慢性心力衰竭患者標準有氧訓(xùn)練與組合式訓(xùn)練的效果比較

陳 航，劉 童，王 浩，盧 聰

（四川省成都市第一人民醫(yī)院心內(nèi)科 610000）

活動能力減退和呼吸困難是慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）的主要癥狀。呼吸肌相關(guān)結(jié)構(gòu)和功能的改變被認為是導(dǎo)致CHF癥狀的主要原因［1］。有氧訓(xùn)練（aerobic training，AT）能夠一定程度上地轉(zhuǎn)變這些肌肉的異常狀態(tài)［2－3］。然而，有研究發(fā)現(xiàn)與選擇性肌肉訓(xùn)練相比，AT對外周骨骼肌和呼吸肌萎縮狀況的改善效果不佳［4－5］。有報道稱，AT中加入外周骨骼肌耐受訓(xùn)練（resistance training，RT）或結(jié)合呼吸肌訓(xùn)練（inspiratory muscle training，IMT）對四肢肌肉的強度和耐力、呼吸肌的功能狀態(tài)的提高有顯著作用［6］。因此，本研究意在探討AT結(jié)合RT和IMT的組合式訓(xùn)練（ARI）與標準AT相比，能否顯著改善CHF患者的生命質(zhì)量。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇本院門診CHF患者共27例，其中男22例，女5例，年齡47～69歲，平均（58.3±10.4）歲?；颊叻譃锳RI訓(xùn)練組或者AT訓(xùn)練組。ARI訓(xùn)練組13例，男10例，女3例，年齡47～65歲，平均（57.1±11.2）歲；AT訓(xùn)練組14例，男12例，女2例，年齡48～65歲，平均（58.6±8.3）歲。納入標準：缺血性或擴張性CHF患者，左心室射血分數(shù)（LVEF）≤40%，NYHA心功能分級為Ⅱ級和Ⅲ級，參與前至少有3個月患者血流動力學(xué)穩(wěn)定。排除標準：感染；肺功能較差（一秒用力呼氣容積或肺活量小于60%預(yù)計值）；吸煙；心律失常；患有因心絞痛、外周動脈阻塞性疾病導(dǎo)致的行動障礙。本次研究已經(jīng)得到本院倫理委員會的批準并且征得所有參與研究的患者同意，簽署知情同意書。所有參與測試的研究者均不知道患者的試驗分組。所有試驗參與這均使用常規(guī)藥物治療CHF包括：β受體阻滯劑，地高辛和利尿劑。

1.2 方法

1.2.1 運動訓(xùn)練步驟 患者訓(xùn)練頻率為每周3次，連續(xù)12周。每組運動前熱身和運動后放松都設(shè)定為5min，ARI組患者不同項目間有2min的伸展放松時間。患者訓(xùn)練時有醫(yī)護人員陪同監(jiān)督并使用心電圖檢測。兩組患者都在保持70%～80%最大心率（HR）強度的條件下進行騎自行車有氧訓(xùn)練。所有患者第1周進行20min AT訓(xùn)練，隨后每次訓(xùn)練至少延長1 min。ARI組的患者連續(xù)12周進行30min AT訓(xùn)練，同時該組患者也要接受15min RT訓(xùn)練和20min IMT訓(xùn)練。RT訓(xùn)練由動態(tài)的股四頭肌訓(xùn)練和上肢抗阻訓(xùn)練組成。下肢鍛煉使用手扶輪椅保持50% 的一次最大承受負荷，每隔1周進行1次。上肢鍛煉包括使用1～2kg的啞鈴進行肘部彎曲、肩屈曲和外展運動，每次重復(fù)10～12次一組，共兩組。IMT為保持60%最大吸氣壓力下的高強度耐力訓(xùn)練，全程使用電腦生物反饋系統(tǒng)（英國Project Electronics公司）輔助。AT組患者每次進行45min的AT訓(xùn)練，持續(xù)12周。

1.2.2 測量方法 在訓(xùn)練前后，分別對患者進行以下測試：呼吸肌和股四頭肌功能、心肺功能運動實驗（CPET）中的運動能力的評估和最高耗氧量測量；使用Borg scale評分表評估呼吸困難程度；使用明尼蘇達生活質(zhì)量問卷調(diào)查表（MLwHFQ）評估患者的生活質(zhì)量；使用超聲心動圖觀察左心室射血功能和心房、心室結(jié)構(gòu)。

