的疗效进行评估，如肺炎发生率及频次等。

4 小 结

呼吸肌力量下降是心脑血管疾病的独立危险因素，且已被认为与脑卒中风险增加有关。由于脑卒中患者偏瘫侧的胸廓扩张幅度减小以及呼吸肌退化，导致肺功能降低。呼吸训练对吸气肌和呼气肌功能、肺功能（FVC、FEV1、PEF）、呼吸困难症状、日常活动能力以及呼吸系统并发症等均有积极的改善作用。今后有待开展更多的大样本研究以验证呼吸训练对脑卒中患者的康复疗效。