吸氣肌訓(xùn)練預(yù)防心臟手術(shù)后患者肺部并發(fā)癥的研究進展

鄭 靜，李寶寶，楊麗娟

（山東第一醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院，山東 濟南 250021）

心臟手術(shù)是一個復(fù)雜的手術(shù)過程，特別是經(jīng)體外循環(huán)實施的心臟直視手術(shù)。術(shù)后肺部并發(fā)癥（postoperative pulmonary complications，PPC）是心臟直視術(shù)后最常見的并發(fā)癥之一，發(fā)生率達39.6%［1］。PPC包括肺不張、肺部感染、胸腔積液、肺水腫、呼吸衰竭、慢性肺疾病的惡化、急性呼吸窘迫綜合征及低氧血癥等［2］。肺部并發(fā)癥輕者可影響術(shù)后恢復(fù)、延長住院時間，重者可導(dǎo)致手術(shù)失敗甚至患者死亡。PPC的發(fā)生與手術(shù)類型、手術(shù)持續(xù)時間、體外循環(huán)時間、術(shù)前合并癥等多因素相關(guān)。肺泡塌陷和痰液排出障礙、潮氣量和肺總量的下降、呼吸功能下降等是導(dǎo)致PPC發(fā)生的直接原因［3］。有研究表明，吸氣肌訓(xùn)練（inspiratory muscle training,IMT）是心臟直視術(shù)圍術(shù)期預(yù)防PPC的有效手段［3］。本文就心臟直視術(shù)患者吸氣肌訓(xùn)練的相關(guān)研究進行綜述，以期為臨床提高心臟手術(shù)患者圍術(shù)期的護理質(zhì)量提供參考。

1 IMT預(yù)防PPC的機制

吸氣肌是指與呼吸運動有關(guān)的肌肉，包括膈肌、肋間肌、腹直肌、胸鎖乳突肌、胸背部肌群等。IMT是指反復(fù)進行足夠負荷的力量訓(xùn)練來增強以膈肌為主的吸氣肌肉力量，以增強肌肉運動耐力、改善心肺功能的呼吸訓(xùn)練方法［4］。IMT包括肌力訓(xùn)練和耐力訓(xùn)練，肌力訓(xùn)練主要增強肌肉力量，耐力訓(xùn)練主要增強肌力的持久性。IMT能減少因手術(shù)造成的肺容積下降、胸部活動度下降，促進肺膨脹，利于分泌物排出；增加肌細胞內(nèi)線粒體數(shù)量以及Ⅱ型肌纖維數(shù)量，防止呼吸肌萎縮及功能下降［5］；降低交感神經(jīng)活性，降低外周血管張力，增加肌肉血流及氧供，改善肌肉功能［6］。

2 IMT的實施

2.1 IMT的實施對象吸氣肌訓(xùn)練在慢性阻塞性肺疾病患者中已有較多研究報道［7］，但IMT在COPD患者中的效果評估與實施方法有較多不同。近年來，國內(nèi)開始將吸氣肌訓(xùn)練應(yīng)用于心衰患者，并取得良好的效果［8］。心臟直視手術(shù)患者應(yīng)用吸氣肌訓(xùn)練多見于國外研究報道，以冠狀動脈旁路移植術(shù)患者和瓣膜病患者［3］為多，也有專門針對術(shù)后肺部并發(fā)癥高風險的患者［9］及接受Fontan手術(shù)的青少年患者［10］。今后研究可嘗試將IMT應(yīng)用于先天性心臟病、大血管疾病等心臟外科手術(shù)患者。

2.2 IMT的實施時機吸氣肌訓(xùn)練在圍術(shù)期的各個階段均有報道。Thybo等［3］研究報道，在術(shù)前進行吸氣肌訓(xùn)練能限制吸氣力量和耐力的下降，將呼吸肌肌力和耐力提高到較高的水平，從而降低PPC風險。有研究顯示，術(shù)前吸氣肌訓(xùn)練可降低PPC的發(fā)生率、降低術(shù)后住院時間［11］。也有研究將IMT應(yīng)用于血管重建術(shù)后I期康復(fù)中，恢復(fù)了術(shù)后患者肺功能，縮短了住院時間，提高了患者的生活質(zhì)量和運動能力［12-13］。Cordeiro等［13］在術(shù)后第3天開始讓患者進行IMT，發(fā)現(xiàn)IMT對亞極量運動試驗結(jié)果及吸氣肌力量有較好的改善作用。還有研究將吸氣肌訓(xùn)練與有氧、抗阻力訓(xùn)練聯(lián)合應(yīng)用于冠脈旁路移植術(shù)患者Ⅱ期心臟康復(fù)中，證實可改善患者的呼吸肌力量、運動功能和生活質(zhì)量［14-15］?？梢?，IMT在心臟手術(shù)圍術(shù)期各階段均可實施，臨床醫(yī)護人員可根據(jù)患者入院及術(shù)后住院時間，結(jié)合患者實際情況來選擇IMT的實施時機。

