研究背景:慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease,COPD;慢阻肺）是一种存在不可逆性气流受限及持续临床症状的慢性气道炎症疾病。慢阻肺患者长期伴随着不同程度的呼吸困难、四肢肌肉功能障碍、运动受限等,严重影响生活质量及预后。呼吸康复包括:全身运动、呼吸肌肉锻炼、有效咳嗽排痰、营养治疗和心理康复等,是治疗慢阻肺患者的一种重要的非药物手段,并且已经被国内外证明是可以提高患者运动耐力、改善呼吸困难症状、提高患者生活质量等。由于慢阻肺患者普遍存在呼吸肌肉功能下降,呼吸肌锻炼是肺康复的重要组成部分之一。另外,气道粘液高分泌与慢阻肺患者的急性加重、预后密切相关,如何提高有效咳嗽排痰是临床工作的重要部分。影响慢阻肺气道分泌物引流的因素有:小气道阻塞、咳嗽清除能力和气道粘液的流动性。基于锻炼呼吸肌肉和促进气道粘液清除的目的,本研究改良设计了联合呼气相阻力锻炼、可产生呼气相正压和呼气相同步震荡的呼吸康复阀（简称呼吸阀）,其使用方法容易学习掌握,简单便携,压力负荷可调,价廉,前期临床研究提示对慢阻肺患者的临床症状改善有明显帮助。研究目的:探索呼吸康复阀对稳定期慢阻肺患者的康复效果,及应用呼吸康复阀过程中的呼吸生理学应答,为呼吸康复提供新方法。第一部分:呼吸康复阀对稳定期慢阻肺患者康复效果的交叉对照研究对象与方法:对象:收集2017年3月至2018年1月广州医科大学附属第一医院呼吸科就诊的中度至极重度的稳定期COPD患者。通过入院症状、体征、肺功能检查明确COPD诊断,符合2013中华医学会呼吸病学分会制定的COPD诊治指南。方法:所有入选患者基础的检查包括CAT问卷、CCQ问卷、mMRC、6MWD、SGRQ、Borg评分、咳嗽咳痰症状积分及肺功能。符合条件患者随机分为A、B两组,进行交叉对照研究。A组:第一研究阶段使用呼吸阀锻炼:设置最高负荷水平,手平持呼吸阀,用力吸气后,用嘴包紧阀的咬嘴做大力呼气,呼尽气体后,再次用力吸气,重复上述循环;第二研究阶段使用缩唇呼吸锻炼:作用力吸气后,将嘴唇缩成吹笛状缓慢呼出气体;定量锻炼:每天3次,每次至少30min内完成50个呼吸循环动作,每5个呼吸循环动作后或自觉想咳嗽时作主动咳嗽,期间允许休息。B组两个阶段的顺序与A组相反。每个研究阶段为期2周。每个阶段后有2周的洗脱期。每2周随访相关指标。研究期间患者用药方案保持不变。研究结果:1.研究对象基本资料本研究共纳入31例稳定期COPD患者（均为男性）,A组完成研究13例,失访2例;B组完成研究11例,失访5例;两组受试者的基线资料在入组前无显著性差异,P>0.05。2.通过缩唇呼吸及呼吸阀锻炼对肺功能的影响（1）通过呼吸阀锻炼前后的肺功能各指标（FVC、FEV₁、FEV₁%pred、FEV₁/FVC%、IC、PEF、PIF）无明显变化（P>0.05）（2）缩唇呼吸锻炼前后的肺功能各指标（FVC、FEV₁、FEV₁%pre、FEV₁/FVC%、IC、PEF、PIF）无明显变化（P>0.05）。（3）缩唇呼吸锻炼与通过呼吸阀锻炼前后的肺功能变化值无明显差异。3.通过缩唇呼吸及呼吸阀锻炼对症状的影响（1）通过呼吸阀锻炼后的MMRC及咳嗽咳痰症状积分较锻炼前均有下降,但差异无统计学意义（P>0.05）。（2）缩唇呼吸锻炼后的MMRC较锻炼前均有下降,但无统计学差异（P>0.05）,咳嗽咳痰症状积分无明显变化。