郭忠良 蔡映云 梁永杰 杨文兰 揭志军

摘要

目的  探讨慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者运动时胸腹矛盾呼吸的影响因素并观察氧疗对胸腹矛盾呼吸的影响。方法  30例稳定期中重度COPD患者，运动前按常规进行肺功能检查和血气分析，随机在吸空气和30%氧气状态下进行两次递增负荷运动试验，运动过程通过呼吸感应性体表描记仪监测--胸腹呼吸运动总和与潮气量之比（TCD/VT）。结果  在吸空气时30例受试者中有18 例在最大运动过程中TCD/VT>1.20。相关分析显示，最大运动时TCD/VT与静息时FEV1、FVC、MVV和PaCO2等通气功能指标显著相关，但与一氧化碳弥散量相关性不显著。氧疗可以使运动时胸腹矛盾呼吸的程度降低或延缓。结论  COPD患者运动时胸腹矛盾呼吸与静息时通气功能损害有关，吸入30％的氧气可以改善运动时胸腹矛盾呼吸运动。同济大学附属东方医院呼吸内科郭忠良

关键词  慢性阻塞性肺疾病  运动试验  胸腹矛盾呼吸  氧疗

作者单位:上海医科大学附属中山医院肺科,200032（郭忠良、梁永杰现在上海市东方医院呼吸科，200120）

The Extent of Paradoxical thoracoabdominal motion during Exercise Was Improved with Oxygen Therapy in stable moderate to severe Chronic Obstructive Pulmonary Disease.

Guo Zhongliang, Cai Yingyun, Liang yongjie, et al.

Department of Pulmonary Disease, Zhongshan Hospital,

Shanghai Medical University, Shanghai, 200032

Abstract

Objective: To assess the synergetic change of thoracoabdominal motion in COPD patients during incremental exercise testing, and to evaluate the effect of oxygen therapy on thoracoabdominal synergetic motion. Methods: 30 stable moderate to severe COPD patients were performed incremental exercise test with ergometer twice while breathing either air or 30% oxygen. Thoracoabdominal motion (assessed by TCD/VT) was monitored with respigraph during the whole test. Results: 18 of 30 patients had TCD/VT>1.20 during maximal exercise. TCD/VT at maximal exercise (TCD/VTmax) were significantly correlated with FEV1, FVC, MVV and rest PaO2 and PaCO2 , but not correlated with DLCO. the thoracoabdominal sygnergtic motion could be obviously improved with oxygen therapy. Conclusions: The change of thoracoabdominal synergetic motion during exercise in COPD patients was related with ventilatory function and blood gases. Oxygen therapy could obviously improve paradoxical thoracoabdominal motion.

Key Words: Chronoc obstructive pulmonary disease; Exercise; paradoxical Thoracoabdomi­nal motion; Oxygen therapy

    慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者运动时诱发的胸腹矛盾运动是导致运动能力低下的原因之一[1]。本研究探讨COPD患者运动时胸腹矛盾呼吸的影响因素，并观察氧疗对COPD患者运动时胸腹矛盾呼吸的影响。

1  对象和方法     

1.1      对象 

    经询问病史、体格检查、胸部X 线和肺功能检查确诊的中重度COPD患者30例，其中男性26例，女性4例，平均年龄65.3±8.6(43-83)岁，身高164.9±7.1(149-184)cm，体重60.2±14.6(42-95)kg。30例中24例有吸烟史。试验者一秒率(FEV1/FVC) 均<70%，静息时血氧饱和度(SaO2)≥90％，并且无合并支气管哮喘、高血压、冠心病、糖尿病或其它影响心肺功能的疾病。

1.2      主要仪器设备及材料

    GOULD-9000Ⅳ自行车运动试验仪(美国）；呼吸感应性体表描记仪(Respigraph NMS 公司)；HEWLETT PARKARD GMBH脉氧-心电-血压监测仪(德国)；压缩空气和30%氧混合气(余为氮气)由上海澎浦液化气供应中心提供，120升常压储气袋由杭州塑料制品厂提供。

1.3      方法

    受试患者均进行两次试验，每次间隔45-60min，分别在吸空气和30％氧气(平均吸氧浓度为30.1±0.3%)状况下进行，吸空气和30％氧气的顺序随机分配。氧浓度测定方法为：根据氧的电磁极性原理通过运动试验仪内氧分析器进行，先用两种标准气体氧浓度进行定标，然后测定吸入气体氧浓度。

