心肺運動試驗相關指標在心臟康復中的應用

毋領娟 鄭海軍

(焦作市人民醫院 心內科 河南 焦作 454000)

心肺運動試驗相關指標在心臟康復中的應用

毋領娟1鄭海軍2

(焦作市人民醫院 心內科 河南 焦作 454000)

心肺運動試驗(CPET)作為一種無創檢測手段，可廣泛應用于心血管疾病的臨床診斷、病情評估、療效評估及預后轉歸預測等。本文從心臟康復的概念和意義、心臟康復的適用范圍、康復運動的生理學基礎以及CPET常用檢測指標及其在心肺疾病中的應用、運動處方制定等方面進行分析探討。

心肺運動試驗；心臟康復；運動處方

心肺運動試驗(cardiopulmonary exercise testing，CPET)是一種綜合評價心肺功能和運動耐力的無創檢測手段，是在一定的遞增運動負荷下實時記錄呼吸系統、循環系統、代謝系統、神經體液等多系統的功能活動，在生理學整體整合理論的基礎上，對受試者的心肺功能進行聯合測定和綜合評估[1]。該項試驗可根據其試驗過程中所獲得的各項參數，來更加全面、精確地評估病情的程度和預后，為臨床醫師制定個體化運動處方提供重要參考依據，指導患者安全的日常生活活動范圍以及評價運動康復的療效等，故在心血管疾病的康復治療中具有重要意義。

1 心臟康復的概念和意義

心臟康復起源于上世紀40年代后期對急性心肌梗死患者延長臥床效果的質疑，長期臥床會導致運動耐力下降、血栓栓塞風險、肺活量下降、體位性低血壓、全身功能衰退等不良后果，而適量的運動可改善機體的退廢狀態，增加機體的氧利用，提高患者運動耐量，促進機體的新陳代謝等，心臟康復目前已被認為是心臟病患者能夠得到全面、持續治療的重要組成部分[2]。其內容包括功能評估、循證用藥、運動訓練、雙心健康、合理飲食、生活習慣的改善、定期隨訪和健康教育等[3]。其目的是緩解癥狀、改善心功能、減少疾病對患者身心產生的不利影響，幫助患者盡早回歸社會，改善疾病預后，提高患者心肺功能狀態及生活質量，降低心血管疾病死亡率和再住院率。

2 適于心臟康復的疾病種類

①冠心病，沒有合并癥的急性心肌梗死的恢復期，有合并癥的急性心肌梗死的穩定期，冠脈血運重建術后(PCI或CABG術后)，慢性穩定型心絞痛；②風濕性、先天性、瓣膜性等類型的心臟病，術后恢復良好者，或病變過于復雜，不能手術者，需長期抗凝治療；③心肌病；④慢性心力衰竭；⑤已控制的，無血流動力學障礙的心律失常；⑥其他心血管相關疾病，如高血壓病、代謝綜合征、心臟神經官能癥、糖尿病及肥胖患者等[4]。

3 康復運動的生理學基礎

運動處方是心臟康復五大處方之核心，其獲益機制有以下幾個方面：①改善血管內皮功能；②促進抗炎；③延緩動脈硬化；④減少心肌重塑；⑤降低血栓栓塞風險；⑥改善心肌缺血，降低猝死風險。運動生理學的理論基礎是心、肺與骨骼肌3個部分的協調互動，三者缺一不可[5]。機體運動時的生理學反應主要表現在機體組織的耗氧量增加，而機體攝氧量的增加是通過心輸出量和肺通氣量的增加來實現的。運動時機體代謝增快，循環及呼吸系統都將發生一系列變化以適應機體代謝增加的需要：心血管系統通過增加每博輸出量和心率使心輸出量增加，呼吸系統則通過增加潮氣量和呼吸頻率使肺通氣量增加。因此，心與肺在心血管疾病的康復中同等重要，密不可分。

