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慢性阻塞性肺疾病患者心肺耐力轨迹及影响因素研究
作者: 韩慧等 来源:护理与康复 杂志发布时间:2026-06-10

慢性阻塞性肺疾病(chronicobstructivepul-monarydisease, COPD)是一种常见的、可预防和治疗的异质性疾病,以慢性呼吸道症状为特征,已成为全球第三致死病因。据统计,我国60岁以上老年人COPD患病率达27.0%,且每年约有100余万人死于COPD。运动训练作为肺康复的基石,是COPD患者非药物治疗的最佳策略之一,能显著提高患者的心肺耐力,降低疾病恶化风险和住院率、病死率等。心肺耐力即持续体力活动中循环和呼吸系统供氧的能力,其作为个体心肺功能评价的客观生理指标,是评价COPD患者运动能力及制定有效个体化运动量的重要指标。有指南表明,COPD患者因病情迁延不愈,部分患者无法获得充足的血氧供给,导致其心肺耐力较差,且受社会人口学变量、患者病程等各种因素影响,个体差异较大。基于此,本研究对COPD患者心肺耐力水平进行纵向调查,应用潜类别增长模型(latentclassgrowthanalysis, LCGA)识别其纵向发展轨迹,并探究不同轨迹类别间的影响因素,为制定科学、合理、个体化的运动康复锻炼方案提供可靠依据。


1 对象与方法


1.1 研究对象


采用便利抽样法,选取2023年8月至2024年2月在浙江省湖州市某三级甲等医院呼吸内科住院的COPD患者作为研究对象。样本量参考单组重复测量设计的样本量计算方法,每例测量4次,选择平均相关系数r=0.5,f=0.02,α=0.05,在确保1-β=0.95的条件下,使用G*Power软件计算出需要总样本量为108例,再考虑20%的失访率,共计135例。纳入标准:符合《慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2021年修订版)》中COPD诊断标准的患者;认知功能正常患者。排除标准:有严重并发症和其他器官脏器功能衰竭患者;各种原因导致日常行走困难患者;肺功能4级的患者。脱落标准:中途死亡或退组患者;问卷内容填写不全等患者。本研究已通过医院伦理委员会审批[批件号:伦审第(2023KYLL044)号],所有患者均签署知情同意书。


1.2 研究方法


1.2.1 调查工具


1.2.1.1 一般资料调查表

研究者在文献回顾及咨询相关专家的基础上自行设计患者的一般资料调查表。该调查表包括患者性别、年龄、有无伴侣、文化程度、职业状况、家庭人均月收入、体重指数(body mass index, BMI)、并发症种类、病程、吸烟状况、运动习惯状况、非计划性入院状况、肺功能分级、呼吸困难症状和健康状况。非计划性入院状况:患者随访期间是否有再入院经历。运动习惯状况:将在1周内进行3~4次运动,每次至少持续10min步行或以上运动强度定义为有运动习惯。肺功能分级:按照肺功能COPD全球倡议分级,一秒用力呼气容积占预计值的百分比≥80%为1级,50%~<80%为2级,30%~<50%为3级,<30%为4级。呼吸困难症状:采用改良版呼吸困难量表(Modified Medical Research Council Dyspnea Scale, mMRC)评价,mMRC根据患者出现气短时的活动程度分为0~4级,等级越高表示患者的呼吸困难程度越严重。其中0级为剧烈活动时出现呼吸困难;1级为在平地快走或爬坡时出现呼吸困难;2级为在行走时比同龄人要慢,行走过程中需要停下来休息;3级为患者在平地行走100m的时候,需要停下来休息;4级为呼吸困难严重,穿脱衣服会导致呼吸困难,以至于不能离开家。健康状况:采用COPD患者自我评估测试问卷(COPD Assessment Test,CAT)评价。CAT为单维度问卷,包括8个条目,采用0~5计分,总分0~40分,得分越高说明疾病症状越严重。


