呼吸訓練器與縮唇呼氣對AECOPD患者排痰效果的對比研究

張平 楊峰 李寅環(huán) 劉妮 胡杰英 段文帥 曹燕妃 徐惠茵 段春花 陳榮昌 鐘南山 鄭則廣

1大理大學第一附屬醫(yī)院呼吸內科671000;2廣州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院呼吸內科 廣州呼吸健康研究院 呼吸疾病國家重點實驗室 國家呼吸系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學研究中心510120;3廣州市番禺中心醫(yī)院呼吸內科511400;4深圳市人民醫(yī)院呼吸內科 深圳市呼吸疾病研究所518001

COPD是指以持續(xù)氣流受限為主要特點的一種慢性呼吸系統(tǒng)疾病,其病理特點之一是氣道腺體高分泌,急性加重后,咳嗽、咳痰、氣促加重[1];及時、有效地排痰是治療的重要內容[2];排痰的方法有藥物和非藥物兩類;具有呼氣相正壓效應的縮唇呼氣、呼氣相氣流震蕩或胸部震蕩等非藥物排痰方法[3],均有利于慢性阻塞性肺疾病急性加重(acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD)患者的病情改善;呼吸肌肉的鍛煉有利于咳嗽能力的提高[4]。廣州醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院廣州呼吸健康研究院研發(fā)的呼吸訓練器同時具呼氣相正壓、呼氣相同步震蕩和呼吸肌肉鍛煉的功能[5],本研究探討呼吸訓練器與傳統(tǒng)縮唇呼氣兩者排痰的效果。

1 材料與方法

1.1 研究對象 選取2018年3月至5月廣州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院住院治療的40例AECOPD患者。納入標準:(1)符合AECOPD的診斷標準[6];(2)有痰量增加;(3)能坐位縮唇呼氣或使用呼吸訓練器。排除標準:(1)活動性咯血;(2)沒有引流的氣胸;(3)其他包括胸痛等能影響縮唇呼氣或使用呼吸訓練器努力程度的病理狀態(tài);(4)呼吸衰竭或心功能不全所致的低氧血癥。本研究通過廣州呼吸健康研究院倫理委員會批準(醫(yī)科倫審2017第67號),所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 研究方法 呼吸訓練器是由東莞永勝醫(yī)療制品有限公司生產,型號:30014071(圖1)。

將入院的40例AECOPD患者隨機分為呼吸訓練器組和縮唇呼氣組;研究分為3個階段:排痰干預前期、排痰干預期和排痰干預后期,每個階段均20 min,患者均保持坐位。

1.2.1 排痰干預方法 呼吸訓練器組:將呼吸訓練器的呼氣阻力設置為阻力約為25 cm H2O(1 cm H2O=0.098 k Pa)的最高負荷水平,手平持呼吸訓練器,經鼻快速深吸氣后,用嘴包緊訓練器的咬嘴做用力徹底呼氣,呼盡氣體后,再次深吸氣,繼續(xù)上述的呼吸循環(huán)動作。

圖1 呼吸訓練器

縮唇呼氣組:患者作經鼻快速深吸氣后,將嘴唇縮成魚嘴狀做用力徹底呼氣,呼盡氣體后,再次深吸氣,繼續(xù)上述的呼吸循環(huán)動作。

每組患者均在20 min的排痰干預階段期間完成50個呼吸循環(huán)動作,每5個呼吸循環(huán)動作后或誘發(fā)咳嗽時,患者均進行主動咳嗽。

1.2.2 觀察指標 排痰干預前期、干預期和干預后期,測定各階段20 min內所排出的痰液總容量及其純痰液容量和痰液中水成分容量、咳痰難度、痰液性狀、痰黏稠度,每個階段結束時測評呼吸困難BORG(Modified Borg scale)評分和經皮氧飽和度(pulse blood oxygen saturation,SPO2)。各指標的采集方法如下。

1.2.2.1 痰液總容量及其純痰液容量和痰液中水成分容量 將每個階段的痰液分別收集于一個容器,然后抽吸至容量20 ml(或50 ml)注射器中,注射器直立靜置10 min后,直接讀取痰液總容量及其純痰液容量和痰液中水成分容量。

1.2.2.2 痰液性狀、咳痰難度 參照中國 《咳嗽的診斷與治療指南》2015版推薦的癥狀積分量表,評分標準表如下,痰液性狀評分:0分為純凈透明、非黏稠痰;1分為少許膿性透明痰;2分為膿性黏痰(膿性＜2/3);3分為膿性黏痰(膿性≥2/3)[7]。

