健身气功养肺方对稳定期慢性阻塞性肺疾病患者认知功能的影响及机制探讨.pdf

chronicobstructivepulmonarydisease/ZHUANGMin,LIUXiaodan,LI Peijun,et al./ChineseJournalEffects and mechanism of pulmonary-basedQigongg exercise on cognitive function in patientsswith stable临床研究ChineseJournalation Medicine,Jul.2023,Vol.38,No.7endu健身气功养肺方对稳定期慢性阻塞性肺疾病患者认知功能的影响及机制探讨庄敏1.2刘晓丹2李培君？祝愿？年段宏霞3.4摘要目的：探索健身气功养肺方对稳定期慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，CO PD)患者认知功能的影响及机制。方法：于2 0 19 年11月一2 0 2 0 年7 月招募稳定期COPD患者36 例，随机分人对照组与干预组。对照组患者接受常规药物治疗和健康宣教，干预组在对照组基础上进行12 周健身气功养肺方锻炼（5天/周，2 次/天，35min/次）。干预前后对所有患者认知功能进行评价：蒙特利尔认知评估量表（Montreal cognitive assessment，M o CA）、R i v e r me a d 行为记忆测试第2 版(Rivermead behavioral memory test-II，R BM T-II)量表、连线试验(trail making test，T M T)中文修订版、词语流畅性测试(verbal fluencytest，VFT)及听觉事件相关电位P300。结果：与干预前相比，干预组MoCA、R BM T-I、T M T-A、T M T-B、VFT-音位流畅性分数均显著性改善（P0.01）,Fz、Cz、Pz 振幅均显著性增加(P0.01;P0.05;P0.01)；干预后组间比较显示,与对照组相比，干预组MoCA分数明显增高（P0.05）,Fz、Cz、Pz 潜伏期明显缩短（P0.01,P0.05,P0.05)。结论：健身气功养肺对稳定期COPD患者的整体认知功能、执行功能及词语流畅性可能有积极影响，且可缩短P300波潜伏期，可能是预防COPD患者认知功能减退的一种有效运动策略。关键词慢性阻塞性肺疾病；健身气功养肺方；认知功能；P300波中图分类号：R563.3文献标识码：A文章编号：10 0 1-12 42(2 0 2 3)-0 7-0 9 0 4-0 0 7of Rehabilitation Medicine,2023,38(7):904910AbstractObjective:To explore the effect and mechanism of Pulmonary-based Qigong exercise on cognitive function ofpatients with stable chronic obstructive pulmonary disease(COPD).Method:From November 2019 to July 2020,36 patients with stable COPD were recruited and randomly di-vided into control group and intervention group.The patients in the control group received routine drug treat-ment and health education,while the intervention group received 12 weeks of exercise(5 days/week,2 times/day,35 minutes/time)on the basis of the control group.The cognitive function of all patients was evaluatedbefore and after intervention:Montreal Cognitive Assessment(MoCA),Rivermead Behavioral Memory Test-II(RBMT-II),Trail Making Test(TMT),Verbal Fluency Test(VFT)and auditory event-related potential P300.Result:Compared with before intervention,the score of MoCA,RBMT-II,TMT-A,TMT-B or phonemic fluen-cy in the intervention group was