冠心病康復(fù)有氧運(yùn)動(dòng)不同強(qiáng)度設(shè)定方法的一致性研究①

劉功亮，楊堅(jiān)，王人衛(wèi)，李擎，范利

1.上海市徐匯區(qū)中心醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，上海市200031；2.上海體育學(xué)院，上海市200438

目的 探討冠心病康復(fù)不同有氧運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度設(shè)定方法的一致性，為基層康復(fù)機(jī)構(gòu)的冠心病患者進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)提供安全有效的強(qiáng)度設(shè)定方法。

方法 2016年7月至2017年7月選取本院低、中危冠心病患者25例，采集安靜心率和年齡等基本信息，進(jìn)行心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)獲取無氧閾和峰值攝氧量。休息1 d后，進(jìn)行6分鐘步行試驗(yàn)。分別使用無氧閾法、峰值攝氧量法、心率儲備法、年齡預(yù)計(jì)法和安靜心率+20法計(jì)算靶心率，比較不同方法確定靶心率的相關(guān)性與一致性。

結(jié)果 年齡預(yù)計(jì)法確定的靶心率與無氧閾法無顯著性相關(guān)(r=-0.131,P＞0.05)，兩者存在非常高度顯著性差異(P＜0.001)；安靜心率+20法所推算的靶心率與無氧閾法無顯著性相關(guān)(r=0.372,P＞0.05)；峰值攝氧量法確定的靶心率與無氧閾法之間存在非常顯著性相關(guān)(r=0.872,P＜0.01)，兩者無顯著性差異(P＞0.05)，Bland-Altman檢驗(yàn)顯示兩種方法具有一致性；心率儲備法確定的靶心率與無氧閾法之間存在非常高度顯著性相關(guān)(r=0.836,P＜0.001)，兩者無顯著性差異(P＞0.05)，Bland-Altman檢驗(yàn)顯示兩種方法具有一致性。

結(jié)論 年齡預(yù)計(jì)法、安靜心率+20法確定的有氧運(yùn)動(dòng)靶強(qiáng)度與無氧閾法不具有相關(guān)性和一致性；心率儲備法、峰值攝氧量法確定的有氧運(yùn)動(dòng)靶強(qiáng)度與無氧閾法相關(guān)，具有一致性。

冠心病作為臨床常見慢性病，嚴(yán)重威脅人類健康與壽命，是全球范圍內(nèi)引起死亡的首位原因[1-5]。臨床上，心臟康復(fù)是對患者疾病與功能進(jìn)行全面的評估后，通過藥物治療、運(yùn)動(dòng)干預(yù)、心理干預(yù)、行為和社會(huì)活動(dòng)指導(dǎo)，緩解疾病癥狀，改善心血管功能，同時(shí)積極干預(yù)冠心病危險(xiǎn)因素，減少再次發(fā)作的危險(xiǎn)[6-7]。運(yùn)動(dòng)康復(fù)是冠心病康復(fù)的核心內(nèi)容。Franklin[8]指出，適量運(yùn)動(dòng)可以降低冠心病的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素，是預(yù)防冠心病的有效途徑之一。有氧運(yùn)動(dòng)康復(fù)是冠心病運(yùn)動(dòng)康復(fù)的基礎(chǔ)，而準(zhǔn)確客觀地設(shè)定安全有氧運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度成為冠心病康復(fù)運(yùn)動(dòng)處方制定的核心問題。

由于冠心病的復(fù)雜性與耐受運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的不確定性，使精確評價(jià)冠心病患者有氧運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度變得困難。在已有研究中，針對冠心病人群運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度測定方法的報(bào)道則較少，且無定論。現(xiàn)有冠心病康復(fù)有氧運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的幾種設(shè)定方法中，心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)可準(zhǔn)確測得無氧閾和攝氧量等指標(biāo)，但對測試設(shè)備、環(huán)境和操作人員均有較高要求。臨床平板運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)不能有效監(jiān)測氣體指標(biāo)，可能出現(xiàn)假陽性或假陰性結(jié)果，不能有效保證安全。6分鐘步行試驗(yàn)則受患者主觀因素影響較大。因此，本研究旨在探討不同方法與無氧閾強(qiáng)度間的異同，明確不同測定指標(biāo)的應(yīng)用條件，促進(jìn)基層康復(fù)機(jī)構(gòu)冠心病康復(fù)項(xiàng)目的積極開展。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年7月至2017年7月在上海市徐匯區(qū)中心醫(yī)院門診及住院的冠心病低、中危患者25例，其中男性12例，女性13例；年齡63～79歲，平均年齡(67.29±9.25)歲；體質(zhì)量指數(shù)(24.16±3.29)kg/m2；腹圍(92.10±11.13)cm。

