丁艳琼，王建荣，于亚群

·临床研究·

术前呼气阻力训练对体外循环冠状动脉旁路移植术患者围术期肺功能的影响

丁艳琼，王建荣，于亚群

目的 探讨术前开展呼气阻力(PEP)训练对体外循环冠状动脉旁路移植术(CABG)患者围术期肺功能的影响。方法 选取解放军总医院心血管外科2016年1月至2016年10月择期体外循环CABG患者110名为研究对象，随机分为试验组和对照组。试验组术前给予PEP训练，对照组术前给予普通的深呼吸训练，观察两组患者入院时、术前1天及术后第6天肺功能指标。结果 两组患者术后第6天肺活量占预测值的百分比(VC%)、潮气量占预测值的百分比(VT%)、用力肺活量占预测值的百分比(FVC%)、第1秒用力呼气容积占预测值的百分比(FEV1%)及呼气峰值流速占预测值的百分比(PEF%)较入院时均有显著降低{P<α’(0.017)}；两组患者各项指标在入院时、术前1天及术后第6天各相同时点比较没有显著差异，但VT%及PEF%存在交互效应(P<0.05)，试验组此两项指标在术前1天增幅明显，术后第6天的降幅较小。结论 术前PEP训练有利于体外循环CABG患者围术期肺功能的恢复。

呼气阻力训练；深呼吸训练；冠状动脉旁路移植术；术后肺部并发症；术后康复

体外循环冠状动脉旁路移植术(coronary artery bypass graft，CABG)是治疗冠心病的一项常规的心脏手术，尽管由于麻醉方法的进步、体外循环技术的发展以及手术前后的护理实践进展，术后肺部并发症在CABG患者中仍然有着较高的发生率[1-2]。文献显示呼气阻力(positive expiratory pressure，PEP)呼吸训练在心脏手术后患者住院期间有着广泛的应用且拥有较好的效果[3]。但术前进行PEP呼吸训练对于围术期肺功能影响的研究仍较少，本研究旨在探讨术前开展PEP训练对于择期体外循环CABG患者围术期肺功能的影响，为指导患者进行科学有效的呼吸训练提供依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料与分组 研究对象为2016年1月～2016年10月在解放军总医院心血管外科住院患者。纳入标准：择期行体外循环下CABG的患者；神经肌肉功能正常、无神经系统疾患；神智清楚、思维正常、言语交流沟通正常；知情同意。排除标准：冠心病左主干病变；术前不能耐受呼气阻力训练；入院后<5 d即行手术治疗者；有脑血管意外史；围术期应用主动脉内球囊反搏；围术期心梗；二次开胸手术；围术期恶性心律失常。将所有符合纳入标准的患者随机分为对照组(进行常规呼吸训练)及试验组(进行PEP训练)各55例。有9人中途退出试验，其中试验组4人，对照组5人。患者的一般资料见表1。三次肺功能检查全部完成者试验组47例，对照组45例。

1.2 干预措施 试验组：进行PEP训练。在护士培训指导患者咳嗽及排痰方法、技巧的基础上，指导患者采用PEP训练器进行PEP训练，具体方法即患者取坐位，在训练前先做几次深呼吸，训练开始时做缓慢最大吸气后屏气2～3 s，再通过吹嘴缓慢呼气，持续时间≥15 s，尽量延长呼气时间直到无气体排出。间歇30～60 s后，开始下一次训练，即用力深慢吸气-屏气-通过PEP训练器缓慢呼气，循环往复。每组至少做30次PEP训练，训练时间为15～30 min，每日训练≥6组。可根据个人耐受情况间歇休息，但保证总量的完成。患者首次训练时，将PEP阀调至低阻水平(≤10 cmH2O)，每组呼吸训练完成后患者自我评价其感知的费力程度(采用Brog自感费力程度量表[4]进行评价，分0～10级，0级为没感觉，10级为极强费力程度)，根据患者呼吸训练时自感的费力程度调节阻力水平，如果自感费力程度≤5级，则在进行下一次训练时增加PEP水平(最大为20 cmH2O)。