1.2.1.2 最大摄氧量

采用最大摄氧量评估患者心肺耐力水平。本研究参考既往研究提出的回归方程,即最大摄氧量(mL·kg-1· min-1)=4.948+[0.023×6min步行距离(meters)],作为评价心肺耐力水平的工具。6min步行距离通过6min步行试验测定。6min步行试验是一种次最大恒定负荷运动,测定患者6min内在平坦、硬地上快速步行的距离,能准确反映日常功能状态/运动耐力。


1.2.2资料收集方法


1.2.2.1 收集时间

COPD患者需在出院后1个月内开始肺康复锻炼,稳定期COPD患者至少需要持续2~3个月,重症患者至少需要6个月才能有良好的效果。因此,本研究将首次随访时间设置在出院前1d(T1:基线),第2个时间点设置在出院后1个月(T2:患者开始肺康复锻炼时间),第3个时间点设置在出院后3个月(T3:稳定期患者肺康复持续时间至少需要3个月),第4个时间点设置在出院后6个月(T4:重症患者肺康复持续时间至少6个月)。


1.2.2.2 收集方法

本研究共调查4次,均为面对面收集资料。研究者在T1时间点采用一般资料调查表在呼吸内科病房收集患者一般资料(除非计划性入院状况外),在病房走廊测试患者的6min步行距离;在T2、T3、T4时间点在患者家中或家附近空旷、平坦、安静的空地上进行6min步行试验,同时在T4时间点收集患者非计划性入院状况。6min步行试验:要求空地至少长30m,患者穿着舒适的鞋,可携带其日常步行辅助工具(如手杖),在6min内步行尽可能远的距离,但不需要跑步。试验开始前,患者在起点处休息10~20min,医护人员核查有无禁忌证,测量生命体征,将秒表计时设定为6min,结束后记录6min步行距离。如果患者在测试期间出现胸痛、呼吸困难或腿部痉挛等不适,可暂时休息或中止试验。医护人员准备计时器、记录表、椅子和标记折返点的标记物,监测用便携式心电监护仪和血压计,以及转运箱、便携式氧气筒和自动体外除颤器等急救设备。


1.2.3 质量控制方法


本研究进行严格的质量控制,以保证研究结果的准确性和可靠性。研究者掌握COPD疾病相关知识、本研究相关量表、6min步行试验方法等。建立患者个人档案,在调查时,留取患者本人及家属的联系方式,提前向患者预约随访时间,确保在对应的随访时间点可以联系到患者,以保证调查的连续性。对收集的资料进行整理和筛查,双人核对数据,保证数据的准确性。


1.3 统计学方法


采用SPSS 21.0与Mplus8.3软件进行分析。计量资料符合正态分布,采用(x̅±s)描述,非正态分布的资料采用M(P25,P75)描述;计数资料采用频数、百分比描述。采用LCGA探究COPD患者心肺耐力水平的动态变化规律,并识别不同的亚群组。建立LCGA,比较模型间的拟合指标,结合实际意义确定最佳模型。拟合指标主要包括赤池信息标准(Akaike information criteria, AIC)、贝叶斯信息标准(Bayesian information criteria, BIC)与校正BIC(adjustedBIC,aBIC),模型拟合适配度越好,以上数值就越小;信息熵(entropy)取值为0~1,当entropy≥0.8时,该模型分类的精确度>90%。模型的比较采用k个类别模型的似然比检验(Lo-Mendell-Rubinlikelihoodratiotest,LM-RT)和基于Bootstrap的似然比检验(Boot-strappedlikelihoodratiotest,BLRT),当P<0.01时,说明第k个模型的适配程度要好于第k-1个模型,以P<0.01表示差异有统计学意义。单因素分析时,计数资料采用X2检验;计量资料符合正态分布采用方差分析,不符合正态分布的资料采用Kruskal-WallisH检验。将单因素分析中有统计学意义的指标纳入多元logistic回归分析,以探究COPD患者心肺耐力变化轨迹潜在类别的预测因素。以P<0.05为差异有统计学意义。