冠心病診斷標(biāo)準(zhǔn)：①符合1979年WHO關(guān)于缺血性心臟病診斷標(biāo)準(zhǔn)；②符合2006中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會(huì)心血管病專業(yè)委員會(huì)制定的冠心病診斷標(biāo)準(zhǔn)，即符合下列五種之一：心肌梗死后、穩(wěn)定性心絞痛、經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入術(shù)后、冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后或經(jīng)冠狀動(dòng)脈計(jì)算機(jī)斷層血管造影(computed tomography angiography,CTA)證實(shí)有一支及以上冠狀動(dòng)脈中、重度狹窄[9]。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①心臟康復(fù)危險(xiǎn)分層為低、中危；②均未服用倍他樂克、比索洛爾和地高辛等可能影響心率的藥物；③年齡50～80歲；④同意簽署知情同意書。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①冠心病伴有急性并發(fā)癥(冠狀動(dòng)脈撕裂、室壁瘤、大面積心肌梗死伴休克、急性血管閉塞包括支架內(nèi)血栓形成)，或經(jīng)心臟康復(fù)危險(xiǎn)分層為高危的冠心病；②不穩(wěn)定性心絞痛或心肌梗死發(fā)?。?周；③心功能4級；④心包炎或心肌炎活動(dòng)期，嚴(yán)重感染，慢性阻塞性肺病，中度及以上主動(dòng)脈狹窄，經(jīng)藥物控制靜息心率仍＞100次/min；⑤未控制的嚴(yán)重心律失常；⑥有新的深靜脈血栓，血栓性靜脈炎，主動(dòng)脈夾層及其他部位發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈瘤，下肢閉塞性動(dòng)脈硬化；⑦不易控制的高血壓；⑧水電解質(zhì)和代謝明顯異常；⑨有理解與認(rèn)知障礙，精神障礙；⑩體質(zhì)無法耐受運(yùn)動(dòng)。

脫落與剔除標(biāo)準(zhǔn)：①依從性差；②不愿意繼續(xù)進(jìn)行臨床試驗(yàn)而終止試驗(yàn)；③出現(xiàn)心臟突發(fā)意外事件，經(jīng)判斷停止試驗(yàn)并詳細(xì)記錄。

本研究通過上海市徐匯區(qū)中心醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)(No.201506)。

1.2 測試方案

受試者簽署知情同意書，于試驗(yàn)前1 d進(jìn)行心臟彩超和心電圖檢查。超聲檢查結(jié)果顯示，受試者左室射血分?jǐn)?shù)大于40%。心電圖檢查結(jié)果顯示，受試者無心電圖缺血改變，且無室性心律失常。

試驗(yàn)第1天，對受試者進(jìn)行基礎(chǔ)體質(zhì)指標(biāo)測量，隨后開始心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)；休息1 d后于第3天進(jìn)行6分鐘步行試驗(yàn)。

1.2.1 心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)

采用德國CORTEX Metalyzer 3B運(yùn)動(dòng)心肺功能測試儀進(jìn)行心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)測定。本研究采用Ramp(10～20 W/min)遞增負(fù)荷方案進(jìn)行測試。受試者進(jìn)行踏車運(yùn)動(dòng)，直至因力竭等各種原因不能保持踏車轉(zhuǎn)速在60 r/min[10-11]或醫(yī)生根據(jù)患者呼吸和心電圖情況主動(dòng)結(jié)束測試時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。

1.2.2 6分鐘步行試驗(yàn)

參照《6分鐘步行試驗(yàn)指南》[12]進(jìn)行。步行中，受試者佩戴Polar H7心率帶，測試人員使用Polar心率表M400監(jiān)測受試者運(yùn)動(dòng)中最大心率，同時(shí)監(jiān)測心率、血壓以及氧飽和度。

1.3 靶強(qiáng)度確定

1.3.1 無氧閾法

選擇無氧閾出現(xiàn)前1 min所對應(yīng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為靶強(qiáng)度。