significantly improved(P0.01),and the amplitude of Fz,Cz or Pz was sig-D0I:10.3969/j.issn.1001-1242.2023.07.006*基金项目：国家自然科学基金（8 2 0 7 2 551,8 19 0 2 30 7)；上海市卫生健康委员会卫生健康学科带头人项目（2 0 2 2 XD044)；上海市“超级博士后”资助项目（2 0 2 2 510）1复旦大学附属华山医院康复医学科，上海市，2 0 0 0 40；2 上海中医药大学康复医学院；3上海市第七人民医院；4通讯作者第一作者简介：庄敏，男，初级治疗师；收稿日期：2 0 2 3-0 3-0 9052023年，第38 卷，第7 期中国盾复医学集志nificantly increased(P0.01;P0.05;P0.01);Compared with the control group,the MoCA score of the in-tervention group was significantly higher(P0.05),and the latency of Fz,Cz or Pz was significantly shorter(P0.01,P0.05,P0.05).Conclusion:Pulmonary-based Qigong exercise may have a positive impact on the global cognitive function,executive function and verbal fluency of patients with stable COPD,and may shorten the P300 wave latency,which may be an effective exercise strategy to prevent cognitive decline of patients with COPD.Authors address Department of Rehabilitation Medicine,Huashan Hospital,Fudan University,Shanghai,200040Key word1 chronic obstructive pulmonary disease;Pulmonary-based Qigong exercise;cognitive function;P300慢性阻塞性肺疾病,简称慢阻肺（chronic ob-structive pulmonary disease，CO PD)是一种以呼吸道症状和气流受限为主要特征的多系统性疾病，伴发生理、心理和认知多个领域功能减退。其中，COPD是认知障碍发生的独立危险因素之一，且发病率较高2-4。有研究表明,认知障碍严重程度和COPD严重程度呈正相关5,3年中COPD患者轻度认知功能障碍(mild cognitive impairment，M CI)的发生率是非COPD人群1.48 倍，而痴呆的发生率高达1.8 9 倍。其认知功能受损领域主要表现在：执行功能、记忆功能、语言流畅性等7-8 ,严重影响COPD患者的认知心理、自我管理能力、药物依从性等9 14有氧运动对COPD患者的认知功能有积极作用S-10。其可通过改善COPD患者的氧化应激17-18 、减少促炎症因子的产生19-2 0 ,延缓海马和灰质体的萎缩2 1-2 2 ,进而保护神经和改善认知功能。健身气功养肺方是以中医理论为指导，以呼吸系统疾病特征为干预靶点，对六字决、五禽戏、八段锦等功法中具有调理肺脏和呼吸作用的动作进行科学整合编制的一套养肺锻炼方法，具有经济、安全、多效、可居家使用等特点。课题组前期已明确养肺方对COPD患者肺功能、呼吸困难、生活质量的积极作用2 3,但养肺方的疗效评价体系建立尚不完善。本研究旨在全面评价养肺方对COPD患者认知功能的影响，为养肺方在COPD中的临床应用提供进一步全面的证据。1资料与方法1.1一般资料本研究于2 0 19 年11月一2 0 2 0 年7 月在上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院招募稳定期COPD患者36 例，包括对照组18 例和干预组18 例，两组一般资料比较无显著性差异，具有可比性(表1)。纳人标准：符合COPD诊断标准（参照2 0 19版GOLD指南）；严重程度处于GOLD1一3级（FEV130%）；随机分组前4周疾病处于稳定期（患者呼吸道症状稳定或轻微）；年龄：40 一8 0 岁，性别不限；愿意签署知情同意书。排除标准：合并肺癌、哮喘等呼吸系统其他疾病，无法进行运动锻炼；合并其他心血管、内分泌、肝脏等重大疾病，无法进行运动锻炼；试验前6 个月有进行规律运动（每周2 次的运动）；患有其他引起脑功能障碍的疾病,如痴呆、抑郁症、精神分裂疾病或脑血管疾病等；无法配合完成评估和治疗。