術前呼氣阻力訓練對體外循環(huán)冠狀動脈旁路移植術患者肺氣體交換功能的影響

丁艷瓊，王建榮，于亞群

體外循環(huán)心臟手術后患者肺功能可發(fā)生不同程度的改變，輕者可出現(xiàn)輕度肺不張，嚴重者可出現(xiàn)威脅生命的急性肺損傷或急性呼吸窘迫綜合征［1］。冠狀動脈旁路移植術（coronary artery bypass grafting，CABG）是一項常規(guī)的心臟手術，其肺部并發(fā)癥仍然有著較高的發(fā)生率［2－3］。CABG術后患者肺容量及其功能儲備的降低可以導致氣體交換功能的改變，從而導致低氧血癥［4］。文獻顯示呼氣正壓（positive－expiratory－pressure，PEP）的呼氣阻力呼吸訓練在心臟手術后患者住院期間有著廣泛的應用且擁有較好的效果［5］，筆者展開了針對CABG患者術前呼氣阻力訓練效果的研究，此前研究證實了其利于體外循環(huán)CABG患者圍術期肺功能指標的恢復［6］。本研究在此前研究的基礎上進一步探討術前開展PEP呼氣阻力訓練對于體外循環(huán)CABG患者圍術期肺氣體交換功能的影響，從而進一步為指導擇期體外循環(huán)CABG患者進行科學有效的呼吸訓練提供依據(jù)。

1 資料與方法

1．1 臨床資料與分組 研究對象為2016年1月至2016年10月在解放軍總醫(yī)院心血管外科住院患者。納入標準：擇期行體外循環(huán)下CABG的患者；神經(jīng)肌肉功能正常、無神經(jīng)系統(tǒng)疾患；神智清楚、思維正常、言語交流溝通正常；知情同意。排除標準：冠心病左主干病變；術前不能耐受呼氣阻力訓練；入院后小于5天即行手術治療者；有腦血管意外史；圍術期應用主動脈氣囊反搏；圍術期心梗；圍術期惡性心律失常。將所有符合納入標準的患者計算機隨機分為對照組及試驗組各55例。試驗組最終有51例進入研究，對照組最終有50例進入研究。患者的一般資料見表1。對照組即常規(guī)呼吸訓練組；試驗組即呼氣阻力訓練組。

1．2 干預措施 試驗組：進行呼氣阻力訓練；對照組：進行常規(guī)深呼吸訓練。具體訓練方法見已發(fā)表的文獻［6］，本研究與前述研究為同一研究的兩個方面。

1．3 觀察指標 采用動脈血氣指標氧合指數(shù)（oxy?genation index，OI）、二氧化碳分壓（PaCO2）及血氧飽和度（SaO2）三項指標，OI為計算所得，即動脈血氧分壓（PaO2）／吸入氧濃度（FIO2）?；颊呷朐捍稳粘?、術前1日晨（6∶00～7∶00起床前臥位狀態(tài)）采集動脈血氣標本；手術后第 1日（POD1）、第2日（POD2）、第3日（POD3）清晨臥位6∶00～7 ∶00經(jīng)患者持續(xù)有創(chuàng)動脈測壓通路或動脈穿刺采集血氣標本，采血后即在本科室的血氣分析儀（NOVA phox wtra型血氣分析儀）上完成檢測并記錄。

1．4 統(tǒng)計分析 所有數(shù)據(jù)使用Excel 2007錄入，二人核查后導入SPSS 19．0軟件進行統(tǒng)計學處理，定量資料采用均數(shù)±標準差（±s）表示，兩組患者不同時點血氣分析指標的比較采用兩因素重復測量方差分析、成組t檢驗及配對t檢驗；定性資料采用百分率（%）表示，患者基本資料中性別及合并癥等情況的比較采用pearson卡方檢驗。P＜0．05為具有顯著性差異，P＜0．01為具有極顯著性差異，兩因素重復測量方差分析后組間及組內(nèi)的兩兩t檢驗調(diào)整顯著性水平為P＜α＇（0．017）具有顯著性差異。

