针对膝部手术后老年患者呼吸干预的可行性研究

术后并发症被定义为偏离正常恢复过程的任何事件¹，会对患者的生理和心理健康产生负面影响，并给医疗系统带来重大的经济负担^2-4。在每年估计进行的3.12亿例手术中，7-20%会导致一种或多种并发症^5-7。手术支出约占医院总费用的40%，其中一半以上是由术后并发症造成的^2,8。并发症的范围从轻微（如恶心、便秘）到严重（如感染、败血症），可能导致术后疼痛、焦虑、抑郁等病症，若治疗不足甚至会导致死亡^4,6,9。其严重程度受手术类型、患者风险因素和围手术期管理的影响^10-14。老年人（≥65岁）尤其脆弱，因为衰老会改变对恢复至关重要的神经内分泌和免疫功能^9,15,16。他们占全球手术患者的32-53%^15,17，预计到2030年这一数字将至少增加10%^7,18。全膝关节置换术（TKA）约占该组手术的55%，预计到2040年将增长14%^19,20。尽管外科实践有所进步，但约12%的老年人在TKA后会出现并发症^21,22。随着人口老龄化加剧，数百万人可能面临更高的术后并发症及相关病症风险。

导致这些并发症的主要机制之一是手术应激反应（SSR），这是一种先天的神经内分泌、代谢和免疫反应，旨在组织损伤后维持体内稳态^3,6,9。手术发生时，下丘脑的室旁核（PVN）检测到生理应激信号，并触发交感神经系统（SNS）和下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴的激活^6,9。HPA轴调节循环皮质醇和昼夜节律^23,24，但手术期间过度的SNS激活会破坏这一系统，导致皮质醇水平持续升高和昼夜节律曲线扁平化^9,25。更平坦的皮质醇曲线与更严重的术后疼痛、焦虑和抑郁相关^23,24,26。因此，HPA轴的失调可能会加剧术后病症，尤其是在老年人中^9,23,27。尽管SSR对愈合是必要的^9,28,29，但由持续性SNS活动和副交感神经系统（PNS）输出减少引起的自主神经失衡可能在术后持续数周^9,28,30。证据表明，增强PNS输出可能重新平衡自主神经系统，减轻应激反应，并改善恢复结果^29,31-33。鉴于接受TKA的老年人数量不断增加，显然需要安全的行为干预措施来激活PNS，以缓解SSR失调及相关并发症。

副交感神经系统（PNS），或称“休息和消化”系统，在SNS激活后恢复平衡^34-36。该系统主要由迷走神经介导，调节心率、呼吸和消化等非自主过程^34,37,38。大脑、肺和心脏之间的迷走神经信号产生呼吸性窦性心律不齐（RSA），这是一种随呼吸而有的节律性心率波动，可作为迷走神经张力和PNS活动的生物标志物^40,41。更高的迷走神经张力反映了更强的副交感能力，并与改善的心理和生理健康相关^33,41。迷走神经还通过调节PVN中的促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）来调节HPA轴，从而影响下游的ACTH和皮质醇释放^9,34,42。研究表明，迷走神经张力与HPA活性呈负相关^34,42,43，这表明迷走神经张力降低（如SSR失调所见）与较差的心理学结果（如疼痛、焦虑和抑郁）相关^44,45。因此，通过促进RSA的干预措施增强迷走神经张力，可能有助于实现自主神经平衡、HPA调节和改善术后恢复。

呼吸练习是实现这一效果的一种有前景的非药物方法。呼吸练习被定义为有意调节呼吸速率和节律以影响生理状态^32,46，可以增强PNS输出并抵消SSR期间SNS的过度激活^31,33。诸如共振呼吸（将呼吸减慢至每分钟四到七次）等练习，能自然引发RSA并增加迷走神经张力^47-49。共振呼吸与HPA调节⁵⁰以及疼痛、焦虑和抑郁的减轻相关^46,51,52。然而，很少有研究探讨其对老年人TKA术后结果的影响。

本研究探讨将箱式呼吸作为常规围手术期护理（CAU）的可行补充，用于接受TKA的老年人。箱式呼吸是一种受控的呼吸练习技术，其中练习的每个部分（吸气、呼气和屏息）持续时间相等^46,53。该练习可以调整以达到共振呼吸速率，从而刺激RSA、提升迷走神经张力并激活PNS^47-49。箱式呼吸易于掌握、成本低且易于教授，需要最少的时间投入且无需设备，这支持了其在老年手术患者中的可行性。

初步研究表明，箱式呼吸通过增强PNS活动和减少SNS唤醒，改善了生理和心理结果^46,53,54。受控的屏息可能通过提高二氧化碳耐受性进一步减轻压力和焦虑^51,55。当前研究提出，箱式呼吸可能减轻SSR诱导的HPA失调和昼夜皮质醇曲线的扁平化，从而改善接受TKA的老年人的疼痛、焦虑、抑郁和恢复质量。