冠狀動脈旁路移植術后心肺康復研究進展

劉彩虹，張偉明，何鑫，徐志紅

目前臨床上對冠狀動脈血管狹窄程度大于75%或介入術后再次出現血管狹窄的患者通常選擇冠狀動脈旁路移植術(coronary artery bypass grafting， CABG)治療[1]。隨著CABG手術質量的不斷升高，患者預后得以改善，但由于術后復雜的恢復過程，以及患者對疾病錯誤認知、不良生活習慣和心理因素等的影響常常難以達到術后滿意臨床療效。心肺康復是包括心臟康復和肺康復，同時還涵蓋肌肉運動系統的綜合治療方案，美國心臟康復學會建議[2]，將冠心病(coronary heart disease，CHD)心臟康復不同發展階段分為三期： I期康復(院內康復期 )、 II期康復(院外早期康復/門診康復期)、III期康復(院外長期康復期)。主要內容包括運動訓練、呼吸肌訓練、控制疾病危險因素、心理咨詢及健康教育，其中運動訓練及呼吸肌訓練是其必不可少的核心內容。有證據表明合理規范的心肺康復可同時降低CHD患者的死亡率與發病率，其中復發性心肌梗死和昂貴的非計劃再入院患者降低高達28%～56%，還改善了機體心肺功能及運動能力，從而有助于患者實現早期自我管理，使恢復社會角色成為可能[3]。

1 國內外心肺康復現狀

2015年美國心臟協會推薦所有CABG術后患者均應接受心肺康復鍛煉治療(推薦等級：I，證據強度：A)[4]。目前全球范圍內已有許多國家已將心臟病的康復納入醫保，有些國家甚至規定心臟病患者如果未接受康復治療，再住院的費用保險將減少支付比例[5]?！吨袊难懿蟾?017》顯示隨著社會經濟的發展以及不健康生活方式的流行等原因，今后10年腦血管疾病將呈現出發病率明顯升高以及發病年齡提前的流行趨勢。2015年農村、城市居民腦血管疾病死亡占全部死因的比例分別高達45.01% 和42.61%[6]。近年來醫療技術的不斷進步，CABG手術復雜程度以及成功率已接近國際水平，術后患者若不改變原有的不良生活方式，會造成其原有的冠狀動脈病變及手術中所植入的血管橋再次發生動脈粥樣硬化病變，從而導致心肌不良事件的再次發生。與發達國家相比，我國心臟康復(cardiacrehabilitation，CR)起步較晚，開始于上世紀80年代中期，過去30年發展相對落后。但自2012年開始，我國心臟康復發展相對快速，近6年期間，中國CR項目數量直線上升，截止2018年CR項目數量已達500項。2016年首個覆蓋全國的中國心肺康復預防與康復注冊系統的建立更預示著CR事業進入新階段。但由于康復治療項目前在我國還沒有納入醫療保險、從事心肺康復治療的專業人員匱乏、對疾病及康復重要性認識不足造成患者依從性差及參與度不夠等原因造成了患者在接受高昂的手術后難以實現更為重要的綜合心肺康復治療環節。

2 心肺康復對CABG術后患者保護機制

2.1 缺乏運動是冠心病患者發生不良心血管事件的獨立危險因素 有效的運動訓練能夠使患者心血管疾病致死率降低20%～30%[7]。合理的運動訓練過程會增加心率及心輸出量，并導致局部血流剪切力頻率和幅度的增加以及血流形式的改變等循環變化，同時促進一氧化氮、前列環素等血管活性物質的分泌,從而有利于內皮正常的調節血管緊張性及滲透性、調節凝血系統功能、介導免疫與炎癥反應等作用[8]。Basiti等[9]通過將29例血運重建術后患者隨機分為研究組及對照組，其中研究組15例經過術后為期8周的心臟康復計劃后患者心臟收縮功能改善，左室質量下降。在心梗急性期，運動促進內皮祖細胞的釋放及分化從而促進冠脈側枝循環形成，增加冠狀動脈血流量，改善心肌缺血再灌注損傷，減少心梗面積。心肌梗死穩定期進行有效心肺康復可增強心肌收縮力，減少心肌纖維化及重塑[10]。運動訓練還能增強對線粒體自噬的調控，在心肌損傷期可通過有選擇性的、有目的性的自噬途徑清除損傷的線粒體,維持線粒體的數量以及質量的動態平衡，有利于維持細胞的正常良好的供能狀態[11]。運動訓練還可調節CHD患者心臟自主神經平衡，其中心率變異性(heart rate variability，HRV)是反映心臟自主神經系統功能的重要指標，通常用于臨床評價心臟病預后。大部分CHD患者HRV指標均顯著降低，表現為交感神經亢進而迷走神經活性下降，這種自主神經的長期不平衡狀態，會加速心肌重構、增加致死性快速心律失常發生率，增加CHD發病率和病死率[12]。研究表明CABG手術由于麻醉藥物及手術操作、炎癥反應及缺血再灌注損傷等對自主神經產生進一步直接及間接危害[13]。邵迴龍等[14]研究表明，CABG術后經過8周運動訓練，康復組包括平均正常R-R間期的標準差、每5min正常R-R間期平均值的標準差、正常相鄰R-R間期差的均方根等HRV時域指標較常規治療組均有顯著改善，提示康復運動訓練可有效改善CABG術后患者的自主神經功能。其可能的機制可能是：①運動使冠狀動脈側支血管生成在缺血區增加血管順應性，改善心肌缺血，導致心臟功能和異常神經功能的改變，改善自主神經調節功能，特別是迷走神經的調節功能；②康復運動訓練可提高動脈壓力感受器對心臟迷走神經的控制能力，心臟自主神經系統的平衡水平。冠脈血管平滑肌在粥樣硬化病程中起著重要作用，越來越多的證據表明運動訓練可通過調節冠狀動脈血管平滑肌表型改善動脈粥樣的病變進展。Hambrecht等[15]通過對研究數據分析顯示發現CHD患者在一年內保持2204千卡/周體力活動這可能會誘發CHD病變的消退。但目前大多數文獻并未表明運動會改變病變進展或消退。