（3）与缩唇呼吸锻炼相比,通过呼吸阀锻炼后的MMRC及咳嗽咳痰症状积分改善值大于缩唇呼吸锻炼,但无统计学意义（P>0.05）。4.通过缩唇呼吸及呼吸阀锻炼对生活质量的影响（1）通过呼吸阀锻炼后的CAT、CCQ及SGRQ总分较锻炼前均有下降且有统计学差异（P<0.05）;其中CCQ评分中的症状方面及SGRQ评分中的症状、活动、影响方面具有明显改善（P<0.05）。（2）缩唇呼吸锻炼后CAT、CCQ及SGRQ总分较锻炼前均有轻微下降,但无统计学差异（P>0.05）。（3）与缩唇呼吸锻炼相比,通过呼吸阀锻炼后的CAT、CCQ评分各方面无明显差异（P>0.05）,但SGRQ评分的总分改善值具有统计学差异（P<0.05）。5.通过缩唇呼吸及呼吸阀锻炼后6MWD及Borg评分的变化（1）通过呼吸阀锻炼后的6MWD较锻炼前有提高（8.13±21.33m）但无统计学差异（P>0.05）。Borg评分（0.29±2.00）无明显变化。（2）缩唇呼吸锻炼后的6MWD较锻炼前有提高（16.50±31.43m）,且有统计学差异（P<0.05）。Borg评分（-0.23±1.78）无明显变化。（3）与缩唇呼吸锻炼相比,通过呼吸阀锻炼后的6MWD改善值无明显统计学差异（P>0.05）。Borg评分无明显差异。第二部分:呼吸康复阀对稳定期慢阻肺患者康复效果的平行对照研究对象与方法:对象:收集2017年5月至2018年1月广州医科大学附属第一医院呼吸科就诊的中度至极重度的稳定期COPD患者。通过入院症状、体征、肺功能检查明确COPD诊断,符合2013中华医学会呼吸病学分会制定的COPD诊治指南。方法:所有入选受试者检查包括CAT问卷、SGRQ问卷、mMRC、6分钟步行试验、Borg评分、咳嗽咳痰症状积分及肺功能。符合条件患者将入选的稳定期慢阻肺患者按随机数字表法随机分为呼吸阀组、缩唇呼吸组和对照组。呼吸阀组:常规药物治疗+呼吸阀训练:设置最高负荷水平,手平持呼吸阀,在作用力吸气后,用嘴包紧阀的咬嘴做大力呼气,呼尽气体后,再用力吸气后,继续上述的呼吸循环动作;缩唇呼吸组:常规药物治疗+缩唇呼吸训练:用力吸气后,将嘴唇缩成吹笛状缓慢呼出气体;对照组:常规药物治疗。定量锻炼:每天3次,每次30min内至少完成50个动作,期间允许休息。三组患者在入组3月后回院复查相关指标。研究结果:1.研究对象基本资料本研究共纳入45例稳定期COPD患者,共38例受试者完成试验,其中呼吸阀组（14例）、缩唇呼吸组（11例）和对照组（13例）,失访7例（呼吸阀组2例、缩唇呼吸组3例、对照组2例）。三组受试者的基线资料在入组前无显著性差异,P>0.05,除体重、PIF间具有统计学差异,P<0.05。2.通过呼吸阀及缩唇呼吸锻炼对肺功能的影响呼吸阀组锻炼3月后PIF、IC较锻炼前提高并有统计学差异（P<0.05）,其余肺功能指标（FVC、FEV₁%Pred、FEV₁/FVC、PEF）无统计学差异（P>0.05）;缩唇呼吸组锻炼3月后PIF较锻炼前下降并有统计学差异（P<0.05）,其余肺功能指标（FVC、FEV₁%Pred、FEV₁/FVC、IC、PEF）无差异（P>0.05）;对照组入组前与出组时的肺功能指标（FVC、FEV₁%Pred、FEV₁/FVC、PIF、IC、PEF）无差异（P>0.05）。与对照组相比,缩唇呼吸组锻炼3月后IC提高（0.14±0.32L）并具有统计学差异（P<0.05）,其余肺功能指标（FVC、FEV₁%Pred、FEV₁/FVC、PIF、PEF）无差异（P>0.05）;呼吸阀组锻炼3月后IC、PIF均提高（0.12±0.18L、0.56±0.66L）并具有统计学差异（P<0.05）,其余肺功能指标（FVC、FEV₁%Pred、FEV₁/FVC、PEF）无差异（P>0.05）。