咳痰難度評分:0分為無痰;1分為痰易咳出;2分為痰較難咳出;3分為痰難以咳出。

1.2.2.3 痰黏稠度分度 1度:痰液黏附于容器杯壁無法下滑;2度:痰液在重力的作用下經容器杯壁緩慢下滑;3度:痰液在重力的作用下經容器杯壁大塊下滑;4度:痰液很容易傾倒出來并且稀薄少量黏液附著殘留容器杯壁;5度:痰液傾倒出來后,容器杯壁沒有痰液殘留。

1.2.2.4 BORG評分 0分:完全沒有氣喘或呼吸困難;0.5分:剛剛感覺到;1分:非常輕微;2分:輕微;3分:中等,尚可繼續(xù)活動;4分:稍微嚴重;5分:嚴重,但是繼續(xù)活動不是非常困難;6分:較嚴重,繼續(xù)活動有些困難;7分:非常嚴重,能夠繼續(xù)活動,但非常勞累;8分:非常嚴重,需要強迫繼續(xù)活動;9分:非常非常嚴重;10分:最大值,最強烈的呼吸困難[8-9]。

1.3 統(tǒng)計學分析 采用隨機、單盲實驗設計,采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對所得的數(shù)據(jù)加以統(tǒng)計分析;組間比較采用重復測量資料的方差分析;計量資料以表示,比較采用t檢驗;計數(shù)資料以率(%)表示,比較采用χ2檢驗;P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 基本情況 呼吸訓練器組和縮唇呼氣組各20例,所有患者均能完成實驗,2組基本情況差異無統(tǒng)計學意義(P值均＞0.05),具有可比性(表1)。

2.2 排痰干預對排痰量的影響 排痰干預前,呼吸訓練器組和縮唇呼氣組的痰液總量、純痰液容量和痰液水成分容量/痰液總量比值差異無統(tǒng)計學意義;干預期間,2組痰液總量和純痰液容量均比干預前的顯著增多(呼吸訓練器組:P值均＜0.01,縮唇呼氣組:P值均＜0.05),呼吸訓練器組的痰液水成分容量/痰液總量比值也比干預前的明顯增加(P＜0.01);其中,呼吸訓練器組的痰液總量以及痰液水成分容量/痰液總量比值顯著高于縮唇呼氣組(P值均＜0.05);排痰干預后期,2組痰液總量、純痰液容量均低于干預前期(表2)。

2.3 排痰干預對咳嗽難度、痰液性狀和痰黏稠度的影響 排痰干預前,呼吸訓練器組和縮唇呼氣組的痰液性狀、痰黏稠度和咳嗽難度差異無統(tǒng)計學意義;排痰干預期間,呼吸訓練器組的咳嗽難度和痰液性狀均比干預前的明顯改善(P值均＜0.05),痰黏稠度增加(P＜0.05),而縮唇呼氣的咳嗽難度、痰液性狀和痰黏稠度沒有改變;排痰干預后期,2組痰黏稠度均比干預前期和干預期增加,其中訓練器組的效果更顯著,但咳嗽難度和痰液性狀均比干預前期和干預期的明顯改善(表2)。

表1 2組患者的基本情況

2.4 排痰干預對BORG評分和SPO2的影響 排痰干預后,2組干預期和干預后期的BORG評分和SPO2均比干預前明顯改善(表2)。

3 討論

COPD患者急性加重后,常表現(xiàn)為痰量增多和呼吸困難。不能及時、有效排除痰液,將會加重呼吸困難,導致呼吸肌肉疲勞、甚至低通氣、呼吸衰竭[10-11]。排痰是AECOPD的重要治療方法之一。

在非機械通氣的患者中,痰液是通過患者咳嗽排出的。氣道痰液誘導患者咳嗽的前提是[12]:通過氣道黏膜表面的纖毛擺動,將小氣道的痰液逐漸轉運到大氣道后,刺激氣道咳嗽感受器誘發(fā)患者咳嗽。小氣道痰液能夠被轉運到大氣道的條件是[12]:纖毛運動能力正常、小氣道的管腔通暢和痰液流動性高。氣道通暢和痰液流動性高時,體位引流也能夠促進小氣道痰液往中央氣道轉移。保證氣道通暢和提高痰液流動性是清除痰液的重要措施。

提高痰流動性的方法有[13-16]:提高痰稀釋度、增強纖毛活動能力、擴張小氣道、使痰液本身產生震蕩位移等。目前非藥物排痰方法主要有:體位引流、拍背或胸部震蕩、縮唇呼氣、無創(chuàng)正壓通氣和咳嗽排痰裝置等[17-18]。體位引流的前提是痰液流動性高,拍背或胸部震蕩的排痰機制是痰液產生震蕩位移,縮唇呼氣和無創(chuàng)呼吸機的排痰機制是通過呼氣相氣道內正壓擴張氣道,促進氣道引流,咳嗽排痰裝置是通過提高氣道內壓擴張氣道或使痰液產生震蕩位移。

