74例健康青年志愿者心肺運動試驗、六分鐘上下樓梯試驗結果對比觀察

郭輝，孫景權，張一民

(1沈陽工業大學，沈陽 110870；2北京體育大學)

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·臨床研究·

74例健康青年志愿者心肺運動試驗、六分鐘上下樓梯試驗結果對比觀察

郭輝1，孫景權2，張一民2

(1沈陽工業大學，沈陽 110870；2北京體育大學)

目的比較心肺運動試驗(CPET)與六分鐘上下樓梯試驗(6MSCDT)的測試結果。方法74例健康青年志愿者，按Bruce方案進行CPET，1周后再進行6MSCDT，比較兩試驗所測得的氣體代謝指標和運動強度指標。結果受試者6MSCDT與CPET最大攝氧量分別為(2.594±0.729)、(2.838±0.878)L/min，相對最大攝氧量分別為(41.2±7.0)、(45.1±8.5)mL/(min·kg)，呼吸商分別為1.10±0.10、1.15±0.11，兩者最大攝氧量、相對最大攝氧量比較，P均<0.01，兩者最大攝氧量、相對最大攝氧量均呈正相關(r分別為0.884、0.716，P均<0.01)。受試者6MSCDT、CPET最大心率分別為(173±11)、(183±9)次/min，代謝當量分別為(11.8±2.0)、(12.9±2.4)METs，呼吸頻率分別為(44.6±7.4)、(47.9±7.4)次/min，兩者比較，P均<0.05。結論6MSCDT與CPET測得的最大攝氧量呈正相關，6MSCDT的運動強度低于CPET的運動強度，處在亞極量運動強度。

心肺運動試驗；心肺功能；最大攝氧量；亞極量運動；攝氧量

心肺運動試驗(CPET)[1～5]是目前使用較多的檢測心肺功能的手段之一。CPET能比較精確、客觀地評價個體的心肺功能，是影像學無法替代的檢查手段[4]。CPET的指標可確定手術適應證[6]，但由于CPET需要昂貴儀器設備和專業的測試人員，要廣泛開展心肺功能測試還存在較大困難，所以場地測試方法應運而生[7]。場地測試方法相對簡便、易操作。登樓梯實驗是最早應用于臨床的運動試驗[8～11]。研究顯示，患者登樓梯能力與術后病死率呈明顯的負相關。在對比現有的場地測試方法的基礎上，出于可操作性、經濟性、簡便性和方法的易得性，開發了六分鐘上下樓梯試驗(6MSCDT)。本研究比較CPET與6MSCDT的測試結果 ，現報告如下。

1　資料與方法

1.1臨床資料受試者74例，其中男35例、女39例，年齡20～30(24.9±2.6)歲，身高(169.1±7.5)cm，體質量(62.3±11.9)kg，BMI(21.6±3.0)kg/m2。入選標準：①通過健康測試和醫學問卷篩選；②受試者身體健康、無心血管及呼吸系統疾病；③測試期間身體狀況良好。排除標準：①妊娠或哺乳期婦女；②正在月經期的受試者；③有運動禁忌證的患者。受試者在測試前均已了解6MSCDT[8～12]和CPET[5]的測試方法，測試之前簽署知情同意書。