4 CPET的主要測定指標及其生理學和臨床意義

4.1 最大攝氧量(VO2max) 攝氧量(VO2)是評價機體有氧工作能力的重要指標之一，反映了機體攝入、運輸和利用氧的能力。VO2max是指人體在極量運動時的最大氧耗能力，也代表人體供氧能力的極限水平。當運動負荷增加，而VO2不再增加時則形成平臺期。它主要反映機體最大有氧代謝能力，反映心、肺轉運O2和CO2的能力，肌肉對O2的吸收、利用能力。一般最大攝氧量的正常范圍應大于預計值(VO2max pred)的84%[1]。在臨床實踐中，最大攝氧量可用于評估患者的運動耐量、對患者運動心功能進行定量分級，亦可用于預測心肺疾病的預后。

4.2 無氧閾(AT) 無氧閾是指在遞增負荷運動中人體的供能由有氧代謝供能而轉入由有氧代謝和無氧代謝共同供能的臨界點或轉折點。臨床上常用3種方法來確定：①V-slope法，當出現無氧代謝乳酸過量產生時，相對于VO2而言，VCO2增加加速，在VCO2與VO2對應曲線上做45°斜線，在兩者關系曲線上當線性部分的斜率>45°角時的拐點處即是，該方法在臨床中最常用；②血乳酸法，運動中持續監測受試者橈動脈血的血氣，出現乳酸顯著升高時即是，但因其為有創操作，臨床應用較少；③通氣當量法，VE/VO2開始增加而VE/VCO2未相應增加時即是[6]。臨床上常根據無氧閾時對應的心率、攝氧量及METs值制定個體化運動處方。

4.3 氧脈搏(VO2/HR) VO2/HR代表每博攝氧量時每分攝氧量與同步測定的心率之比，取決于心臟每搏輸出的血量所攝取的氧量及周圍組織所提取的氧量，是心血管效率的有效指標，亦反映心臟每博輸氧能力。

4.4 二氧化碳通氣當量(VE/VCO2) VE/VCO2表示每排出1 L CO2所需要的通氣量，反映通氣效率，反映通氣/血流是否匹配。VE/VCO2斜率越大，表明通氣效率越低。阻塞性、限制性、彌散性等多種類型的肺疾病、肺血管病及心力衰竭患者通氣血流比通常失調，一般其值越高表明病情越重。該項指標在預測心衰患者預后，評估外科手術風險及預后等方面均有重要臨床指導意義。

4.5 代謝當量(METs) 代謝當量以安靜、坐位時的能量消耗為基礎，1 MET=VO23.5 ml/(kg·min)，為各種活動時相對能量代謝水平的常用指標，可為各種心血管疾病的危險分層提供參考依據，可為心臟康復運動處方制定中運動方式的選擇及運動強度的設定提供客觀依據。

4.6 運動血壓(BP) 在運動時，通常隨著運動量的增加，人體收縮壓會逐漸升高，而舒張壓增加不明顯，VO2每增加3.5 ml/(kg·min)，血壓上升10 mm Hg左右[5]，若血壓隨著運動負荷的增加不升高反而出現下降現象，通常提示可能存在嚴重的心功能障礙。

4.7 運動心率(HR) 運動時心率隨運動負荷的增加而增加，通常VO2每增加3.5 ml/(kg·min)，心率相應增加10次/min[5]。許多心血管病患者的心率受β受體阻滯劑的影響，因此不應將預測的最大心率作為運動的最終目標，當MaxHR達預測值的85%時，可考慮停止試驗。

4.8 運動心電圖(ECG) 通常運動可引起心率增快，舒張期縮短，冠脈灌注減少，因而運動較休息時更能檢出冠脈疾病。運動中心電圖若出現ST壓低或T波改變，常提示有心肌缺血可能。運動中亦可見早搏或其他類型心律失常，為疾病鑒別診斷提供參考依據。此外，CPET相關參數如氣體交換分析的相關變量的加入，使評估心肌缺血的敏感度、特異度均有提高。CPET在檢測冠脈微血管病變方面亦具有一定優勢。