本研究已获得上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院伦理委员会批准，批件号为2 0 19-141，临床注册号为ChiC-TR1900026869表1两组患者一般资料基线比较对照组干预组统计量P值(n=18)(n=18)年龄（岁）66.117.6864.949.280.4110.274身高(cm)166.507.41166.897.33-0.1580.736体重(kg)65.539.4964.197.330.4720.160性别(男/女)15/314/4/1.000受教育程度10/87/110.505(12年/12 年）吸烟史(有/无）15/312/60.443GOLD分级2/7/94/6/80.5860.5581.2研究方法本研究是一项单中心随机对照试验，对指标测评人员实施盲法。采用SPSSV.24.0产生的随机数字表，将所有纳人的受试者随机分入对照组与干预组。只有主要研究者知道受试者随机分配的序列1.3千预方法对照组：予以常规药物治疗和健康宣教，健康宣906Chinese Journal of Rehabilitation Medicine,Jul.2023,Vol.38,No.7教每2 周1次，包括疾病的概念、疾病的风险因素、疾病的日常管理等。在此基础上,不进行任何干预,仅维持日常生活习惯。干预组：予以常规药物治疗和健康宣教,健康宣教每2 周1次,包括疾病的概念、疾病的风险因素、疾病的日常管理等。在此基础上,进行为期12 周的健身气功养肺方锻炼（在正式干预前1周，由专业功法教师带领2 名学生，以线上线下相结合的方式，向干预组受试者统一教授）：患者自行选择场合，每周锻炼5d，每天早晚各1次，每次35min左右，如感觉劳累可稍休息，后继续完成。运动负荷将使用BorgCR10量表监控，维持在4一6 级即患者感觉疲劳程度有些严重但不到非常严重。若Borg自评分数 6,则将指导受试者加大/降低运动强度，包括调整活动范围、速度和呼吸方法。若有受试者总是不能以适当的强度进行特定的锻炼，那么仅以最佳的强度进行锻炼并且研究人员对其进行记录。要求患者每日将训练视频发至微信群中以监控锻炼情况。35min健身气功养肺方锻炼方案：热身运动3min，主要内容为关节活动和拉伸，包括头部运动、扩胸运动、振臂运动、体转运动、腕踝运动、直立压腿运动、弓步压腿运动以及仆步压腿运动；健身气功养肺方2 5min（图1）；整理运动7 min，主要内容为肌肉自我牵伸和放松，包括腿部拉伸、上背部拉伸、腰部拉伸、颈部拉伸、肩部拉伸1.4评价指标图1健身气功养肺方的主要动作组成“呼”字快“四”字快两手托天理三焦左右开弓似射雕鸟戏1(鸟伸)鸟戏2(鸟飞)横担降魔杆在研究开始前一周和研究结束后一周内对指标进行测试，研究前后同一指标的测试由同一测试员进行，保证测试员在研究期间对分组的盲态。认知功能：分别采用神经心理学测试量表蒙特利尔认知评估量表（Montreal cognitive assess-ment，M o CA）、R i v e r m e a d 行为记忆测试第2 版(Rivermead behavioral memory test-II,RBMT-II)量表、连线试验(trail making test，T M T)中文修订版、词语流畅性测试(verbal fluency test，VFT)2 4评价患者的整体认知功能、记忆功能、执行功能、词语流畅性。TMT包括TMT-A与TMT-B两部分，VFT包括音位流畅性测试(phonemic fluency test,PFT)和语义流畅性测试（semantic fluency test,SFT)两部分。听觉事件相关电位P300测试：采用6 4导脑电信号采集记录仪（Easycap64，Br a i n Pr o d u c t s，Germany)进行听觉事件相关电位P300测试。参照国际10/2 0 系统安放电极，测试阻抗保持在5kQ以下，采用“Odd-ball刺激序列。程序设计选用Ep-rime 2.0软件，设置靶刺激（新奇、罕见音调）为2kHz，非靶刺激为1kHz，占比8 0%。总共30 0 次刺激，分析时间10 0 0 ms，带通滤波器为0.1一50 Hz。患者闭眼并自己计数靶刺激的次数2 5-2 6 。1.5数据处理分析数据选用Matlab软件（产品版本：8.2.0.348）。首先，将所有个体数据进行预处理：去除无用电极（眼电电极）、0.5一30 Hz带通滤波、50 Hz陷波滤波、-2 0 0 一8 0 0 ms分段，之后剔除坏分段、重参考、独立成分分析法去伪迹成分。随后对预处理数据进行叠加平均，最终提取P300峰潜伏期与峰振幅。1.6统计学分析采用SPSSV.24.0软件包进行数据处理。患者2023年，第38 卷，第7 期中国广复医学集志的一般资料年龄、身高、体重及结局指标均为计量资料，正态数据的统计描述采用均数土标准差，偏态数据的统计描述采用中位数土四分位数间距。