冠心病患者康復中適宜運動強度的相關研究

金 川，劉 洵

●研究報道 Short Comunications

冠心病患者康復中適宜運動強度的相關研究

金 川1，劉 洵2

目的:利用心率指標為服用β-阻斷劑和未服用β-阻斷劑冠心病患者提供安全有效的康復運動強度。方法:35名服用β-阻斷劑和40名未服用β-阻斷劑的男性冠心病患者在活動跑臺上進行遞增負荷運動試驗，其間記錄每級負荷時的攝氧量、心率、血乳酸和自我用力感覺，并持續(xù)監(jiān)測12導聯(lián)心電圖。利用Pearson線形回歸建立峰值心率的預測公式，據此提供不同年齡服用β-阻斷劑和未服用β-阻斷劑冠心病患者的適宜運動強度。結果:（1）服用β-阻斷劑和未服用β-阻斷劑冠心病患者的峰值心率（117.9次/min和138.1次/min）分別只達到“220-年齡”這一方程預測的最大心率的75%和88%；（2）服用β-阻斷劑和未服用β-阻斷劑冠心病患者在其90%峰值心率時出現(xiàn)了心肌缺血和無氧代謝加強的征兆；（3）服用β-阻斷劑和未服用β-阻斷劑冠心病患者的峰值心率預測公式分別為161.2-0.74年齡（r=0.78，P＜0.01）和194.1-0.88年齡（r=0.76，P＜0.01）；（4）本研究為不同年齡的服用β-阻斷劑和未服用β-阻斷劑冠心病患者提供了適宜的上限運動強度和下限運動強度。結論:為了能達到訓練效果最大化，損傷風險最小化，服用β-阻斷劑和未服用β-阻斷劑冠心病患者的適宜運動強度應在其峰值心率的70%～85%之間。

冠心病患者；峰值心率；適宜運動強度；β-阻斷劑

心血管疾病是全球范圍內導致死亡的頭號殺手，每年死于心血管疾病的人數(shù)大大多于任何其他原因[1]。運動干預是康復醫(yī)學中最主要的治療方法之一，選擇適宜的體育鍛煉與健康的生活方式，可降低冠心?。–HD）患者再發(fā)病的風險[2]。合理的運動強度是個體通過訓練提高其有氧工作能力最重要的因素[3]。然而，合理的運動強度要取決于訓練者當前的生理狀況。因此，評價特定運動對個體有氧代謝系統(tǒng)所施加的影響則顯得尤其重要。對運動強度的分級可用最大心率的百分數(shù)來表示，最大心率可以通過力竭運動直接獲得，但是，在很多環(huán)境中這一做法是不適宜的。因此，通常采用的替代方法則是“220-年齡”這一公式來預測最大心率，從而避免了劇烈運動的進行。

然而，上述年齡預測最大心率的公式是基于健康人群得出的，它是否適用于冠心?。–HD）患者尚不得而知。此外，在CHD患者中，某些藥物的服用對他們心血管系統(tǒng)功能也會有一定的影響。如心血管疾病患者使用β-受體阻斷劑可減少其心肌缺血出現(xiàn)的概率[4]，這源于該藥物可以降低患者的心率、心肌收縮力、血壓和心肌耗氧量[5]。因此，本研究的目的旨在為CHD患者提供預測其最大心率的方法，據此能為他們（無論是否服用β-阻斷劑）確定出康復中適宜的運動強度，從而使CHD患者在運動康復程序中能獲得較好的訓練效果。

1 研究對象于方法

1.1 研究對象

75名由天津市三甲醫(yī)院確診的男性冠心病患者構成本研究的受試者，他們均處于冠心病的穩(wěn)定期。依據是否服用β-阻斷劑，受試者被分成服用β-阻斷劑組（35名）和未服用β-阻斷劑組（40名）2組。2組受試者在年齡、身高、體重、安靜時血乳酸濃度和ST段水平上沒有顯著性差異，但2組受試者安靜時心率有顯著差異（P＜0.01），這應與服用β-阻斷劑有關（見表1）。在試驗前，詳細向受試者說明本研究目的、內容、試驗程序后，他們自愿簽字同意參加試驗。

表1 受試者基本情況（±s）Table1 The general information of the subjects（xˉ±s）

表1 受試者基本情況（±s）Table1 The general information of the subjects（xˉ±s）

注:與未服用β-阻斷劑組比較，*表示P＜0.01（下同）。

組別服用β-阻斷劑組未服用β-阻斷劑組n 35 40年齡62.4±6.6 63.1±5.4身高/cm 170.8±5.1 171.3±4.7體重/kg 69.4±6.6 70.0±7.6靜息心率/次·min-164.1±8.7* 87.1±9.6靜息血乳酸/mmol·L-11.5±0.4 1.6±0.5靜息ST段/mm 0.1±0.3 0.1±0.3