1.2CPET、6MSCDT方法首先對受試者進行血壓、身高、體質量等靜態指標的測量，然后將符合試驗條件的受試者按改良的Bruce方案在室內跑臺上進行CPET測試。根據受試者的臉型選擇合適的面罩。測試前，在跑臺上進行適應性運動，在測試過程中，用便攜式心肺功能儀(CORTEX MetaMax 3B)和心率表(Polar心率表RS400sd)動態監測受試者運動時的攝氧量、相對攝氧量、呼吸商、心率等指標。具體測試過程：跑臺起始速度(第一級)為2.7 km/h，起始坡度為10°，每隔3 min遞增坡度2°，速度逐級遞增。第4分鐘時(第二級)將跑速增至4.0 km/h，第7分鐘時(第三級)將跑速增至5.4 km/h，第10分鐘時(第四級)將跑速增至6.8 km/h，第13分鐘時(第五級)將跑速增至8.0 km/h，第16分鐘時(第六級)將跑速增至8.8 km/h，第19分鐘時(第七級)將跑速增至9.6 km/h，最終的坡度達到22°。每級最后30 s詢問受試者的主觀疲勞感覺等級。運動終止標準[13]：出現呼吸困難、紫紺、表情痛苦、面色蒼白、身體搖晃等癥狀[5]；受試者要求停止測試；運動負荷增加攝氧量不增加或者下降，即出現攝氧量平臺；運動負荷不變或增加時，心率不增加，甚至下降。出現以上任何一項立即停止試驗。最大攝氧量的判斷標準為以下五項指標達到三項[13]：①運動負荷增加，攝氧量不變或下降；②心率≥180次/min；③呼吸商≥1.15；④受試者已發揮最大力量并無力保持規定的負荷；⑤主觀疲勞感覺等級達到17以上。

在完成CPET一周后再讓受試者進行6MSCDT[13]測試。測試前告知受試者根據自身情況，在能力范圍內盡可能快地上下樓梯，受試者自己掌握上下樓梯的速度，若有不適可中途停止。場地為符合國家標準的一層樓梯，在符合國家標準的樓梯間選擇一層樓梯(本試驗選擇的臺階高度為16 cm/臺階，每層樓梯22個臺階)，在6 min時間內，以一步一階的方式[8～11]在一層樓梯上盡可能快地上下樓梯，記錄上下樓梯的往返數和試驗結束時的位置(如一位受試者在6 min的時間內完成了17個往返，另加10個臺階，則總臺階數=44×17+10=758)。測試前佩戴上心率表和便攜式心肺功能儀(與CPET使用同一臺便攜式心肺功能儀)，并了解整個測試的過程，測試結束時詢問主觀疲勞感覺等級。試驗過程中采集呼吸氣體參數、心率和主觀感覺疲勞等級，并給予受試者適當的鼓勵。

2　結果

受試者CPET、6MSCDT中最大攝氧量、呼吸商比較見表1。兩者最大攝氧量、相對最大攝氧量均呈正相關(r分別為0.884、0.716，P均<0.01)，兩者呼吸商無相關關系(r=0.099，P>0.05)。

表1　受試者6MSCDT、CPET中最大攝氧量、呼吸商比較

注：與CPET比較，*P<0.01。

受試者6MSCDT、CPET最大心率分別為(173±11)、(183±9)次/min，兩者比較，P<0.05。1例受試者心率在6MSCDT過程中運動2 min內快速上升達到中等強度，而后處于緩慢上升階段，運動結束時達到峰值175次/min；在CPET試驗過程從開始就處于緩慢上升階段，經歷較長時間才能達到中等及以上強度(圖1)。

圖1　1例受試者6MSCDT、CPET心率隨時間變化曲線

受試者6MSCDT、CPET代謝當量分別為(11.8±2.0)、(12.9±2.4)METs，兩者比較，P<0.05。1例受試者代謝當量在6MSCDT運動開始1 min內快速上升，從運動的第1分鐘到第2分鐘較快上升，而后處于緩慢上升階段；在CPET的運動開始的1 min內快速上升，但上升的幅度小于6MSCDT試驗，而后2 min處于平緩期(圖2)。

圖2　1例受試者6MSCDT、CPET代謝當量隨時間變化曲線

受試者6MSCDT、CPET呼吸頻率分別為(44.6±7.4)、(47.9±7.4)次/min，兩者比較，P<0.05。1例受試者呼吸頻率在6MSCDT運動的1 min內快速上升，而后緩慢波浪式上升，即呼吸頻率-時間曲線出現明顯拐點；在CPET試驗運動的開始階段較平緩，而后隨著運動等級的增加呼吸頻率也呈波浪式增加，沒有表現出呼吸拐點(圖3)。

