基于k-means聚類方法的分類肺康復(fù)對腎移植患者肺功能及呼吸肌疲勞的影響研究

周麗君，劉 靜，楊荊艷

(華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院泌尿外科，湖北 武漢 430022)

腎移植患者由于術(shù)前長期的血液透析以及術(shù)后免疫抑制藥物作用，可能會出現(xiàn)免疫功能低下、肌力下降、代謝減弱等癥狀，由此導(dǎo)致患者術(shù)后肺功能出現(xiàn)不同程度的損害，主要表現(xiàn)在肺通氣功能及彌散功能破壞、小氣道阻塞及輕度肺氣腫等，患者呼吸功能紊亂、運(yùn)動耐量下降，影響其術(shù)后康復(fù)[1]。肺康復(fù)是以循證醫(yī)學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合多學(xué)科的內(nèi)容，為肺部疾病患者設(shè)計(jì)的綜合性方案，包括治療方案及患者管理(運(yùn)動、飲食等行為管理)等，其依據(jù)行為學(xué)的原理和技術(shù)來改變疾病相關(guān)行為和反應(yīng)，可以有效地促使患者肺功能的改善和社會適應(yīng)及自主性的提高[2-3]，若對于所有腎移植患者均使用相同的肺康復(fù)訓(xùn)練，具有盲目性。k-means聚類分析是聚類分析中最常用的一種典型劃分算法，根據(jù)物以類聚的道理，將數(shù)據(jù)根據(jù)某種相似性度量方法進(jìn)行劃分，對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類的一種多元統(tǒng)計(jì)分析方法，k-means聚類方法的分類肺康復(fù)基于患者身體機(jī)能與心理狀態(tài)等進(jìn)行分類。本研究探討其對腎移植患者肺功能及呼吸肌疲勞的影響，旨在為改善患者預(yù)后提供依據(jù)，現(xiàn)報(bào)告如下。

1資料與方法

1.1一般資料：選擇2017年4月～2019年4月于本院行腎移植術(shù)的患者84例，按照隨機(jī)數(shù)字表法分為兩組，每組42例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①首次接受同種異體腎移植手術(shù)；②年齡18～75歲；③病情穩(wěn)定，意識清楚，可配合治療；③自愿參加本試驗(yàn)，并簽署協(xié)議書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往肺間質(zhì)纖維化、慢性纖維空洞型肺結(jié)核、支氣管哮喘、支氣管擴(kuò)張、典型肺動脈高壓等肺部疾病患者；②合并感染或排斥反應(yīng)等并發(fā)癥；③意識不清，不能配合康復(fù)治療；④心、肝等器官嚴(yán)重功能障礙；⑤合并惡性腫瘤或精神系統(tǒng)疾病。本次研究經(jīng)過本院醫(yī)學(xué)倫理委員會同意。

1.2方法：對照組給予傳統(tǒng)的肺康復(fù)護(hù)理模式，具體操作：①肺功能管理：責(zé)任護(hù)士負(fù)責(zé)對患者信息及肺功能相關(guān)檢查結(jié)果建檔；②健康教育：以微信公眾號為載體，利用視頻、動畫等多媒體形式，結(jié)合通俗易懂的語言，對肺康復(fù)課程(藥物服用、呼吸鍛煉、飲食控制、情緒調(diào)節(jié)等)進(jìn)行講解；③呼吸訓(xùn)練：包括平靜呼吸、立位吸氣、前傾呼氣、腹式縮唇呼吸、壓腹呼吸等。每次持續(xù)10 min，2次/d。腹式縮唇呼吸時(shí)患者取舒適體位，指導(dǎo)患者兩手分別放于前胸部和上腹部，閉嘴經(jīng)鼻吸氣，吸氣時(shí)腹肌放松，胸部提起直至最大肺活量，胸部手在原位不動，抑制胸廓運(yùn)動，放在腹部的手因吸氣而緩慢抬起，然后經(jīng)口緩慢呼氣，呼氣時(shí)腹肌收縮；④術(shù)后指導(dǎo)：告知翻身拍背及有效咯痰目的，取得患者配合，翻身拍背前評估患者心功能狀況、年齡、體重、病情、肢體活動能力等，根據(jù)病情選擇三人翻身法或一人翻身法，翻身時(shí)，根據(jù)病情需要，給予患者拍背，促進(jìn)排痰。3次/d，15 min/次。

