高強度間歇性運動對腦卒中患者心肺功能康復效果的Meta 分析

王承爍，武晟竹，武 亮，胥亞楠，張林麗，用明金

（1.天津體育學院，天津 301617；2.北京小湯山醫(yī)院，北京 102211；3.連云港市中醫(yī)院，江蘇 連云港 222001）

腦卒中是危害我國國民健康的重大非傳染性疾病，每年新發(fā)病例數(shù)超過200 萬［1］。卒中后個體的心肺適能（cardiorespiratory fitness，CRF）不到非卒中個體的一半，尤其是在心肺功能儲備、運動耐力以及利用氧的能力等方面下降尤為明顯［2］，腦卒中后活動耐力降低及呼吸系統(tǒng)疾病等并發(fā)風險，已成為腦卒中患者死亡的重要原因［3］。有研究結(jié)果顯示，腦卒中患者在發(fā)病后六個月內(nèi)有氧能力持續(xù)下降，大多數(shù)患者不會自發(fā)恢復到健康人群的有氧水平。在卒中后的0～30 d 內(nèi)，最大攝氧量減少到10～17 mL·kg-1·min-1，且6 個月后，最大攝氧量不會增加至＞20 mL·kg-1·min-1，這比年齡相匹配的健康人群的最大攝氧量低25%～45%［4］。最大攝氧量的減少可能會影響腦卒中患者的康復，因為這些患者對步行和日常生活活動的有氧能力有更大的需求。

有研究表明，卒中后運動訓練是降低心血管事件發(fā)生率和卒中復發(fā)風險的重要組成部分，盡早開始運動訓練以改善腦卒中患者的心肺功能，可以加速疾病后期的康復［5］。美國心臟協(xié)會/美國卒中協(xié)會建議中風幸存者每周至少進行3 d 的有氧運動訓練，每次20～60 min，以改善活動能力、有氧能力和心血管健康［6］，但是就目前而言，持續(xù)性有氧運動的常規(guī)使用可能不足以作為心血管刺激來改善神經(jīng)可塑性和心血管健康［7］，并且單次持續(xù)性有氧運動所需時間比較長，運動形式較單一，患者難以長期堅 持［8］。 然 而 使 用 高 強 度 間 歇 性 運 動（high-intensity interval training，HIIT）獲得更高強度的運動可以為康復專業(yè)人員提供進一步改善腦卒中患者功能恢復的有效方法。HIIT 是一種高效的運動方式，利用短時間的高強度訓練，并在運動中穿插進行積極的恢復或休息［9］。早在上世紀，HIIT就被作為提高運動成績的一種方法在運動員訓練中廣泛使用，約在15 年前，醫(yī)學領域便開始研究HIIT 的臨床益處［10］。目前，HIIT 已被作為一種常用的干預手段以提高心肺功能，但在腦卒中患者的應用過程中仍存在爭議。隨著近些年研究HIIT 對腦卒中患者心肺功能影響的隨機對照試驗數(shù)量增加，本研究采用系統(tǒng)評價方法探討HIIT 對腦卒中患者峰值攝氧量（peak oxygen uptake，VO2peak）、每分鐘通氣量（minute ventilation，VE）、峰值功率（peak work rate，WRpeak）、6 分 鐘 步 行 距 離（6-minute walking distance，6MWD）、10 米步行試驗（10-meter walking test，10MWT）的干預效果，以期為腦卒中患者心肺功能康復方案的構(gòu)建提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 排除與納入標準

1.1.1 研究類型：RCT。

1.1.2 研究對象 （1）符合《2016 版中國腦血管疾病診治指南與共識》腦卒中的診斷標準；（2）生命體征平穩(wěn)，無認知障礙和運動禁忌癥，且已獲得患者本人及家屬同意。

