慢性阻塞性肺疾病呼吸肌疲劳的康复锻炼研究进展

王世豪，王至婉

河南中医药大学第一临床医学院，河南 450000

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease,COPD）是一种以持续性气流受限、进行性发展为特征的疾病，临床症状以呼吸困难、咳嗽、咳痰、胸闷、气短为主[1]。世界卫生组织（World Health Organization，WHO）调查显示，COPD的高发病率、高死亡率将会使其成为加重全球经济负担排名第5位的疾病，预计到2030年COPD将成为全球第三大死因[2-3]。我国约有COPD病人9990万人，其中20岁以上人群患病率约为8.6%，40岁以上人群患病率约为13.7%，60岁以上人群患病率已超过27.0%，发病年龄呈现年轻化趋势[4]。随着临床治疗方案的不断更新，一定程度上控制了病人的症状，但COPD在长期慢性进展中并发症较多，严重影响病人的生存质量，增加心理和经济负担。COPD病人的气道阻塞使胸腔膨胀，导致呼吸肌及相关肌肉长期在高负荷状态下工作，极易出现呼吸肌收缩力减弱、收缩速度下降等现象，即呼吸肌疲劳，进而导致呼吸衰竭。此外，COPD病人多为中老年人，其自然的呼吸肌退化、代谢异常、神经肌肉病变均可导致呼吸肌疲劳现象的产生，而临床COPD病人常用的治疗手段（如呼吸机及激素、肌松药、抗生素等药物）如使用不当亦可引起呼吸肌疲劳。正是因为呼吸肌疲劳，COPD病人出现反复再住院、伤残率高、死亡率高的情况。因此，呼吸肌疲劳是COPD临床中常见、危害大，也是急需解决的问题。肺康复是在对病人体质和病情进展程度评估后，依据现有康复方法制订个体化、综合性的治疗方案。2018年全球慢性阻塞性肺疾病倡议（global initiative for chronic obstructive lung disease，GOLD）指南指出，肺康复不仅可以在医疗场所进行，更可以家庭康复代替门诊康复，具有经济、便捷、易操作的特点，是改善2期、3期、稳定期病人最有效的治疗手段[5]。研究表明，康复训练能够降低呼吸肌疲劳发生率、减轻COPD病人气道阻塞程度、增强呼吸肌耐力和强度、改善呼吸困难状态、减少疾病加重次数、促进异常心理恢复等[6]。

1 COPD病人呼吸肌疲劳产生的原因

肺在自然呼吸时呼吸肌及相关辅助肌肉需要产生动力伸缩肺、胸壁、气道以及肺组织使气体进出，这一动作的产生需要充足的肌肉力量，神经传导以及完整的胸壁功能。而导致这一过程发生病理性改变的任何因素均可产生呼吸肌疲劳。常见的原因有：①呼吸肌形态改变：COPD病人肺部过度充气、肺部容量增加，使膈肌的位置和肌纤维的长度发生了改变，导致以膈肌为主的呼吸肌处于过度负荷下运动，加之长期缺氧出现的低氧血症、酸中毒及微量元素和电解质的缺乏，最终导致呼吸肌疲劳。Bachasson等[7]研究发现，COPD病人表现出明显的运动性呼吸肌疲劳，康复训练中还应重视腹部肌肉及四肢骨骼肌锻炼；②神经肌肉病变：呼吸运动的产生由呼吸中枢调节，有研究表明，膈肌变化导致膈肌点活动发生改变，从而影响呼吸中枢，进而影响呼吸运动，产生呼吸肌疲劳[8]；③营养因素：COPD病人呼吸时需要调动更多的肌肉耗能参与才能满足机体供氧需求，加之老年COPD病人合并胃肠道疾病及情绪焦虑等状态，消化吸收功能较差，使COPD病人出现营养不良现象，导致呼吸肌在高负荷运动下的供能不足，出现呼吸肌肉萎缩，肌肉力量不足，加重呼吸肌疲劳。Burak等[9]发现，营养不良是COPD病人的普遍问题，也是导致肺功能下降的重要因素。④心理因素：《2019慢性阻塞性肺疾病全球倡议》指南中指出，COPD病人大多数合并有焦虑症[10]，病人长期处于负性心理状态下，呼吸频率和深度以及睡眠质量发生改变，最终导致呼吸肌疲劳。