呼吸訓練器(圖1,東莞永勝醫(yī)療制品有限公司生產)是一種新型排痰裝置[5],其結構包括:咬嘴、管道、單向吸氣閥、單向呼氣閥、連接于呼氣閥的彈簧和呼氣阻力調節(jié)裝置[19]。當患者深吸氣后經該呼吸訓練器用力呼氣時,可以產生呼氣相壓力,形成持續(xù)呼氣相正壓,有利于小氣道擴張;當呼吸訓練器的阻力設置在最大閾值(約25 cm H2O)時,患者用力深吸氣后,用力吹氣期間,管道內壓力升高,吸氣單向閥關閉,當管道內壓力高于與呼氣閥相連的彈簧所產生的阻力時,呼氣單向閥打開,開始呼氣,管道內壓力隨之下降至低于阻力閾值,單向呼氣閥在彈簧張力作用下關閉,關閉后,管道壓力再次升高,如此反復,導致呼氣單向閥反復被打開和關閉,出現(xiàn)與呼氣相同步的單向呼氣閥震蕩,產生的震蕩波可逆?zhèn)鬟f至氣道,呼吸道痰液產生共振,促使氣道痰液移位,通過誘發(fā)咳嗽而被清除。

表2 2組咳嗽、痰液及BORG評分等指標的比較()

表2 2組咳嗽、痰液及BORG評分等指標的比較()

注:SPO2為經皮氧飽和度;與干預前比較,a P＜0.05,b P＜0.01;與干預期比較,c P＜0.05,d P＜0.01

組別 例數(shù) 痰液總量(ml)干預前 干預期 干預后F值 P值 純痰液容量(ml)干預前 干預期 干預后F值 P值呼吸訓練器組縮唇呼氣組20 20 4.1±4.3 5.3±5.2 13.6±8.0b 9.1±5.9a 3.7±3.3ad 2.4±2.2ad 28.305 0.000 3.3±3.7 4.4±4.5 9.1±5.9b 6.5±5.0a 2.4±2.2d 2.1±2.4bd 34.901 0.000 t值 0.649 -2.336 -0.856 0.687 -1.518 -0.648 P值 ＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05組別 例數(shù) 痰液水成分容量/痰液總量（%）干預前 干預期 干預后F值 P值 咳痰難度（分）干預前 干預期 干預后F值 P值呼吸訓練器組縮唇呼氣組20 20 16.0±0.2 16.0±0.2 31.0±0.2b 19.0±0.121.0±0.2 6.549 0.004 2.2±1.0 2.2±0.9 21.0±0.21.5±0.7a 2.1±0.8 0.9±0.9bd 1.3±1.0bc 20.567 0.000 t值 0.247 -2.496 -0.374 -0.206 2.3 1.251 P值 ＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＜0.05 ＞0.05組別 例數(shù) 痰液性狀（分）干預前 干預期 干預后F值 P值 痰黏稠度（分）干預前 干預期 干預后F值 P值呼吸訓練器組縮唇呼氣組20 20 2.3±1.0 2.3±0.9 1.7±0.7a 2.3±0.8 1.0±0.9bd 1.5±1.2bc 19.455 0.000 2.3±1.4 2.7±1.1 3.1±1.0a 2.7±1.1 3.7±1.3b 3.7±1.1bc 15.980 0.000 t值 -0.03 2.406 1.296 0.849 -1.161 0.352 P值 ＞0.05 ＜0.05 0.221 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05組別 例數(shù) BORG評分（分）干預前 干預期 干預后F值 P值 SPO2（%）干預前 干預期 干預后F值 P值呼吸訓練器組縮唇呼氣組20 20 3.6±1.6 3.0±1.7 3.2±1.5b 2.8±1.6a 3.2±1.5b 2.8±1.6a 13.680 0.001 95.7±2.3 96.1±2.0 96.8±2.3a 97.1±1.8a 96.6±2.2a 97.3±1.5b 8.540 0.000 t值 -1.13 -0.847 -0.847 0.484 0.138 0.94 P值 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05

本研究結果顯示,在AECOPD患者中,使用呼吸訓練器和縮唇呼氣進行排痰作業(yè)時,兩者均能提高單位時間內的痰量,其中呼吸訓練器的排痰量明顯高于縮唇呼氣的,兩者停止干預后,單位時間內的痰量顯著減少,提示兩者均有促進氣道痰液清除的作用,呼吸訓練器的效果優(yōu)于縮唇呼氣。

