腦卒中患者心肺功能及其影響因素研究

錢貞，阮秋香，何俊，張秋陽，陳偉

腦卒中是嚴重危害人類健康的常見病、多發(fā)?。?］，除可導致患者肢體、語言、吞咽功能障礙外，還會引起心肺功能下降［2］，進而影響患者社會參與度、生活質量［3］并增加卒中復發(fā)風險［4］。既往研究表明，提高心肺功能對腦卒中患者運動功能恢復及生活能力提高具有積極作用［5］，因此心肺功能訓練已用于腦卒中患者康復階段并引起人們重視［6］。最大攝氧量（VO2max）是機體在遞增負荷運動過程中攝取及使用氧氣的最大能力，其是目前臨床上判定機體運動能力和心肺功能的“金標準”［2］，但腦卒中患者因伴有多功能障礙而導致VO2max獲取困難，因此臨床常采用峰值攝氧量（VO2peak）代替VO2max評估機體心肺功能。本研究旨在分析腦卒中患者心肺功能及其影響因素，以期為腦卒中患者制定個體化心肺功能干預方案及提高康復效果提供參考依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 納入與排除標準

1.1.1 納入標準 （1）年齡40～80歲；（2）有坐、站體位轉換能力者；（3）能獨立步行3 min（可使用助行器、拐杖等）且無明顯疼痛限制者［7］；（4）簡易精神狀態(tài)檢查量表（Mini-mental State Examination，MMSE）評分≥24分且有一定理解能力者［4］。

1.1.2 排除標準 （1）有美國運動醫(yī)學學會運動測試禁忌證者［8］；（2）合并重度高血壓及未控制的代謝性疾病如糖尿病等者［9］；（3）伴有影響心肺運動試驗的其他肌肉、骨骼問題，如肌肉拉傷、骨折等；（4）偏癱側肢簡化Fugl-Meyer運動功能評分量表評分＜50分者；（5）偏癱側下肢改良Ashworth分級≥3級者。

1.2 研究對象 選取2016年12月—2018年9月徐州市中心醫(yī)院康復科收治的腦卒中患者80例，均經(jīng)顱腦CT或磁共振成像（MRI）等檢查確診，且病情穩(wěn)定。其中4例患者因不能佩戴收集氣體的面罩而剔除研究，根據(jù)VO2peak將76例患者 分 為 A 組（VO2peak為 16～19 ml·kg-1·min-1，n=18）、B 組（VO2peak為 12～15 ml·kg-1·min-1，n=26） 和 C 組（VO2peak為7～11 ml·kg-1·min-1，n=32）。本研究經(jīng)徐州市中心醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審核批準，所有患者對本研究知情并簽署知情同意書。

1.3 方法

1.3.1 一般資料收集 自行設計患者一般資料調查表，由醫(yī)務人員一對一詢問并填寫患者一般資料調查表，內容包括年齡、性別、文化程度、婚姻狀況、卒中類型、偏癱部位、病程、有無基礎疾病、有無不良生活習慣、日常運動習慣情況及是否使用β-受體阻滯劑。

1.3.2 相關量表評定 由經(jīng)過專業(yè)培訓的醫(yī)務人員評定所有患者簡化Fugl-Meyer運動功能評分量表、MMSE、日常生活活動能力量表（activities of daily living，ADL）及Berg平衡量表，其中簡化Fugl-Meyer運動功能評分量表包括上肢功能33項66分和下肢功能17項34分，滿分100分，評分越高提示患者運動功能越好［10］；MMSE包括時間定向力、地點定向力、即刻記憶、注意力和計算力、延遲記憶、語言及視空間7項內容共30道題，滿分30分，評分越高提示患者認知功能越好［11］；ADL包括進食、洗澡、修飾、穿衣、大便、小便、如廁、床椅轉移、平地走45 m及上下樓梯共10項內容，滿分100分，評分越高提示患者日常生活能力越好［12］；Berg平衡量表包括坐到站、無支撐站立、無支撐坐位、站到坐、轉移、閉眼站、雙腳站（并腳站立）、張開雙臂向前伸、向后看、從地板上取物、轉360°（原地轉圈）、把腳交替放在凳子（雙腳交替蹋凳）、用一只腳站在面前（前后腳直線站立）及單腳站立共14項內容，每項評分0～4分，滿分56分，評分越高提示患者平衡能力越好［13］。

1.3.3 心肺運動試驗 所有患者采用功率自行車（型號：D-72475，意大利COSMED公司生產(chǎn)）、COSMED運動心肺功能測試及代謝分析系統(tǒng)（型號：K4b2，意大利COSMED公司生產(chǎn)）進行心肺運動試驗，具體如下。

1.3.3.1 心肺運動試驗前 試驗前需對儀器容量、流量、氣體進行定標，要求患者試驗前24 h內避免劇烈活動、試驗前6 h內禁喝咖啡及飲酒、試驗前2 h內禁食；此外，試驗房間需備有氧氣瓶、除顫儀、急救藥物等。首先將受試者安全轉移到功率自行車上，再佩戴收集氣體的面罩及檢測血壓的袖套，連接12導聯(lián)心電圖，根據(jù)患者身高、體質量、性別、年齡、肢體功能、日常運動習慣等選擇5～15 W/min的功率遞增方案（斜坡式遞增方案）進行癥狀限制性最大遞增心肺運動試驗。如患者足內翻嚴重而不能將偏癱足穩(wěn)定地保持在自行車腳蹬上，則需要使用彈力繃帶將偏癱足安全地固定在自行車腳蹬上。