    运动试验  受试者取骑坐位，调整座垫至合适位置，口含管连接能耗测试系统。用脉氧-心律-血压监测仪监测血氧饱和度（SaO2）、心率（HR）、血压（BP）。初始负荷(W)约为FEV1毫升数的1/70，每次递增负荷、恢复运动负荷等于初始负荷。运动过程按静息状态四分钟，空负荷运动、初始负荷运动各一分钟，随后每分钟增加一次负荷，直至运动极限，转为恢复运动3-5min[2]。要求踏车转速保持在50-60r/min,身体不离座。达到极量点即结束试验。同一受试者吸空气和吸氧气时的负荷相同，以两种状态都能达到的最高负荷为最大可比负荷（一般是吸空气时的最大负荷）。运动中记录各个运动负荷的氧耗量(VO2)、呼吸频率(RR)、每分通气量(VE)、潮气量(VT)、CO2排出量(VCO2)、呼吸交换率(R)和气急指数(DI)。运动前及运动中应用呼吸感应性体容积描记仪监测胸腹呼吸状况，记录胸腹呼吸运动与潮气量之比(TCD/TV)，以观察胸腹呼吸运动协同性。

1.4  统计分析

    用SAS软件计算各指标均数和标准差，并用t检验、直线相关分析处理。

2  结果

   30例COPD患者静息时常规肺功能检查发现，FVC为2341.2±739.8 ml，占预计值的 68.2±19.7%；FEV1为1299.0±554.5ml，占预计值的48.9±20.1%；一秒率（FEV1/FVC)为53.7±9.0%；MVV为47677±14292ml/min，占预计值的49.2±15.9%；峰流速（PEFR）为3.857±1.875L/sec，占预计值的45.3±22.3%；弥散测定示一氧化碳弥散量（DLCO）为14.37±6.86ml.mmHg-1.min-1，占预计值的59.5±.28.0%；血气分析提示PaO276.2±10.8 mmHg，PaCO2 42.5±4.0mmHg。

在吸空气条件下受试者运动能力明显低下，其平均最大氧耗量（VO2max）为849.7±343.2ml/min，仅占预计值的41.47±14.60%；平均最大每分通气量（VEmax）为29.2±10.1L/min，占预计值的28.53±9.10%。静息时TCD/VT值为1.049±0.028，表明静息时无明显矛盾呼吸运动；极量运动时增加至为1.395±0.209，其中有18例大于1.20，提示大部分COPD患者运动后可引起胸腹矛盾呼吸。相关分析表明（表1），TCD/VTmax与静息时FEV1、FVC、MVV、PEFR和PaCO2等反映通气功能损害的指标明显相关，但与一氧化碳弥散量占预计值比（DLCO%pred）无明显相关。与最大运动能力指标相关性分析表明，TCD/VTmax与每公斤体重氧耗量（VO2max/kg）相关。

比较在各运动强度下吸空气和吸30%氧气条件时TCD/VT值的变化发现（表2)，在初始负荷、第一级和第二级负荷时两者均无明显胸腹矛盾呼吸，在第三级和最大可比负荷时吸氧条件下的TCD/VT值明显低于吸空气条件下TCD/VT值，说明氧疗使运动时胸腹矛盾呼吸运动减轻或延缓。

2              讨论

中重度COPD患者运动能力明显低下，不但与静息时通气功能损害有关，而且与运动时呼吸动力学改变有关。COPD患者运动时由于呼气困难导致肺脏过度充气，不但影响血液回流和心室充盈，而且使吸气肌（特别是膈肌）处于更不利的工作位置，导致呼吸动力不足。COPD患者气道阻力较大，部分患者运动时尚可诱发气道痉挛，使气道阻力进一步增加，从而加重呼吸肌负担，加上部分患者运动时出现低氧血症和酸中毒，使吸气肌容易疲劳[1,3]。同时部分患者运动时尚可诱发或加重胸腹矛盾呼吸，导致呼吸效率下降[1]。本研究通过呼吸感应性体表描记仪观察静息时和运动状态下胸腹呼吸协同性改变，发现静息时COPD患者一般无明显矛盾呼吸，随着运动强度的增加，大部分患者可出现明显的胸腹矛盾呼吸(TCD/VT>1.20)。相关分析表明，极量运动时胸腹呼吸协同性改变的程度与静息时通气功能损害的程度明显相关；与最大运动能力指标相关性分析表明，TCD/Vtmax也与每公斤体重氧耗量（VO2max/kg）相关。