1.1.3 干預措施 對照組進行持續(xù)性有氧運動或常規(guī)康復治療，試驗組進行HIIT。

1.1.4 結(jié)局指標 VO2peak、VE、WRpeak、6MWD、10MWT。

1.1.5 排除標準 會議文章；綜述文獻；學位論文；結(jié)局數(shù)據(jù)不全的文獻；無法下載全文的文獻；未明確指出具體治療方式的文獻。

1.2 檢索策略

計算機檢索CNKI、WanFang Data、VIP、CBM、Pubmed、EMbase、Web of science、The Cochrane Library 數(shù)據(jù)庫，檢索時限為自建庫至2023 年3 月。采用主題詞與自由詞結(jié)合的方式進行文獻檢索，中文檢索詞包括：高強度運動、高強度訓練、高強度間歇性運動、高強度間歇性訓練、卒中、中風、偏癱、腦血管意外、腦梗死、腦梗塞、腦出血、隨機、隨機對照試驗。 英 文 檢 索 詞 包 括：high-intensity training、high-intensity exercise、high-intensity interval training、high-intensity interval exercise、HIIT、HIIE、stroke、apoplexy、hemiplegia、cerebrovascular disease、 cerebral infarction、 cerebral hemorrhage、cardio-pulmonary function、cardiac function、random、randomized controlled trial。

1.3 文獻篩選與資料提取

使用EndNote X9 軟件對檢索到的文獻進行管理。2 名學者獨立進行文獻篩選與數(shù)據(jù)提取，過程中若有不一致意見，通過協(xié)商解決或與第3 名學者共同商討決定。文獻篩選時首先剔除重復的文獻，然后閱讀文章標題，排除不相關文獻，再閱讀摘要或正文進一步確認是否納入該文獻。若出現(xiàn)重要信息缺失可通過郵件等方式與文獻通訊作者聯(lián)系，以確保數(shù)據(jù)的完整性，最后將提取的數(shù)據(jù)錄入自制的Excel 表格內(nèi)。

1.4 納入研究的偏倚風險評價

2 名學者根據(jù)Cochrane 協(xié)作網(wǎng)偏倚風險評價工具［11］對納入的文獻進行評價。

1.5 統(tǒng)計分析

使用RevMan 5.4 軟件和Stata17.0 進行統(tǒng)計學分析。本研究的結(jié)局指標為連續(xù)型變量，計量資料采用均數(shù)差（mean difference，MD）作為效應指標，并提供其95%置信區(qū)間（CI）。提取結(jié)局指標的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)Cochrane Handbook 5.0.2 中16.1.3.2提供的方法計算治療前后差值及標準差，若文獻中已寫明，則直接提取使用。采用Q檢驗和I2檢驗對納入文獻的異質(zhì)性進行評估，當P＞0.1，I2＜50%時表示各獨立研究間無明顯異質(zhì)性，采用固定效應模型；反之，則采用隨機效應模型。因本研究中所有結(jié)局指標納入的文獻數(shù)量小于10 篇，因此通過Egger 法、剪補法綜合評估發(fā)表偏倚。

2 結(jié)果

2.1 文獻檢索過程及結(jié)果

嚴格按照納入與排除標準對上述8 個數(shù)據(jù)庫進行檢索，初步獲得518 篇文獻，包括CNKI（n=35）、WanFang Data（n=39）、VIP（n=5）、CBM（n=5）、Pubmed（n=12）、EMbase（n=40）、Web of science（n=182）、The Cochrane Library（n=200）。剔重后獲得文獻411 篇，然后根據(jù)納排標準排除不符合要求的文獻，最終納入9 篇文獻［12-20］，文獻檢索過程及結(jié)果見圖1。

圖1 文獻檢索過程及結(jié)果Fig 1 Literature retrieval process and results

2.2 納入文獻的基本特征

納入文獻共9 篇［12-20］，共計428 例患者。主要來自于中國、美國、挪威等6 個國家，發(fā)表時間為2015～2021 年。納入研究的基本特征總結(jié)見表1。

表1 納入研究的基本特征Tab 1 Basic characteristics of included studies

2.3 偏倚風險評價結(jié)果

納入的9 篇文獻［12-20］均提及隨機分組，其中6 篇文獻［12-14，16，18，19］報告了隨機序列產(chǎn)生方法，評為低偏倚風險，3 篇文獻［15，17，20］未報告，評為偏倚風險 不確定；6 篇 文 獻［12，15，16，18-20］未 報 告 對 研 究 者 和 受 試 者 施盲，評 為偏倚 風險不確定，3 篇文獻［13，14，17］未對研究者和受試者施盲，評為高偏倚風險；7 篇文獻［12-15，17，18，20］描述了對結(jié)局測量者施盲，評為低偏倚風險，剩余2 篇文獻［16，19］未報告，評為偏倚風險不確定；4 篇文獻［13-15，17］描述了分配隱藏，評為低偏倚風險，剩余5 篇文獻［12，16，18-20］未描述，評為偏倚風險不確定；9 篇文獻［12-20］的結(jié)果數(shù)據(jù)均完整且未發(fā)現(xiàn)選擇性報告研究結(jié)果；其他偏倚來源均未描述。納入研究的偏倚風險評價結(jié)果詳情見表2。

