中華民國91年6月  第1卷第2期
運動訓練對慢性阻塞性肺部疾病病人改善活動耐力之成效
陳綱華   洪碩屏

摘要

慢性阻塞性肺疾病在國內外都是造成人們死亡和失能的重要原因,這些病人常因呼吸困難導致靜態生活、活動無耐力。美國許多研究顯示運動訓練能有效改善活動耐力,提昇生活品質,但國內少有此方面研究,護理臨床也少有執行。因此,本文除探討運動訓練對慢性阻塞性肺疾病之成效,也期待更多護理人員注意運動復健的重要性。(慈濟護理雜誌 2002; 1(2):31-35)

關鍵語:慢性阻塞性肺疾病,運動訓練,活動耐力
長庚大學護理學系講師 長庚大學護理學系學生*
受文日期:91年1月21日 修改日期:91年2月20日 接受刊載:91年3月11日
通訊作者地址:陳綱華 桃園縣龜山鄉文化一路259號長庚大學護理學系
電話:(03)3283016轉5211

前言

健康的人要運動促進健康,植物人也要活動預防全身關節的攣縮變形,對於慢性病人而言,更當努力減緩身體功能退化的速度。隨著地球村空氣污染的日益嚴重,自然生態在變,慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease, COPD)已是開發國家和已開發國家的十大死因;美國心血管、腦血管疾病死亡率漸降之際,COPD已躍升第4大死亡原因,而且罹病人數有增無減(Smeltzer & Bare,2000);台灣地區2000年支氣管炎、肺氣腫亦名列第11大死因(行政院衛生署,2000)。

每年因COPD消耗的醫療資源及國家預算是相當可觀的,北台灣某醫學中心於1994-1995年有關住院疾病結構的統計結果顯示,COPD病人數名列呼吸系統疾病第二位(約13-16%),並未因每年醫療技術的進步或資源的充裕而減少,病人生活品質也因疾病不可逆的惡化難以提昇。因此,肺部復健成為治療中的"黃金準則",其中又以運動訓練最為重要(Celli,1998;Grosbois, et al.,1999),因為它能有效改善病人活動耐力,使他們在活動中呼吸困難降低,運動、活動時的心理障礙-焦慮減緩,打破疾病一連串惡性循環下的失能(disabling)。

慢性阻塞性肺疾病對活動耐力的影響

活動是一種動作,需要專注與耗費能量,平時欲維持自我照顧、完成職務上的工作與從事生理運動都必須要活動,當個人日常活動及運動型態受到限制時,個體便會喪失對環境的控制感,進而威脅健康(McFarland & McFarland,1997)。耐力則是一種持續、耐久的能力,是活動與能量系統間反應的產物,活動耐力受到3項因素影響:功能性因素-心輸出量、肺臟氣體交換、組織代謝能量,構造性因素-神經、血管與骨骼肌肉系統功能,情境性因素-動機、知識、支持或訓練的程度(McFarland & McFarland,1997)。如果病人經常臥床或不動,會受到活動無耐力的威脅,尤其是年紀大於65歲的老人更因此會使健康狀態走入下坡(deconditioning),造成心、肺、肌肉功能失常。

COPD多半發生於中老年人,隨著年紀的增加機率愈高,生理上同時會出現不可回復的病態結果;COPD主要包括慢性支氣管炎(chronic bronchitis)和肺氣腫(emphysema),或者兩種診斷同時存在,因此,COPD是一群疾病變化後在功能上分類的稱呼,特徵就是病人因氣道內徑變窄而延長吐氣時間或減緩吐氣流速(Smeltzer & Bare,2000)。慢性支氣管炎是由於支氣管不斷受到致病因子的刺激,導致黏膜下腺體、杯狀細胞增生,黏液纖毛防禦機轉障礙,使黏液大量增生,無法藉纖毛活動清除,不僅呼吸道容易反覆感染,氣體流出時也會被黏液擋住,造成空氣滯留(air trap)於肺泡內影響換氣。肺氣腫是末梢氣道與肺泡壁遭到破壞,使肺內氣室永久性的增加,因吐氣時肺泡彈力降低、末梢氣道塌陷,也會使空氣滯留影響病人的氧合(Black & atassarin-Jacobs,1997)。