1.3.3.2 心肺運動試驗過程 （1）靜息期：觀察并記錄患者靜息心電圖、心率和血壓，持續(xù)1 min；（2）熱身期：無負荷運動，踏車速度50 r/min［14］，持續(xù)3 min；（3）功率負荷期：按預先選擇的方案逐漸增加功率，直到達到最大運動負荷或出現(xiàn)試驗終止標準，持續(xù)8～12 min，此階段每2 min記錄1次心電圖和血壓，密切觀察受試者面部表情和手勢，如踏車速度＜45 r/min則進行口頭鼓勵；（4）恢復期：心肺運動試驗結束后，繼續(xù)作無負荷緩慢踏車3 min，靜息3 min，觀察患者臨床癥狀、血壓、心率恢復情況。患者滿足以下至少一項即為達到最大運動負荷：（1）攝氧量達到平臺期且不再增加（VO2增加＜150 ml/min）；（2）心率＞年齡預測最大心率（APMHR）的90%［15］，針對服用β-受體阻滯劑的患者該指標調整為85%［16］；（3）峰值呼吸交換率（peak respiratory exchange ratio，RERpeak）＞1.0［17］；（4）Borg 自主感覺勞累分級表 ＞17 級［18］。

1.3.3.3 心肺運動試驗終止標準 出現(xiàn)以下標準中的任意一項應立即終止試驗：（1）達到最大運動負荷；（2）患者意志疲勞要求終止試驗；（3）患者不能保持規(guī)定的踏車速度［19］；（4）出現(xiàn)美國運動醫(yī)學學會規(guī)定的絕對和相對運動終止指征［8］。

1.3.3.4 心肺運動試驗指標 記錄所有患者心肺運動試驗過程中VO2peak和峰值攝氧量占預計值的百分比（VO2peak%pred）；采用V-斜率法（V-slope）評估患者心肺運動試驗過程中無氧閾（anaerobic threshold，AT），并測量達到AT時攝氧量（VO2AT）；采用Borg自主感覺勞累分級表評估患者最大運動負荷時呼吸困難和腿部疲勞程度。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 17.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料以（x ±s）表示；計數(shù)資料分析采用χ2檢驗；腦卒中患者心肺功能影響因素分析采用多因素Logistic回歸分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 心肺運動試驗結果 76例患者均順利完成心肺運動試驗，且未發(fā)生任何不良事件。其中68例（占89%）患者達到最大運動負荷，48例（占63%）患者可確定AT。VO2peak為（12.89±3.42）ml·kg-1·min-1，VO2peak%pred 為（46.0±6.1）%，最大運動負荷時呼吸困難、腿部疲勞評分分別為（14.84±0.97）分、（15.55±0.86）分。試驗終止原因：腿部疲勞38例，全身疲勞14例，不能保持規(guī)定的踏車速度10例，胸悶、呼吸困難10例，要求終止試驗4例。

2.2 腦卒中患者心肺功能影響因素的單因素分析 三組患者文化程度、婚姻狀況、卒中類型、偏癱部位、病程、有無基礎疾病、是否使用β-受體阻滯劑及Berg平衡量表評分比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；三組患者年齡、性別、有無不良生活習慣、日常運動習慣、簡化Fugl-Meyer運動功能評分量表評分、MMSE評分及ADL評分比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05，見表1）。

2.3 腦卒中患者心肺功能影響因素的多因素Logistic回歸分析 將VO2peak作為因變量，將單因素分析中有統(tǒng)計學差異的指標作為自變量（變量賦值見表2）進行多因素Logistic回歸分析，結果顯示，年齡、性別、不良生活習慣、規(guī)律的日常運動習慣、簡化Fugl-Meyer運動功能評分量表評分85～95分、簡化Fugl-Meyer運動功能評分量表評分96～99分、MMSE評分27～28分及MMSE評分29～30分是腦卒中患者心肺功能的獨立影響因素（P＜0.05，見表3）。

表2 變量賦值Table 2 Variable assignment

表3 腦卒中患者心肺功能影響因素的多因素Logistic回歸分析Table 3 Multivariate Logistic regression analysis on influencing factors of cardio-pulmonary function in patients with stroke

表1 腦卒中患者心肺功能影響因素的單因素分析〔n（%）〕Table 1 Univariate analysis on influencing factors of cardio-pulmonary function in patients with stroke

3 討論

3.1 腦卒中患者心肺功能特點 既往研究表明，VO2peak＜15 ml·kg-1·min-1預示著患者失去獨立生活能力［20］，而本組患者VO2peak為（12.89±3.42）ml·kg-1·min-1， 與 BAERT 等［21］研究結果顯示腦卒中患者 VO2peak介于 11.4～17.3 ml·kg-1·min-1相一致，此外本組患者VO2peak%pred為（46.0±6.1）%，提示腦卒中患者心肺功能降低并影響到患者的日常生活能力。因此，建議臨床根據(jù)心肺運動試驗結果制定個性化運動處方以提高腦卒中患者心肺功能及生活能力，進而減輕患者家庭及社會負擔。