5 CPET指導心肺疾病的康復

隨著我國康復醫學的日益發展，運動康復訓練已經成為多種慢性疾病在穩定期的重要治療手段，它可提高患者的運動耐量，改善癥狀，提高患者生活質量。CPET在運動康復中起著無可取代的作用，可用于運動風險評估、運動處方制定、運動康復效果評價等[7-8]。以往多通常以目標心率法為依據來制定運動方案，但心率常會受到β受體阻滯劑等藥物的影響，因而以目標心率法為標準制定的運動處方存在很大的局限性及弊端。目前較為客觀和理想的運動方案是運動達無氧閾水平，可在安全的前提下達到理想的康復運動效果，通過持續、安全、有效的運動康復訓練以達到改善心肺功能的目的。康復醫師可通過該試驗準確測定出患者的無氧閾，區分患者運動受限的原因，進而為患者制定個體化的運動處方。

6 根據CPET相關指標制定運動處方

運動處方有4個基本要素：即運動的形式、強度、時間及頻率。根據患者CPET評估結果，制定相應的有氧運動處方。確定有氧運動強度的參照標準及方法是制定運動處方的關鍵，關系到患者運動的安全性和效果。常用的確定運動強度的方法包括：①心率儲備法，靶心率=(最大心率-靜息心率)×靶強度%+靜息心率；②目標心率法，在靜息心率基礎上增加20～30次/min，該方法相對比較粗略。③自我感知勞累程度分級法，多采用RPE量表，通常以患者自我感覺稍微有點累為標準，可作為心率指導的很好補充；④AT法，其優勢在于能準確測定患者從有氧代謝供能到由有氧代謝和無氧代謝共同供能的轉折點，根據此轉折點對應的相關參數設定相應的運動處方，通過該方法制定的運動強度比最大負荷時的運動強度低得多，可避免乳酸持續升高，從而避免代謝性酸中毒的發生，亦不易發生通氣功能障礙，以AT值為標準的有氧運動是安全有效的。

CPET作為一種無創、客觀、定量檢測手段，能夠同時檢測心、肺等多系統功能及代謝情況，被越來越廣泛地應用于臨床實踐中，可用于心血管疾病的診斷及心功能評價，指導心肺疾病患者運動處方的制定及康復訓練，心肺疾病外科手術風險分層，療效評價，指導預后，預防慢性病復發等，其結果客觀可靠，且可重復性強，在心血管康復領域有較好的應用前景。

[1] 代薇,楊祖福.心肺運動試驗與冠心病康復[J].中國康復理論與實踐,2010,16(10):947-949.

[2] Braverman D L.Cardiac rehabilitation：a contemporary review[J].Am J Phys Med Rehabil,2011,90(7):599-611.

[3] 中華醫學會心血管病學分會.冠心病康復與二級預防中國專家共識[J].中華心血管病雜志,2013,41(4):267-275.

[4] 王樂民.心肺運動試驗指導個體化心臟康復的指標[J].外科研究與新技術,2014,3(4):217-220.

[5] 胡大一.探索心肺腎一體化臟器康復的新模式[J].中華高血壓雜志,2015,23(12):1101.

[6] 吳衛,彭莉,尹松.最大攝氧量、無氧閾在評價有氧能力方面的差異分析[J].西南師范大學學報,2009,34(5):215-218.

[7] 譚曉越,孫興國.從心肺運動的應用價值看醫學整體整合的需求[J].醫學與哲學:人文社會醫學版,2013,34(3):28-31.

[8] Wasserman K,Hansen J,Sue D,et al.Princi-ples of exercise testing and interpretation[M].5th Edition. Philadelphia:Lippincott Williams&Wilkins,2011:194-234.

鄭海軍，E-mail：zhenghaijunxn1@136.com。

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10.3969/j.issn.1004-437X.2017.09.049

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