1.3.2 峰值攝氧量法

選擇峰值攝氧量的40%～60%所對應(yīng)的心率為靶強(qiáng)度范圍，確定60%所對應(yīng)心率為靶心率。

1.3.3 心率儲備法

使用Kaevonen方程，即靶心率=心率儲備×運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度范圍+安靜心率[13]。以6分鐘步行試驗(yàn)測得最大心率和靜息心率計(jì)算心率儲備，選擇運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度范圍為60%～80%，以80%計(jì)算靶強(qiáng)度。

1.3.4 年齡預(yù)計(jì)法

(220-年齡)計(jì)算最大心率，選擇最大心率的50%～70%為靶強(qiáng)度范圍，確定最大心率的70%為靶心率。

1.3.5 安靜心率+20法

以患者“安靜時(shí)心率+20次/min”計(jì)算靶心率。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

數(shù)據(jù)處理采用SPSS 22.0分析。所有數(shù)據(jù)均以(xˉ±s)表示，首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性分析與非參數(shù)Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)，顯著性水平α=0.001；采用Pearson相關(guān)性分析、配對樣本t檢驗(yàn)與Bland-Altman法進(jìn)行方法間的一致性檢驗(yàn)，顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

受試者全部完成心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)和6分鐘步行試驗(yàn)。

2.1 不同方法確定的靶心率

五種不同方法所確定的冠心病患者有氧運(yùn)動(dòng)靶心率見表1。對各方法所確定靶心率進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，所得數(shù)據(jù)為正態(tài)性分布的定量數(shù)據(jù)資料(P＞0.001)，統(tǒng)計(jì)學(xué)分析可應(yīng)用參數(shù)檢驗(yàn)的方法進(jìn)行。見表1。

2.2 其他方法與無氧閾法的比較

峰值攝氧量法(r=0.872,P＜0.01)和心率儲備法(r=0.836,P＜0.001)與無氧閾法呈高度相關(guān)。見表2。且這兩種方法與無氧閾法均無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

年齡預(yù)計(jì)法(r=-0.131,P＞0.05)和安靜心率＋20法(r=0.372,P＞0.05)與無氧閾法無顯著性相關(guān)。見表2。

年齡預(yù)計(jì)法與無氧閾法存在非常顯著性差異(P＜0.01)。安靜心率＋20法與無氧閾法無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。結(jié)果顯示，年齡預(yù)計(jì)法與安靜心率＋20法推測的靶心率與無氧閾法測試結(jié)果的變化趨勢不同，兩種方法與無氧閾法不具有一致性。

表1 各方法冠心病患者有氧運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度靶心率的確定(n=25)

表2 四種方法與無氧閾法的相關(guān)性

2.3 Bland-Altman一致性檢驗(yàn)

峰值攝氧量法靶心率與無氧閾法測試結(jié)果的差值平均值為1.05，與0線比較接近；95%一致性界限內(nèi)最大差值為10.00，且絕大多數(shù)點(diǎn)在±5%以內(nèi)。心率儲備法靶心率與無氧閾法測試結(jié)果的差值平均值為0.93，與0線接近；95%一致性界限內(nèi)最大差值為12.00，且絕大多數(shù)點(diǎn)在±5%以內(nèi)。見表3。

因此，峰值攝氧量法與心率儲備法與無氧閾法均具有較高的一致性，可與無氧閾法相互代替使用。

表3 峰值攝氧量法和心率儲備法與無氧閾法在靶心率測試結(jié)果中的一致性性檢驗(yàn)

3 討論

心率是監(jiān)測有氧運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的主要客觀指標(biāo)，與最大攝氧量存在線性相關(guān)關(guān)系。陳學(xué)偉等[14]指出，運(yùn)動(dòng)心率的高低與運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度大小成正比。冠心病康復(fù)有氧運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的確定和監(jiān)控以靶心率為主要指標(biāo)。

無氧閾是監(jiān)控運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與評價(jià)心肺功能的重要指標(biāo)，無氧閾水平的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度相當(dāng)于最大攝氧量強(qiáng)度的60%左右[8]。國內(nèi)外研究[8,15-16]指出，冠心病患者的安全運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度在無氧閾水平附近。劉學(xué)華[17]選取患者無氧閾值出現(xiàn)前1 min所對應(yīng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為靶強(qiáng)度制定運(yùn)動(dòng)處方，對冠心病患者進(jìn)行12周監(jiān)控下有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)，干預(yù)前后受試者心臟功能指標(biāo)均有所改善，證明無氧閾強(qiáng)度安全有效。通過心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)測無氧閾以確定有氧運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的無氧閾法可作為測定冠心病康復(fù)有氧運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的“金標(biāo)準(zhǔn)”[18-20]。