干預期間痰量增多的機制可能是,氣道痰液的排出量增加或痰液水化增多。干預期間,假如痰量增多僅由于痰液的排出量增加,那么,干預前、后痰液的各項物理性狀應該相似。但本研究結果顯示,排痰干預期間,呼吸訓練器組的咳嗽難度、痰液性狀均比干預前明顯改善,痰黏稠度較干預前增加,而縮唇呼氣干預期間的咳嗽難度、痰液性狀和痰黏稠度跟干預前相似;排痰干預完成后,2組的咳嗽難度和痰液性狀均比干預前期和干預期明顯改善,痰黏稠度均較干預前期和干預期增加,其中呼吸訓練器組的增加更顯著。這2種方法干預后,痰液中的水成分占比分別從(16.0±0.2)%、(16.0±0.2)%增加至(31.0±0.2)%、(19.0±0.1)%,其中呼吸訓練器的增加差異有統(tǒng)計學統(tǒng)計學(P＜0.05),且高于縮唇呼氣的,提示2種方法均有促進水化的作用,但呼吸訓練器更好。人體下呼吸道氣體為溫度37℃的飽和濕度氣體,當氣體從下呼吸道呼出時,溫度降低,飽和濕度氣體的部分水蒸氣轉變微小水滴,沉降于氣道痰液表面[20]。這種水分轉移隨潮氣量的增加而增加,而使用呼吸訓練器和縮唇呼氣這2種排痰方法時,患者均采用用力吸氣和用力呼氣,潮氣量都增加,如果2種排痰方法的痰中水分比例增加是由于潮氣量增加所致,那么兩者的痰液水成分增加程度應該相似,停止干預后,痰水成分下降程度也應該相似。但本文結果顯示,干預期間,訓練器組排除痰液的水成分占比顯著高于縮唇組,提示痰液水成分增多的機制不僅僅是潮氣量增加所致;干預停止后,呼吸訓練器組的痰液水成分從(31.0±0.2)%降至(21.0±0.2)%,而縮唇呼氣組的痰液水成分從(19.0±0.1)%增加至(21.0±0.2)%,干預后期2組痰液水成分占比差異無統(tǒng)計學意義,這進一步提示,使用呼吸訓練器期間,有其他途徑增加痰液的水成分,可能與氣道黏膜腺體分泌增加有關,其增加痰液水成分占比的機制有待進一步探討。

2種方法干預期間,痰量增多不能完全用水成分增多解釋,因為扣除水分后,呼吸訓練器和縮唇呼氣干預期間的純痰液容量也顯著增加,均比干預前的顯著增多,干預結束后均顯著減少。提示呼吸訓練器和縮唇呼氣也有直接促進痰液排出的功能。從中央大氣道到外周肺小氣道都存在分泌物,通過咳嗽排除的痰是中央氣道的分泌物,促進小氣道分泌物進入中央氣道是排痰的關鍵[12]。在沒有排痰干預的短時間內,從小氣道被推移到中央氣道的痰量是恒定的;排痰干預后,短時間內排痰量增加的原因可能有,中央氣道存在痰液的潴留或小氣道向中央氣道推移的痰量增多、速度加快。在本研究中,2種排痰方法干預后,剔除濕化的水分外,純痰量的排出顯著增加,其中呼吸訓練器增加幅度比縮唇呼氣的多,而排痰干預結束后,呼吸訓練器組的排痰速度跟干預前的相似,縮唇呼氣干預后的排痰速度顯著低于干預前;同時,呼吸訓練器干預期和干預完成后,痰液黏稠度進行性增加。提示呼吸訓練器能夠促進分泌物從小氣道被推移到中央氣道。

氣道分泌物增多,氣道阻力增加,可引起通氣量減少和呼吸做功增加,嚴重的可導致呼吸肌肉疲勞、呼吸衰竭[10-11]。排痰后,氣道阻力降低,呼吸做功減少,有利于提高肺泡通氣量,改善氧合和減輕呼吸困難程度[21]。本文結果顯示,盡管使用呼吸訓練器與縮唇呼氣期間,需要克服的阻力均增加,做功增加,但BORG評分和SPO2不但沒有惡化,相反均有改善,且干預結束后,BORG評分仍繼續(xù)改善。這跟患者促進排痰后,呼吸做功減少和通氣氧合改善有關。2種方法改善氧合和呼吸困難的程度差異無統(tǒng)計學意義,可能與干預時間短有關,為了探討2種方法對療效的影響,需要進一步探討。

綜上所述,呼吸訓練器與縮唇呼氣2種排痰方法均能改善AECOPD患者排痰能力和改善呼吸困難;跟縮唇呼氣比較,呼吸訓練器更能提高痰液水合效應、改善痰液性狀、促進小氣道分泌物向中央氣道推移和加快排痰。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突