2.2 改善肺功能 據統計，心胸腹部手術患者呼吸肌力顯著下降，呼吸系統并發癥的發生率高達30%～76%，手術及麻醉過程可能刺激肺組織受損、開胸手術方式及術后疼痛限制胸式呼吸、且多為肥胖及有吸煙等不良嗜好的高齡患者等原因導致易發生肺部感染、肺不張，甚至呼吸衰竭等并發癥[16]。國外大量研究顯示術前鍛煉呼吸肌可以幫助患者減少心臟手術后的肺部并發癥, 提高患者的醫療護理及整體健康水平，降低醫療費用[17]。相較于目前臨床術后常采用傳統的諸如腹式呼吸、有效咳嗽、吹氣球等方法側重于對呼氣肌的訓練，呼吸訓練器是一種新型的更有利于吸氣肌鍛煉的理療輔助用品，它使患者保持均勻深度的吸氣與呼氣，調動所有的呼吸肌肌群共同參與舒縮運動，增強呼吸肌耐力及肌力。并且訓練器訓練結果量化直觀，更易激發患者自信心，調動其參與康復的積極性，有利于醫患雙方在相對輕松的氛圍下盡快進入訓練角色，最終達到促進患者肺功能的目的，同時醫護人員也可以直接觀察到患者的呼吸過程，根據患者個人情況及時調整訓練強度，有助于實現個體化康復治療的目標。并且此類設備多易于操作、經濟實惠、作用顯著，能彌補了患者對傳統呼吸康復掌握能力差缺陷，并且在基層等肺康復大型設備不足的醫院有很好的推廣應用價值。練銀霞等[18]研究表明通過對胸外科手術患者圍手術期使用呼吸訓練器可以強化呼吸肌群的活動耐力及力量，從而使胸廓及肺泡得到有效擴充，改善肺通氣/血流，強化肺泡有效通氣量及攝氧水平，避免肺部并發癥的發生。

2.3 改善肌肉骨骼系統功能 Laughlin等[19]研究顯示長期規律的運動訓練可通過改善骨骼肌的功能，還可增加峰值運動狀態時的每搏輸出量增強、副交感神經興奮性來降低靜息時的心率，增強運動時血流介導的血管舒張從而改善血管內皮的功能來提高機體對缺血和再灌注損傷的耐受性。運動訓練還對肢體肌肉產生重要影響，它能肌肉纖維構成：增加所有肌纖維的橫切面積、增加肌肉的力量和數量、減少II型肌肉纖維比例,增加毛細血管與肌纖維比例、肌紅蛋白含量、氧化酶活性、肌纖維中線粒體的數目,減少運動誘發的乳酸產生，使運動中磷酸肌酸與無機磷的比例的下降，從而提高肌肉有氧代謝活動能力[20]。運動訓練還可抑制肌肉蛋白降解，Vogiatzis等[21]研究表明耐力訓練可以通過上調肌肉類胰島素生長因子-1(insulin-like growth factors，IGF-1)、肌分化因子(MyoD)，下調肌肉生成抑制蛋白(myostatin)，降低轉錄因子( nuclear factor kappa,NF-kB) 的活性, 減少蛋白分解通路的活性而抑制肌肉萎縮，增加肌肉及促進肌肉再生，最終增強患者運動能力。