2 呼吸肌训练

呼吸肌及其辅助肌群在气体交换中起直接作用，通过锻炼可增强呼吸肌群的肌肉强度和耐力，提高肌肉对抗高负荷压力的能力。常用的呼吸训练方法包括膈肌训练法、肋间肌训练法和辅助肌群训练法。

2.1 膈肌训练法 呼吸肌疲劳主要由膈肌疲劳引起，膈肌作为最重要的呼吸肌，在气体交换过程中起重要作用[11]，通过膈肌锻炼可以最大限度地增强呼吸肌耐力，缓解呼吸肌疲劳。膈肌训练法主要采用膈肌起搏器、呼吸训练器等进行训练。

2.1.1 膈肌起搏器 通过计算机同步、可调控的电刺激膈肌及相关神经，从而产生肌肉收缩，提高膈肌肌肉力量。该方法不仅用于刺激膈肌，还可用于不能或不愿进行全身运动的病人改善四肢肌肉功能。Acqua等[12]研究发现，电刺激可以避免呼吸肌疲劳，不同频率的电刺激产生的抗疲劳效果不同，且对外周肌肉可产生同样的作用，具有安全、高效的特点。Jones等[13]研究指出，神经肌肉电刺激训练能够提高COPD病人的肌肉强度，提升活动能力，从而提高生活质量。该训练尤其适用于老年晚期病人。Coquart等[14]研究显示，神经肌肉电刺激训练可以促进肌肉蛋白质合成，促进肌肉质量的增长，从而增加病人的活动耐力，提升6min步行距离（6-minute walk test，6MWT）和健康相关生命质量(health-related quality of life,HRQOL)评分。Hill等[15]研究发现，神经电刺激训练对肌肉功能、运动能力和HRQOL均有着积极的影响。对于改善无活动能力的中重度COPD病人作用尤其明显，但对于装有心脏起搏器或刺激部位体内有金属的病人应谨慎选择。另外，该训练法属于被动训练，对于提升病人康复锻炼积极性的作用有限，对设备及技术要求较高，加之目前家用康复设备质量参差不齐，在家庭康复中推广难度较大。

2.1.2 呼吸训练器 通过增加呼吸过程中的阻力，提高气道压力，对呼吸肌进行抗阻训练，增强呼吸肌的强度与耐力，缓解呼吸肌疲劳，提高肺活量，改善呼吸困难[16]。按照呼吸训练器作用特点将其分为阻力负荷呼吸训练器、阈值负荷呼吸训练器、腹式呼吸训练器等。阻力负荷呼吸训练器通过呼吸气流产生阻力，阻力大小取决于气流大小；阈值负荷呼吸训练器的阻力相对固定，只有经口压力达到一定阈值才能使训练器中的通道开放，使气流流通；腹式呼吸训练器通过腹部的充气气囊产生压力，模拟腹式呼吸，提高肺扩张度，从而使膈肌得到锻炼和恢复。目前，临床应用的新型呼吸训练器带有低频振动功能，可带动呼吸道纤毛摆动，促进排痰。相对于其他训练方式，呼吸训练器康复方法具有量化、简单、易操作的特点，能够使病人明确训练目标，病人的接受度较强，更易提高病人康复训练的主动性。Wu等[17]对12例稳定期COPD病人进行康复训练后发现，采用呼吸训练器锻炼膈肌效果明显，相对于其他方式，阈值负荷呼吸训练器的效果更加优越。田家伟等[18]研究结果显示，稳定期COPD病人应用呼吸训练器进行康复，短期内即可取得明显效果。El-Deen等[19]对15例病人进行肺康复发现，使用阈值吸气肌训练器可以加强呼吸肌强度，并可使肺功能得到全面提高。该锻炼方法可通过呼吸训练器的刻度值将训练目标量化，使病人直观感受到康复过程中的进步，从而提升康复训练的积极性，但对器材要求较高，可能会加重病人的经济负担，需研发更加经济、便捷的训练器，以满足病人需求。