由于通气储备不足、胸腹矛盾呼吸和弥散障碍，加上运动时做功增加，使通气增加不能满足机体需要，部分患者在运动过程可出现不同程度的低氧血症。氧疗通过增加吸入氧浓度(FiO2)，提高肺泡氧分压(PAO2)，使通气不足肺泡的氧分压增加，加大肺泡与肺毛细血管膜两侧氧分压差，促进氧的弥散，提高动脉血氧分压(PaO2)和血氧饱和度(SaO2)，增加向组织的供氧能力，改善乃至纠正组织低氧血症。吸氧后骨骼肌的氧化代谢加强，有利于减缓肌肉疲劳的发生，提高患者的运动能力，降低运动后气促程度。近年来的研究表明，氧疗能明显提高运动时低氧血症患者的运动能力，同时降低相同运动负荷时的每分通气量，并减轻自觉呼吸困难程度[4-7]。本研究通过比较不同运动负荷时吸空气和吸氧气条件下TCD/VT值的变化，发现氧疗可以降低相同运动强度时的TCD/VT值，表明氧疗能减轻或延缓胸腹矛盾呼吸程度，可能与氧疗降低了机体运动时的通气需求，延缓吸气肌疲劳有关。

综上所述，COPD患者运动时可以诱发胸腹矛盾呼吸，胸腹矛盾呼吸的程度与基础通气功能损害明显相关。吸入30％氧气可以改善和延缓运动时诱发的胸腹矛盾呼吸运动，提高吸气肌的工作效率，进而有利于提高COPD患者的运动能力。

参考文献：

1.      Montes de Oca M,Rassul J,Celli BR.Respiratory Muscle and Cardiopulmonary Function during Exercise in very Severe COPD.Am  J Respir Crit Care Med 1996,154(5):1284-1289.

2.      Jones NL, Makridees L, Hitchcock C, et al. Normalstandards for an Incremental Progressive Cycle Regometer Test. Am Rev Dis 1985,131:700-708.

3.      Kyroussis D, Polkey MI, Keitty SE, et al. Exhaustive Exercise Slows Inspiratory Muscle Relaxion Rate in Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Am J Respir Care Med 1996, 153: 787-793.

4.      郭忠良，蔡映云，朱蕾等。氧疗对中重度慢性阻塞性肺疾病患者运动能力的影响。中国康复医学杂志 1999，14（2）：55－59。

5.      Light RW, Mahutte CK, Stansbury CW, et al. Relationship between Improvement in Exercise Performance with Supplemental Oxygen and Hypoxic Ventilatory Drive in Patients with Chronic Airway Disease. Chest 1989, 95: 751-756.

6.      Ishimine A, SaitoH, Nishimura M, et al. Effectof Supplemental Oxygen in Exercise Perfomance in Patients withChronic Obstructive Pulmonary Disease and an Arterial Oxygen Tention over 60 Torr]. Nippon Kyobu Shikkan GaKKai Zasshi 1995, 33(5): 510-519.

7.      Matsushita H, Kurihara N, Wakayama K, et al. Dyspnea and Ventilatory Muscle Function during Exercise on Air and Oxygen Breathing in Patients with hronic Obstructive Pulmonary Disease. Nippon Kyobu Shikkan Gakki Zasshi 1992, 30(6): 1116-1124.

表1  极量运动时TCD/VT与常规肺功能、血气分

析和运动能力指标的相关性（r）

       注：*表示p<0.05,**表示p<0.01,***表示p<0.001。

表2 吸空气和30%氧气条件下不同运动负荷时TCD/VT值的比较（x±SD）

运动负荷等级    0             1             2            3             4＃

TCD/VT值

 吸空气   1.049±0.028  1.092±0.064  1.119±0.090  1.351±0.119  1.395±0.209

 吸氧气   1.044±0.027  1.089±0.038  1.112±0.085  1.118±0.097*  1.172±0.145*

TCD/VT值>1.20例数

吸空气         0              1            4              14            18

吸氧气         0              0            2              3             6

注：＃为最大可比负荷，*表示P<0.05