換氣不足或氧合變差會反應出動脈血中二氧化碳分壓上升或氧氣分壓下降的症狀與徵象,特別在COPD病人活動時,更會因此功能性限制發生呼吸喘、呼吸困難,進而處於缺乏足夠的生理或心理能量以持續或完成必要或想要的日常活動,亦即面臨活動無耐力的健康問題。COPD病人功能性限制的發生主要有以下幾個機轉(Dehuijzen, Van-Herwaarden,& Folgering,1990;allagher,1994):1.心血管循環的限制:由於肺血管阻力增加,中度至重度者其右心室功能失常,病人在運動時容易出現低血氧;2.換氣限制:運動時呼吸道死腔換氣量增加,所以會增加呼吸作功以便維持充分的肺泡換氣。呼吸作功主要依賴橫膈肌與內肋間肌,然而COPD病人的呼吸肌軟弱無力,容易疲勞甚至引起呼吸衰竭,導致動脈血中二氧化碳分壓上升、血氧分壓下降;3.擴散障礙:因肺泡破裂成皰(bleb),氣體交換面積減少,造成擴散容積減少,當病人運動氧氣消耗增加時,就產生低血氧;4.呼吸機轉障礙:COPD病人吐氣氣流受阻、肺泡彈力喪失,使空氣滯留肺泡內,造成下一次吸氣困難,肋膜腔負壓自相對於大氣壓力的-2mmHg至-6mmHg更加下降,在此狀態下,為使肺泡有足夠換氣,呼吸肌更加費力收縮,所以病人的呼吸困難感加重,限制其運動能力。

COPD病人活動無耐力在構造上的限制,常來自呼吸困難下產生的靜態生活,或是食慾降低造成的營養不良,這些因素會使肌肉萎縮、下肢疲憊;情境上的限制則多與反應性憂鬱(reactive depression)、焦慮、動機不足和缺乏肺部疾病自我照顧知識有關(Celli,1998;Gallagher,1994;McFarland & McFarland,1997)。

運動訓練改善活動耐力之成效

美國學院胸腔醫學會(American College of Chest Physicians)於1974年引用美國胸腔醫學會的陳述,定義「肺部復健是一門臨床醫療的藝術,依病人個別化之需要,經由診斷、治療、情緒支持和教育,提供多元化的訓練計劃,以穩定或回復在肺部疾病影響下所產生的生理與心理問題」(Ries et al.,1997)。其中運動訓練在肺部復健中是相當重要的一環,包含上肢與下肢訓練,因為它能有效改善病人日常生活及工作時呼吸困難感受,減少再入院次數(Celli,1998;Mahler,1998;Carrieri-Kohlman. et al., 2001),徹底制止COPD病人不活動下所產生的失能。

上肢運動可分為兩種,支持性(supported)上肢運動需藉由儀器訓練例如肌力車(ergo meter),使用肌力車時亦可加上阻力訓練;非支持性(unsupported)上肢運動是以舉起手臂維持抗重力姿勢以及手臂舉重的方式訓練(Mahler,1998),由於這種方式不需儀器,對病人而言是較經濟又方便的運動。正常人換氣時,除使用橫膈和內肋間肌外,還會使用胸部的肌肉群幫助胸廓擴張,例如胸大肌連接手臂、鎖骨、胸骨和第1-6肋骨,運用手臂執行上肢活動時,便會因牽連手臂進而影響胸部肌肉,這些肌肉除要維持上半身活動的姿勢,也要加入換氣的行列。COPD病人原來就因肺部過度充氣及營養不足,造成橫膈活動範圍減小或疲憊因而換氣不足,如今日常生活中許多動作又要靠上肢完成更會加重換氣負擔,進而使用呼吸輔助肌肉;因此,藉由上肢運動可以增加上半身肌肉群參與呼吸動作、改善呼吸效率,也能藉由訓練計劃增加這些肌肉群的強度和耐力(Mahler,1998;Berry & Walschl-ager,1998; Celli,1998)。

Celli(1998)表示,肺部復健中以運動訓練最為重要,尤以下肢運動為最;下肢運動訓練又以步行(walking)、固定式腳踏車(stationary cycling)最合適(Berry & Walschlager,1998),其它還包括跑步機(treadmill)、爬樓梯(climb stairs)及踏步運動(step)。步行運動被廣為使用,是因為它最簡單、不受限制,不論在哪兒皆可執行,對身體活動受限制、不動或少動的病人特別有效;下肢運動能有效改善活動耐力,因為它能減少乳酸產生、增進骨骼肌氧化活動(Mahler,1998),但對肺功能改善卻無助益(Ries et al.,1997)。

Mahler(1998)綜合多份文獻,建議慢性呼吸道疾病病人之運動指引:1.運動類型:可彈性運用各種上、下肢運動,但在各種有氧運動前應先暖身(warm up)、運動後要緩和(cool down);2.有氧運動:(1)種類:自然狀態下,持續且有節律地讓大肌肉群協調動作,包括步行、騎腳踏車、划船、游泳等;(2)頻率:每週至少3-5次,逐漸增加到每日1次;(3)強度:自最大耗氧量的50%開始訓練,或是盡最大的能力運動時,以出現活動無耐力症狀、徵象時做為終止;(4)持續時間:一開始可以運動5分鐘休息2分鐘,再重複運動5分鐘休息2分鐘,逐漸增加到能持續運動至20分鐘;(5)氧氣供應:如果氧氣飽和度小於等於88%時,可以使用氧氣維持氧氣飽和度大於等於90%。