满足正态分布且方差齐的数据，采用配对样本t检验进行组内比较，采用方差分析进行组间比较；不满足正态分布或/且方差不齐的数据，采用Wilcoxon符号秩和检验进行组内比较，采用Wilcoxon秩和检验进行组间比较。患者的一般资料性别、受教育程度、吸烟史为计数资料，疾病严重程度分级为等级资料，统计描述采用相对比，采用卡方检验或非参数检验进行统计分析。统计检验为双侧检验，设定检验水准（显著性水准)为0.0 5。2结果2.1干预前后认知功能的前后比较见表2,与基线相比，对照组RBMT-II分数明显提高(P0.01）；干预组MoCA、R BM T-II、T M T-A、TMT-B、PFT 分数均明显改善，且具有显著性差异(P0.01）。干预前后组间比较显示,两组MoCA分数具有显著性差异(P0.05)。2.2干预前后事件相关电位P300的前后比较见表3,组内比较显示：对照组与干预组Fz、Cz、Pz潜伏期均无显著性差异(P0.05);对照组Fz、Cz、Pz 振幅均有下降趋势，但仅Pz振幅下降具有显著性意义（P0.05）；干预组Fz、Pz 振幅显著增加(P0.01）,Cz 振幅明显增加(P0.05）。干预后组间比较显示，干预组Fz、Cz、Pz 潜伏期均明显低于对照组（P0.01，0.0 5，0.05)。3讨论本研究结果表明，练习健身气功养肺方对稳定期COPD患者的整体认知功能、执行功能和词语流畅性可能有积极影响；且健身气功养肺方对环境空间要求低、不依赖于其他设备、经济性和安全性高，具有明显优势。因此，健身气功养肺方可能是预防COPD患者认知功能减退的一种有效运动策略。3.1健身气功养肺方对COPD患者认知功能的影响表2干预前后认知功能的前后比较(x士s)指标例数干预前干预后MoCA对照组1824.833.3724.283.43干预组1825.172.0926.672.5002RBMT-II对照组1815.673.7319.283.430干预组1816.283.4319.561.95TMT-A对照组1846.8816.7745.0325.04干预组1864.2328.8045.8310.35TMT-B对照组1877.6626.9564.8557.44干预组1885.3440.2360.4154.810PFT对照组188.442.598.442.28干预组186.942.248.672.400SFT对照组1810.392.0310.672.17干预组1810.062.5810.006.25注：干预前后两组组内比较P0.01；干预后两组组间比较P0.05表3干预前后事件相关电位P300的前后比较(x士s)指标例数干预前干预后Fz潜伏期对照组18292.5063.57302.3375.52干预组18301.3368.28276.3344.37Cz潜伏期对照组18288.6761.81304.3378.11干预组18298.3369.84272.6745.31Pz潜伏期对照组18288.8363.50305.8379.85干预组18296.1771.05278.5048.94Fz振幅对照组184.352.944.012.84干预组184.412.655.542.912Cz振幅对照组184.342.943.742.19干预组184.402.265.412.43Pz振幅对照组183.942.583.572.520干预组183.972.154.692.122注：干预前后两组组内比较：P0.05，P 0.0 1；干预后两组组间比较：P0.05,P 0.0 1中国健身气功是一种身心合一的运动方式，协调结合了身体的运动、呼吸、姿势以及注意力多个方面,是一项适合于COPD患者的运动方式2 7。太极拳、八段锦、易筋经和五禽戏等健身气功已被证实对改善稳定期COPD患者的肺功能、呼吸困难、运动功能及生活质量的有效作用2 8-3;然而,关于其对认知功能有效性的报道相对较少，现有研究大多集中于有氧运动和抗阻运动在稳定期COPD患者认知功能908Chinese Journaltation Medicine,Jul.2023,Vol.38,No.7中的应用。运动对COPD患者认知功能的积极影响已被初步肯定32 ,其对认知障碍和认知正常的COPD患者的整体认知功能、健康状况和运动能力均有良好影响3。AquinoG等34 发现4周的跑步机有氧运动和有氧联合抗阻运动可明显改善COPD患者的长时记忆、词语流畅性、注意力、失用症和推理能力。FranceG等35 研究结果认为6 周有氧运动便可有效改善COPD合并MCI患者的认知功能，但对急性期COPD患者作用不显著。Bonnevie T等36 对患者进行了3个月随访，显示8 周的运动训练（下肢力量训练、耐力训练）可改善COPD合并MCI患者的整体认知功能、记忆功能，而在随访的三个月中，整体认知功能和记忆功能的改善更为显著。三项研究中，认知障碍患者的改善程度均大于认知正常患者；且最短4周便可看到效果，可能在后期随访中会获益更大。