1.2 試驗儀器

德國Cosmos Pulsar 4.0活動跑臺、Oxycon Champion心肺功能測定儀、美國Mortara 12導聯(lián)心電圖儀和日本Olympus AU640全自動生化儀。

1.3 試驗方法

全部CHD患者在活動跑臺上依改良布魯斯跑臺方案進行遞增負荷運動試驗。試驗中，受試者帶有12導聯(lián)的心電監(jiān)測，每一級負荷最后1 min測定心率、血壓和主觀用力感覺（RPE），并由整合代謝分析提取每30 s時的攝氧量，打印機每3 min打印一次心電圖的綜合記錄，包括心率和ST段的變化。測試者記錄運動時間[6]。運動測試前、運動中每3 min以及運動結束后的第3和第6 min，利用干試劑法（指尖取血20 mL）對受試者進行血乳酸濃度的測定。

1.4 試驗控制

遞增負荷運動試驗的終止標準依美國運動醫(yī)學學院指引[7]，包括下列癥狀:出現(xiàn)不正常的心電圖、達到個人年齡預測最大心率、出現(xiàn)不正常血壓、RPE達到17、呼吸商＞1.15等，終止運動時的心率為受試者的峰值心率。

在試驗進行中，主試不斷詢問受試者感覺，并在試驗前已明確告訴受試者即使沒有上述任何跡象出現(xiàn)，他們仍可在任何時候要求停止運動。

1.5 統(tǒng)計學分析

結果用均數(shù)±標準差來表示。采用方差分析來進行組間和組內數(shù)據的比較。樣本差異顯著性檢驗選用0.05水平，如F值達到顯著水平（P＜0.05）則進行Post-hoc分析，以檢測任何2組間數(shù)據的差異。利用Pearson線形回歸建立年齡預測峰值心率的公式。

2 結果

2.1 運動時間和峰值心率

服用β-阻斷劑組和未服用β-阻斷劑組完成運動測試的時間分別為13.5 min和13.0 min，二者間無顯著差異（P＞0.05）；2組的峰值心率有顯著差異（P＜0.01），這也應與服用β-阻斷劑有關（見表2）。

2.3 攝氧量、血乳酸濃度、峰值心率百分數(shù)、ST段水平和主觀用力感覺與心率的關系

2.3.1 服用β-阻斷劑組的測試 表4顯示了心率在每分鐘增加10次時服用β-阻斷劑組的各項生理、臨床和感覺指標的變化。從表4中可以看到，ST段下降1.0 mm，以及血乳酸濃度出現(xiàn)突增時所對應的攝氧量、峰值心率百分數(shù)和主觀用力感覺的數(shù)值。這一心肌缺血和無氧代謝比例加大的指示，可為確定遞增負荷運動的上限強度提供有價值的信息。此外，在峰值心率百分數(shù)為72.5%、88.2%和98.0%時，RPE的數(shù)值分別為11.2，13.2和14.8，這也為RPE在運動強度監(jiān)控上的應用提供了生理學依據。

表2 峰值心率與最大心率的比較（ˉ±s）Table2 Comparison of peak heart rate and maximum heart rate（xˉ±s）

表2 峰值心率與最大心率的比較（ˉ±s）Table2 Comparison of peak heart rate and maximum heart rate（xˉ±s）

注:與最大心率比較:#表示P＜0.01，最大心率由“220-年齡”得出。

服用β-阻斷劑組未服用β-阻斷劑組運動測試時間/ min 13.5±2.0 13.0±2.2最大心率/次·min-1157.4±14.1 156.6±13.7峰值心率/次·min-1117.9±12.8#*138.1±13.2#轉換系數(shù)0.75 0.88

2.2 峰值心率的預測公式

依據測定結果，本研究利用Pearson線形回歸為服用β-阻斷劑組和未服用β-阻斷劑組的CHD患者建立年齡預測峰值心率的公式。結果顯示，無論是服用β-阻斷劑組，還是未服用β-阻斷劑組，其年齡與峰值心率均呈高度相關（見表3）。

表3 峰值心率的預測公式Table3 Predicting formulae of peak peak heart rate

表4 服用β-阻斷劑受試者不同心率時所對應的生理、臨床和感覺指標的數(shù)值（xˉ±s）Table4 Physiological,clinical and perceptual variables versus HR in patients with beta blockade therapy（xˉ±s）