年齡預(yù)計(jì)法是指通過年齡推算最大心率，再根據(jù)靶強(qiáng)度范圍確定運(yùn)動(dòng)靶心率。1971年，F(xiàn)ox等提出最大心率推算公式：“最大心率＝220-年齡”[21]。雖在日后被廣泛使用，但該公式并不是基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，而是根據(jù)部分體格檢查和研究數(shù)據(jù)推算所得。有研究者利用同樣的數(shù)據(jù)，卻得出不同的公式，即“最大心率＝215.4-0.9147×年齡”[22]。2007年，研究者對最大心率推算公式進(jìn)行匯總，發(fā)現(xiàn)66年間(1938年至2004年)共有36個(gè)通過年齡推算最大心率的公式，這些公式因?yàn)檠芯繉ο笮詣e、種族、肥胖、職業(yè)以及健康狀況等因素的不同，具有不同的參數(shù)[23]。這些研究表明，僅通過年齡準(zhǔn)確推算冠心病患者有氧運(yùn)動(dòng)靶心率的公式并不存在，被廣泛使用的“220-年齡”公式推算最大心率時(shí)的信度和效度都值得懷疑。

本研究顯示，“220-年齡”公式顯著高估了冠心病患者有氧運(yùn)動(dòng)的靶心率，存在較大誤差，與無氧閾法不存在一致性。可能是影響最大心率的因素較多。Tanaka等[24]認(rèn)為，年齡是最大心率的唯一影響因素，最大心率不受性別和身體狀態(tài)的影響。雖然推算最大心率的公式繁多且各不相同，但均顯示年齡與最大心率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[25]。還有研究顯示[26]，有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練會(huì)顯著增加最大攝氧量，減少最大心率。秦永生等[27]的研究則發(fā)現(xiàn)，停止運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，最大攝氧量會(huì)減小，導(dǎo)致最大心率增加。這些研究表明，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以引起最大心率的減少，而停訓(xùn)則會(huì)使之出現(xiàn)可逆性變化。其他如環(huán)境和肥胖等因素也會(huì)對最大心率產(chǎn)生一定程度的影響。另外，公式的信度和效度欠佳，需要進(jìn)行驗(yàn)證。對冠心病患者而言，更要考慮其病程、病癥、用藥情況等諸多因素對心率與最大心率的影響。

安靜心率+20法是另外一個(gè)在健康人群中普遍使用的公式。該公式以安靜心率為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上增加20次/min為運(yùn)動(dòng)靶心率。美國運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)[28]指出，在制定心血管耐力運(yùn)動(dòng)處方時(shí)，當(dāng)無法直接從測試中得到攝氧量等準(zhǔn)確數(shù)據(jù)時(shí)，使用年齡或安靜心率推測最大心率和估測最大攝氧量可能更為實(shí)際。本研究顯示，該公式存在較大誤差，與無氧閾法不存在一致性。安靜心率會(huì)受到生理性(如運(yùn)動(dòng)、環(huán)境、情緒等)、病理性(如竇性心率過速、陣發(fā)性室上性心動(dòng)過速等)以及藥物等許多因素的影響。臨床上能夠進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)康復(fù)的冠心病患者大多數(shù)為冠心?、蚱诤廷笃诨颊撸@兩個(gè)階段的患者一般接受規(guī)律的藥物治療，安靜心率受藥物影響明顯。對冠心病患者而言，只單純依靠安靜心率對有氧運(yùn)動(dòng)靶心率進(jìn)行估計(jì)，具有一定誤差與風(fēng)險(xiǎn)性。