2 结果


2.1 COPD患者不同时间点心肺耐力情况


本研究参与4次调查的COPD患者分别为200、194、186、184例,至T4时间点共失访16例,失访率8.0%(16/200),失访原因为患者拒绝继续参与随访8例,因病情变化无法配合随访5例,无法联系到患者3例。184例患者T1、T2、T3、T4最大摄氧量为(13.029±0.643)mL/(kg·min)、(13.134±0.700)mL/(kg·min)、(13.225±0.805)mL/(kg·min)、(13.329±1.006)mL/(kg· min),经 方 差 分 析,F =17.566,P<0.001。组间两两比较结果显示:T1与T2、T1与T3、T1与T4最大摄氧量比较,P<0.05;T2与 T3、T2与T4最大摄氧量比较,P<0.05;T3与T4最大摄氧量比较,P<0.05。


2.2 COPD患者心肺耐力变化轨迹的潜在类别


本研究建立LCGA,模型类别从“1”开始,逐渐增加类别个数,对184例COPD患者心肺耐力4个时间点进行轨迹类别分析,各模型拟合指数见表1。类别数1至4,AIC、BIC和aBIC值随着类别数目的增加而逐渐降低,但是在类别数到达5时,AIC、BIC和aBIC值反而超过了类别数为4时的3个值;类别数2至4,LMRT和BLRT均具有统计学意义(P<0.05);类别数2~5,entropy均>0.8。为避免每组的类别概率小而导致每组样本量过少,影响后续分析结果的稳定性,同时结合临床实际意义,最终选择3个潜在类别的模型。


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2.3 COPD患者心肺耐力各潜在类别命名


各类别COPD患者4个时间点的心肺耐力情况见表2,各组心肺耐力LCGA参数估计结果见表3。基于表1的类别3,以最大摄氧量为纵轴,T1至T4时间为横轴绘制轨迹图,将COPD患者心肺耐力变化轨迹分为3个类别,见图1。标准分常模一般用Z分数和T分数计算,Z=(X-x̅)/S,标准差。T分数是将原始分数作线性转换后的分X为原始分数,x̅是被测群体的平均分,S为得分标准差。T分数是将原始分数作线性转换后的分数,T=50±10Z。40分≤T<60分,即-1≤Z<1时,群体处于中等水平。本研究,当40分≤T<60分,X为(12.464~13.504)mL/(kg· min),说明最大摄氧量在此区间时患者的心肺耐力处于中等水平、<12.464mL/(kg· min)为低水平、>13.504mL/(kg· min)为高水平。轨迹显示,类别1在 T1时间点时患者的心肺耐力处于中等水平(截距均值P<0.001),随着时间的推移,其心肺耐力水平缓慢上升(斜率均值P<0.001),因此命名 为 “中 水 平-缓 慢 上 升 组”,共 91例 患 者(49%)。类别2在 T1时间点时患者的心肺耐力水平较低(截距均值 P<0.001),随着时间的推移,其心肺耐力水平缓慢下降 (斜率 均 值 P<0.001),因此命名为“低水平-缓慢下降组”,共40例患者(22%)。类别3在T1时间点时心肺耐力水平较高(截距均值P<0.001),且随着时间的推移,其心肺耐力水平缓慢上升(斜率均值P<0.001),因此命名为“高水平-缓慢上升组”,共53例患者(29%)。


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2.4 COPD患者心肺耐力变化轨迹潜在类别的单因素分析


COPD患者的一般资料及影响各类别COPD患者心肺耐力的单因素分析见表4。单因素分析结果显示,性别、年龄、BMI、并发症种类、病程、吸烟状况、运动习惯状况、非计划性入院状况、肺功能分级、mMRC分级和CAT得分对COPD患者心肺耐力变化轨迹均有影响,差异有统计学意义(P<0.05)。