表2 納入研究的偏倚風險評價結(jié)果Tab 2 Bias risk assessment results for inclusion in the study

2.4 Meta 分析結(jié)果

2.4.1 VO2peak 共 有7 項 研 究［12，13，15-19］報 告 了VO2peak 基線和干預后的數(shù)據(jù)，涉及308 例患者。分析結(jié)果顯示，各研究之間異質(zhì)性較低（I2=0%，P=0.57），采用固定效應模型進行Meta 分析，與對照組相比較，試驗組VO2peak 顯著增加，差異具有統(tǒng)計學意義［MD=3.87，95%CI（3.43，4.31），P＜0.000 01］，見圖2。

圖2 試驗組與對照組VO2peak 比較Fig 2 Comparison of VO2peak between the experimental group and the control group

2.4.2 VE 共有2 項研究［13，17］報告了VE 基線和干預后的數(shù)據(jù)，涉及100 例患者。分析結(jié)果顯示，各研究之間異質(zhì)性較低（I2=0%，P=0.44），采用固定效應模型進行Meta 分析，與對照組相比較，試驗組VE顯著增加，差異具有統(tǒng)計學意義［MD=7.14，95%CI（4.34，9.94），P＜0.000 01］，見圖3。

圖3 試驗組與對照組VE 比較Fig 3 Comparison of VE between the experimental group and the control group

2.4.3 WRpeak 共有2 項研究［19，20］報告了WRpeak基線和干預后的數(shù)據(jù)，涉及176 例患者。分析結(jié)果顯示，各研究之間異質(zhì)性較低（I2=0%，P=0.58），采用固定效應模型進行Meta 分析，與對照組相比較，試驗組WRpeak 顯著增加，差異具有統(tǒng)計學意義［MD=17.13，95%CI（13.73，20.54），P＜0.000 01］，見圖4。

圖4 試驗組與對照組WRpeak 比較Fig 4 Comparison of WRpeak between the experimental group and the control group

2.4.4 6MWD 共 有5 項 研 究［12，14-16，20］報 告 了6MWD 基線和干預后的數(shù)據(jù)，涉及185 例患者。分析結(jié)果顯示，各研究之間異質(zhì)性較低（I2=25%，P=0.25），采用固定效應模型進行Meta 分析，與對照組相比較，試驗組6MWD 顯著增加，差異具有統(tǒng)計學意義［MD=43.82，95%CI（16.08，71.56），P=0.002］，見圖5。

圖5 試驗組與對照組6MWD 比較Fig 5 Comparison of 6MWD between the experimental group and the control group

2.4.5 10MWT 共 有4 項 研 究［12，14，15，20］報 告 了10MWT 基線和干預后的數(shù)據(jù)，涉及151 例患者。分析結(jié)果顯示，4 項研究之間存在高度異質(zhì)性（I2=85%，P=0.000 2），對4 項研究進行敏感性分析，逐一排除后發(fā)現(xiàn)，Gjellesvik 等［14］研究使效應量結(jié)果波動較大，剔除該項研究，對剩余3 項研究進行Meta分析，異質(zhì)性顯著降低（I2=0%，P=0.65），采用固定效應模型進行Meta 分析，與對照組相比較，試驗組10MWT 顯著降低，差異具有統(tǒng)計學意義［MD=- 2.00，95%CI（- 2.91，- 1.08），P＜0.000 1］，見圖6。

圖6 試驗組與對照組10MWT 比較Fig 6 Comparison of 10MWT between the experimental group and the control group