Epstein等人(1997)以23位慢性阻塞性肺疾病重度阻塞病人為研究對象,12人給予非支持性上肢運動訓練、11人給予低阻力吸氣肌訓練,21-24次訓練課程在7-8週執行完畢,結果非支持性上肢運動訓練的病人在運動後2分鐘之氧氣消耗、每分鐘換氣量和平均吸氣氣流,皆比運動前2分鐘顯著降低,低阻力吸氣肌訓練的病人則無顯著差異。Martinez等人(1990)將40位COPD門診病人分為2組,1組給予非支持性上肢運動、下肢運動及呼吸肌訓練,另1組給予支持性上肢運動訓練、下肢運動及呼吸肌訓練,訓練時間共10週,結果非支持性上肢運動訓練組在運動後2分鐘氧氣消耗顯著減少,支持性上肢運動訓練組無顯著差異(Epstein et al.,1997)。Carrieri-Kohlman等人(2001)以45位COPD病人為對象,進行4-6週共12次的跑步機訓練,結果發現運動前中後呼吸短促的程度並不會隨著運動訓練的增加而顯著降低,但呼吸困難引發焦慮的分數在運動中及平均分數上,隨著訓練的增加而顯著減少,然而這45位病人訓練期間的運動表現(卡路里消耗)是有顯著提高的,之前許多研究不知道呼吸困難和呼吸短促導致病人日常活動功能障礙的機轉,Carrieri-Kohlman等人則表示這種現象恰如Carrieri-Kohlman、Douglas、Murray和Stulbarg(1993)所提之理論--運動減敏作用(exercise desensitization),亦即呼吸困難是有一閥值(threshold)的,只要運動強度不讓呼吸困難超過閥值病人皆能接受,我們要在一安全環境下施行運動訓練以誘發呼吸困難,讓他們適應漸增的呼吸困難程度,COPD病人自然會有一套因應技巧(coping skills),減少呼吸困難引發的焦慮,增強疾病自我控制的信心,提高日常活動耐力。

徐敏芳(1998)隨機將住院的慢性氣道阻塞性疾病病人分成3組:下肢運動、上肢加下肢運動、常規護理,出院後第一個月「上肢加下肢運動」組在6分鐘步行距離較其它兩組顯著增加,「肢體運動」兩組呼吸困難程度比「常規護理」組顯著降低;出院後第3個月「肢體運動」兩組6分鐘步行距離較「常規護理」組顯著增加,「上肢加下肢運動」組在休息及運動時呼吸困難程度比其他兩組顯著降低。

結論

肺部復健近年日益受到重視,不外乎是因為COPD病人數日增、不動使健康狀態迅速走入下坡、肺葉切除及肺臟移植人數增加、醫院管理者把它列入整體醫療計劃中、眾多研究證實其有正面之價值(Mahler,1998);其中最受矚目的運動訓練,不但能增強上半身肌肉群力量,使全身骨骼肌氧化活動增加,雖然它對COPD病生理的變化沒有幫助,卻能減緩呼吸困難、焦慮、沮喪,增加活動耐力、生活品質,縮短住院天數,延長生命。目前肺部運動訓練在國內施行並不普遍,相關護理研究也不多,期待能有更多臨床護理人員藉由了解運動訓練的成效,進而廣泛運用,並協助這些病人將運動訓練落實在日常生活中;未來研究方向也應思考,若要病人每日自我訓練以持續運動成效,我們該如何激發其自我潛能因應疾病照顧的相關問題,吸收組織運動訓練的有關知識,創造一個屬於他自己的生命第二春。

參考資料

行政院衛生署(2000)•死因統計•行政院衛生署•摘自http://www.doh.gov.tw/lane/statist/89/DIAIM89.xls
徐敏芳(1998)•慢性阻塞病患實施肺部復健運動方案成效之探討•未發表碩士論文,桃園:私立長庚大學。
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The Efficiency of Exercise Training in Improving Activity
Tolerance with Chron ic Obstructive Pulmonary Disease
Kung-hua Chen,Shung-ping Hung

Abstract
Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a major cause of death and disabili ty in the world. It is characterized by symptoms of dyspnea that result in a sedentary lifestyle and activity intolerance. Previous research in the Unit ed States has shown that exercise will improve activi ty tolerance and quality of life, but less research has focused on the effect of exercise in Taiwan. Clinical nurses also seldom implementing it. The purpose of this article is to explore the effects of exercise on the COPD patientss, and to call more nurses' attention to the importance of exercise. (Tzu Chi Nursing Journal 2002, 1(2):31-35)

Key words: Chronic obstructive pulmonary disease, Exercise training, Activity tolerance

◆回目錄