觀察組給予基于k-means聚類方法的分類肺康復(fù)，具體操作：由責(zé)任醫(yī)生、護(hù)士長、責(zé)任護(hù)士、康復(fù)科醫(yī)生、營養(yǎng)師、心理咨詢師組成分類肺康復(fù)小組，根據(jù)年齡、性別、肺功能檢查結(jié)果、咳嗽喘息等癥狀和心理狀態(tài)，評估患者是否存在影響肺功能的因素的聚類分析指標(biāo)，進(jìn)行k-means聚類分析，根據(jù)K值最終確定最佳分類為3類：①第一類患者基礎(chǔ)條件好(通過平均輪廓系數(shù)確定k-means聚類分析K值>40)，主要目的為增強(qiáng)肺功能，預(yù)防呼吸功能紊亂、運(yùn)動耐量下降，給予常規(guī)肺康復(fù)訓(xùn)練，操作同對照組；②第二類患者合并基礎(chǔ)疾病，肺功能與心理狀態(tài)尚可(通過平均輪廓系數(shù)確定k-means聚類分析K值在30～40之間)，目的在于改善肺功能，在傳統(tǒng)肺康復(fù)訓(xùn)練基礎(chǔ)上，以護(hù)士為主導(dǎo)，醫(yī)師、康復(fù)師協(xié)作，對小組成員進(jìn)行培訓(xùn)，及時(shí)調(diào)整治療方案，培養(yǎng)患者按時(shí)、堅(jiān)持服藥以及用氧的遵醫(yī)行為，告知患者機(jī)械通氣在治療中的重要性及可能存在的問題，教會患者正確使用、清洗和儲存霧化器，告知患者當(dāng)出現(xiàn)呼吸困難、氣悶等癥狀時(shí)主動使用處置措施或求助他人協(xié)助處理呼吸困難、咳嗽、咯痰的行為,如通過氧療、及時(shí)服用藥物或家屬協(xié)助進(jìn)行正確的胸部叩擊改善癥狀，不盲目使用鎮(zhèn)咳藥；③第三類患者肺功能、營養(yǎng)狀態(tài)及心理狀態(tài)均不佳(通過平均輪廓系數(shù)確定k-means聚類分析K值<30)，目的在于改善患者營養(yǎng)狀態(tài)及不良情緒，重點(diǎn)講解營養(yǎng)支持的重要性。當(dāng)患者長期處于不良營養(yǎng)狀態(tài)時(shí)，肺功能會出現(xiàn)持續(xù)功能降低，造成呼吸困難等癥狀的反復(fù)發(fā)作。以護(hù)士為主導(dǎo)，醫(yī)師、營養(yǎng)師、心理咨詢師和康復(fù)師協(xié)作，制定科學(xué)的飲食及個(gè)體化遞增功率的康復(fù)運(yùn)動方案，合理膳食，在鍛煉中改變行為模式，逐步建立良性的生活方式，有規(guī)律地進(jìn)行肺康復(fù)運(yùn)動治療；了解小組成員情緒變化，講解負(fù)面情緒與肺功能的關(guān)系，幫助小組成員改變不合理、片面的思維方式以緩解負(fù)面情緒，學(xué)習(xí)調(diào)整負(fù)面情緒及壓力的心理學(xué)方法。

1.3觀察指標(biāo)

1.3.1肺功能指標(biāo)：兩組患者用力肺活量(FVC)，第1秒用力呼氣量(FEV1)，第1秒用力呼氣量占肺活量比率(FEV1/FVC)。采用日本生產(chǎn)的Mninato便攜式肺功能儀進(jìn)行檢測。

1.3.2呼吸力學(xué)指標(biāo)與血?dú)庵笜?biāo)分析：兩組患者氣道峰壓(PIP)、平均氣道壓(MPaw)、氣道平臺壓(Pplat)PaO2、PaCO2、氧合指數(shù)(OI)(OI=PaO2/FiO2，F(xiàn)iO2為吸入氧濃度)。