2 結(jié) 果

2．1 患者的一般資料情況 兩組患者在年齡、性別、體重指數(shù)、合并癥及外科手術等基本情況比較統(tǒng)計學無顯著差異，兩組患者具有可比性。見表1。

2．2 患者不同時點血氣分析指標的比較 兩組患者不同時點血氣指標整體分析，試驗組OI及SaO2要高于對照組，其（F，P）分別是（8．98，0．003）、（4．87，0．030），如圖1、圖2。 兩組患者 PaCO2均無顯著差異，其（F，P）分別是（0．25，0．617），見圖 3。

表1 兩組患者一般資料比較

組間相同時點的兩兩比較（只列出了組間有顯著性差異的時點）發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，試驗組的OI在入院時基線水平無顯著差異，但在術前1日及POD2、POD3明顯高于對照組，其（t，P）分別是（2．761，0．007）、（3．618，0．01）、（5．0，0．000）；SaO2在POD2、POD3明顯高于對照組，其（t，P）分別是（3．062，0．003）、（2．549，0．012）。

圖1 兩組患者不同時點OI的變化

圖2 兩組患者不同時點SaO2的變化

圖3 兩組患者不同時點PaCO2的變化

組內(nèi)各時點兩兩比較發(fā)現(xiàn)（與本組入院時的基線水平相比全部列出）。①OI試驗組在術前1日有顯著增加，POD1、POD2、POD3均降低，其（t，P）分別是（－7．57，0．000）、（10．079，0．000）、（10．404，0．000）、（5．274，0．000）；對照組 OI術前 1 日無明顯變化，術后各時點均降低，其（t，P）分別是（0．826，0．413）、（11．036，0．000）、（11．753，0．000）、（13．538，0．000）。②SaO2試驗組在術前1日及術后各時點與入院時比均有增加，其（t，P）分別是（－5．906，0．000）、（－6．075，0．000）、（－6．188，0．000）、（－5．762，0．000），對照組SaO2在術前1日及術后各時點與入院時相比均無顯著差異，其（t，P）分別是（－2．275，0．027）、（－0．955，0．344）、（－0．856，0．396）、（－1．89，0．065）。

兩組患者不同時點OI及SaO2均存在交互作用，其（F，P）分別是（8．49，0．000）、（4．16，0．005），說明兩組患者此兩項指標的變化趨勢不一致，試驗組OI呈現(xiàn)術前1日增加及術后降低趨勢，對照組術前1日無變化，但術后大幅降低趨勢；試驗組SaO2隨時間變化呈現(xiàn)逐漸增加趨勢，對照組則無變化。

3 討 論

3．1 PEP的呼氣阻力訓練對體外循環(huán)CABG患者圍術期氧合指數(shù)的影響 研究表明OI能恰當反映體外循環(huán)術后肺功能的變化，并且個體化監(jiān)測其動態(tài)變化可能對臨床工作更具指導意義［7］。OI的正常值為400～500，小于300提示可能有急性肺損傷。本研究顯示，患者入院時及術前1日OI基本在正常范圍，但兩組患者術后早期OI均降至300以下，與本組入院時的基線水平相比，兩組患者POD1、POD2及POD3 OI值均明顯降低，提示兩組患者術后均出現(xiàn)了不同程度的急性肺損傷。有研究顯示，CABG患者術后100%會出現(xiàn)動脈低氧血癥［8］。本研究也證實了這一點。

PEP呼氣阻力訓練被認為在能減慢呼氣的同時增加肺容量，且能預防及減少氣道塌陷。其生理效應主要是依據(jù)“等壓點學說”，即給予患者一定量的呼氣阻力會防止等壓點的上移，減輕或避免氣道陷閉，延長呼氣時間，對于COPD的患者可增加呼氣量，降低呼氣末肺容量，對于正常肺功能患者，則能增加功能殘氣量，改善通氣／血流比例，從而改善患者氧合水平［9］。普通深呼吸訓練則主要是增加肺的通氣量，改善肺的通氣功能進而改善其換氣功能。本研究顯示，試驗組術前1日的OI明顯高于對照組，這可能與PEP呼吸訓練的生理效應有關。有研究表明開胸心臟手術患者應用PEP裝置進行的高頻率呼氣阻力訓練能明顯改善患者的氧合狀況［10］，本研究顯示CABG患者術前進行一定時間及強度的呼氣阻力訓練，與普通深呼吸訓練相比，能明顯改善患者術前的OI，從而增加其肺換氣功能儲備。

