在家庭原地踏步运动中加入BreatheMAX辅助深呼吸对超重或肥胖青年最大自主通气量和呼气峰流速的影响：一项随机对照试验

《International Journal of Environmental Research and Public Health》：Effects of Adding BreatheMAX-Assisted Deep Breathing to Home-Based Spot Marching on Maximal Voluntary Ventilation and Peak Expiratory Flow in Young Adults with Overweight or Obesity: A Randomized Controlled Trial

　　

摘要
背景：超重和肥胖对呼吸力学和通气能力产生不利影响。本研究评估了联合原地踏步运动（SME）与BreatheMAX辅助深呼吸（CSMEB）相比单独原地踏步运动（SME）对超重/肥胖青年肺功能的影响。方法：38名参与者（年龄18–25岁，BMI 25.0–39.9 kg/m²）被随机分为SME组（n=19）或CSMEB组（n=19），其中2人在治疗前退出，36人完成研究（每组18人）。两组均进行每周5天、每次30分钟的SME，持续8周；CSMEB组额外进行每日设备辅助深呼吸（10组，每组10次呼吸）。主要结局指标为最大自主通气量（MVV）。次要结局指标包括肺功能测定和身体成分参数。结果：在第8周，CSMEB组在MVV方面比SME组取得显著更大改善（调整后平均差=6.31 L/min；95% CI: 0.08–12.55；p=0.047）。呼气峰流速（PEFR）也显著有利于CSMEB组（调整后平均差=0.71 L/s；95% CI: 0.02–1.39；p=0.044）。在FVC、FEV₁、FEV₁/FVC、肌肉质量或体脂百分比方面未发现显著组间差异（p>0.05）。未发生不良事件。结论：在家庭SME方案中加入BreatheMAX辅助深呼吸可在超重或肥胖青年中实现MVV和PEFR的针对性增强。

超重和肥胖（obesity）是全球性公共卫生问题，其通过增加呼吸阻力、损害膈肌效率、诱发肌肉疲劳和降低耐力，严重损害呼吸力学和通气能力。尽管中等强度持续训练（MICT）和高强度间歇训练（HIIT）能有效改善心肺功能，但超重/肥胖个体常因关节负荷、设备依赖和空间限制而难以长期坚持。原地踏步运动（SME）作为一种低冲击、无需设备的家庭运动，可模拟日常行走并减少关节应力，但单独应用对呼吸耐力的提升有限。BreatheMAX是一种吸气阈值负荷设备，通过容量扩张反馈（volume-expansion feedback）促进持续最大吸气（SMI），已在临床康复中用于肺扩张和气道清除。然而，将SME与BreatheMAX辅助深呼吸结合是否能产生协同效应，尚未在超重/肥胖青年中得到验证。因此，本研究旨在比较联合方案（CSMEB）与单独SME对最大自主通气量（MVV）和肺功能的影响。

研究人员在泰国皇太后大学物理治疗系开展了一项单盲、随机对照试验（RCT），从2025年12月1日至2026年2月28日，通过社交媒体和广告从泰国清莱府招募38名超重/肥胖青年（BMI 25.0–39.9 kg/m2，年龄18–25岁）。参与者被随机分为SME组（n=19）和CSMEB组（n=19），其中36人完成8周干预（每组18人，2人因计划冲突或个人原因退出）。主要结论为：CSMEB组在MVV和呼气峰流速（PEFR）上显著优于SME组，而用力肺活量（FVC）、第一秒用力呼气容积（FEV₁）、FEV₁/FVC比值、肌肉质量和体脂百分比无显著组间差异，且未报告不良事件。该研究发表于《International Journal of Environmental Research and Public Health》，为家庭呼吸干预提供了低成本、高依从性的策略，对超重/肥胖人群的呼吸健康促进具有重要公共卫生意义。

关键技术方法（不超过250字）：样本来源于泰国清莱府，通过社交媒体和广告招募。主要关键技术包括：（1）随机分配：采用STATA软件进行区组随机（区组大小2、4、6），分配序列由独立研究人员生成，并使用顺序编号、不透明、密封信封隐藏分配。（2）干预方案：SME组进行30分钟/天、5天/周、8周的家庭原地踏步运动，节奏由节拍器控制（第1周70步/分钟，第2–8周80步/分钟），强度控制在80%最大心率（%HRmax）或改良Borg量表6/10以内；CSMEB组在SME基础上额外使用BreatheMAX设备（恒定5 cm H₂O阈值负荷）进行深呼吸训练，每天10组（每组10次呼吸，每次吸气至总肺容量后屏气3秒），约20分钟/天，5天/周，8周。（3）监测与依从性：通过每日日志、每周视频提交（通过LINE应用）和电话随访进行监督，视频由独立研究协调员按标准化清单评估。（4）结局测量：主要结局MVV使用肺功能仪（Vyntus Pneumo）测量；次要结局包括肺功能测定（FVC、FEV₁、FEV₁/FVC、PEFR）和身体成分（肌肉质量、体脂百分比，采用多频生物电阻抗分析InBody 270）。（5）统计分析：采用协方差分析（ANCOVA）校正基线值，比较组间差异。