对照组：进行常规深呼吸训练，在护士培训指导患者咳嗽及排痰方法、技巧的基础上，患者取坐位，指导患者用力深吸气，屏气2～3 s，再用力呼气，每组至少做30次深呼吸训练，训练时间为15～30 min。每日训练≥6组。

训练周期：两组患者均从入院次日开始训练，持续≥5 d，直到手术日晨结束。由经过培训的护士指导患者进行呼气训练，每日在护士指导下完成3组，患者自行完成不小于3组。术后早期两组患者均按相同的常规呼吸训练方式进行训练直至出院。

1.3 观察指标 肺功能指标采用肺活量(VC)、潮气量(VT)、用力肺活量(FVC)、第1秒用力呼气容积(FEV1)及呼气峰值流速(PEF)，为消除性别、年龄、身高、体重对肺功能的影响，采用了占预计值百分比表示：即VC%、VT%、FVC%、FEV1%及PEF%。患者入院后当日、术前1天及术后第6天由1名固定的肺功能室技师对患者进行床旁肺功能检查(德国耶格MS-Pneumo床旁肺功能仪)。

2 结 果

2.1 患者的一般资料情况 两组患者在年龄、性别、体重指数、合并症及外科手术等基本情况比较统计学无显著差异，两组患者具有可比性。见表1。

表1 两组患者一般资料比较

注：COPD史：慢性阻塞性肺疾病。

2.2 不同时点关键肺功能指标的比较 两组患者不同时点关键肺功能指标的比较见表2，两组患者整体分析，组间相同时点的各项肺功能指标无统计学差异(P>0.05)。组内各时点精细比较发现，与本组入院时的基线水平相比，试验组的VT%、FEV1%及PEF% 术前1天有显著增加，对照组术前1天VT%、FEV1%也有显著增加，但两组患者术后第6天均有显著降低。两组患者不同时点的VT%及PEF%均存在交互作用(P<0.05)，说明两组患者此二项指标的变化趋势不一样，如图1、2所示，试验组显示出术前1天有较大增幅且术后第6天降幅较小。

3 讨 论

心脏围术期患者肺功能的评估及康复具有十分重要的意义。患者手术后早期有效通气量减少，气体交换受损，可发展成限制性呼吸障碍[5]。造成这种损伤的原因包括全麻、开胸、外科创伤、体外循环、肺间质水增加、胸腔积液及膈肌功能障碍等[6]。本研究显示，两组患者术后第6天VC%、VT%、FEV1%、FVC%及PEF%各项指标较入院时均有明显的降低(P<0.017)，这与以往的研究结果[7-8]基本一致。开胸心脏手术后早期肺容量及通气功能的减低是十分常见的，胸骨的切开，术中心肌保护时所采用的低温、内乳动脉的游离切开及体外循环的应用等因素对患者术后的肺功能均可造成非常不利的影响。本研究也证实了这一点，两组患者术后五项关键肺功能指标较入院时基线水平均有显著下降。

PEP训练被认为是能够减慢呼气过程、防止肺泡塌陷和提高肺活量的有效措施[9]，其常常被应用于开胸心脏手术患者术后的呼吸训练中。本研究采用该呼吸训练方法在术前开始对患者进行干预，研究显示，两组患者不同时间的VT%、PEF%存在交互效应，与对照组相比，试验组患者的此两项指标在术前有较大幅度升高而术后第6天的降幅较小。Sobrinho[8]等的研究显示，CABG患者术前住院期间采用吸气肌训练的方法与常规对照组相比，术前试验组的潮气量(VT)低于对照组(P<0.05),但术后第3天及第5天，两组患者相同时点之间无显著差异，提示吸气肌训练组的VT较对照组有显著的提高。Herdy[10]等的研究显示，CABG的患者术前5 d及术后采用心肺康复锻炼(包括诱发肺活量呼吸训练及间断PEP呼吸训练)较常规呼吸训练组能提高患者术后的PEF水平。本研究两组患者VT%、PEF%存在交换效应，说明此两项指标的变化趋势已表现出不同，术前PEP呼吸训练在改善患者术后潮气量及呼气峰值流速的减低幅度上优于普通深呼吸训练的对照组。本研究PEP训练的试验组患者采用的个体化呼吸训练模式，即患者根据自感劳累程度来调节呼气正压的设定，其每次训练强度是循序渐进，同时也可以避免呼吸肌肉的疲劳。另外，PEF的降低与气道痰液聚集造成气道阻塞密切相关,文献显示PEP训练有利于气道内痰液的清除[11-12]。卢毅荣等[13]报道健康人外加PEP负荷会使呼吸中枢驱动增高，且不会导致肺过度充气，PEP负荷调动腹肌参与呼气活动。可能由于上述因素的协同作用，从而使得PEP呼吸训练的试验组更有利于患者术后早期肺功能指标VT及PEF的恢复。