2.2 肋间肌训练法COPD病人由于肺部膨隆，胸部肌肉长期处于紧张状态，结构发生改变。肋间肌训练可以增强呼吸肌肌力，减少COPD急性加重的次数[20]，使呼吸肌疲劳得到缓解。肋间肌锻炼方法包括胸部扩张运动、游泳运动、俄罗斯转体运动以及各种球类运动等，能够促进病人上半身的运动。胸部扩张运动及俄罗斯转体运动过程中，如病人可以耐受，可借助适当的器材增加肌肉阻力，提升锻炼效果。张四清等[21]对25例稳定期COPD病人进行木球运动训练发现，肋间肌训练能够增强病人的呼吸肌强度、心肺功能，提高生活质量。该方法尤其适用于轻中度病人。Mehani[22]研究发现，肋间肌训练法可以改善肺功能、呼吸肌肌力、血氧合指数及6MWT等指标。该方法对场地及辅助器材要求不高，便于进行居家康复，但对病人的依从性要求较高，不适用于无活动能力的病人。

2.3 辅助肌群训练法 除与呼吸直接相关的肌肉群外，腹部、腰背部和四肢肌肉群在呼吸过程中起到辅助及支撑作用，其锻炼方式包括有氧运动、阻力运动等。通过锻炼辅助肌群，不仅可以提高COPD病人呼吸肌对抗高负荷运动的能力，使呼吸肌疲劳得到缓解，而且可以提升病人的心肺功能，改善呼吸困难症状。

2.3.1 有氧运动 有氧运动是指在氧气供应充分的条件下进行的强度适中且具有韵律性的运动。运动过程中可吸入足量氧气，以满足多器官及肌肉运动的需求，达到生理平衡状态，增强心肺功能。有氧运动不仅可锻炼大肌群，增强耐力，还可使病人身心愉悦、缓解肌肉疲劳。主要训练方式包括跑步、蹬车、游泳等，由于不需要复杂的器械，因此在家庭康复中可行性高。Mohammed等[23]对中重度COPD病人进行规律的、强度适当的有氧运动后，改善了病人的呼吸功能，对降低COPD病人心血管疾病发病率有积极作用。Baltzan等[24]对230例COPD病人进行12个月的有氧运动训练后，发现病人的6MWT和2min内完成楼梯数（2MST）有明显改善，活动耐力显著提升，且老年人效果 更 为 明 显；Wootton等[25]对130例COPD病人进行为期8周的地面有氧运动训练后发现，地面步行训练可以提升圣·乔治呼吸问卷、慢性呼吸系统疾病问卷评分，并认为采用步行方式训练有助于提高中重度COPD病人的耐力。由此可见，有氧训练用于老年病人肺康复护理中，可有效提高病人活动耐力，进而改善生活质量。病人训练过程中应遵循强度适中、循序渐进的原则；训练前后均需做热身及放松运动；运动量可根据病人自身耐受程度进行适当调整；训练过程中应有人陪伴，以应对呼吸困难等不良症状的发生。

2.3.2 阻力训练 阻力训练是一种耐力和力量相结合、渐进性、循环式的肺康复运动[26]。主要通过向上推动哑铃或水瓶、投掷训练、功率自行车、床上脚踏车、平躺提臀运动等方式锻炼肱二头肌、肱三头肌、长斜方肌、背阔肌、股四头肌、三角肌等，与有氧运动相比，抗阻训练可增强病人肌肉强度，防止肌肉萎缩，维持关节活动度，且不易引起呼吸困难等症状，病人较易接受。但该训练方式需要一定的器材辅助，有一定的条件限制。McDonald等[27]以阻力训练为主，对28例COPD病人进行康复训练，发现阻力训练结合低能量饮食可在改善病人身体成分、健康状况、症状和身体力量的同时维持骨骼肌的质量，从而提高生活质量。Strasser等[28]通过系统评价和Meta分析发现，阻力训练使腹部肌肉肌力增强，膈肌位置提升，减少肺容积异常升高，提高通气效率，从而改善病人的呼吸功能。Liao等[29]研究显示，阻力训练可增强肌肉力量，进一步提高病人的生活质量。COPD病人易合并骨质疏松症，肌肉力量下降，活动量减少，进一步减弱心肺功能[30]，从而形成恶性循环。因此，强化肌肉力量也是肺康复的重要内容。有学者指出，阻力训练应根据病人自身条件，采用多种方式联合进行，逐渐增加运动量，如在完成日常训练后无明显的关节疼痛、呼吸困难等症状时，可适当增加训练量，进行个体化治疗[31]。