1.3.3呼吸肌力量及耐力評價(jià)指標(biāo)：兩組患者最大吸氣壓(MIP)、6分鐘步行距離、呼吸困難評分。

1.3.4生活質(zhì)量評估：兩組患者SCL-90量表評分。該量表共有90個(gè)項(xiàng)目，測驗(yàn)的九個(gè)因子分別為：軀體化、強(qiáng)迫癥狀、人際關(guān)系敏感、抑郁、焦慮、敵對、恐怖、偏執(zhí)及精神病性。

2 結(jié)果

2.1兩組基線資料比較：兩組基礎(chǔ)資料差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。見表1。

表1 兩組一般資料比較

2.2兩組干預(yù)前后肺功能指標(biāo)比較：干預(yù)前，兩組患者FEV1、FVC、FEV1/FVC指標(biāo)比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。干預(yù)后，觀察組患者FEV1、FVC、FEV1/FVC指標(biāo)顯著優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組干預(yù)前后肺功能指標(biāo)比較

2.3兩組干預(yù)前后呼吸力學(xué)指標(biāo)與血?dú)庵笜?biāo)比較：干預(yù)前，兩組患者呼吸力學(xué)指標(biāo)與血?dú)庵笜?biāo)比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。干預(yù)后，觀察組患者呼吸力學(xué)指標(biāo)與血?dú)庵笜?biāo)顯著優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

表3 兩組干預(yù)前后呼吸力學(xué)指標(biāo)與血?dú)庵笜?biāo)比較

2.4兩組干預(yù)前后呼吸肌力量、耐力評價(jià)指標(biāo)及生活質(zhì)量比較：干預(yù)前，兩組患者呼吸肌力量、耐力評價(jià)指標(biāo)及生活質(zhì)量評分比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。干預(yù)后，觀察組患者呼吸肌力量、耐力評價(jià)指標(biāo)及生活質(zhì)量評分顯著優(yōu)于對照組，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表4。

表4 兩組干預(yù)前后呼吸肌力量、耐力評價(jià)指標(biāo)及生活質(zhì)量評分比較

3 討論

肺臟作為人體的呼吸器官，是慢性腎功能衰竭患者常見的受累器官之一，研究[4]表明，腎移植患者免疫功能受到免疫抑制藥物的影響，存在排斥或感染的風(fēng)險(xiǎn)，最大攝氧量和運(yùn)動能力下降、代謝相關(guān)危險(xiǎn)因素增加，易受體內(nèi)外致病因素的影響而發(fā)生肺部病變，主要表現(xiàn)為輕度、中度下降的阻塞性通氣功能障礙。患者出現(xiàn)呼吸困難等癥狀，而長時(shí)間呼吸困難會造成呼吸道上皮細(xì)胞和肺泡細(xì)胞損傷，且患者長期臥床、痰液引流不暢及術(shù)前存在的病原菌隱性感染等，導(dǎo)致患者易發(fā)生術(shù)后肺部感染，發(fā)生率近40.0%，所致術(shù)后10年病死率達(dá)27.7%[5-6]。此外，相關(guān)研究[7-9]表明，呼吸困難癥狀、心理情緒等相互作用共同影響著腎移植患者的生存質(zhì)量，部分患者因肺功能下降，出現(xiàn)不良情緒，且疾病對于患者是一種應(yīng)激源，患者對疾病相關(guān)知識認(rèn)識不足，所引起的負(fù)性情緒和癥狀，如不能進(jìn)行及時(shí)、有效的干預(yù)，可能導(dǎo)致抑郁癥等嚴(yán)重病情的發(fā)生，使患者出現(xiàn)失眠、軀體不適和植物神經(jīng)功能紊亂等癥狀，影響患者生活質(zhì)量。因此，改善腎移植患者肺功能成為臨床亟待解決的問題。