锻炼3月后,与缩唇呼吸相比,呼吸阀组PIF的改善值具有统计学差异（P<0.05）,其余肺功能指标（FVC、FEV₁%Pred、FEV₁/FVC、IC、PEF）无差异（P>0.05）。3.通过呼吸阀及缩唇呼吸锻炼对mMRC的影响呼吸阀组及缩唇呼吸组经锻炼3月后,mMRC均较锻炼前下降（-0.14±0.36分、-0.18±0.60分）,但无统计学差异（P>0.05）;对照组入组前与出组时的呼吸困难评分无明显改善（0.00±0.82,P>0.05）。三组间无统计学差异（P>0.05）。4.通过呼吸阀及缩唇呼吸锻炼对咳嗽咳痰症状积分的影响经锻炼3月后,呼吸阀组咳嗽咳痰症状积分较锻炼前下降（-1.29±1.98）并具有统计学差异（P<0.05）;缩唇呼吸组及对照组的咳嗽咳痰症状积分较入组前略有提高（0.45±2.62,1.31±2.66）,但无统计学差异（P>0.05）。经锻炼3月后,与对照组相比,缩唇呼吸组的咳嗽咳痰症状积分的改善值无差异（P>0.05）,而呼吸阀组咳嗽咳痰症状积分的改善值具有统计学差异（P<0.05）。但呼吸阀组与缩唇呼吸组间咳嗽咳痰症状积分的改善值无差异（P>0.05）。5.通过呼吸阀及缩唇呼吸锻炼对CAT评分的影响3月后,呼吸阀组CAT较锻炼前下降（-4.14±4.00）,并具有统计学差异（P<0.05）;缩唇呼吸组CAT较锻炼前下降（-3.18±4.87）,但无统计学差异（P>0.05）;对照组CAT评分较入组前上升（1.61±5.72）,但无统计学差异（P>0.05）。3月后,与对照组相比,呼吸阀组及缩唇呼吸组的CAT评分均有下降,并有统计学差异（P>0.05）。呼吸阀组及缩唇呼吸组两组间CAT评分的变化值无明显差异（P>0.05）。6.通过呼吸阀及缩唇呼吸锻炼对SGRQ评分的影响经锻炼3月后,呼吸阀组SGRQ总分、症状评分、活动评分、影响评分均较锻炼前改善（-9.00±14.70、-15.50±19.52、-4.00±16.13、-9.36±16.54）,SGRQ总分及症状评分改善具有统计学差异（P<0.05）,其余无差异（P>0.05）;缩唇呼吸组的SGRQ总分、症状评分、活动评分、影响评分均较锻炼前改善（-5.09±19.67、-5.73±26.50、-7.64±20.34、-3.36±21.03）,但未达统计学差异（P>0.05）;对照组出组时的SGRQ总分、症状评分、活动评分、影响评分均较入组时略有增加（3.08±11.81、4.54±16.66、1.38±19.31、3.77±12.19）,但无统计学差异（P>0.05）。三组间锻炼前后SGRQ总分、症状评分、活动评分、影响评分差值未有明显差异（P>0.05）。7.通过呼吸阀及缩唇呼吸锻炼对6MWD及6MWD测试后Borg评分的影响经锻炼3月后,呼吸阀组的6MWD较锻炼前提高（46.54±56.37m）并有统计学意义（P<0.05）;缩唇呼吸组的6MWD较锻炼前提高（11.73±59.01m）但无统计学意义（P>0.05）;对照组未有明显改善（1.38±19.73m,P>0.05）。3月后,与对照组相比,缩唇呼吸组6MWD的改善值无统计学差异,而呼吸阀组6MWD具有统计学差异（P<0.05）。但呼吸阀组与缩唇呼吸组间6MWD的改善值无统计学差异（P>0.05）。