2.5 發(fā)表偏倚分析

由于本研究的結(jié)局指標納入文獻數(shù)均小于10篇，故通過Stata17.0 軟件采用Egger 法對結(jié)局指標進行發(fā)表偏倚分析，分析結(jié)果顯示VO2peak Egger法P=0.861、6MWD Egger 法P=0.716、10MWT Egger 法P=0.206，上述結(jié)局指標P值均大于0.05，故提示不存在發(fā)表偏倚。

3 討論

VO2peak 已被公認為是能夠科學且精確地反映心肺功能的重要指標之一［21］，現(xiàn)有研究顯示，VO2peak 每改善1 mL·kg-1·min-1，全因死亡率可降低15%［22］。中風后，極低水平的VO2peak 會限制患者持續(xù)進行較低水平的日常生活活動，并可能會禁止患者進行較高水平的日常生活活動［23］，但通過合理的運動訓練，腦卒中患者VO2peak 可以提高9%～34.8%［24］。本研究結(jié)果顯示，與對照組相比，HIIT可顯著提高腦卒中患者VO2peak，這對患者在卒中后的身體功能恢復以及降低心血管疾病風險等方面無疑具有重要的臨床意義，該結(jié)論同Anjos 等［25］研究結(jié)論相符。VE 是指每分鐘出入肺的氣體量，它是評定肺通氣功能指標之一，也可以用于評估一個人所能進行運動量的大小。本研究結(jié)果顯示，HIIT 提高腦卒中患者VE 優(yōu)于對照組。有研究［26］表明，腦卒中后的肺功能障礙主要表現(xiàn)為通氣功能下降和呼吸肌無力等，這是因為患者呼吸中樞受損，導致膈肌中樞控制障礙，呼吸模式、呼吸頻率以及呼吸節(jié)律出現(xiàn)異常［27］。通過HIIT 可提高腦卒中患者的呼吸功能和活動耐力，降低呼吸系統(tǒng)疾病的風險。另外，HIIT 后WRpeak 較對照組顯著提升，這可能是由于HIIT 所帶來的較強刺激使腦卒中患者在運動時獲得了更高的工作負荷，從而改善了心血管對運動的適應性和增加了運動耐力。但由于VE 和WRpeak 結(jié)局指標納入文獻數(shù)量較少，因此，未來還需要更多和更高質(zhì)量的RCT 探索HIIT 對其干預效果。6MWD 主要是評估受試者在中風后6分鐘內(nèi)能夠行走的最遠距離，它是根據(jù)美國胸科學會指南進行標準化的［28］。6MWD 是測量CRF 常用方法之一［29］，此外，還通過10MWT 間接反映腦卒中患者CRF 的變化。10MWT 是一種測量步行速度的方法，已被證實評估腦卒中患者的可靠性和有效性，具體是測量受試者以最快步行速度完成10 m 直線距離的時間。meta 分析結(jié)果顯示，試驗組較對照組在改善6MWD 和10MWT 方面更有效，且差異具有統(tǒng)計學意義，與Wiener 等［30］進行的meta 分析結(jié)果一致。

高強度間歇性運動的方案具體包括強度、類型、時間和頻率，方案的制定對腦卒中患者CRF 的影響起著決定性作用。運動的強度是改善心血管健康的關鍵組成部分，它有助于維持和提高外周肌肉氧化能力和運動的表現(xiàn)［31］。本文納入的研究中，使用了VO2peak、心率儲備、最大功率、Borg 量表以及峰值心率作為運動強度的指標，但有研究表明，根據(jù)與VO2peak 百分比相關的功率輸出來規(guī)定運動強度可能是HIIT 更有效的方法［32］，因為它更能代表個人的運動能力，這為臨床實踐過程中提供了有價值的參考。本文納入的9 項研究［12-20］主要包括三種運動類型：跑步機訓練、功率自行車訓練和滑冰者運動。其中，跑步機訓練可能是腦卒中患者最佳的運動類型，它可以極大改善腦卒中患者的運動能力。然而，對于行走功能嚴重受限的患者，功率自行車訓練可能更加可取，但現(xiàn)有研究表明，兩種模式下的HIIT 似乎都很有效。值得注意的是本文納入的研究中有一項研究的運動類型為滑冰者運動，該類運動較前兩種運動在改善本體感覺和平衡功能方面能夠給予患者更大幫助，但是滑冰者運動僅適用于輕度腦卒中患者。HIIT 在時間和頻率上，相較于傳統(tǒng)的持續(xù)性有氧運動具有較大的優(yōu)勢，短時間的訓練對于腦卒中患者，尤其是高齡患者，是一種很有吸引力的鍛煉方式。在Crozier 等［7］研究中提及HIIT 時間，即高強度運動時間范圍為30 s～4 min，間歇恢復階段時間范圍為30 s～3 min，單次干預持續(xù)25～30 min，這為HIIT 的方案制定提供了參考。最后，HIIT 后的恢復時間也很關鍵，因為有證據(jù)表明［33］，老年人［平均年齡（63.0±3.4）歲］的訓練間隔時間至少為3 d，這可以減少疲勞風險并達到最佳恢復效果。因此，訓練初期可進行每周2 次訓練，特別是腦卒中高齡患者，然后在耐受的情況下逐漸增加運動頻率?？傊琀IIT 可能會給腦卒中患者的心肺功能帶來一系列的好處，但個性化的方案是有必要的，在臨床實踐中可根據(jù)受試者的具體狀況靈活選擇治療方案。