这证实了定期运动对维持或改善COPD患者的认知能力至关重要,这与本研究结果基本一致。这也提示我们，未来可对不同运动类型（常规有氧运动、抗阻运动和有氧联合抗阻运动)在COPD患者认知功能中的疗效差异进行研究;此外,还应采用长期研究设计，以评估运动疗效的持久性，探索适合于COPD患者认知功能提高的最佳运动方式，为临床应用提供参考意见3.2健身气功养肺方对COPD患者事件相关电位P300的影响听觉事件相关电位P300是一项电生理测试，被广泛认为是评估认知功能（认知加工)的有效工具37 。文献显示，即使是轻度认知损伤也会导致P300波潜伏期和振幅的变化38 。多项研究均观察到COPD患者P300波潜伏期显著延长、振幅显著降低,且与疾病的严重程度相关2 5-2 6 。Kirkil G等2 5 观察了30 例稳定期COPD患者、30 例急性期COPD患者和17 例正常健康人的P300波潜伏期和振幅，结果发现P300潜伏期与血氧分压（PaO2）、血氧饱和度、FEV1、FEV1/FVC值显著负相关，和年龄显著正相关;P300振幅仅与PaO,正相关。GuoLili等39 提出8 周2 4式太极拳（45min/次，3次/周）显著提高老年人的P300波振幅，对潜伏期有延缓其下降的趋势。国内学者多项研究发现3个月健身气功八段锦可显著改善P300波潜伏期，6 个月时振幅显著提高40-41。本研究结果与以上研究结果基本一致,3个月健身气功养肺方明显改善P300波潜伏期；尽管振幅出现升高趋势，但并未出现显著性差异，这可能与干预时长较短有关。此外，张新安等人比较了不同运动类型对P300波的影响，结果发现健身气功八段锦训练3个月便可明显改善P300波潜伏期和振幅，而慢跑和有氧操训练6 个月才观察到P300振幅的明显升高42 ;这提示健身气功可能比其他有氧运动类型对COPD患者认知功能的改善效果更快3.3健身气功养肺方在稳定期COPD患者中的应用价值结合本研究结果及团队前期研究43-44,健身气功养肺方对稳定期COPD患者的疗效评价体系进一步完善，其对COPD患者肺功能、呼吸肌肌力、运动能力、生活质量及认知功能均具有积极作用，在临床中具有一定的应用优势。多种影响因素导致COPD患者认知功能的减退，包括年龄、疾病持续时间、疾病严重程度、高碳酸血症、吸烟和血管功能障碍45-47 。其中,肺功能障碍导致的缺氧是主要原因；氧分压越低,认知障碍的发生风险就越高48 。因此，改善肺功能障碍可能对认知功能有积极影响。健身气功养肺方是基于COPD肺失宣降、脾失健运、肾不纳气的基本病机49 ,选取中国传统健身气功中具有宣肺平喘、健脾化痰、补肾纳气的功法动作，通过科学编排和配伍，创编而成。本养肺方运用健身气功和中医的形神一体论，将呼吸吐纳、动作、意念共同融合，通过宣肺平喘、健脾化痰、补肾纳气最终增强肺功能的作用。养肺方主要动作包括改良版“呼字决”“咽字决”“两手托天理三焦”“左右开弓似射雕”“鸟戏”“横担降魔”30-51。呼吸方面，采用缩唇呼吸（鼻吸口呼），嘴唇呈吹口哨状，可增加气道内阻力，避免小气道过早塌陷与闭合，增加肺泡换气，改善肺部过度通气状态，提高呼吸效率；腹式呼吸以膈肌运动为主，可改善横隔膜的活动度，使肺底部的二氧化碳更多地被呼出，加深呼吸，增加肺通气量，使氧气更多地进人肺部，改善肺功能和机体缺氧状态。另一方面，养肺方动作较为复杂多变，学习有一定的难度。干预前期,要求受试者记住每一动作的要点及动作顺序，掌握各动作之间的转换以及连贯性，这也是一个记忆训练的认知2023年，第38 卷，第7 期中国广复医学集志干预过程；在每天的训练过程中，要做到手眼协调，上下肢的配合，不断地进行动作转换，意气体相互配合，特别是“左右开弓似射雕”，对提高信息处理能力的执行功能有积极效果；并且，每次训练时间长达30min以上，习练过程中要求把注意力集中到身体某部位、某一练功姿势上来，以意引气，可起到放松身心、增强注意力、改善认知功能的作用。此外,相比于有氧运动和抗阻运动，健身气功养肺方对环境空间要求低、不依赖于其他设备、经济性和安全性高，具有明显优势3.4本研究的局限性本研究为12 周短期研究，缺乏长期随访效应观察；本研究为初步研究，尚未将COPD患者区分出认知障碍患者和认知正常患者进行研究；本研究仅观察了健身气功养肺方的疗效，尚未与其他运动类型做疗效对比研究。因此，未来研究应考虑进行不同运动类型对稳定期COPD认知障碍患者和认知正常患者疗效对比的长周期研究,以得出更进一步精准的结论。参考文献1 Agusti A,Celli BR,Criner GJ,et al.Global initiative forchronic obstructive lung disease 2023 report:GOLD execu-tive summaryJJ.Am J Resp Crit Care,2023,207(7):819837.2 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