2.3.2 未服用β-阻斷劑組的測試 表5顯示了心率在每分鐘增加10次時未服用β-阻斷劑組的各項生理、臨床和感覺指標的變化。從表5中可以看到，ST段下降1.0 mm，以及血乳酸濃度出現(xiàn)突增時所對應的攝氧量、峰值心率百分數(shù)和主觀用力感覺的數(shù)值。在峰值心率百分數(shù)為74.1%、88.1%和98.1%時，RPE的數(shù)值分別為10.8，13.2和14.8。

表5 未服用β-阻斷劑受試者不同心率時所對應的生理、臨床和感覺指標的數(shù)值（xˉ±s）Table5 Physiological,clinical and perceptual variables versus HR in patients without beta blockade therapy（xˉ±s）

2.4 適宜運動強度

圖1和圖2分別顯示了針對服用β-阻斷劑和未服用β-阻斷劑的CHD患者，本研究提供的適宜運動強度（根據年齡預測峰值心率的70%~85%得出）。

圖1 服用β-阻斷劑CHD患者的適宜運動強度Figure1 Optimal exercise intensities for the patients with beta blockade therapy

圖2 未服用β-阻斷劑CHD患者的適宜運動強度Figure2 Optimal exercise intensities for the patients without beta blockade therapy

3 討論

《中國心血管病報告2010》數(shù)據顯示，我國心血管病患病人數(shù)大約有2.3億人，每10個成年人中就有2個心血管疾病患者，每年死于心血管疾病人數(shù)大約為300萬，占總死亡原因的41%，居各種死因之首[8]。隨著人民生活水平提高，膳食結構改變，我國冠心病發(fā)病率和死亡率還在繼續(xù)升高。

世界衛(wèi)生組織（WHO）把心臟康復定義為，要求保證使心臟病人獲得最佳的體力、精神及社會狀況的活動總和，從而使病人通過自己的努力能在社會上重新恢復盡可能正常的位置，并能自主生活[9]。冠心病患者參加康復運動將有助于其功能的恢復、致病危險因素的改善及降低疾病的再發(fā)率，但他們的康復運動應是在有氧工作范圍之內，其適宜強度的把握控制應是運動處方中的關鍵成分[10]。適宜運動強度可依據最大心率的百分數(shù)來設定。有研究報道，在心臟康復中，患者可用低于70%最大心率的強度進行訓練，當心功能得到改善后，其運動強度可有所增加，以便收到明顯的訓練效果[11]。但是，在冠心病患者康復中，對其進行最大心率的直接測定可能會有一定的風險。解決這一問題的通常做法是，利用與年齡相關的方程來預測，如“220-年齡”來進行最大心率的預測[12]。

然而，本研究顯示，無論是服用還是未服用β-阻斷劑的CHD患者均不能達到依年齡預測的最大心率，因為上述方程式是基于健康人群得出的。而在本研究中，為了安全起見，依據運動測試終止標準，很多CHD患者在達到其最大心率之前已終止運動。此外，在本研究中，一部分受試者還服用了β-阻斷劑。1975年，β-受體阻斷劑首次被應用于心衰患者的治療中[13]。由于在臨床、血流動力學及神經激素方面的益處，β-阻斷劑目前已被廣泛接受[14]。β-受體阻斷劑可以抑制交感神經興奮性。病人服用β-受體阻斷劑后，不論是安靜時還是運動中，在血流動力學上顯示的效應是心肌收縮力下降和心率減慢[15]。這使得服用β-阻斷劑的CHD患者的峰值心率（最高運動強度時的心率）與其按年齡預測得出的最大心率（220-年齡）的差距進一步加大。

據此，在最大心率難以確定的情況下，本文選擇用峰值心率這一指標來進行替代。本研究中，服用β-阻斷劑組和未服用β-阻斷劑組的峰值心率（117.9次/min和138.1次/min）分別只達到“220-年齡”這一方程預測的最大心率的75%和88%。因此，對于這2個群體來說，使用“220-年齡”預測峰值心率時應分別再乘以0.75和0.88。