圖3　　　　1例受試者6MSCDT、CPET呼吸頻率

3　討論

CPET是通過檢測人體運動狀態時氧和二氧化碳變化趨勢分析心肺功能狀態的一種方法，其理論基礎是氣體交換。研究[2,4,5]表明，CPET可以彌補靜態檢測的不足，對心肺疾病早期診斷也有重要價值。在運動處方制定、手術患者術前心肺功能評估、心肺疾病預后評估、指導和評價康復效果等方面，CPET也具有重要的臨床意義[4,5]。CPET只能在實驗室條件下完成，需要昂貴的儀器設備和專業的測試人員，所以一直以來，人們都尋在找簡便快捷的心肺功能間接檢測方法。隨著城市化的發展，樓梯越來越普及，爬樓梯也成為了一種時尚運動，借鑒六分鐘步行試驗的原理，提出了6MSCDT。

最大攝氧量是CPET的一個重要參數，它反映心肺轉運氧的能力[4]。本研究以20～30歲青年人為試驗對象，對CPET和6MSCDT進行比較研究，結果顯示，兩種方法測得的攝氧量相關系數r為0.884,說明6MSCDT評價心肺功能的效度較好，可以用此方法評價心肺功能。同時本研究結果也顯示,CPET的攝氧量高于6MSCDT。采用不同的運動形式，測得的最大攝氧量也有較大差異。兩試驗得到的最大攝氧量產生差異的原因主要是由于6MSCDT是采用了一步一階的運動方式上下樓梯，控制了受試者的運動強度，造成其最大攝氧量低于CPET。同時本研究顯示，CPET中的呼吸商均值高于6MSCDT，但兩者比較差異無統計學意義。

心率是反映運動強度的常用指標,同時也是反映心臟機能的常用指標。從兩試驗的運動心率可以看出，CPET的最高運動心率高于6MSCDT。運動強度是否合理會影響試驗結果，如果強度過小得到的攝氧量會偏低，進而影響心肺功能的評價效果；強度過大對受試者的耐受力是極大的挑戰。從兩試驗的心率比較可以看出，6MSCDT的運動強度適中，處在亞極量運動強度，而CPET處在極量運動強度。

流行病學研究經常采用代謝當量定義心肺功能。美國心臟協會采用代謝當量值作為心肺功能分級依據。代謝當量與運動類型有很大關系，也可以作為反映運動強度的指標。本試驗得到的代謝當量均在7 METs以上，屬于Ⅰ級，日常生活和中等量工作無癥狀，說明受試者心肺功能良好。

呼吸頻率隨運動強度的增大而增加。研究顯示，呼吸頻率增加到44次/min之后，呼吸效率下降，從而影響心肺功能。在中等或亞極量負荷下，肺通氣的增加，有很大一部分是通過呼吸頻率的增加實現的。從本試驗可以看出，6MSCDT很快地達到較高的呼吸頻率，而CPET是緩慢地增加呼吸頻率，最后的呼吸頻率超過6MSCDT。

CPET屬于逐級遞增負荷試驗。6MSCDT是先登一層樓梯而后下一層樓梯，往返上下樓梯6 min，其運動形式近似于間歇性運動[14]，而間歇性運動是一種提高心肺功能的有效運動，是一種更加有效、安全和耐受性較好的運動。除了以上幾項指標之外，6MSCDT在方法的操作性、簡易性及推廣價值上均具有優勢。另外，6MSCDT中的登臺階動作對增加下肢肌肉耐力和爆發力也能起到重要的作用。

綜上可見，6MSCDT與CPET測得的最大攝氧量呈正相關，6MSCDT的運動強度低于CPET的運動強度，處在亞極量運動強度。

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“十二五”國家科技支撐計劃課題(2012BAK21B01)。

張一民(E-mail: Ymzhangno1@163.com)

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R54

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1002-266X(2016)23-0052-03

2015-11-11)