2.3 IMT的實施方法目前，吸氣肌訓(xùn)練主要借助儀器來完成，常見的訓(xùn)練方法有3大類。第1類是閾值負荷訓(xùn)練，是最常用的訓(xùn)練方法。訓(xùn)練儀器中包含1個校準彈簧閥，該彈簧閥可產(chǎn)生吸氣氣流阻力，患者需努力吸氣達到閾值水平；吸氣負荷的大小可以根據(jù)期望的最大吸氣負壓百分比進行設(shè)定。第2類是吸氣阻力訓(xùn)練，主要是在吸氣過程中通過施加一定強度的阻力來達到訓(xùn)練目標，阻力施加通過減少患者呼吸通道的孔徑來實現(xiàn)，孔徑越小則吸氣阻力越大。第3類是過度通氣訓(xùn)練，即進行持續(xù)深快呼吸，患者需保持最大通氣一段時間（通常為15 min）；該訓(xùn)練可大量重復(fù)進行，多用作吸氣耐力訓(xùn)練［7，16-17］；實施該訓(xùn)練需密切監(jiān)測患者情況，避免低碳酸血癥的發(fā)生。目前，國內(nèi)外使用最多的是前2種方法，主要通過吸氣肌訓(xùn)練儀來完成，如飛利浦的IMT閾值設(shè)備等。

2.4 IMT的實施頻率、周期和強度現(xiàn)有研究對于吸氣肌訓(xùn)練的頻率、周期、強度及強度調(diào)整方法各異。①IMT的強度：多數(shù)研究推薦以中低強度進行IMT，即最大吸氣負壓 （maximum inspiratory pressure，MIP）的30%～40%進行負荷訓(xùn)練［9，11,13-14,18-19］；而 Dos 等［15］研究主張中高強度的IMT，該研究中前2周的訓(xùn)練以50%的MIP負荷進行，之后每周調(diào)整訓(xùn)練負荷，第3周為55%的負荷，第8周增加到80%的負荷，并維持該運動劑量。②IMT的訓(xùn)練頻率和周期：先前研究多主張較長的訓(xùn)練周期，至 少 2 周［9，18］；也有研究報道持續(xù) 12 周［15］；2019年1項國內(nèi)研究認為，過長時間的干預(yù)會導(dǎo)致患者依從性差，結(jié)合我國心臟手術(shù)前準備需5～7d的實際情況，主張進行術(shù)前5 d的集中IMT訓(xùn)練，每天進行2次訓(xùn)練，每次采用3組、10個周期的頻度進行［11］。③IMT訓(xùn)練強度的調(diào)整：多數(shù)研究是根據(jù)Brog量表中的呼吸困難評分（Rate of Perceived E xertion,RPE）進行調(diào)整；有研究根據(jù)RPE評分每天調(diào)整訓(xùn)練強度，吸氣負荷每次增加5%，始終保持強度為MIP的30%［11］；也有研究根據(jù)RPE評分而逐漸增加阻力，當RPE＜5分時，訓(xùn)練器的阻力增加2 cm H2O（1 cm H2O=0.098 kPa）或半圈，當RPE為 6～8分時則阻力不變，當RPE為9或 10分時則阻力降低 1～2 cm H2O［19］。 對于IMT訓(xùn)練時的呼吸頻率和呼吸方式，僅有少數(shù)研究提到。Hermes等［14］認為應(yīng)以腹式呼吸為主，頻率在 15～20 次/min，每組訓(xùn)練間應(yīng)進行短暫休息。由于吸氣肌訓(xùn)練的具體實施細節(jié)在各項研究中并未達成一致，護理人員在臨床指導(dǎo)實施過程中，可根據(jù)醫(yī)院及患者具體情況進行，如鍛煉時間充分可采用低強度訓(xùn)練，鍛煉時間較短可采用高強度訓(xùn)練，以患者耐受、可依從、能高質(zhì)量完成訓(xùn)練為目標。

