基于k-means聚类方法的分类肺康复对肾移植患者肺功能及呼吸肌疲劳的影响研究

周丽君，刘 静，杨荆艳

(华中科技大学同济医学院附属协和医院泌尿外科，湖北 武汉 430022)

肾移植患者由于术前长期的血液透析以及术后免疫抑制药物作用，可能会出现免疫功能低下、肌力下降、代谢减弱等症状，由此导致患者术后肺功能出现不同程度的损害，主要表现在肺通气功能及弥散功能破坏、小气道阻塞及轻度肺气肿等，患者呼吸功能紊乱、运动耐量下降，影响其术后康复[1]。肺康复是以循证医学为基础，结合多学科的内容，为肺部疾病患者设计的综合性方案，包括治疗方案及患者管理(运动、饮食等行为管理)等，其依据行为学的原理和技术来改变疾病相关行为和反应，可以有效地促使患者肺功能的改善和社会适应及自主性的提高[2-3]，若对于所有肾移植患者均使用相同的肺康复训练，具有盲目性。k-means聚类分析是聚类分析中最常用的一种典型划分算法，根据物以类聚的道理，将数据根据某种相似性度量方法进行划分，对样本数据进行归类的一种多元统计分析方法，k-means聚类方法的分类肺康复基于患者身体机能与心理状态等进行分类。本研究探讨其对肾移植患者肺功能及呼吸肌疲劳的影响，旨在为改善患者预后提供依据，现报告如下。

1资料与方法

1.1一般资料：选择2017年4月～2019年4月于本院行肾移植术的患者84例，按照随机数字表法分为两组，每组42例。纳入标准：①首次接受同种异体肾移植手术；②年龄18～75岁；③病情稳定，意识清楚，可配合治疗；③自愿参加本试验，并签署协议书。排除标准：①既往肺间质纤维化、慢性纤维空洞型肺结核、支气管哮喘、支气管扩张、典型肺动脉高压等肺部疾病患者；②合并感染或排斥反应等并发症；③意识不清，不能配合康复治疗；④心、肝等器官严重功能障碍；⑤合并恶性肿瘤或精神系统疾病。本次研究经过本院医学伦理委员会同意。

1.2方法：对照组给予传统的肺康复护理模式，具体操作：①肺功能管理：责任护士负责对患者信息及肺功能相关检查结果建档；②健康教育：以微信公众号为载体，利用视频、动画等多媒体形式，结合通俗易懂的语言，对肺康复课程(药物服用、呼吸锻炼、饮食控制、情绪调节等)进行讲解；③呼吸训练：包括平静呼吸、立位吸气、前倾呼气、腹式缩唇呼吸、压腹呼吸等。每次持续10 min，2次/d。腹式缩唇呼吸时患者取舒适体位，指导患者两手分别放于前胸部和上腹部，闭嘴经鼻吸气，吸气时腹肌放松，胸部提起直至最大肺活量，胸部手在原位不动，抑制胸廓运动，放在腹部的手因吸气而缓慢抬起，然后经口缓慢呼气，呼气时腹肌收缩；④术后指导：告知翻身拍背及有效咯痰目的，取得患者配合，翻身拍背前评估患者心功能状况、年龄、体重、病情、肢体活动能力等，根据病情选择三人翻身法或一人翻身法，翻身时，根据病情需要，给予患者拍背，促进排痰。3次/d，15 min/次。