OI不僅與肺的換氣功能有關系，還與非肺原性的因素有關，如與心輸出量及混合靜脈血氧含量等有關，同時也與紅細胞比容及血紅蛋白的濃度有關。體外循環(huán)CABG的患者，術后早期由于血液稀釋及手術失血等因素，會導致患者的OI下降；另外，術后早期由于血流動力學不穩(wěn)定，低體溫、OI血管活性藥物及利尿劑的應用等，患者均會出現(xiàn)不同程度的酸堿失衡代謝紊亂等情況，這些因素均會影響患者的OI。故兩組術后各時點OI均呈明顯的降低趨勢，POD1均呈現(xiàn)出最低水平，且兩組之間并無差異；隨著患者術后心功能的逐漸恢復，試驗組POD2及POD3的OI均高于對照組，PEP呼氣阻力訓練的優(yōu)勢作用從而體現(xiàn)出來。這可能與PEP組術前個體化循序漸進式的呼吸訓練模式密切相關。PEP呼氣阻力訓練能有效提高體外循環(huán)CABG患者術后早期的OI。

3．2 PEP呼氣阻力訓練對體外循環(huán)CABG患者術后早期動脈血氧飽和度的影響 SaO2是動脈血氧與血紅蛋白結(jié)合的程度，正常值是95%～98%，臨床上可作為判定機體是否缺氧的一個指標。本研究顯示：組內(nèi)比較，與本組入院時相比，試驗組術前1日及術后各時點均有增加，對照組術前1日及術后各時點均無顯著差異，這與前述OI的變化并不一致。其原因在于體外循環(huán)手術后患者均會根據(jù)情況接受不同程度的氧療，可以看出試驗組術后的氧療效果較好。組間比較試驗組患者POD2、POD3顯著高于對照組，這與兩組患者OI的表現(xiàn)基本一致；不同之處在于術前1日，試驗組患者OI明顯高于對照組，但兩組間的SaO2并無差異，這可能與氧解離曲線性質(zhì)有關。即在一定范圍內(nèi)，PaO2與 SaO2成正比，PaO2越高，SaO2越高，但當氧解離曲線位于上段相當于PaO260～100 mm Hg時，其特點比較平坦，此范圍內(nèi)PaO2對SaO2的影響不大［11］。表2顯示兩組患者術前1日的OI正常范圍內(nèi)，由于患者術前均為未吸氧狀態(tài)（均為吸入空氣），其PaO2也均在正常范圍內(nèi)，此時患者的氧合狀態(tài)較好，應位于氧解離曲線位于上段，故兩組患者術前一日動脈血OI與SaO2表現(xiàn)不同步。但從圖2可以看出，盡管兩組間患者SaO2無顯著差別，兩組患者從入院時到術前1日存在一個明顯的交互效應，呼氣阻力訓練組呈現(xiàn)出明顯上升趨勢。PEP呼氣阻力訓練能有效改善體外循環(huán)CABG患者術后早期的SaO2。

3．3 PEP呼氣阻力訓練對體外循環(huán)CABG患者術后早期PaCO2的影響 正常情況下，人體具有較強的通氣功能代償能力，PaO2主要反應的是肺的換氣功能，而PaCO2則主要反應肺的通氣功能。二氧化碳物理溶解性好，其彌散能力是氧氣的20倍，兩組患者各時點的PaCO2組內(nèi)組間均無明顯差異可能與此有關。

總之，體外循環(huán)CABG患者術后早期氧合狀態(tài)明顯受損，術前PEP呼氣阻力訓練可以有效改善患者術后的氧合狀態(tài)，有效促進肺氣體交換功能的恢復。

本研究不足之處在于只對患者POD3的血氣指標情況進行了觀察，今后可以對患者術后更長時間的情況進行觀察，同時可以結(jié)合術后患者肺功能的臨床指標恢復情況進行觀察，如肺部感染及全身情況的恢復等；另外還可以擴大樣本，分層分析不同年齡及合并癥患者進行呼氣阻力訓練的獲益情況，從而更加全面評價呼氣阻力訓練在體外循環(huán)心臟手術患者中的應用價值。