研究背景:慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease,COPD）以不完全可逆的气流受限和呼吸困难为特征。随着疾病的进展,多数病人会出现全身多系统症状,包括运动受限、呼吸肌和四肢肌肉功能障碍以及营养不良等。呼吸康复是COPD主要的非药物治疗方法,并证实有助于减轻呼吸困难的症状、提高运动耐力和生活质量等,呼吸训练是呼吸康复治疗中重要组成部分之一。目前常用的腹式呼吸方法,在呼吸困难时无法实施,而缩唇呼吸较难掌握。本研究针对COPD呼气流速受限和吸气肌功能下降的特点设计出了一种新的呼吸训练方法（深快吸气和延长呼气时间）,是一种容易掌握的呼吸训练方法,更符合COPD患者的生理学特点。研究目的:探索“针对COPD呼气流速受限”设计的深快吸气和延长呼气的呼吸训练方法的有效性,以及其训练过程中与临床疗效相关的呼吸力学机制,将会为呼吸康复治疗提供新的思路和方法。第一部分:慢性阻塞性肺疾病呼吸训练新方法的临床疗效观察对象与方法:收集2010年4月至2010年12月期间至广州医学院第一附属医院呼吸内科门诊就诊的COPD中-极重度稳定期患者。通过症状、体征、胸部X线检查和肺功能检查明确诊断,符合2007年中华医学会呼吸病学分会制定的COPD诊治指南,具体入选标准:（1）年龄>50岁（50-80岁）;（2）吸入支气管舒张剂后FEV₁/FVC<70%且FEV₁<80%预计值;（3）入选前4周无急性发作史,无系统使用糖皮质激素;（4）无合并支气管哮喘;（5）有长期吸烟史,且已戒烟。排除标准:（1）既往进行过呼吸康复相关锻炼的患者;（2）合并Ⅰ型或Ⅱ型呼吸衰竭;（3）有胸膜疾病或胸廓畸形,骨关节疾病及神经肌肉接头疾病;（4）心脏疾病、肝肾功能不全、肿瘤;（5）精神异常、认知障碍者;（6）拒绝接受康复锻炼及依从性差的患者。所有入选患者基础的检查包括肺通气功能、呼吸肌功能（MIP、MEP）、运动耐力检测（六分钟步行距离）、生活质量评分（SGRQ）、呼吸困难（MRC）评分以及BODE指数评分。对纳入研究的稳定期COPD患者,在常规的内科治疗的基础上随机分成3组,分别为:A组（快吸慢呼组）:快吸慢呼训练（经鼻快速深吸气至肺总量位,并短暂维持,吸气时间为0.8-1.0秒,之后放松缓慢呼气,呼气时间为3-4秒）;B组（腹式呼吸组）:鼓腹呼吸训练;C组（对照观察组）。训练方法:每天三次,每次15分钟,持续8周。第8周末对完成随访的患者重复上述指标的检查。研究结果:1.研究对象基本资料本研究总计纳入81例COPD患者,其中A组完成8周呼吸训练的有22例患者（男性21例,女性1例）,平均年龄（65.18±6.25）岁,失访患者8例;B组完成8周呼吸训练的有23例患者（男性22例,女性1例）,平均年龄（66.52±6.90）岁,失访患者6例;C组完成8周随访的有20例患者（男性19例,女性1例）,平均年龄（67.55±7.50）岁,失访患者2例。A、B和C三组患者间年龄、体重指数、肺功能、运动耐力、呼吸困难程度、呼吸肌功能、生活质量评分以及BODE指数评分在干预前都无显著性差异（P值均>0.05）。2.呼吸训练对患者呼吸困难程度（MRC）的影响训练后A组和B组MRC较训练前均显著降低,分别为1.90±0.75 VS 2.77±1.06,1.52±0.89 VS 2.39±0.94（P值均<0.01）;C组较8周前无显著变化（P值>0.05）。ΔMRC在A组和B组分别为0.86±0.71和0.86±0.69,均较C组（0.00±0.32）有显著性降低（P值均<0.01）,但A组和B组间无显著性差异（P值>0.05）。3.呼吸训练对患者运动耐力（六分钟步行距离）的影响训练后A组和B组6-MWD较训练前均显著增加,分别为475.77±107.15m VS 424±101.77m,486.34±57.40m VS 437.30±69.44m（P值均<0.01）;C组较8周前无显著变化（P值>0.05）。