3.2 腦卒中患者心肺功能的影響因素

3.2.1 年齡、性別 本研究結果顯示，年齡是腦卒中患者心肺功能的獨立影響因素，分析其原因主要為隨著年齡增長機體最大心率下降、心臟變時性功能不全，進而影響患者心肺功能［22］。BILLINGER等［23］研究結果顯示，女性腦卒中患者VO2peak約是男性患者的70%，提示女性腦卒中患者心肺功能明顯低于男性患者。本研究結果顯示，女性是腦卒中患者心肺功能的危險因素，因此女性腦卒中患者更應積極進行有氧訓練以提高心肺功能，進而預防機體長期缺乏運動引起的心血管功能障礙、代謝失調及肌肉萎縮無力等。

3.2.2 不良生活習慣、日常運動習慣 本研究結果顯示，不良生活習慣是腦卒中患者心肺功能的危險因素。SUTBEYAZ等［24］研究發(fā)現(xiàn)，偏癱患者在康復訓練過程中多采取臥位、坐位，而用在改善心肺功能方面的時間＜3 min，提示傳統(tǒng)康復訓練模式不能有效改善患者心肺功能，迫切需要縮短患者靜坐訓練時間并延長主動運動時間。此外，有研究表明，不吸煙的腦卒中患者有氧訓練后心肺功能明顯優(yōu)于吸煙者［20］，因此臨床醫(yī)生應積極勸導腦卒中患者戒煙。本研究結果還顯示，規(guī)律的日常運動習慣是腦卒中患者心肺功能的保護因素，與BOSS等［4］研究發(fā)現(xiàn)體力活動與心肺功能的結論有關相一致。

3.2.3 肢體運動功能 TSENG等［25］研究發(fā)現(xiàn)，腦卒中患者運動控制能力與心肺功能呈正相關。本研究結果顯示，簡化Fugl-Meyer運動功能評分量表評分高是腦卒中患者心肺功能的保護因素，分析其原因主要如下：（1）肢體運動功能較好的腦卒中患者日常康復訓練參與度較高，自我照料及社會參與多，這均有助于改善患者心肺功能；（2）心肺運動試驗需雙手握住自行車把手、雙下肢交替協(xié)調屈伸配合完成，因此腦卒中患者偏癱側肢運動功能越好則越易在試驗過程中充分展現(xiàn)心肺功能。

3.2.4 認知功能 心肺運動試驗具有一定風險，而認知功能偏低者在接近最大努力狀態(tài)時可能因不能準確評估疲勞程度或過度擔心安全而提前終止測試，進而影響試驗結果，因此本研究僅納入MMSE評分≥24分且有一定理解能力的腦卒中患者。本研究結果顯示，MMSE評分高是腦卒中患者心肺功能的保護因素；RAND等［26］研究表明，運動訓練不僅能改善患者心肺功能，還能同步改善患者認知功能，因此伴有認知功能下降的腦卒中患者進行運動訓練十分必要。

3.2.5 其他 正常情況下，心肺功能主要依賴呼吸、心血管及肌肉骨骼完整的功能狀態(tài)［8］。BILLINGER等［23］研究結果表明，腦卒中患者并發(fā)心臟病是其體能下降的主要影響因素之一。但本研究納入的患者中合并心肺疾病者數(shù)量不多且病情不嚴重，尚不用限制體能活動，因此未單獨分析心肺疾病與腦卒中患者心肺功能的關系。單因素分析結果顯示，三組患者ADL評分間有統(tǒng)計學差異；但多因素Logistic回歸分析結果顯示，ADL評分并不是腦卒中患者心肺功能的獨立影響因素，分析其原因可能與ADL評分僅能間接反映患者肢體功能，因此其對心肺功能的影響不明顯。此外，本研究采用功率自行車進行心肺運動試驗，對患者平衡能力要求較低，因此本研究未發(fā)現(xiàn)Berg平衡量表評分對腦卒中患者心肺功能產(chǎn)生重要影響。

綜上所述，腦卒中患者心肺功能明顯下降，其中規(guī)律的日常運動習慣、簡化Fugl-Meyer運動功能評分量表評分高及MMSE評分高是腦卒中患者心肺功能的保護因素，年齡大、女性、不良生活習慣是腦卒中患者心肺功能的危險因素，臨床應參考上述影響因素制定個性化運動處方，以有效改善腦卒中患者心肺功能。但本研究仍存在以下局限：（1）因排除嚴重功能障礙患者而導致納入樣本量較小，因此可能高估腦卒中患者心肺功能，導致結論的推廣受限，下一步需尋找適合不同嚴重程度功能障礙腦卒中患者使用的測試設備；（2）本研究為單中心研究。因此本研究結果結論仍需擴大樣本量、聯(lián)合多中心進一步研究證實。