图1 两组患者不同时间点VT%的变化

图2 两组患者不同时间点PEF%的变化

表2 两组患者不同时点关键肺功能指标的比较±s)

注：组别及时间的整体分析：两因素重复测量方差分析；分组因素单独效应分析即组间相同时点的比较采用成组t检验；时间因素单独效应分析即组内各时点的两两比较采用差值t检验；调整t检验的显著性水平α’=0.05/3=0.017。重复测量前均行球行检验。组内不同时点的两两比较：与本组入院时的基线水平相比，试验组VT%、FEV1%及PEF%术前1天的(t，P)分别是(-4.28，0.000)、(-5.31，0.000)及(-3.40，0.001)，试验组术后第6天各项指标的P值均小于0.017；对照组VT%及FEV1%术前1天的(t，P)分别是(-3.98，0.000)及(-3.39，0.002)，对照组术后第6天各项指标的P值均小于0.017。

研究还显示，与VT及PEF表现不同，两组患者VC%、FEV1%及FVC%三项肺功能指标不仅组间无差别，也不存在交换效应，说明PEP训练的实验组与普通深呼吸训练的对照组相比，对此三项指标的影响并无差异。此三项肺功能指标不仅受呼吸肌力影响，肺及胸廓的弹性更是一个重要的影响因素。CABG患者胸部正中切开破坏了胸廓的稳定性，胸廓活动受限，手术有时还会破坏胸膜的完整性，必然影响到肺的扩展及收缩，导致限制性的呼吸障碍，故术前的呼吸训练很难对此有根本性的改变。此外，呼吸训练一般应遵循三个原则[14]，即超负荷性、特异性及可逆性。即只有达到一定训练强度及训练时间才可能对呼吸肌肌力产生正性的效应，本研究对呼吸训练的强度及时间均有所考虑，但由于呼吸训练的可逆性，患者在经历体外循环手术这一巨大的非生理性冲击，由于干扰环节及因素众多，机制复杂，术前呼吸训练对于肺功能指标的影响趋势可能在术后表现的不尽相同，但也不排除存在相关，在这方面还需要进行更大样本、更深入的研究。

本研究存在的局限性：在肺功能的评价方面，因使用床旁小肺功能仪检测患者的肺功能，由于仪器的性能受限，肺功能指标不全，缺少功能残气量等肺功能指标。另外出于伦理方面考虑，对照组按护理常规进行，并非空白对照，这对PEP训练的实效评价可能存在影响。

总之，术前PEP呼吸训练在改善体外循环CABG患者术后潮气量及呼气峰值流速的减低幅度上优于普通深呼吸训练，PEP训练有利于CABG患者术后早期肺功能的恢复。

[1] Mullen-Fortino M1, O'Brien N. Caring for a patient after coronary artery bypass graft surgery[J]. Nursing, 2008, 38(3):46-52.

[2]林丽珠，敖虎山. 冠状动脉旁路移植术后并发肺炎的研究进展[J].中国循环杂志, 2015,30(10):1015-1016.

[3] Westerdahl E. Optimal technique for deep breathing exercises after cardiac surgery[J]. Minerva Anestesiol, 2015, 81(6):678-683.