在健康人群中，用年齡預測最大心率的90%被認為是訓練敏感區(qū)域的上限[16]。然而，針對CHD患者而言，這個運動強度是不被提倡的，因為它可能會導致急性心肌缺血的出現(xiàn)[17]，這一點從本研究中顯示出的ST段下降（心內膜缺血的標志）可以得到證實[18]。在服用β-阻斷劑組中，當心率為115次/min時（峰值心率的94.6%），ST段下降達到1.0 mm；在未服用β-阻斷劑組中，當心率為135次/min時（峰值心率的93.9%），ST段下降達到1.0 mm。此時，2組受試者的血乳酸濃度分別為4.3 mmol/L和4.4 mmol/L，與前一運動強度時（由心率表示）的數(shù)值相比具有顯著差異（P＜0.05）。這說明，隨著運動強度的加大，血乳酸濃度增加的幅度也會有所改變，而且這一數(shù)值也超過了常規(guī)的乳酸無氧閾（4.0 mmol/L）[19]，因此供能方式應是無氧代謝占據了主導地位。這些特異性病征以及生化上的標志顯示，在CHD患者的運動處方中，強度上限應低于峰值心率的90%。為了對安全性和訓練效果統(tǒng)籌兼顧（使心肌缺血的可能性降到最低，使訓練效果達到最高），本研究擬定了峰值心率的85%做為運動強度的上限，繼而建立了適用于服用β-阻斷劑和未服用β-阻斷劑的CHD患者的，基于年齡預測峰值心率的70%~85%得出的適宜運動強度的上限和下限（見圖1、圖2）。據此，心臟康復工作者將能為CHD患者提供適宜的運動強度范圍。

主觀用力感覺（Rating of Perceived Exertion，RPE）是瑞典斯德哥爾摩大學心理學教授G.BORG[20]在20世紀60年代引進的用力感覺（perceived exertion）的概念，他創(chuàng)立了評估不同工作和運動中用力感覺的方法，其中最簡單實用的一種就是BORG的體力感覺等級表（the scale for Ratings of Perceived Exertion），從6~20，共15級，表示疲勞感覺從極輕到極重。目前，RPE量表已被廣泛的應用于對工作強度的主觀評估中，并且也被作為對不同人群運動強度進行監(jiān)控的一種手段[21]。在本研究中，CHD患者的RPE與峰值心率百分數(shù)呈高度相關（P＜0.01），這就能夠提出一個針對上述適宜運動強度的RPE閾值，即應用峰值心率70%~85%的強度運動時，RPE是處于BORG量表的10~13級之間，其他學者也有相似的報導[22]。這樣，CHD患者既可依據心率也可參考RPE值將其康復訓練更好地控制在適宜的運動強度范圍之間。

4 結論

服用β-阻斷劑和未服用β-阻斷劑冠心病患者的峰值心率分別只能達到最大心率（220-年齡）的73%和88%，冠心病患者在其90%峰值心率時出現(xiàn)了心肌缺血和無氧代謝加強的征兆。因此，冠心病患者的適宜運動強度應在其峰值心率的70%~85%之間。

[1]世界衛(wèi)生組織.2014年全球非傳染性疾病現(xiàn)狀報告[R].日內瓦，2014:10-16.

[2]燕鐵斌.物理治療學[M].北京:人民衛(wèi)生出版社，2010:，310-311.

[3]POWERS S K，HOWLEY E T.Exercise Physiology.6th Ed[M].New York:McGraw Hill Publishers，2007:446-449.

[4]MAGGIO P M，TAHERI P A.Perioperative issues:myocardial ischemia and protection--beta-blockade[J].Surg Clin North Am，2005，85（6）: 1091-1102.

[5]KOKKINOS P，CHRYSOHOU C，PANAGIOTAKOS D，et al.Betablockade mitigates exercise blood pressure in hypertensive male patients [J].J Am Coll Cardiol，2006，47（4）:794-798.

[6]劉洵，呂云，解垚，等.心梗后患者不同康復時期METs的預測[J].中國康復醫(yī)學雜志，2009，24（12）:1077-1079.

[7]WHALEY M H，BRUBAKER P H，OTTO R M.ACSMs Guideline for exercise testing and prescription[M].6th Ed.Philadelphia:Lippinott Williams&Wilkions，2000:106-110.

[8]衛(wèi)生部心血管病防治研究中心.中國心血管病報告2010[R].北京:中國大百科全書出版，2011:1-5.

[9]劉洵.心肺疾病運動康復學[M].北京:人民體育出版社，2009:1-2.

[10]PIOTROWICZ R，WOLSZAKIEWICZ.Cardiac rehabilitation following myocardial infarction[J].Cardiology Journal，2008，15（5）:481-487.

[11]劉洵，BORDIE D A，BUNDRED P E.12周運動康復程序對急性期后心肌梗死患者身體機能的影響[J].中國康復醫(yī)學雜志，2005，20（2）: 108-111.