2.4 改善患者心理狀況 焦慮和抑郁為最常見的精神障礙，可以極大地影響心臟病的發病和病程。研究表明CHD合并抑郁癥時可通過5-羥色胺機制介導血小板的活化，使血液黏性增加，更易發生心血管不良事件。同時這些負性精神因素可造成下丘腦-垂體-腎上腺等神經內分泌系統功能失調并釋放出大量皮質醇激素，造成高血壓、高脂血癥等加重CHD病情進展[22]。抑郁癥還可誘導不健康生活方式的行為，例如治療依從性差、不良飲食習慣、吸煙和藥物濫用等，這對患者病情恢復會產生巨大不良影響。2014年一項關于中國CHD合并抑郁癥患病率的總共納入27項研究(包括23項入選5236例住院患者和4項入選1353例社區患者)的薈萃分析顯示，CHD合并抑郁癥醫院患病率高達51.0%，在社區為34.6%～45.8%，其中重度抑郁癥占3.1%～11.2%。流行病學研究表明，重癥抑郁癥的患病率在缺血性受試者中比普通人群高3倍，并且抑郁癥使缺血性疾病的發作頻率明顯升高，加速病程惡化?；加幸钟舭Y的冠心病患者在隨訪期間死亡的可能性是未患抑郁癥的患者的1.6倍[23]。家庭成員在CABG手術患者病程中承擔著主要的照顧責任，Lynda[24]等研究表明，對照組患者在CABG術后常規治療基礎上進行2～4周的心臟康復，結果顯示，在開始康復前，18%的患者和6%的患者配偶表現出情緒低落及焦慮等情緒障礙，而在完成康復時，僅有3%的患者存在抑郁表現，而患者配偶情緒均較積極穩定。

2.5 協助控制心血管危險因素 高血壓、糖脂代謝紊亂是是冠心病的主要危險因素。心肺康復通過多學科合作、采取綜合干預措施，還可改善患者糖脂代謝及血壓水平。研究顯示增加體力活動可以改善脂肪組織、骨骼肌和內皮細胞的胰島素敏感性，而運動期間機體內胰島素水平略微降低，運動訓練通過激發胰島素受體/胰島素受體底物(IRS)/ PI3K / Akt信號級聯使運動過程中收縮的肌肉通過GLUT4葡萄糖轉運蛋白的增強的胰島素依賴性肌纖維膜移位而表現出更大的葡萄糖攝取而降低血糖[25]。一項薈萃分析發現，每周進行3～5次定期中度至強烈運動可使血壓平均降低3.4/2.4 mmHg，雖然這種變化可能看起來很小，但最近的研究表明，即使收縮壓降低1 mmHg，每10萬人每年減少20.3%(黑人)或減少13.3%(白人)心力衰竭事件[26]。意大利一個納入1262名血運術后患者(其中CABG患者832例和經皮冠狀動脈介入術患者392例)的前瞻性、多中心研究顯示：在完成對于住院患者(n=920)為19±8d、門診患者(n=342)為32±18d的平均長度心肺康復方案后，患者在出院1年時仍表現出高水平的服用藥物和健康生活方式的依從性：腎素-血管緊張素-醛固酮系統抑制劑、β受體阻滯劑和他汀類藥物的使用率>80%、抗血栓藥物的使用率>90%，大約75%的活躍吸煙者在住院治療心臟血運重建術后戒煙，這是CHD血運重建術后患者實施二級預防長期策略的最具成本效益的模式[27]。

3 展望

隨著CABG手術質量的不斷升高，患者預后得以改善，但由于術后復雜的恢復過程，以及患者對疾病錯誤認知、不良生活習慣和心理因素等的影響常常難以達到術后滿意臨床療效。術后患者若不改變原有的不良生活方式，會造成其原有的冠狀動脈病變及手術中所植入的血管橋再次發生動脈粥樣硬化病變，從而導致心肌不良事件的再次發生。但目前國內由于醫療資源匱乏、缺乏相應醫保政策支持以及對康復缺乏全面正確的認識等原因仍然束縛著心肺康復的工作的進展，目前已有研究大多為小樣本試驗，且隨訪時間較短，術后II及III期康復相關臨床研究較少,在未來的臨床工作中，還需對心肺康復進行長期隨訪為其長期獲益提供臨床依據，使心肺康方案的可操作性、可評估、可重復性更強。目前心肺康復理念正在逐漸被臨床醫生認識和接受，并且國家也積極發展公眾健康服務，心胸外科術后心肺康復在我國勢在必行。