[4]Borg GA. Psychophysical bases of perceived exertion[J]. Med Sci Sports Exerc,1982,14(5):377-381.

[5]Urell C, Westerdahl E, HedenstromH,etal. Lung function before and two days after open-heart surgery[J]. Crit Care Res Pract, 2012, 2012:291628.

[6]Weissman C. Pulmonary complications after cardiac surgery[J]. Semin Cardiothorac Vasc Anesth, 2004,8(3):185-211.

[7] Nicholson DJ, Kowalski SE, Hamilton GA,etal. Postoperative pulmonary function in coronary artery bypass graft surgery patients undergoing early tracheal extubation: a comparison between short-term mechanical ventilation and early extubation[J].J Cardiothorac Vasc Anesth, 2002, 16(1):27-31.

[8]Sobrinho MT, Guirado GN, Silva MA. Preoperative therapy restores ventilatory parameters and reduces length of stay in patients undergoing myocardial revascularization[J]. Rev Bras Cir Cardiovasc, 2014,29(2):221-228.

[9]Fink JB. Positive pressure techniques for airway clearance[J]. Respir Care, 2002, 47(7):786-796.

[10]Herdy AH, Marcchi PL, Vila A,etal. Pre- and postoperative cardiopulmonary rehabilitation in hospitalized patients undergoing coronary artery bypass surgery: a randomized controlled trial[J]. Am J Phys Med Rehabil, 2008,87(9):714-719.

[11]Darbee JC, Kanga JF, Ohtake PJ. Physiologic evidence for high-frequency chest wall oscillation and positive expiratory pressure breathing in hospitalized subjects with cystic fibrosis[J]. Phys Ther, 2005, 85(12):1278-1289.

[12]Bradley JM, Moran FM, Elborn JS. Evidence for physical therapies (airway clearance and physical training) in cystic fibrosis: an overview of Cochrane systematic reviews[J]. Respir Med, 2006,100(2):191-201.

[13]卢毅荣. 呼气阻力负荷对呼吸中枢驱动的影响[D]. 广州:广州医学院.2009:7-37.

[14]汪小华. 慢阻肺缓解期呼吸肌功能锻炼对肺功能及生命质量的影响[J].实用护理杂志, 2000,16(12):5-6.

Effects of preoperative positive expiratory pressure breathing exercises on peri-operative pulmonary function in patients undergoing coronary artery bypass graft

Ding Yan-qiong，Wang Jian-rong，Yu Ya-qun

Departmentofcardiovascularsurgery,GeneralhospitalofPLA,Beijing100853,China

Wangjian-rong,Email:wangjianrong301@163.com

Objective To investigate the efficacy of preoperative positive-expiratory-pressure (PEP) breathing on perioperative pulmonary function in patients undergoing coronary artery bypass graft (CABG). Methods Between January 2016 and August 2016, 110 patients referred for elective CABG surgery at department of cardiovascular surgery, General Hospital of PLA were enrolled and randomly assigned to test group and control group which

PEP breathing and regular deep breathing exercises respectively before surgery. Pulmonary function test were performed at baseline, the day before surgery and the sixth postoperative day (POD6)． Results VC %、VT%、FVC%、FEV1% and PEF% were significantly reduced in both test and control groups(P<0.017) on POD6 and were similar between the two groups. The change of VT% and PEF% was significant on preoperative day 1 and postoperative day 6, Interaction was seen in PEF% differently in different risk stratification. Conclusion Preoperative PEP breathing exercises could improve perioperative pulmonary function, especially in patients with high-risk of PPCs.

Positive-expiratory-pressure breathing exercises；Deep breathing exercises；Coronary artery bypass graft；Postoperative pulmonary complications；Postoperative rehabilitation

10.13498/j.cnki.chin.j.ecc.2017.02.08

解放军总医院科研扶持基金(2016FC-TSYS-1019)

100853 北京 解放军总医院心血管外科(丁艳琼、于亚群)，护理部(王建荣)

王建荣，Email：wangjianrong301@163.com

2017-04-17)

2017-05-02)