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专家视野｜振动正压排痰呼吸训练器的肺功能康复效果及作用机理

来源：

常笑医学

发布日期：

2023-05-10

呼吸训练器是一种操作简便、安全可靠的肺功能康复仪器，该仪器主要通过对患者深呼吸状况进行模拟，引导浅呼吸患者进行深呼吸锻炼，逐步增强呼吸肌收缩能力，促进肺部扩张，改善呼吸功能。它主要用于胸肺部疾病、外科手术、麻醉、机械通气等导致肺功能下降后患者的肺呼吸功能恢复以及预防和减少术后肺部并发症。

呼吸训练器的主要类型及康复原理

目前临床主要有三球仪负荷呼吸训练器、振动正压排痰呼吸训练器和国外的弹簧负荷吸气肌呼吸训练器三种，本文主要介绍振动正压排痰呼吸训练器这一种。

振动正压排痰呼吸训练器（如图1）通过气道振动和正压呼气（PEP）正压疗法的组合振动疗法改善排痰困难、增加肺部容量、改善气道狭窄、减少术后肺部并发症。振动疗法是指通过吹气振动装置上的翘杆，带动气道空气振动，进而带动气道深处内壁纤毛产生共振，使粘在气道内的痰液和其他分泌物松动，从而脱离气道表面。PEP正压疗法是通过呼气时产生的正压扩张气道，将松解的分泌物自下而上推入上部的大气管，使分泌物更容易通过咳嗽排出体外。

当患者吸气时会对吸气阀产生负压，使其开放，空气随之进入器械内，越努力吸气，通过器械的空气越多；当患者停止吸气，开始呼气，吸气阀关闭，形成呼气正压，压力达到一定程度后，圆锥抬起，空气流出。摇杆和圆锥的开闭产生振动，可帮助患者清除呼吸道分泌物；磁铁可通过阻力调节来提高或降低患者呼气所产生的正压。

若将药物装入雾化容器，连接管道至气源：打开气源，雾化器内形成湍流，将药物分裂为不足5微米的颗粒进入管道，患者吸气时，吸气阀打开，药物随之进入呼吸道，随着连续呼吸，药物持续进入呼吸道。具体使用操作方法如图2。

图1 振动正压排痰呼吸训练器

图2 振动正压排痰仪使用说明

呼吸训练器的临床应用

1.慢性阻塞性肺疾病（COPD）

呼吸训练器在慢性阻塞性肺疾病患者的吸气肌力训练中康复应用较多。抗阻吸气肌训练（IMT）旨在改善吸气肌的力量和耐力，试图改善慢性阻塞性肺疾病患者的呼吸肌功能。最近的研究表明，吸气肌疲劳可能会限制这些患者的运动耐量。因此提高吸气肌的力量和耐力可能有利于延迟呼吸肌疲劳的发生，并增加活动耐受性。研究结果如图3所示，使用呼吸训练器进行较大吸气负荷呼吸训练的患者，显著提高了吸气肌力、呼吸肌肉耐力和一般运动耐量测试的能力^[1]。

图3 最大吸气压力、耐力时间和12分钟距离步行记录

同时，过度动态气道塌陷（EDAC）也会导致慢性阻塞性肺气肿患者的呼吸困难和生活质量下降。最新研究测试了一种新型便携式口腔呼气正压（o-PEP）装置^[2]，结果显示，过度动态气道塌陷合并肺气肿患者在使用o-PEP设备这种新型呼吸训练器进行2%~33%的活动66周后，他们的呼气性中央气道塌陷减少，呼吸困难、生活质量和劳力性呼吸困难都有所改善。