1.2.2.1 CPET和呼吸困難測試 通過CPET測量患者運動時的最大氧耗來測試運動能力。根據(jù)常規(guī)操作步驟患者在跑步機上進行運動，同時使用 Medgraphics CPX/MAX（美國Medical Graphics公司）測量系統(tǒng)測量呼吸氣體交換［7］。測量指標包括：Peak VO2；每分通氣量二氧化碳輸出斜率（VE/VCO2slope）；通氣臨界值（VT）；每分通氣量（VE）；氣體交換率（RER）；循環(huán)功率（CP）；HR，收縮壓（SBP）。在測試過程中，跑步機的斜度和速度入選一項發(fā)生改變。在整個運動和恢復(fù)期間，實時采集每次呼出的氣體并測定氧氣和二氧化碳的量，每間隔30s計一次平均值。每次運動最后一刻測量的氧耗平均值作為運動期間的最大氧耗。VT是在當呼出的二氧化碳量與耗氧量呈非線性關(guān)系時測出的。在運動測試高峰期通過Borg scale評分表進行評分來評價患者呼吸困難程度。

1.2.2.2 呼吸肌功能測試 測量呼吸肌的最大強度（PImax）和呼吸肌的功能是通過電子測壓系統(tǒng)結(jié)合生物反饋訓(xùn)練系統(tǒng)（英國 Project Electronics公司）完成的，其精度可達到（±0.1）%。PImax是在盡力呼氣后（RV）的第1秒用力吸氣末進行測量的并以cm H2O的單位表示。呼吸肌的功能以在從用力呼氣末到用力吸氣末的過程中在PImax的狀態(tài)所能持續(xù)的時間評定的。這在壓力時間曲線下表現(xiàn)為最大吸氣壓力（SPImax）是代表呼吸肌耐力的指標。為保持基線水平的一致性，每次測量重復(fù)6次，每次測量期間充分休息，取其中測得的最高值作為基準的PImax和SPImax。

1.2.2.3 下肢肌肉功能測試 股四頭肌肌力（QME）是用股四頭肌力矩的峰值（QMTpeak）和一次所能承受的最大負荷（1RM）進行評定的。股四頭肌的力量峰值（N）的測量是在當患者坐在康復(fù)椅上90°屈髖屈膝時，右下肢使用肌力計進行測量（英國Lafayette Instrument公司）。測量至少進行3次并記錄最高值。QMTpeak等于N乘以膝關(guān)節(jié)到負重點的距離。1RM是指股四頭肌在允許范圍內(nèi)運動過程中一次所能提起的最大重量。QME以股四頭肌在舉起最大一次承重負荷一半的物體時所能舉起的次數(shù)計算。

1.2.2.4 超聲心動圖 對所有患者都在靜息狀態(tài)下進行標準二維超聲心動圖（美國通用電氣醫(yī)療公司）檢測。評估LVEF（%），同時也對左室舒張末期內(nèi)徑（LVEDD）和左室收縮末期內(nèi)徑（LVESD）進行了測量。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS19.0進行分析，計量資料用±s表示，組間比較采用t檢驗及單因素方差統(tǒng)計分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料統(tǒng)計 5例失訪，17例因不能耐受終止訓(xùn)練，3例因病情惡化退出試驗，剩下27例患者完成了訓(xùn)練項目，并在整個康復(fù)訓(xùn)練的過程中沒有發(fā)生不良事件。ARI組和AT組的患者的特征、NYHA功能分級、病因?qū)W、主要和次要觀察終點，以及藥物治療方面差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 一般資料統(tǒng)計（±s）