三组锻炼前后及组间的6MWD测试后Borg评分未有明显差异。第三部分:应用呼吸康复阀过程中的呼吸生理学应答研究对象与方法:分别选取8例中度-极重度的慢阻肺稳定期的门诊患者及8例健康志愿者。方法:对8例中度-极重度的慢阻肺稳定期的门诊患者及8例健康志愿者经鼻腔放置多导食道电极导管并在腹肌放置表面电极,先检测记录在平静呼吸状态下的压力、流量和肌电数据,然后让受试者依次进行缩唇呼吸、通过对照阀（无阻力负荷）锻炼、通过呼吸阀（低、中、高、最高负荷水平）锻炼,每项动作重复进行5-10个,休息至平静后,才进行下一项动作,如此重复至结束。实时检测受试者在锻炼过程中各指标的变化情况。研究结果:1.呼吸阀不同负荷水平的呼气压力变化（1）正常人及COPD受试者通过呼吸阀进行呼气肌肉锻炼,当阻力设置至低、中、高、最高的不同负荷水平时,呼气末呼吸阀的管腔前端压力(P1_呼气末)及呼气相峰压(P1_max)均无统计学差异（P>0.05）。（2）正常人通过呼吸阀用力呼气时,最高呼气峰流速(PEF_{（正常人）})与管腔前端最大压力(P1_{max（正常人）})有正相关关系（r=0.922,P<0.001）;COPD通过呼吸阀用力呼气的最高呼气峰流速(PEF_（COPD）)与管腔前端最大压力(P1_{max（COPD）})也有正相关关系（r=0.930,P<0.001）。（3）正常人及COPD受试者通过呼吸阀高、最高负荷水平下进行呼气时,阀内管腔前端压力（P1）的震荡频率及幅度没有差异（P>0.05）,低、中、高、最高负荷水平的远端压力（P2）的震荡频率及幅度没有差异（P>0.05）变化,但流量变化的震荡频率具有统计学差异（P<0.05）。2.缩唇呼吸、通过对照阀及呼吸阀呼吸对吸气肌肉的锻炼作用与平静呼吸相比,正常人进行缩唇呼吸PTPdi增大且差异有统计学意义（P<0.05）,其余各指标（RMSdi、EMGdi%max、Peso、Pgas、Pdi）无统计学差异（P>0.05）;通过对照阀、呼吸阀（最高负荷水平）呼吸时,吸气相Peso绝对值、PTPdi、RMSdi、EMGdi%max增加且差异有统计学意义（P<0.05）,Pgas、Pdi无统计学差异（P>0.05）;缩唇呼吸、通过对照阀及呼吸阀（最高负荷水平）呼吸三者之间吸气肌肉相关指标（RMSdi、EMGdi%max、Peso、Pgas、Pdi、PTPdi）均未见明显差异（P>0.05）。与平静呼吸相比,COPD受试者进行缩唇呼吸及通过呼吸阀（最高负荷水平）呼吸时吸气相EMGdi%max增加且有统计学意义（P<0.05）,其余指标（RMSdi、Peso、Pgas、Pdi、PTPdi）无统计学意义（P<0.05）;缩唇呼吸、通过对照阀及呼吸阀（最高负荷水平）呼吸三者之间吸气肌肉相关指标（RMSdi、EMGdi%max、Peso、Pgas、Pdi、PTPdi）均未见明显差异（P>0.05）。3.缩唇呼吸、通过对照阀及呼吸阀呼吸对呼气肌肉的锻炼作用与平静呼吸相比,正常人进行缩唇呼吸PTPgas增大且有统计学差异（P<0.05）,通过对照阀呼吸时Peso绝对值、Pgas、PTPgas增大且有统计学差异（P<0.05）,通过呼吸阀（最高负荷水平）呼吸时的Peso绝对值、Pgas、RMSab、EMGab%max、PTPgas增大且有统计学差异（P<0.05）;与缩唇呼吸相比,通过呼吸阀（最高负荷水平）呼吸时的Peso绝对值、Pgas增大且有统计学差异（P<0.05）,其余无统计学差异（P>0.05）;对照阀及呼吸阀（最高负荷水平）两者之间呼气肌肉相关指标（RMSab、EMGab%max、Peso、Pgas、PTPgas）均未见明显差异（P>0.05）。