2.心胸外科手术围手术期

呼吸训练器也普遍运用于许多外科手术术后康复，如心脏瓣膜置换术、单孔胸腔镜肺癌手术、食道癌手术、非小细胞肺癌等。心胸外科手术围手术期使用呼吸训练器进行呼吸肌训练能促进患者术后肺功能恢复。有研究^[3]表明，术前和术后吸气肌训练是对心脏手术患者治疗有益的干预措施，术前吸气肌训练显著改善了吸气肌力、耐力、用力肺活量、1秒用力呼气量、术后住院时间，并降低了术后肺部并发症的风险（如图4）；术后吸气肌训练使心脏手术患者的最大吸气压力、潮气量和呼气峰值流量均有显著改善。

图4 肺功能检查的变化

3.青少年脊柱侧凸

呼吸训练器也在青少年脊柱侧凸康复效果评估中作为评测工具使用。有研究表明^[4]，核心稳定运动可以被认为对脊柱侧凸患者的脊柱正常生理弯曲有积极影响，因为它会降低Cobb角并增强呼吸肌力量和肺功能。其中，呼吸肌力量和肺功能的评测就需要使用呼吸训练器。肺功能包括用力肺活量（FVC）、用力呼气量（FEV1.0）和第一秒用力呼气量占用力肺活量的百分比（FEV1.0/FVC%）。呼吸肌力量分别通过最大吸气压（MIP）和最大呼气压（MEP）进行评估。在测试过程中，患者采取坐姿，用鼻夹闭合鼻腔，握住吹气口，并将吹气口靠近嘴唇以防止漏气。采用腹式呼吸，患者尽量呼出肺部空气，呼气后迅速深呼吸，并记录MIP（cm H2O)；患者在最大深吸气后快速有力地呼气，然后记录MEP（cm H2O），重复3次，取平均值。

还有研究[5]对轻中度脊柱侧凸患者（Cobb角为10°-20°）进行了35周的物理治疗（肌肉拉伸运动和强化运动、呼吸训练和核心力量训练），结果如图5显示脊柱侧凸患者的FVC、吸气能力、FEV1、呼气储备能力和6分钟步行试验明显改善。其中呼吸肌力量的评估就使用到了呼吸训练器。

图5 患者肺功能与功能容量的相关性

综上所述，呼吸训练器在COPD、心胸外科手术围手术期、青少年脊柱侧凸等许多疾病中有着广泛的康复治疗应用价值和研究评估价值。它通过气道振动和正压疗法，预防和改善痰液淤积，促进气道畅通，提升呼吸肌肌力和呼吸肌耐力，改善肺功能。这给我们在呼吸训练器的应用领域方面打开了广阔的思维。

参考文献：

[1] JANET L. LARSON, MI JA KIM, JOHN T. SHARP, DOUGLAS A. LARSON. Inspiratory Muscle Training with a Pressure Threshold Breathing Device in Patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease[J].American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine,1987:3(138):689-696.

[2] MUHAMMAD AHSAN ZAFAR, RUCHIRA SENGUPTA, ALISTER BATES, JASON C WOODS, CHRISTOPHER RADCHENKO, FRANCIS X MCCORMACK, RALPH J PANOS. A Hands-Free, Oral Positive Expiratory Pressure Device for Exertional Dyspnea and Desaturation in COPD[J].Chest,2021:160(4):333-337.

[3] MANSUETO GOMES NETO MANSUETO, BRUNO P MARTINEZ, VITOR O CARVALHO. Pre- and postoperative inspiratory muscle training in patients undergoing cardiac surgery: systematic review and meta-analysis[J].Clinical Rehabilitation, 2017:31(4):454-464.

[4] KEXIN QI, HAIDONG FU, ZHEN YANG,LINGQI BAO, YINXIN SHAO. Effects of Core Stabilization Training on the Cobb Angle and Pulmonary Function in Adolescent Patients with Idiopathic Scoliosis[J].Journal Of Environmental And Public Health,2022:4263393.

[5] ELENA AMARICAI, OANA SUCIU, ROXANA RAMONA ONOFREI, ROXANA STELIANA MICLAUS, et al. Respiratory function, functional capacity, and physical activity behaviors in children and adolescents with scoliosis[J]. J Int Med Res,2020:48(4):300060519895093.

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