表1 一般資料統(tǒng)計（±s）

DCM：擴張型心肌??；ICM：缺血性心肌病。

ARI組（n＝13）AT組（n＝14）P 92 86 0.59 57.1±11.2 58.6±8.3 0.69性別（男/女） 10/3 12/2 0.57 BMI（kg/m2） 26.6±4.3 25.9±2.1 0.60 NYHA（Ⅱ/Ⅲ） 6/7 8/6 0.58病因（DCM/ICM） 9/4 9/5 0.76 Peak VO2（mL·kg－1·min－1） 16.8±5.2 17.5±3.6 0.61 1RM（kg） 20.0±3.2 19.6±1.3 0.81 PImax（cm H2O） 75.3±11.0 79.0±9.1 0.34 SPImax（cm H2Os－110－3） 310.0±27.0 306.0±21.0 0.71 LVEF（%） 27.8±8.0 30.6±5.4 0.27 LVESD（mm） 64.7±8.0 60.7±3.0 0.10 LVEDD（mm） 69.4±4.6 66.1±4.0 0.07 MLwHFQ（分） 41.6±3.1 42.4±4.8 0.61呼吸困難指數(shù)（Borg scale） 17.8±0.6 18.1±0.5 0.10藥物使用率（%）ACE抑制藥 100 93 0.34 β受體阻斷藥 69 71 0.90地高辛 69 64 0.79利尿劑年齡（歲）

2.2 下肢及呼吸肌功能測試 進行ARI還是AT，患者的QMTpeak，1RM，QME and SPImax都有顯著地變化。其中參與ARI組的患者的各項指標明顯優(yōu)于AT組的患者（P＜0.05）。ARI組相比運動訓(xùn)練前的各項指標差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。AT組患者運動前后比較，僅QME和PImax差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表2。

2.3 CPET ARI組的患者經(jīng)過運動訓(xùn)練后的各項指標差異有統(tǒng)計學(xué)意義，包括在跑步機上鍛煉的時間和機體的循環(huán)功率（循環(huán)功率＝最大攝氧量×收縮期血壓［SBPpeak］）。組內(nèi)分析顯示，經(jīng)過訓(xùn)練，兩組患者Peak VO2、訓(xùn)練時間、VT都有顯著提高，而ARI組患者的VE/VCO2slope，SBPeak和CP也得到改善。進一步分析表明在ARI組中訓(xùn)練時間明顯長于AT組患者（P＝0.01）。靜息狀態(tài)下的 HR、SBP，以及RER和VE在兩組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表3。

2.4 超聲心動圖 兩組LVEF、LVESD、LVEDD比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。ARI組訓(xùn)練后的超聲心動圖參數(shù)較訓(xùn)練前有顯著性改善（P＜0.05）；AT組患者僅LVEF和LVESD比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表4。

2.5 生活質(zhì)量、呼吸困難和NYHA分級 ARI組的MLwHFQ和呼吸困難指數(shù)（Borg scale評分）的改善優(yōu)于AT組（P＜0.05）。組內(nèi)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)僅ARI組的患者 MLwHFQ和NYHA在運動訓(xùn)練后得到改善（P＜0.05），而呼吸困難指數(shù)在ARI和AT組患者中均差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表5。

表2 下肢及呼吸肌功能測試（±s）

表2 下肢及呼吸肌功能測試（±s）

Pa：配對t檢驗；Pb：單因素方差分析。

ARI組（n＝13）AT組（n＝14）指標訓(xùn)練前 訓(xùn)練后 Pa 訓(xùn)練前 訓(xùn)練后 Pa Pb 0.05 1RM（kg） 20.0±3.2 24.6±3.6 ＜0.05 20.2±1.2 20.2±1.2 0.09 ＜0.05 QME（kg·maxreps） 147.0±31.0 187.0±30.0 ＜0.05 137.0±16.0 149.0±12.0 ＜0.01 ＜0.05 PImax（cm H2O） 75.3±11.0 102.0±19.0 ＜0.05 79.0±9.1 83.5±9.7 0.02 0.10 SPImax（cm H2Os－110－3） 310.0±27.0 413.0±24.0 ＜0.05 306.0±21.0 307.0±23.0 0.75 ＜QMTpeak（N·m） 1.9±0.3 2.4±0.4 ＜0.05 1.8±0.1 1.9±0.2 0.06 ＜0.05