3 呼吸方法训练

针对呼吸肌的呼吸训练可使病人的呼吸保持一定的深度和频率，恢复肋间肌、腹壁肌、膈肌等肌肉的活力，提高肌肉强度和耐力，缓解呼吸肌疲劳。目前，呼吸肌训练方式包括腹式呼吸法、缩唇呼吸法、瑜伽呼吸训练法等。

3.1 腹式呼吸法 该方法是呼吸训练法中的基础方法，病人可取坐位或站位，最大限度、缓慢地扩张腹部，同时保持胸部不动。呼气时使腹部自然回缩，缓慢地把气体排出体外。动作要领：无论吸气还是呼气都要尽可能达到最大量，训练过程中将手置于腹部，感受呼吸活动，保持呼吸节奏。有研究指出，腹式呼吸训练可以改善COPD病人的呼吸肌肌力、耐力，提升肺活量和6MWT[32]。陈国英[33]研究显示，常规治疗基础上进行腹式呼吸训练可提升病人的肺活量、氧分压、氧饱和度，改善呼吸衰竭状况。

3.2 缩唇呼吸法 缩唇呼吸可防止细支气管阻塞、塌陷，增加气体交换，缓解病人的缺氧症状。具体方法：用鼻吸气至最大量后屏气2s左右，然后将嘴唇缩成吹口哨状，缓慢地将气体从口中呼出，增加呼气阻力，延长呼气时间，呼吸时间比由2∶1控制到5∶1。Mayer等[34]研究发现，缩唇呼吸训练可有效降低COPD病人运动时的分钟通气量和呼吸频率。Mendes等[35]研究显示，缩唇呼吸联合腹式呼吸能够增加胸壁潮气量，降低呼吸频率。Resqueti等[36]研究显示，缩唇呼吸训练可以通过缩短呼吸周期来改善胸壁容积，缓解病人症状、提高生活质量。缩唇呼吸法操作简单，不需要依靠器材，对不能进行运动康复的病人尤为适用。

3.3 瑜伽呼吸训练法 通过体位、呼吸、冥想等方式，放松肌肉，调畅呼吸，缓解精神压力。瑜伽可以增加全身肌肉，尤其是背部、胸部、腹部肌肉及呼吸肌的协调性，降低呼吸受限程度，从而缓解呼吸肌疲劳，提高呼吸肌活力，改善病人生活质量。有研究发现，对COPD病人进行体位、冥想、呼吸法等瑜伽练习，可改善病人的肺功能和呼吸困难程度，提升生活质量[37-38]。Fulambarker等[39]对33例COPD病人进行为期6周的瑜伽训练，发现病人圣·乔治呼吸问卷评分、肺活量、最大吸气压力和最大呼气压力均有改善，可在短期内改善病人的生活质量和肺功能。刘训超[40]文献分析发现，瑜伽训练在缓解COPD病人肌肉紧张，改善呼吸肌疲劳，减轻焦虑程度等方面效果明显。通过瑜伽练习可缓解病人的身心压力，对COPD合并焦虑的病人尤为适用，但需要注意瑜伽训练中的有些动作及体位较为专业，需在正确的指导下进行训练，以免盲目练习造成伤害。

4 中医康复训练方法

中医康复技术包括推拿、针刺、穴位贴敷、健身功法等，具有成本低、操作简单、强度适中的特点。符合自然节律，强调人与自然的平衡、统一，讲究补虚去实，体现了中医“治未病”的思想。根据中医整体观念、辨证论治观念，可为病人提供个体化的治疗方案，达到未病先防，既病防变，瘥后防复。