Δ6-MWD在A组和B组分别为51.77±52.77m和49.04±63.11m,均较C组（1.65±17.47m）有显著性增加（P值均<0.01）,但A组和B组间无显著性差异（P值>0.05）。4.呼吸训练对患者肺功能的影响A组患者训练后IC、PIF较训练前显著增加,分别为:1.91±0.56L VS 1.68±0.42L,4.45±1.27L/s VS 3.73±1.37L/s（P值均<0.01）。肺功能其他指标包括FEV₁、FEV₁%pre、FEV₁/FVC、FVC、PEF、MVV较训练前无显著性变化（P值均>0.05）。B组患者训练后IC较训练前显著增加:2.10±0.34L VS 1.86±0.37L （P值<0.01）。肺功能其他指标包括FEV₁、FEV₁%pre、FEV₁/FVC、FVC、PIF、PEF、MVV较训练前均无显著性变化（P值均>0.05）。C组患者8周后肺功能指标包括FEV₁、FEV₁%pre、FEV₁/FVC、FVC、IC、PIF、PEF、MVV较8周前都无显著变化（P值均>0.05）。ΔIC在A组和B组分别为0.22±0.30L与0.24±0.19L,均较C组（0.01±0.07L）有显著性增加（P值均<0.01）,但A组和B组间无显著性差异（P值>0.05）;ΔPIF在A组为0.72±0.77L/s,显著高于B组（0.04±0.63L/s,P值<0.01）和C组（0.08±0.28 L/s,P值<0.01）。8周前、后肺功能指标的变化值ΔFEV₁、ΔFEV₁%pre、ΔFEV₁/FVC、ΔFVC、ΔPEF、ΔMVV,A、B与C三组间上述指标均无显著性差异（P值均>0.05）。5.呼吸训练对患者呼吸肌功能的影响训练后A组和B组吸气肌肌力（MIP）以及呼气肌肌力（MEP）较训练前均显著增加, MIP分别为85.20±22.59 cmH₂O VS 74.35±24.81 cmH₂O,80.26±19.32 cmH₂O VS 70.29±18.98 cmH₂O;MEP分别为129.60±39.07 cmH₂O VS 106.30±35.64 cmH₂O,127.98±32.61 cmH₂O VS 113.56±31.04 cmH₂O （P值均<0.01）。C组较8周前无显著变化（P值>0.05）。ΔMIP在A组和B组分别为10.85±9.44 cmH₂O和9.96±9.59 cmH₂O,均较C组（0.24±4.85 cmH₂O）有显著性增加（P值均<0.01）,但A组和B组间无显著性差异（P值>0.05）。ΔMEP在A组和B组分别为23.30±12.83 cmH₂O和14.41±21.28 cmH₂O,均较C组（0.69±10.13 cmH₂O）有显著性增加（P值均<0.01）,但A组和B组间无显著性差异（P值>0.05）。6.呼吸训练对患者生活质量的影响训练后A组和B组生活质量（SGRQ）总分较训练前显著降低,分别为35.40±12.98 VS 47.81±14.09,32.04±14.09 VS 44.56±12.42 （P值均<0.01）;C组较8周前无显著变化（P值>0.05）。ΔSGRQ总分在A组和B组分别为12.40±6.52和12.52±9.89,均较C组（0.40±6.28）有显著性增加（P值均<0.01）,但A组和B组间无显著性差异（P值>0.05）。SGRQ各项评分（症状、活动和影响评分）与总分的变化规律基本相似。7.呼吸训练对患者BODE指数的影响训练后A组和B组BODE指数较训练前显著降低,分别为3.86±1.78 VS 4.86±2.35,3.21±1.73 VS 4.21±1.83 （P值均<0.01）;C组较8周前无显著变化（P值>0.05）。