与平静呼吸相比,COPD受试者进行缩唇呼吸时,呼气相Peso绝对值增大且有计学差异（P<0.05）,通过对照阀、呼吸阀（最高负荷水平）呼吸时Peso绝对值、Pgas、RMSab、EMGab%max、PTPgas增大且有统计学差异（P<0.05）;与缩唇呼吸相比,COPD受试者通过对照阀呼吸时的Pgas、PTPgas增大且有统计学差异（P<0.05）,通过呼吸阀（最高负荷水平）呼吸时呼气相Peso绝对值、Pgas、RMSab、EMGab%max、PTPgas有统计学差异（P<0.05）;对照阀及呼吸阀（最高负荷水平）两者之间呼气肌肉相关指标（RMSab、EMGab%max、Peso、Pgas、PTPgas）均未见明显差异（P>0.05）。4.缩唇呼吸、通过对照阀及呼吸阀锻炼时通气功能的变化与平静呼吸相比,正常人进行缩唇呼吸时Vt、Ti、Te、Ttot增加,Vt/Te、Ti/Ttot、SPO2减少,其中Vt、Te、Ttot、Ti/Ttot具有统计学差异（P<0.05）;通过对照阀呼吸时Vt具有统计学差异（P<0.05）,通过呼吸阀（最高负荷水平）锻炼时Vt、Vt/Ti、Vt/Te增大且有统计学差异（P<0.05）;与缩唇呼吸相比,通过对照阀Vt/Te增加、Ttot减少且有统计学差异（P<0.05）,通过呼吸阀（最高负荷水平）锻炼时Vt、Te、Ttot、Vt/Ti、Vt/Te有统计学差异（P<0.05）;使用对照阀及呼吸阀（最高负荷水平）两者间通气功能参数（Vt、Ti、Te、Ttot、Ti/Ttot、Vt/Ti、Vt/Te、SPO₂）未见明显差异（P>0.05）。与平静呼吸相比,COPD受试者进行缩唇呼吸时Vt、Te、Ttot、增加,Ti/Ttot减少,且统计学差异（P<0.05）;对照阀时Vt、Te、Ttot、Vt/Ti增加,Ti/Ttot减少,且有统计学差异（P<0.05）;通过呼吸阀（最高负荷水平）呼吸时Vt、Te、Ttot、Vt/Ti增加,Ti/Ttot减少,且有统计学差异（P<0.05）。与缩唇呼吸相比,使用对照阀及呼吸阀（最高负荷水平）下Vt/Ti增大且有统计学差异（P<0.05）,其余无统计学差异（P>0.05）;使用对照阀及呼吸阀（最高负荷水平）两组间通气功能参数（Vt、Ti、Te、Ttot、Ti/Ttot、Vt/Ti、Vt/Te、SPO₂）未见明显差异（P>0.05）。研究结论:1.康复呼吸阀锻炼2周可以提高稳定期COPD患者生活质量,但不能改善患者肺功能、呼吸困难、咳嗽咳痰症状、运动能力。2.呼吸康复阀康复效果优于缩唇呼吸,3个月的呼吸康复阀锻炼可以改善稳定期COPD患者IC及PIF、咳嗽咳痰症状、生活质量、运动耐力。3.呼吸康复阀可提供约1²0cmH₂O的呼气相正压负荷,当通过呼吸康复阀设置最高负荷水平时,呼气期间可产生呼气相压力震荡（平均频率9.66±4.23HZ,平均幅度3.80±2.40cmH₂O）。4.呼吸康复阀锻炼期间充分动用膈肌、呼气肌;缩唇呼吸动用呼气肌不明显。5.呼吸康复阀锻炼增加潮气量,与缩唇呼吸效果类似,并且能提高平均吸气流速。因此,呼吸康复阀能锻炼膈肌和腹肌,提高深吸气量及平均吸气流速,促进气道分泌物移位,同时能产生呼气相同步震荡,促进粘膜纤毛运动,起到促进气道分泌物清除的作用。