4.1 推拿 病人可取仰卧位，选取上脘、中脘、中府、云门、巨阙、建里、关元、肺腧、肾俞、气海、血海进行单指按压，辅以补泻手法。丹田和腹部采用摩法或揉法，胸前采用按法、平推法，力度以病人感觉有酸胀感为宜。郭娟等[41]对101例稳定期COPD病人进行推拿发现，在常规治疗基础上，增加穴位推拿按摩可有效提高COPD病人居家生活质量，减少急性发作次数。

4.2 针灸疗法 包括针刺、电针、益肺灸等方法，具有简便、副作用小、起效迅速等特点。肺康复中主穴取肺、脾、肾三经，配以对症穴位，可以起到扶正祛邪的作用，短时间内即可改善呼吸困难，缓解呼吸肌疲劳等症状。王益德等[42]研究显示，针灸疗法可有效改善COPD病人的肺功能、血气分析及6MWT等指标。

4.3 穴位贴敷及中药离子导入 通过药物对穴位的刺激，调节脏腑功能，疏通经络气血，起到防病作用。主要穴位包括天突、大椎、膻中、定喘、命门、足三里、肺腧、肾俞、膏肓俞等。该方法具有操作简单、病人易接受的特点。Wu等[43]通过文献分析发现，穴位敷贴可改善COPD病人的免疫功能，对减少急性加重次数和提高临床疗效有辅助作用。

4.4 传统健身功法 包括太极拳、八段锦、六字诀、五禽戏、易筋经、气功等，动作讲究缓慢、柔和、形-气-神统一，可调畅气血，缓解呼吸肌疲劳，提高肺功能及活动耐力。Spruit等[44]研究发现，太极拳与其他康复方法比较，具有价格低廉、易操作、不依赖器械等优势，能明显改善COPD病人的运动功能及健康相关生活质量。

5 营养支持疗法

COPD是一种慢性消耗性疾病，长期营养不良可引起呼吸肌疲劳甚至呼吸衰竭，加快疾病进展[45]。故应给予病人营养支持，改善其营养状况，提高活动耐力。营养支持疗法作为最基本的康复方法应贯穿康复训练始终。根据COPD病人的年龄、体重、饮食习惯、营养状况、基础疾病等制定个体化营养治疗方案，总体原则是提供多样化食物、优质蛋白、适量糖类。如果病人合并其他基础代谢性疾病则需进行针对性调整。Collins等[46]研究显示，适当的营养支持治疗可以增强病人肌肉的质量和力量，提高活动耐力，改善呼吸困难症状；Hsieh等[47]研究发现，对COPD病人进行营养支持，可以降低血液中的二氧化碳水平。低容量、高热量的营养，能较好地满足病人的饱腹感，产生更低的二氧化碳。陈冲等[48]通过对224例COPD病人进行营养管理发现，个体化营养干预可改善病人的营养状况，增强活动耐力。营养支持疗法并非仅作用于呼吸肌，还可通过满足病人机体的高代谢水平，增加肌肉供能，从而减少机体对肌肉的消耗，增加呼吸肌及辅助肌群的质量，提升呼吸肌康复水平。

6 小结

呼吸肌疲劳是COPD病人治疗、康复面临的难题，药物治疗在疾病急性加重期具有优势，但在稳定期效果并不明显。肺康复不仅能够缓解呼吸肌疲劳、改善呼吸困难症状、提升运动耐力和能力、延缓疾病进展、改善生活质量，还可降低COPD病人的死亡风险[49]。但以下几个问题限制了肺康复的推广：①未形成完整、系统的肺康复训练处方，影响康复效果；②由于部分病人稳定期无明显特征及经济因素，医师和病人均未对肺康复引起足够的重视；③康复训练的强度、持续时间、频率、周期等无统一标准；④家庭康复项目如何能保证病人的训练动作标准及康复效果也是亟待解决的问题。未来可开展大规模的临床试验，从临床实践中探索最适合病人的个体化康复方案，并形成规范、统一的操作及评价标准；开展肺康复相关的科普讲座，提升医护人员和病人对肺康复的认知；推行家庭责任制模式，加强医师和病人间沟通，提高家庭肺康复效率，制定全面、科学的康复训练体系，将肺康复训练应用到COPD呼吸肌疲劳的防治中。