观察组给予基于k-means聚类方法的分类肺康复，具体操作：由责任医生、护士长、责任护士、康复科医生、营养师、心理咨询师组成分类肺康复小组，根据年龄、性别、肺功能检查结果、咳嗽喘息等症状和心理状态，评估患者是否存在影响肺功能的因素的聚类分析指标，进行k-means聚类分析，根据K值最终确定最佳分类为3类：①第一类患者基础条件好(通过平均轮廓系数确定k-means聚类分析K值>40)，主要目的为增强肺功能，预防呼吸功能紊乱、运动耐量下降，给予常规肺康复训练，操作同对照组；②第二类患者合并基础疾病，肺功能与心理状态尚可(通过平均轮廓系数确定k-means聚类分析K值在30～40之间)，目的在于改善肺功能，在传统肺康复训练基础上，以护士为主导，医师、康复师协作，对小组成员进行培训，及时调整治疗方案，培养患者按时、坚持服药以及用氧的遵医行为，告知患者机械通气在治疗中的重要性及可能存在的问题，教会患者正确使用、清洗和储存雾化器，告知患者当出现呼吸困难、气闷等症状时主动使用处置措施或求助他人协助处理呼吸困难、咳嗽、咯痰的行为,如通过氧疗、及时服用药物或家属协助进行正确的胸部叩击改善症状，不盲目使用镇咳药；③第三类患者肺功能、营养状态及心理状态均不佳(通过平均轮廓系数确定k-means聚类分析K值<30)，目的在于改善患者营养状态及不良情绪，重点讲解营养支持的重要性。当患者长期处于不良营养状态时，肺功能会出现持续功能降低，造成呼吸困难等症状的反复发作。以护士为主导，医师、营养师、心理咨询师和康复师协作，制定科学的饮食及个体化递增功率的康复运动方案，合理膳食，在锻炼中改变行为模式，逐步建立良性的生活方式，有规律地进行肺康复运动治疗；了解小组成员情绪变化，讲解负面情绪与肺功能的关系，帮助小组成员改变不合理、片面的思维方式以缓解负面情绪，学习调整负面情绪及压力的心理学方法。

1.3观察指标

1.3.1肺功能指标：两组患者用力肺活量(FVC)，第1秒用力呼气量(FEV1)，第1秒用力呼气量占肺活量比率(FEV1/FVC)。采用日本生产的Mninato便携式肺功能仪进行检测。

1.3.2呼吸力学指标与血气指标分析：两组患者气道峰压(PIP)、平均气道压(MPaw)、气道平台压(Pplat)PaO2、PaCO2、氧合指数(OI)(OI=PaO2/FiO2，FiO2为吸入氧浓度)。

1.3.3呼吸肌力量及耐力评价指标：两组患者最大吸气压(MIP)、6分钟步行距离、呼吸困难评分。

1.3.4生活质量评估：两组患者SCL-90量表评分。该量表共有90个项目，测验的九个因子分别为：躯体化、强迫症状、人际关系敏感、抑郁、焦虑、敌对、恐怖、偏执及精神病性。

2 结果

2.1两组基线资料比较：两组基础资料差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。见表1。

表1 两组一般资料比较

2.2两组干预前后肺功能指标比较：干预前，两组患者FEV1、FVC、FEV1/FVC指标比较，差异无统计学意义(P>0.05)。干预后，观察组患者FEV1、FVC、FEV1/FVC指标显著优于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组干预前后肺功能指标比较

2.3两组干预前后呼吸力学指标与血气指标比较：干预前，两组患者呼吸力学指标与血气指标比较，差异无统计学意义(P>0.05)。干预后，观察组患者呼吸力学指标与血气指标显著优于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 两组干预前后呼吸力学指标与血气指标比较

2.4两组干预前后呼吸肌力量、耐力评价指标及生活质量比较：干预前，两组患者呼吸肌力量、耐力评价指标及生活质量评分比较，差异无统计学意义(P>0.05)。干预后，观察组患者呼吸肌力量、耐力评价指标及生活质量评分显著优于对照组，差异无统计学意义(P<0.05)。见表4。