攝氧量是評價(jià)有氧運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的最佳指標(biāo)。吳衛(wèi)[29]等報(bào)道，最大攝氧量與無氧閾值呈顯著相關(guān)性(r=0.766,P＜0.05)。盡管如此，極量強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)測試并不適合于所有人群，特別是冠心病患者，最大攝氧量的測定更是十分困難。實(shí)際測試中，應(yīng)用峰值攝氧量來評價(jià)有氧運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度更加廣泛。王俊義等[30]對肺癌早期術(shù)后患者行心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)，觀測其峰值攝氧量百分比與無氧閾等指標(biāo)，對術(shù)后并發(fā)癥進(jìn)行預(yù)測。高真真等[31]則選取峰值攝氧量與無氧閾等指標(biāo)對經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入術(shù)(percutaneous coronary intervention,PCI)后患者的心功能和運(yùn)動(dòng)耐力進(jìn)行監(jiān)測。

本研究選擇60%峰值攝氧量對應(yīng)的心率為靶心率，與無氧閾法測算結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，兩種方法具有一致性，理論上可以相互替代。原因可能為兩種方法均為運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)測試所得，以攝氧量為依據(jù)，能夠客觀反映運(yùn)動(dòng)中心肺系統(tǒng)功能。Burnley等[32]將運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度劃分為四個(gè)級別，其中無氧閾和最大攝氧量可作為中等運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與極大運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的劃分指標(biāo)。表明兩者在確定運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度上的連續(xù)性與一致性。

心率儲備法是指通過最大心率與安靜心率計(jì)算靶心率的方法，即靶心率=(最大心率－安靜心率)×運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度范圍+安靜心率。本研究以6分鐘步行試驗(yàn)來獲取冠心病患者最大心率，進(jìn)而通過心率儲備公式計(jì)算靶心率。以往研究認(rèn)為，以6分鐘步行試驗(yàn)為基礎(chǔ)的心率儲備法和峰值攝氧量法[33]與無氧閾法測量結(jié)果存在相關(guān)性[34]。錢興皋等[35]研究發(fā)現(xiàn)，雖然6分鐘步行試驗(yàn)只是對心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)的補(bǔ)充[12]，但6分鐘步行距離與攝氧量呈線性正相關(guān)，利用6分鐘步行試驗(yàn)的結(jié)果，再結(jié)合回歸方程可計(jì)算受試者的攝氧量，并進(jìn)一步評估無氧閾水平。

本研究使用心率儲備法預(yù)計(jì)冠心病患者有氧運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，與無氧閾法測算結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果顯示兩種方法具有一致性。原因可能為6分鐘步行試驗(yàn)雖然是亞極量水平運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)，但仍需較高運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。有研究顯示，6分鐘步行試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的攝氧量相當(dāng)于心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)測得的62.08%峰值攝氧量，與無氧閾之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差距[34]。說明6分鐘步行試驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度在無氧閾水平附近。

本研究采用幾種統(tǒng)計(jì)方法來評價(jià)五種方法之間的相關(guān)性。評價(jià)正態(tài)分布計(jì)量資料兩種測試結(jié)果一致性的方法常用Pearson相關(guān)性分析、配對樣本t檢驗(yàn)和Bland-Altman檢驗(yàn)，其中Bland-Altman檢驗(yàn)是一致性檢驗(yàn)中定量分析與定性分析方法的結(jié)合。Bland與Altman認(rèn)為，測量誤差不會(huì)影響變量間的相關(guān)性，但會(huì)影響一致性[36]。Bland-Altman法則既可以判斷系統(tǒng)誤差，又能估算隨機(jī)誤差的大小[37]，因此是評價(jià)方法間一致性的優(yōu)選統(tǒng)計(jì)方法[36,38-39]，相關(guān)性分析與配對樣本t檢驗(yàn)可為一致性結(jié)果提供輔助信息。

綜上所述，在冠心病康復(fù)有氧運(yùn)動(dòng)不同強(qiáng)度的幾種設(shè)定方法中，無氧閾法是“金標(biāo)準(zhǔn)”。年齡預(yù)計(jì)法、安靜心率+20法確定的靶強(qiáng)度與無氧閾法不具有一致性。

峰值攝氧量法確定的靶強(qiáng)度與無氧閾法具有一致性，可代替最大攝氧量和無氧閾，用于設(shè)定有氧運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。心率儲備法確定的靶強(qiáng)度與無氧閾法高度相關(guān)，具有一致性。

在不具備心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)條件的基層康復(fù)機(jī)構(gòu)，可用心率儲備法代替。以6分鐘步行試驗(yàn)為基礎(chǔ)的心率儲備法是適宜在基層康復(fù)機(jī)構(gòu)推廣應(yīng)用的冠心病康復(fù)有氧運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度設(shè)定方法。