高強度間歇性運動的安全問題一直是它在臨床廣泛應用的主要障礙之一，有學者認為高強度運動會增加急性心肌梗死和心源性猝死的風險［34］。然而本文章納入的研究在HIIT 干預期間均嚴格執(zhí)行了各項安全措施以確保受試者安全。9 項研究［12-20］中共有7 項研究［12-16，19，20］記錄了不良事件，這7項研究在干預期間和干預后均沒有發(fā)生與HIIT 相關的嚴重不良事件，同時，受試者完成干預和后續(xù)評估的依從性較高。在Carl 等［35］研究中，通過心電圖、血壓、心率和骨科等方面來評估腦卒中患者的3種不同HIIT 方案的安全性，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)心血管不耐受、嚴重心律失常、ST 段改變和骨科疾病問題導致HIIT 早期終止，即慢性中風患者進行HIIT 是合理且安全的。然而，需要實施更多的隨機對照試驗來研究更廣泛的腦卒中患者進行高強度間歇性運動的安全性，如亞急性或慢性中風伴有其他疾病的患者。

本研究的局限性主要包括以下幾點：（1）納入研究數(shù)量較少，總樣本量僅有428 例，且大多數(shù)研究為單中心試驗，因此本研究結(jié)論的可靠性可能會受到一定程度的影響。（2）本文納入的9 項研究［12-20］均提及隨機分組，但有3 項研究［15，17，20］未詳細報道隨機序列產(chǎn)生方法，2 項研究［16，19］未對結(jié)局測量者施盲，5項研究［12，16，18-20］未進行分配隱藏，在一定程度上會產(chǎn)生選擇、實施以及測量偏倚。（3）在每項研究中應用的HIIT 方案有較大的差異，可能會造成偏倚和異質(zhì)性。（4）納入研究的腦卒中患者主要集中在亞急性期和慢性期，關于HIIT 在卒中急性期的療效和安全性的證據(jù)有限，在未來還需進一步探討。（5）本文納入的研究僅有少數(shù)涉及隨訪，因此，HIIT 對腦卒中患者心肺功能影響的長期有效性還需要進一步證實。

4 小結(jié)

綜上，通過高強度間歇性運動可以改善腦卒中患者的心肺功能指標，因此，可以得出一個結(jié)論，在良好的依從性和輕微不良事件（如肌肉酸痛）的情況下，通過高強度間歇性運動提高腦卒中患者的心肺功能是可行且安全的。但本研究納入的文獻數(shù)量有限且文獻中患者疾病的嚴重程度以及高強度間歇性運動介入的時間并沒有進行統(tǒng)一，因此，未來仍需要開展更高質(zhì)量和更大樣本量的RCT 來優(yōu)化HIIT 的運動處方，從而進一步提升康復治療效果。

作者貢獻度說明：

王承爍：第一作者，提出文章的主題與思路，負責文章的撰寫工作；武亮：通訊作者，負責文章的指導、審閱與修改；武晟竹，胥亞楠：負責文獻的篩選，收集與整理相關數(shù)據(jù)；張林麗，用明金：負責文章的整理和排版，參與文章撰寫。

所有作者聲明不存在利益沖突關系。