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2.5 COPD患者心肺耐力变化轨迹潜在类别的多元logistic回归分析


以COPD患者心肺耐力变化轨迹潜在类别为因变量,将单因素分析中有统计学意义的变量作为自变量和协变量进行多元logistic回归分析,变量赋值见表5。结果显示,性别、吸烟状况、肺功能分级、mMRC分级和CAT得分是COPD患者心肺耐力变化轨迹潜在类别的影响因素(P<0.05)。COPD患者心肺耐力变化轨迹潜在类别的多元logistic回归分析结果见表6。


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3 讨论


3.1 COPD患者心肺耐力仍存在一定的提升空间


本研究显示,COPD患者T1、T2、T3、T4的最大摄氧量分别为(13.029±0.643)mL/(kg·min)、(13.134±0.700)mL/(kg·min)、(13.225±0.805)mL/(kg·min)、(13.329±1.006)mL/(kg·min),表明COPD患者出院后的心肺耐力水平总体呈现上升趋势,存在一定的提升空间,这也与Chang等的研究结果一致。分析原因:一方面有可能是因为COPD患者在接受了规范的住院治疗后,急性加重期得到缓解,病情得到控制,呼吸功能得到改善,因此其心肺耐力逐渐上升;另一方面COPD患者出院后进行系列肺康复锻炼,增强了骨骼肌及呼吸肌的肌肉力量,为其运动奠定良好的基础,心肺耐力也得到了改善。因此,构建基于医联体的COPD患者“医院-社区-家庭”一体化、连续性的管理模式,制定“急性期医院规范治疗,稳定期社区肺康复锻炼,全程化家庭自我管理”的干预策略,可有效提升COPD患者的心肺耐力水平,打破患者“呼吸困难-活动受限-功能下降-再入院”的恶性循环,最终实现患者生活质量改善和医疗资源节约的双重目标。


3.2 COPD患者心肺耐力水平存在群体异质性


本研究应用LCGA识别出COPD患者心肺耐力变化轨迹的3个类别:中水平-缓慢上升组(91例,占49%)、低水平-缓慢下降组(40例,占22%)、高水平-缓慢上升组(53例,占29%),表明COPD患者心肺耐力变化存在群体异质性。本研究中,中水平-缓慢上升组和高水平-缓慢上升组占比较低水平-缓慢下降组高,说明大部分COPD患者病情稳定出院后随着时间的推移,其心肺耐力水平缓慢上升,这与以往的研究结果相似。该两个类别的患者在T1基础心肺耐力水平高于低水平-缓慢下降组,随着时间推移,该两个类别患者心肺耐力水平逐步提高。这有可能是因为该两类患者在年龄、性别和身体机能方面的差异有关,随着时间的推移其心肺耐力水平均有了缓慢地提升,究其原因为住院期间有效治疗和护理,缓解了患者的疾病负担,且出院后经过肺康复训练,心肺耐力有了进一步改善。这提示医护人员在患者出院时要结合其基础心肺耐力水平制定短期运动康复计划,随着时间的推移,缓慢调整运动处方,以不断适应患者变化的心肺耐力水平,实现良性循环。低水平-缓慢下降组,此类患者心肺耐力基线水平较低,且随着时间的推移其心肺耐力水平缓慢下降。分析原因有可能因为此类患者本身疾病较严重,运动储备能力及心肺功能严重受限,因此其心肺耐力整体水平较差,且出院后治疗依从性较差,其心肺耐力变化趋势不乐观。医护人员应重点关注该类患者,进一步分析其临床特点,制定合适康复干预措施,降低患者再入院率。