表3 心肺功能測試參數(shù)（±s）

表3 心肺功能測試參數(shù)（±s）

Pa：配對t檢驗；Pb：單因素方差分析。

ARI組（n＝13）AT 組（n＝14）指標訓(xùn)練前 訓(xùn)練后 Pa 訓(xùn)練前 訓(xùn)練后 Pa Pb Peak VO2（mL·kg－1·min－1） 16.8±5.2 19.6±6.2 0.010 17.6±3.6 19.5±4.1 0.040 0.750訓(xùn)練時間（min） 9.0±2.0 10.5±1.9 0.001 9.1±1.2 9.9±0.9 0.040 0.010 VE/VCO2slope 37.9±6.4 35.8±5.8 0.009 35.9±4.8 34.8±5.4 0.410 0.480 VT（mL·kg－1·min－1） 14.4±4.5 16.3±6.3 0.002 13.7±2.1 15.1±2.4 0.010 0.430 VE（L/min） 66.9±39.0 70.0±29.0 0.660 54.1±13.0 58.4±12.0 0.110 0.200 RER 1.1±0.1 1.0±0.1 0.710 1.1±0.1 1.1±0.1 0.500 0.360 HRrest（bpm） 76.0±16.0 71.0±18.0 0.060 81.0±12.0 78.0±12.0 0.110 0.200 HRpeak（bpm） 130.0±26.0 134.0±21.0 0.350 140.0±18.0 141.0±17.0 0.520 0.250 SBPrest（mm Hg） 105.0±11.0 105.0±18.0 0.600 110.0±16.0 105.0±11.0 0.060 0.450 SBPpeak（mm Hg） 134.0±26.0 151.0±28.0 0.002 148.0±30.0 142.0±26.0 0.970 0.780 CP（mL/kg·min mm Hg） 2 337.0±340.0 3 049.0±984.0 0.001 2 527.0±149.0 2 697.0±274.0 0.030 0.050

表4 超聲心動圖參數(shù)（±s）

表4 超聲心動圖參數(shù)（±s）

Pa：配對t檢驗；Pb：單因素方差分析。

ARI組（n＝13）AT組（n＝14）指標訓(xùn)練前 訓(xùn)練后 Pa 訓(xùn)練前 訓(xùn)練后 Pa Pb LVEF（%） 27.8±8.0 30.4±8.2 0.003 30.6±5.4 33.4±5.7 0.010 0.260 LVESD（mm） 64.7±8.0 64.2±8.5 0.030 60.7±3.0 60.0±3.2 0.020 0.100 LVEDD（mm） 69.4±4.6 67.5±3.9 0.010 66.1±3.8 65.3±3.7 0.080 0.070

3 討 論

本次隨機對照研究將RT與IMT加入到標準AT的訓(xùn)練計劃中作為組合訓(xùn)練計劃，比較組合訓(xùn)練計劃和標準AT訓(xùn)練對CHF患者的康復(fù)作用。結(jié)果顯示這種組合式的康復(fù)訓(xùn)練計劃是安全的，在整個研究過程中并未出現(xiàn)患者的不良反應(yīng)。ARI訓(xùn)練計劃的設(shè)計考慮了運動的類型、強度和持續(xù)時間，不僅使其簡單易操作而且還確保了患者的安全。關(guān)于RT訓(xùn)練，通常主要通過四頭肌的訓(xùn)練來提高CHF患者運動能力和生命質(zhì)量［8］。加入上肢的鍛煉可以增加患者肌肉強度并且使患者可以正常的日常生活。在一定百分比SPImax下的高強度IMT訓(xùn)練有助于改善呼吸肌能力、呼吸困難和CHF患者的狀態(tài)。前期的研究發(fā)現(xiàn)下肢和呼吸肌萎縮與CHF患者運動能力和生命質(zhì)量的下降密切相關(guān)［9－11］。因此，標準AT訓(xùn)練中加上RT或IMT訓(xùn)練將會使某些肌肉的狀態(tài)和運動能力得到明顯改善［6，12－14］。然而組合 AT/RT 或 AT/IMT 卻分別導(dǎo)致了四肢肌肉或呼吸肌功能的改善［6，12－14］。此外，相比標準 AT訓(xùn)練，組合訓(xùn)練方式似乎可以在提高心肺運動參數(shù)［6，12］、生活質(zhì)量［14］，或肌肉功能方面發(fā)揮較好的效果。因此，很容易聯(lián)想到將這3種訓(xùn)練融合成為一種訓(xùn)練方式可能會進一步的提高外周肌肉和呼吸肌的能力，為CHF患者提供一個完整的訓(xùn)練康復(fù)模式。研究結(jié)果顯示組合訓(xùn)練是安全的，而且相比AT訓(xùn)練，組合訓(xùn)練模式可以使股四頭肌、呼吸肌、心肺運動參數(shù)、呼吸困難和生命質(zhì)量得到顯著性改善。本次研究結(jié)果提倡加入耐受訓(xùn)練和呼吸肌訓(xùn)練到CHF患者標準有氧訓(xùn)練中，同時還需要更大量的隨機對照研究來支持這種組合式康復(fù)訓(xùn)練計劃的療效。