表4 两组干预前后呼吸肌力量、耐力评价指标及生活质量评分比较

3 讨论

肺脏作为人体的呼吸器官，是慢性肾功能衰竭患者常见的受累器官之一，研究[4]表明，肾移植患者免疫功能受到免疫抑制药物的影响，存在排斥或感染的风险，最大摄氧量和运动能力下降、代谢相关危险因素增加，易受体内外致病因素的影响而发生肺部病变，主要表现为轻度、中度下降的阻塞性通气功能障碍。患者出现呼吸困难等症状，而长时间呼吸困难会造成呼吸道上皮细胞和肺泡细胞损伤，且患者长期卧床、痰液引流不畅及术前存在的病原菌隐性感染等，导致患者易发生术后肺部感染，发生率近40.0%，所致术后10年病死率达27.7%[5-6]。此外，相关研究[7-9]表明，呼吸困难症状、心理情绪等相互作用共同影响着肾移植患者的生存质量，部分患者因肺功能下降，出现不良情绪，且疾病对于患者是一种应激源，患者对疾病相关知识认识不足，所引起的负性情绪和症状，如不能进行及时、有效的干预，可能导致抑郁症等严重病情的发生，使患者出现失眠、躯体不适和植物神经功能紊乱等症状，影响患者生活质量。因此，改善肾移植患者肺功能成为临床亟待解决的问题。

本研究结果显示，给予k-means聚类方法的分类肺康复的观察组患者肺功能、呼吸力学指标与血气指标、呼吸肌力量、耐力评价指标显著优于对照组(P<0.05)，提示给予肾移植患者基于k-means聚类方法的分类肺康复，能够有效改善患者肺功能及呼吸肌疲劳症状，提高患者运动耐力。本研究中观察组生活质量评分显著优于对照组(P<0.05)，提示给予肾移植患者k-means聚类方法的分类肺康复，能够有效改善患者生活质量。进一步分析取得较好效果的原因：①肺康复这一理念虽然被我国医护人员接受，并认识到其在肺功能管理中的重要性，将其逐渐用于肺部疾病治疗及病情控制中，应用效果已得到临床证实[10-11]，但是对于所有肾移植患者均使用相同的肺康复训练，给予健康教育及一般指导，遵医嘱用药，列出日常行为管理要求，并逐一进行示范、讲解，过于关注病情而忽略了患者个体差异及主观感受，缺乏针对性，影响了其干预效果[12]。相关研究[13]显示，鼓励家属参与在提高肾移植术后患者用药依从性上发挥着重要作用。②k-means 聚类分析是应用比较广泛的一种基于划分的聚类算法，根据研究对象之间的相似程度进行分类，k-means聚类方法的分类肺康复基于患者身体机能(肺功能)、营养状态、心理状态等将肾移植患者进行分类，针对不同类别患者给予干预措施，如年龄偏大，肺功能、营养状态及心理状态均不佳的第3类患者，给予心理疏导、肺康复训练以及营养支持[14]。③基于k-means聚类方法的分类肺康复根据患者疾病状态及严重程度、既往生活方式及饮食习惯、心理状态等给予生理、精神心理等综合层面的干预措施，使肺康复工作更具灵活性、有效性，从而避免肺功能下降对生存质量的影响。基于以上研究结果，建议对于肾移植患者，根据疾病状态及严重程度、既往生活方式及饮食习惯、心理状态等给予生理、精神心理等综合层面评估结果，给予科学的饮食指导及个体化递增功率的康复运动方案，合理膳食，在锻炼中改变行为模式，逐步建立良性的生活方式，有规律地进行肺康复运动治疗，同时了解小组成员情绪变化，讲解负面情绪与肺功能的关系，帮助小组成员改变不合理、片面的思维方式以缓解负面情绪，学习调整负面情绪及压力的心理学方法。

本研究存在一定的局限性，病例样本来源地较单一，样本量尚可进一步扩大，基于k-means聚类方法的分类肺康复在肾移植患者的应用尚未能形成一套标准的护理方案，下一步研究可相应地扩大样本量及样本来源，延长管理和观察时间，以更准确地验证效果。

综上所述，给予肾移植患者基于k-means聚类方法的分类肺康复，能够有效改善患者肺功能及呼吸肌疲劳症状，提高患者运动耐力及生活质量。