3.3 COPD患者心肺耐力变化轨迹受多种因素影响


3.3.1 性别及吸烟状况和肺功能分级


本研究结果显示,低水平-缓慢下降组与中水平-缓慢上升组比较,男性、不吸烟的患者越有可能出现在中水平-缓慢上升组;低水平-缓慢下降组与高水平-缓慢上升组比较,不吸烟和肺功能分级低的患者更容易出现在高水平-缓慢上升组。这说明COPD患者心肺耐力变化轨迹受性别、吸烟状况及肺功能分级的影响。以往研究表明,性别是影响COPD患者心肺耐力的重要因素之一。相比于女性,男性因为胸腔较大、呼吸肌功能更强,因此健康男性最大摄氧量高于女性。该研究还表明,男性受疾病影响后的最大摄氧量下降速度也要慢于女性,心肺耐力相对更好,而女性的心肺耐力相对较差。因此在临床护理过程中,医护人员要重点关注女性COPD患者的心肺耐力水平,根据其独特的需求为其制定个体化的评估方案和运动处方。此外,肺功能好的患者气道重塑性好,心血管代偿能力强,因此其心肺耐力水平和变化趋势良好。相比于吸烟的COPD患者,不吸烟的患者呼吸道清洁能力和抵抗力更强,呼吸系统更加高效运作,其心肺耐力更好。因此,医护人员应积极引导患者戒烟,加强系统的康复锻炼,保持良好的生活习惯,以提升患者心肺功能和运动耐力。


3.3.2 COPD患者健康状况与呼吸困难症状


本研究结果显示,中水平-缓慢上升组和高水平-缓慢上升组比较,CAT得分高的患者更容易出现在中水平-缓慢上升组;低水平-缓慢下降组与高水平-缓慢上升组比较,CAT得分高的患者更容易出现在低水平-缓慢下降组。这说明COPD患者心肺耐力变化轨迹受健康状况的影响。分析可能原因,CAT是一种针对COPD患者症状和健康状况的综合评估方法,也被证明是针对COPD患者的有效健康状况问卷,得分越高代表患者的疾病症状越明显。相关研究证明,COPD患者的CAT得分越高,其病情进展越快,心肺耐力相对更差。因此,CAT得分在一定程度上可以预测患者的病情发展和生存质量,医护人员应积极关注该指标的动态变化,制定相应干预措施,加强康复锻炼,降低患者再入院率。此外,本研究结果还显示,中水平-缓慢上升组与高水平-缓慢上升组比较,mMRC分级高的患者更容易出现在中水平-缓慢上升组;低水平-缓慢下降组与高水平-缓慢上升组比较,mMRC分级高的患者更容易出现在低水平-缓慢下降组。这说明COPD患者心肺耐力变化轨迹受呼吸困难症状的影响。分析可能原因,呼吸困难严重限制了COPD患者的日常活动,导致其运动耐力和心肺功能下降。与此同时,COPD患者也有可能由于惧怕呼吸困难而限制躯体活动(运动恐惧症),导致其运动耐力和心肺耐力不断下降。因此,对于mMRC分级高的患者,采用以肺康复(高强度间歇训练、阻力运动等)和心理支持(运动恐惧症认知行为治疗)为主的综合干预措施,可有效改善其功能状态和生活质量,并缓解疾病进展。


4 结论


COPD患者心肺耐力变化轨迹包括3个类别,分别为中水平-缓慢上升、低水平-缓慢下降、高水平-缓慢上升,性别、吸烟状况、肺功能分级、mMRC分级和CAT得分影响COPD患者心肺耐力变化轨迹类别,该研究结果可为今后COPD患者心肺耐力运动干预提供参考依据。此外,本研究仅收集一家三级甲等医院的COPD患者资料,样本量较小,且为单中心研究,同时随访时间为出院后6个月,可能存在一定偏倚。未来可开展多中心、大样本研究,并延长随访时间,对研究对象继续进行追踪,以进一步论证研究结果的可靠性。

参考文献:略

作者:李思娇 刘旻 顾丽芳 杜晓燕 沈丽娟 韩慧

单位:湖州师范学院附属第一医院/湖州市第一人民医院

来源:实用休克杂志(中英文)2025年8月第9卷第4期



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