ΔBODE指数在A组和B组分别为1.00±1.11和1.00±1.12,较C组（0.10±0.55）有显著性降低（P值均<0.05）,但A组和B组间无显著性差异（P值>0.05）。8.呼吸困难改善的多因素分析以ΔMRC为应变量,呼吸训练后各指标的改善值ΔIC、ΔMIP、ΔMEP、ΔFEV₁%pre、ΔFEV₁/FVC、ΔFVC、ΔPIF、ΔMVV、Δ6-MWD为自变量进行多元逐步回归分析,结果显示:A组ΔMIP、ΔPIF对MRC改善有显著预测意义（P值均<0.05）;B组ΔFEV₁%pre对MRC改善有显著预测意义（P值<0.05）。9.运动耐力改善的多因素分析以Δ6-MWD为应变量,呼吸训练后各指标的改善值ΔIC、ΔMIP、ΔMEP、ΔFEV₁%pre、ΔFEV₁/FVC、ΔFVC、ΔPIF、ΔMVV、ΔMRC为自变量进行多元逐步回归分析,结果显示:A组无指标与Δ6-MWD相关（P值均>0.05）;B组ΔMEP、ΔFEV₁/FVC对6-MWD改善有显著预测意义（P值均<0.01）。10.呼吸肌功能改善的多因素分析分别以ΔMIP、ΔMEP为应变量,呼吸训练后各指标改善值ΔIC、ΔFEV₁%pre、ΔFEV₁/FVC、ΔFVC、ΔMRC为自变量进行多元逐步回归分析,结果示:A组ΔIC对MIP改善有显著预测意义（P值均<0.05）;B组无指标与MIP改善相关（P值均>0.05）。A、B两组均无指标与MEP改善相关（P值均>0.05）。11.生活质量改善的多因素分析以ΔSGRQ总分为应变量,呼吸训练后各指标改善值ΔIC、ΔMIP、ΔMEP、ΔFEV₁%pre、ΔFEV₁/FVC、ΔFVC、ΔMVV、ΔPIF、Δ6-MWD、ΔMRC为自变量进行多元逐步回归分析,结果显示:A组ΔMRC对SGRQ总分改善有显著预测意义（P值<0.05）;B组无指标与其相关（P值均>0.05）。ΔSGRQ症状评分结果同SGRQ总分一致。ΔSGRQ活动评分:A组ΔMRC、ΔPIF对SGRQ活动评分改善有显著预测意义（P值均<0.01）;B组无指标与其相关（P值均>0.05）。ΔSGRQ影响评分:A组ΔIC、ΔPIF对SGRQ影响评分改善有显著预测意义（P值<0.05）;B组无指标与其相关（P值均>0.05）。第二部分:慢性阻塞性肺疾病呼吸训练新方法的机制探讨对象与方法:选择部分完成8周呼吸训练的患者进入第二部分研究。试验过程:患者经鼻腔放置胃囊管、食道囊管和电极,先记录患者在平静呼吸状态下的压力、流量和肌电数据和呼吸困难评分;然后动态监测患者在呼吸训练状态各指标的变化情况。研究结果:1.研究对象基本资料完成第二部分研究的患者共16例,A组为快吸慢呼组8例（男性）患者,平均年龄（60.87±5.86）岁;B组为腹式呼吸组8例（男性）患者,平均年龄（66.62±8.39）岁。年龄、肺功能、呼吸方式、呼气末肺容积、呼吸肌做功、动态内源性呼气末正压、中枢驱动、呼吸困难以及血氧饱和度,A、B两组间上述指标均无显著差异（P值均>0.05）。2.呼吸训练对患者呼吸方式和呼气末肺容积的影响（1）A组:A组患者在做快吸慢呼动作的过程中Vt、Te、Ttot、Vt/Ti较平静呼吸状态显著增加（P值均<0.01）,RR、Vt/Te、Ti/Ttot较平静呼吸状态显著减低（P值均<0.01）,VE、Ti较平静呼吸状态则无显著变化（P值均>0.05）。快吸慢呼过程中IC较平静呼吸状态显著增加（P值<0.05）。（2）B组:B组患者在做腹式呼吸动作的过程中Vt、Ti、Te、Ttot较平静呼吸状态显著增加（P值均<0.05）,VE、RR、Vt/Te、Ti/Ttot较平静呼吸状态显著减低（P值均<0.05）,Vt/Ti较平静呼吸状态则无显著变化（P值均>0.05）。腹式呼吸训练过程中IC较平静呼吸状态显著增加（P值<0.05）。（3）两组比较:呼吸方式指标:呼吸训练过程中A组的ΔTi显著低于B组（P值<0.01）,A组的ΔVt/Ti和ΔTi/Ttot显著高于B（P值均<0.01）,ΔVt、ΔVE、ΔRR、ΔTe、ΔTtot、ΔVt/Te两组间无显著差异（P值均>0.05）。