［1］Empinado HM，Deevska GM，Nikolova－Karakashian M，et al.Diaphragm dysfunction in heart failure is accompanied by increases in neutral sphingomyelinase activity and ceramide content［J］.Eur J Heart Fail，2014，16（5）：519－525.

［2］Ventura－Clapier R，Mettauer B，Bigard X.Beneficial effects of endurance training on cardiac and skeletal muscle energy metabolism in heart failure［J］.Cardiovasc Res，2007，73（1）：10－18.

［3］European Association of Cardiovascular Prevention and Rehabilitation Committee for Science Guidelines，EACPR，Corrà U，et al.Secondary prevention through cardiac rehabilitation：physical activity counselling and exercise training：key components of the position paper from the Cardiac Rehabilitation Section of the European Association of Cardiovascular Prevention and Rehabilitation［J］.Eur Heart J，2010，31（16）：1967－1974.

［4］Kitzman DW，Brubaker PH，Herrington DM，et al.Effect of endurance exercise training on endothelial function and arterial stiffness in older patients with heart failure and preserved ejection fraction：a randomized，controlled，single－blind trial［J］.J Am Coll Cardiol，2013，62（7）：584－592.

［5］Soska V，Dobsak P，Pohanka M，et al.Exercise training combined with electromyostimulation in the rehabilitation of patients with chronic heart failure：a randomized trial［J］.Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub，2014，158（1）：98－106.

［6］Winkelmann ER，Chiappa GR，Lima CO，et al.Addition of inspiratory muscle training to aerobic training improves cardiorespiratory responses to exercise in patients with heart failure and inspiratory muscle weakness［J］.Am Heart J，2009，158（5）：768.

［7］Riley M，Northridge DB，Henderson E，et al.The use of an exponential protocol for bicycle and treadmill exercise testing in patients with chronic cardiac failure［J］.Eur Heart J，1992，13（10）：1363－1367.

［8］Jankowska EA，Wegrzynowska K，Superlak M，et al.The 12－week progressive quadriceps resistance training improves muscle strength，exercise capacity and quality of Life in patients with stable chronic heart failure［J］.Int J Cardiol，2008，130（1）：36－43.

［9］Ribeiro JP，Chiappa GR，Neder JA，et al.Respiratory muscle function and exercise intolerance in heart failure［J］.Curr Heart Fail Rep，2009，6（2）：95－101.

［10］Belardinelli R，Georgiou D，Cianci G，et al.10－year exercise training in chronic heart failure：a randomized controlled trial［J］.J Am Coll Cardiol，2012，60（16）：1521－1528.

［11］Silva IS，F(xiàn)regonezi GA，Dias FA，et al.Inspiratory muscle training for asthma［J］.Cochrane Database Syst Rev，2013，9：CD003792.

［12］Delagardelle C，F(xiàn)eiereisen P，Autier P，et al.Strength/endurance training versus endurance training in congestive heart failure［J］.Med Sci Sports Exerc，2002，34（12）：1868－1872.

［13］Mandic S，Tymchak W，Kim D，et al.Effects of aerobic or aerobic and resistance training on cardiorespiratory and skeletal muscle function in heart failure：a randomized controlled pilot trial［J］.Clin Rehabil，2009，23（3）：207－216.

［14］Beckers PJ，Denollet J，Possemiers NM，et al.Combined endurance－resistance training vs.endurance training in patients with chronic heart failure：aprospective randomized study［J］.Eur Heart J，2008，29（15）：1858－1866.