本研究結(jié)果顯示，給予k-means聚類方法的分類肺康復(fù)的觀察組患者肺功能、呼吸力學(xué)指標(biāo)與血?dú)庵笜?biāo)、呼吸肌力量、耐力評價(jià)指標(biāo)顯著優(yōu)于對照組(P<0.05)，提示給予腎移植患者基于k-means聚類方法的分類肺康復(fù)，能夠有效改善患者肺功能及呼吸肌疲勞癥狀，提高患者運(yùn)動耐力。本研究中觀察組生活質(zhì)量評分顯著優(yōu)于對照組(P<0.05)，提示給予腎移植患者k-means聚類方法的分類肺康復(fù)，能夠有效改善患者生活質(zhì)量。進(jìn)一步分析取得較好效果的原因：①肺康復(fù)這一理念雖然被我國醫(yī)護(hù)人員接受，并認(rèn)識到其在肺功能管理中的重要性，將其逐漸用于肺部疾病治療及病情控制中，應(yīng)用效果已得到臨床證實(shí)[10-11]，但是對于所有腎移植患者均使用相同的肺康復(fù)訓(xùn)練，給予健康教育及一般指導(dǎo)，遵醫(yī)囑用藥，列出日常行為管理要求，并逐一進(jìn)行示范、講解，過于關(guān)注病情而忽略了患者個(gè)體差異及主觀感受，缺乏針對性，影響了其干預(yù)效果[12]。相關(guān)研究[13]顯示，鼓勵家屬參與在提高腎移植術(shù)后患者用藥依從性上發(fā)揮著重要作用。②k-means 聚類分析是應(yīng)用比較廣泛的一種基于劃分的聚類算法，根據(jù)研究對象之間的相似程度進(jìn)行分類，k-means聚類方法的分類肺康復(fù)基于患者身體機(jī)能(肺功能)、營養(yǎng)狀態(tài)、心理狀態(tài)等將腎移植患者進(jìn)行分類，針對不同類別患者給予干預(yù)措施，如年齡偏大，肺功能、營養(yǎng)狀態(tài)及心理狀態(tài)均不佳的第3類患者，給予心理疏導(dǎo)、肺康復(fù)訓(xùn)練以及營養(yǎng)支持[14]。③基于k-means聚類方法的分類肺康復(fù)根據(jù)患者疾病狀態(tài)及嚴(yán)重程度、既往生活方式及飲食習(xí)慣、心理狀態(tài)等給予生理、精神心理等綜合層面的干預(yù)措施，使肺康復(fù)工作更具靈活性、有效性，從而避免肺功能下降對生存質(zhì)量的影響?；谝陨涎芯拷Y(jié)果，建議對于腎移植患者，根據(jù)疾病狀態(tài)及嚴(yán)重程度、既往生活方式及飲食習(xí)慣、心理狀態(tài)等給予生理、精神心理等綜合層面評估結(jié)果，給予科學(xué)的飲食指導(dǎo)及個(gè)體化遞增功率的康復(fù)運(yùn)動方案，合理膳食，在鍛煉中改變行為模式，逐步建立良性的生活方式，有規(guī)律地進(jìn)行肺康復(fù)運(yùn)動治療，同時(shí)了解小組成員情緒變化，講解負(fù)面情緒與肺功能的關(guān)系，幫助小組成員改變不合理、片面的思維方式以緩解負(fù)面情緒，學(xué)習(xí)調(diào)整負(fù)面情緒及壓力的心理學(xué)方法。

本研究存在一定的局限性，病例樣本來源地較單一，樣本量尚可進(jìn)一步擴(kuò)大，基于k-means聚類方法的分類肺康復(fù)在腎移植患者的應(yīng)用尚未能形成一套標(biāo)準(zhǔn)的護(hù)理方案，下一步研究可相應(yīng)地?cái)U(kuò)大樣本量及樣本來源，延長管理和觀察時(shí)間，以更準(zhǔn)確地驗(yàn)證效果。

綜上所述，給予腎移植患者基于k-means聚類方法的分類肺康復(fù)，能夠有效改善患者肺功能及呼吸肌疲勞癥狀，提高患者運(yùn)動耐力及生活質(zhì)量。