ΔIC两组间也无显著差异（P值>0.05）。3.呼吸训练过程中患者呼吸肌肉活动的变化（1）A组:A组患者在做快吸慢呼动作的过程中Peso、Pgas、Pdi较平静呼吸状态显著增加（P值均<0.05）,而TTdi较平静呼吸状态则无显著变化（P值均>0.05）。（2）B组:B组患者在做腹式呼吸动作的过程中Peso、Pdi较平静呼吸状态显著增加（P值均<0.05）,而Pgas、TTdi较平静呼吸状态则无显著变化（P值均>0.05）。（3）两组比较:呼吸训练过程中A组的ΔPeso和ΔPdi显著高于B组（P值均<0.01）;而ΔPgas、ΔTTdi两组间则无显著差异（P值均>0.05）。4.呼吸训练过程中患者呼吸做功和动态内源性呼气末正压的变化（1）A组:A组患者在做快吸慢呼动作的过程中PEEPi、PTPeso、PTPdi较平静呼吸状态都无显著变化（P值均>0.05）。（2）B组:B组患者在做腹式呼吸动作的过程中PTPeso较平静呼吸状态显著增加（P值<0.05）,而PEEPi、PTPdi较平静呼吸状态都无显著变化（P值均>0.05）。（3）两组比较:ΔPEEPi、ΔPTPeso、ΔPTPdi两组间都无显著差异（P值均>0.05）。5.呼吸训练过程中患者中枢驱动的变化A组和B组患者在呼吸训练过程中RMS、EMGdi%max较平静呼吸状态都显著增加（P值均<0.01）。ΔRMS、ΔEMGdi%max两组间变化都无显著差异（P值均>0.05）。6.呼吸训练对患者呼吸困难和血氧饱和度的影响A组和B组患者在呼吸训练过程中SpO₂较平静呼吸状态显著增加（P值均<0.05）,而BORG评分较平静呼吸状态则无显著变化（P值均>0.05）。两组间比较:ΔBORG、ΔSpO₂两组间无显著差异（P值均>0.05）。7.康复训练效果与呼吸训练过程中呼吸力学指标的相关性分析分别以COPD患者康复训练后的呼吸困难、运动耐力、呼吸肌功能和生活质量改善值为应变量,以呼吸训练中各呼吸力学指标Vt、VE、RR、Ti、Te、IC、Peso、Pdi、PEEPi、PTPeso、PTPdi、RMS、EMGdi%max以及其改善值为自变量进行多元逐步回归分析,结果显示:以ΔMRC为应变量, A组只有EMGdi%max对MRC改善有显著预测意义（P值<0.05）;B组IC对MRC改善有显著预测意义（P值<0.05）。以Δ6-MWD为应变量,A组ΔEMGdi%max、ΔVT、ΔPEEPi对6-MWD改善有显著预测意义（P值均<0.05）;B组有Te、ΔTe对6-MWD改善有显著预测意义（P值均<0.01）。以ΔMIP为应变量,A组只有PTPeso对MIP改善有显著预测意义（P值<0.05）;B组中无指标对MIP改善有显著预测意义（P值均>0.05）。以ΔMEP为应变量,A组有PTPdi和ΔPTPdi对MEP改善有显著预测意义（P值均<0.05）;B组有ΔTi、ΔRR、Te对MEP改善有显著预测意义（P值均<0.05）。以ΔSGRQ总分为应变量,A组PEEPi对SGRQ总分改善有显著预测意义（P值<0.05）。B组中无指标对SGRQ总分改善有显著预测意义（P值均>0.05）。SGRQ各项评分多元逐步回归结果与总分一致。研究结论:1.呼吸训练可以提高中-极重度COPD患者运动耐力、呼吸肌功能、生活质量,减轻呼吸困难程度。呼吸训练过程中可增加潮气量、降低呼吸频率,减低呼气末肺容积,改善血氧饱和度。新的快吸慢呼呼吸训练与腹式呼吸的效果类似。2.新的快吸慢呼呼吸训练过程中呼气时间延长,从而不增加平均的呼吸做功,呼吸困难的改善与呼吸训练过程中膈肌活动增加有关。而腹式呼吸训练可增加患者呼吸肌做功,可能容易导致呼吸肌肉疲劳。3.快吸慢呼呼吸训练是一种有效的呼吸训练新方法,容易掌握,其更符合COPD患者呼吸生理学特点。此方法可以作为家庭长期呼吸训练的方法。