2.5 IMT與有氧抗阻訓(xùn)練的聯(lián)合應(yīng)用有氧抗阻訓(xùn)練現(xiàn)已經(jīng)較多應(yīng)用于心臟術(shù)后患者Ⅰ期和Ⅱ期康復(fù)訓(xùn)練中。Hermes等［14］在心臟旁路移植術(shù)患者的Ⅱ期康復(fù)中應(yīng)用短期吸氣肌訓(xùn)練聯(lián)合有氧抗阻運動 （吸氣負荷為最大吸氣負壓的30%），與心臟康復(fù)組（單純有氧抗阻訓(xùn)練）進行比較，IMT聯(lián)合有氧抗阻訓(xùn)練組在改善吸氣肌力量、運動能力和生活質(zhì)量等方面更有效果。Dos等［15］關(guān)于心臟旁路移植術(shù)患者Ⅰ期康復(fù)的研究中得到了同樣結(jié)果。Laoutaris等［20］對慢性心力衰竭患者進行的研究表明，IMT聯(lián)合有氧抗阻訓(xùn)練要優(yōu)于單純的有氧抗阻訓(xùn)練。在心臟術(shù)后患者的康復(fù)中，可根據(jù)實際情況加用IMT訓(xùn)練，使心臟康復(fù)效果得到優(yōu)化。

3 IMT的效果評價

3.1 吸氣肌力量和肺功能無論是單純的吸氣肌訓(xùn)練還是吸氣肌訓(xùn)練聯(lián)合有氧訓(xùn)練，都能增強吸氣肌力量，提高最大吸氣負壓，改善肺功能。Hermes等［14］研究發(fā)現(xiàn)，在心臟旁路移植術(shù)患者的Ⅱ期心臟康復(fù)訓(xùn)練中，短期IMT訓(xùn)練聯(lián)合有氧抗阻訓(xùn)練可改善吸氣肌力量。同樣在心衰的患者中，IMT結(jié)合有氧抗阻訓(xùn)練較單純的有氧訓(xùn)練，更能增加MIP［21］。2017年的1項研究顯示，術(shù)前進行14～28 d的吸氣肌訓(xùn)練，能使心臟術(shù)后患者的 MIP 提高 17 cm H2O(23%)［22］。 2018 年的 1 項研究也顯示，在接受胸部、心臟和上腹部手術(shù)的患者中，術(shù)前進行每天15 min、為期2周的IMT訓(xùn)練，可以增加MIP、降低PPC風險［23］。另外1項研究顯示，吸氣肌訓(xùn)練能提高心臟術(shù)后患者的FEV1、FVC和MVV等肺功能指標，從而提高患者的咳嗽能力及分泌物清除能力［11］。

3.2 術(shù)后肺部并發(fā)癥的發(fā)生率多項研究表明，吸氣肌訓(xùn)練能降低術(shù)后肺部并發(fā)癥的發(fā)生。Kendall等［24］對2016年以前的吸氣肌訓(xùn)練降低術(shù)后肺部并發(fā)癥的研究進行meta分析，共納入17項隨機對照研究，分析得出IMT能有效降低患者術(shù)后肺部并發(fā)癥的發(fā)生率。Hulzebos等［9］對擇期心臟旁路移植術(shù)患者進行術(shù)前2周的IMT集中訓(xùn)練，PPC發(fā)生等級為2級及2級以上的患者在IMT組占比18%，對照組占比35%，兩組PPC發(fā)生率比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義；IMT組肺炎發(fā)生率為6.5%，對照組肺炎發(fā)生率為16.1%。另1項研究在心臟手術(shù)前5 d讓患者進行吸氣肌訓(xùn)練，干預(yù)組PPC的發(fā)生率為10.2%、對照組為27%,PPC的發(fā)生率降低了77%，總體肺部并發(fā)癥發(fā)生率、肺部并發(fā)癥的嚴重程度均有所改善［11］。

3.3 患者生活質(zhì)量及運動能力國內(nèi)外研究均顯示，吸氣肌訓(xùn)練能提高患者的生活質(zhì)量及運動能力。對于生活質(zhì)量的評價多采用各種量表，如明尼蘇達生活質(zhì)量量表和心力衰竭量表；對于運動能力的評價，多采用6 min步行距離。在1項針對心臟旁路移植術(shù)后患者Ⅱ期康復(fù)的研究中，應(yīng)用明尼蘇達生活質(zhì)量量表和心力衰竭量表評估患者的生活質(zhì)量，結(jié)果示干預(yù)組生活質(zhì)量得分改善更明顯［14］。有研究將為期12周的中高強度吸氣肌訓(xùn)練應(yīng)用于心臟旁路移植術(shù)患者，采用葡萄牙版的明尼蘇達生活質(zhì)量量表與心力衰竭量表進行評價，結(jié)果顯示IMT對生活質(zhì)量有明顯改善作用［15］。Cordeiro等［13］對心臟手術(shù)患者從術(shù)后第3天到出院進行IMT干預(yù)，對照組和干預(yù)組的6 min步行距離比較差異明顯。慢性心力衰竭患者的6 min步行距離經(jīng)吸氣肌訓(xùn)練后亦有明顯改善［25］。