研究结果：

**主要结局**：经ANCOVA校正基线后，CSMEB组在第8周的最大自主通气量（MVV）改善显著优于SME组（调整后平均差=6.31 L/min；95% CI: 0.08–12.55；p=0.047）。组内分析显示，CSMEB组MVV从基线123.88±28.03 L/min增至140.12±29.68 L/min（相对增加13.1%），SME组从128.28±24.22 L/min增至138.03±23.22 L/min（相对增加7.6%），两组均显著提升（p<0.001），但CSMEB组增幅更大。

**次要结局-肺功能**：PEFR在CSMEB组中显著优于SME组（调整后平均差=0.71 L/s；95% CI: 0.02–1.39；p=0.044）。组内分析显示，CSMEB组PEFR提升19%（从6.25±1.20 L/s增至7.38±1.53 L/s，p<0.001），SME组提升10%（从6.68±1.67 L/s增至7.28±1.87 L/s，p=0.037）。FVC在两组内均显著增加（CSMEB组从3.26±0.71 L增至3.39±0.72 L，p=0.004；SME组从3.37±0.55 L增至3.45±0.64 L，p=0.002），但组间无显著差异。FEV₁仅在CSMEB组内显著升高（从2.84±0.56 L增至2.90±0.54 L，p=0.008），SME组无显著变化，组间差异不显著。FEV₁/FVC比值两组均无显著变化。

**次要结局-身体成分**：肌肉质量和体脂百分比在两组内和组间均无统计学显著差异（p>0.05）。CSMEB组肌肉质量从28.40±5.28 kg变为28.54±5.40 kg，体脂百分比从37.55±6.93%变为37.39±7.00%；SME组肌肉质量从28.72±6.09 kg变为28.78±5.91 kg，体脂百分比从36.24±8.01%变为36.20±7.77%。

**不良事件**：整个8周干预期间未报告任何不良事件或安全问题，两组参与者的依从率均为100%（完成者完成全部40次训练）。

讨论部分总结：本研究表明，CSMEB方案在MVV和PEFR上优于单独SME，但未改变静态肺容积（FVC、FEV₁）和身体成分。CSMEB组MVV的13.1%提升超过公认的测量变异范围（8%–10%），提示具有生理学意义。这些改善可能归因于SME的上肢高角度运动增加胸廓肌负荷、持续胸廓活动增强胸壁顺应性、呼吸肌耐力适应以及心血管刺激，但具体机制未被直接测量。BreatheMAX的5 cm H₂O阈值负荷可能通过重复性深呼吸提高呼吸系统效率，与既往研究结果一致。然而，CSMEB组额外增加了每日20分钟深呼吸训练，总干预剂量更高，可能贡献了部分效应，未来需采用剂量匹配或假设备对照设计。身体成分无显著变化，可能因8周干预时间较短、运动量不足（每周约150分钟，低于ACSM推荐的250分钟/周减脂阈值）、缺乏阻力训练和严格饮食控制。本研究的局限性包括：未校正多重比较、样本量基于小规模预试验、缺乏非运动对照组、未评估主观呼吸症状、未直接测量呼吸肌力量或膈肌活动、参与者无法设盲、仅纳入青年、BIA测量身体成分的局限性，以及短期安全性结论有限。但优势包括前瞻性注册、分配隐藏、评估者设盲、95%完成率（36/38）和100%依从性。

研究结论翻译：本研究证明，在超重或I–II级肥胖的相对健康青年中，8周家庭干预结合原地踏步运动与BreatheMAX辅助深呼吸（CSMEB）相比单独原地踏步运动，在最大自主通气量（MVV）和呼气峰流速（PEFR）上产生了更大的改善。试验期间未报告不良事件，且方案依从性高。未来需要更大样本量、更长干预期和包含临床合并症参与者的研究，以建立更广泛的安全性和治疗效用。鉴于样本量小、结局指标多、缺乏假呼吸对照组以及缺少以患者为中心的呼吸指标，这些发现应被视为初步结果，需在更大规模、充分把握度的试验中加以确认。