[12]ABDELMNEIM S S，GULATI M，MULVAGH S L，et al.Impact of utilizing a women-based formula for determining adequacy of the chronotropic response during exercise treadmill testing[J].J Women’s Health，2015，24（3）:174-181.

[13]WAAGSTEIN F，HJALMARSON A，VARNAUSKAS E，et al.Effect of chronic beta-adrenergic receptor blockade in congestive cardiomyopathy [J].British Heart Journal，1975，37:1022-1036.

[14]BICCARD B M，SEAR J W，F(xiàn)OEX P.The pharmacoeconomics of peri-operative beta-blocker therapy[J].Anaesthesia，2006，61（1）:4-8.

[15]EHRMAN J K，GORDON P M，VISICH P S，et al.Clinical Exercise Physiology.3rd Ed.[M].Champaign:Human Kinetics，2013:33-43.

[16]楊靜宜，徐峻華.運動處方[M].北京:高等教育出版社，2005:92-107.

[17]KORZENIOWSKA-KUBACKA I，DOBRASZKIEWICZ-WASILEWSKA B，BILINSKA M，et al.Two models of early cardiac rehabilitation in male patients after myocardial infarction with preserved left ventricular function:comparison of standard out-patient versus hybrid training programmes[J].Kardiol Pol，2011，69（3）:220-226.

[18]NOEL M，JOBIN J，POIRIER P，et al.Different thresholds of myocardial ischemia in ramp and standard bruce protocol exercise tests in patients with positive exercise stress tests and angiographically demonstrated coronary arterial narrowing[J].Am J Cardiol，2007，99（7）:921-924.

[19]王瑞元，孫學川，熊開宇.運動生理學[M].北京:人民體育出版社，2002:259-271.

[20]BORG G.An introduction to Borg’s RPE-scale[M].New York: Mouvenment Publication，1985:14-16.

[21]MCGUIGAN M R，DAYEL A，TOD D，et al.Use of session rating of perceived exertion for monitoring resistance exercise in children who are overweight or obese[J].Pediatr Exerc Sci，2008，20（3）:333-341.

[22]BUCKLEY J P，SIM J，ESTON R G.Reproducibility of ratings of perceived exertion soon after myocardial infarction:responses in the stress-testing clinic and the rehabilitation gymnasium[J].Ergonomics，2009，52（4）:421-427.

OptimalExerciseIntensityforCoronaryHeartDiseasePatientsduringRehabilitation

JIN Chuan1，LIU Xun2
（1.Dept.of PE，Tianjin Polytechnic University，Tianjin 300387，China；2.Dept.of Health and Sport Science，Tianjin University of Sport，Tianjin 300381，China）

Objective:To provide safe and effective exercise intensities applying heart rate variables for coronary heart disease patients both with and without β-blockade therapy.Method:Seventy five male coronary heart disease patients（35 with and 40 without β-blockade）performed a graded exercise test on a treadmill during which time oxygen uptake,heart rate，blood lactate and ratings of perceived exertion were recorded，and a 12 lead electrocardiogram was monitored continuously.The predicting formulae for peak heart rate were established through Pearson regression analysis，then optimal exercise intensities for the patients both with and without β-blockade therapy were provided accordingly.Results:1.The patients with and without β-blockade showed peak heart rate of 117.9 beats﹒min-1 and 138.1 beats﹒min-1 respectively,and these values reached the maximum heart rate derived from“220－age”of 75%and 88%only.2.The coronary heart disease patients showed signs of myocardial ischaemia and anaerobic metabolism increasing at about 90%of their peak heart rate.3.Predicting formulae of peak heart rate for the patients with and without β-blockade therapy were 161.2-0.74 age（r=0.78，P＜0.01）and 194.1-0.88 age（r=0.76，P＜0.01）respectively.4.The upper and lower limits of exercise intensities for the patients with different ages including those with and without beta blockade therapy were depicted in the study.Conclusions:For the purpose of maximizing the training effects and yet minimizing the injury risk,the optimal exercise intensities for coronary heart disease patients both with and without β-blockade therapy should be regulated within their 70%～85%peak heart rate areas.

coronary heart disease patients；peak heart rate；optimal exercise intensity，β-blockade

G 804.5

：A

：1005-0000（2015）06-544-04

10.13297/j.cnki.issn1005-0000.2015.06.014

2015-09-03；

2015-11-09；錄用日期：2015-11-10

金 川（1982-），男，天津市人，講師，研究方向為體育教學和體質健康；通信作者:劉 洵（1954-），男，教授，博士，研究方向為運動心臟康復。

1.天津工業(yè)大學體育工作部，天津300387；2.天津體育學院健康與運動科學系，天津300381.