4 討論

4.1 實施吸氣肌訓(xùn)練的障礙因素分析國外研究表明，單純的IMT訓(xùn)練以及IMT聯(lián)合有氧抗阻訓(xùn)練，對心臟直視手術(shù)后患者的吸氣肌力量、肺功能、降低PPC發(fā)生率以及生活質(zhì)量改善等方面都有積極的作用［3,9-11］。近年來，隨著國內(nèi)快速康復(fù)理念在心臟外科領(lǐng)域的深入，心臟直視手術(shù)后的吸氣肌訓(xùn)練才開始在國內(nèi)被了解，但目前尚處于起步階段。目前國內(nèi)吸氣肌訓(xùn)練實施的障礙因素主要包括以下5點。①醫(yī)護人員認知不足：吸氣肌訓(xùn)練在COPD患者中為常規(guī)治療措施，但在心衰及心臟手術(shù)患者中，鑒于心肺功能評估的復(fù)雜性，吸氣肌訓(xùn)練未能被廣泛應(yīng)用。醫(yī)護人員需及時更新IMT的相關(guān)知識及理念，推進呼吸康復(fù)在心臟外科術(shù)后患者中的應(yīng)用。②IMT具體實施細節(jié)尚無統(tǒng)一標準：現(xiàn)有研究普遍存在樣本量小、研究對象局限等問題，對于IMT實施的方法、強度、頻率、持續(xù)時間、呼吸配合等具體細節(jié)無統(tǒng)一的實施標準，這在一定程度上影響了IMT在臨床上的應(yīng)用。以訓(xùn)練持續(xù)時間為例，前期研究多主張吸氣肌訓(xùn)練應(yīng)長期實施，至少從術(shù)前2周開始，但也有研究指出時長超過1周的干預(yù)會明顯降低患者的依從性，且訓(xùn)練質(zhì)量也會大打折扣［26-27］。近期也有研究主張以短期密集訓(xùn)練來代替長期低強度訓(xùn)練，并取得了較好的效果［11］。未來需要更大范圍、更大規(guī)模的研究來實現(xiàn)IMT實施細節(jié)的同質(zhì)化，以利于IMT的推廣實施。③患者缺乏IMT的相關(guān)知識：國內(nèi)傳統(tǒng)觀念認為術(shù)后不能進行任何形式的活動鍛煉，患者缺乏IMT的相關(guān)知識，仍受這種傳統(tǒng)觀念影響，不利于心臟術(shù)后患者進行吸氣肌訓(xùn)練。④患者術(shù)后鎮(zhèn)痛管理不到位：心臟術(shù)后患者鎮(zhèn)痛管理水平參差不齊，可導(dǎo)致患者無法專注進行吸氣肌力訓(xùn)練，影響了患者訓(xùn)練的依從性。⑤吸氣肌力訓(xùn)練器械尚未普及：目前吸氣肌訓(xùn)練器械普遍價格較高，這也是吸氣肌訓(xùn)練的障礙因素之一。

4.2 臨床實施心臟術(shù)后吸氣肌訓(xùn)練的思考對于開展心臟直視術(shù)后吸氣肌力訓(xùn)練，應(yīng)從以下幾個方面著手：將IMT作為手術(shù)前后常規(guī)治療措施實施，患者從入院開始即進行呼吸功能評估，根據(jù)患者具體情況選擇合適的方式、強度和頻次，并指導(dǎo)患者進行吸氣肌訓(xùn)練；加強患者圍術(shù)期全面管理，將術(shù)后患者作為一個整體，從術(shù)前評估宣教到手術(shù)再到術(shù)后心肺功能康復(fù)及出院指導(dǎo)等環(huán)節(jié)進行一體化管理；為保證患者治療的延續(xù)性，大型心臟中心可嘗試與社區(qū)醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)合作，對心臟手術(shù)患者進行全程延伸管理，在患者入院前、出院后均提供延續(xù)的心肺康復(fù)支持。

5 小結(jié)

國內(nèi)關(guān)于心臟術(shù)后吸氣肌訓(xùn)練的研究較少，IMT的實施時機、方法、頻率、周期和強度等均有報道，但不統(tǒng)一；IMT在改善心臟術(shù)后患者吸氣肌力量、肺功能、生活質(zhì)量及運動能力方面均有效果；國內(nèi)臨床實施有待深入。這需要今后開展更大范圍、更大規(guī)模的臨床研究，并嘗試將吸氣肌訓(xùn)練應(yīng)用于各類心臟手術(shù)患者，進一步明確吸氣肌訓(xùn)練的具體實施方案和細節(jié)，探索出適合國內(nèi)實際情況的吸氣肌訓(xùn)練方法。