心電圖運動負(fù)荷試驗陽性患者心肺運動試驗分析

張劍 孫毅 賀靖斐 張伊 梁延春 韓雅玲

心電圖運動負(fù)荷試驗通過運動增加心臟負(fù)荷，使心肌耗氧量增加，主要用于冠心病的診斷、鑒別診斷及預(yù)后評估，是一種經(jīng)典的無創(chuàng)心電檢查方法［1］。心肺運動試驗（cardiopulmonary exercise testing，CPET）是指伴有代謝測定［攝氧量（oxygen consumption，VO2），二氧化碳排出量（carbon dioxide output，VCO2）等氣體交換指標(biāo)］的心肺運動測驗，不同于一般的心電圖運動負(fù)荷試驗，也不同于靜態(tài)肺功能檢查［2］。CPET在運動狀態(tài)下，對受試者的心肺功能進行聯(lián)合測定和綜合評估，是目前檢測人體整體功能最重要的方法。

心電圖運動負(fù)荷試驗可以單獨進行，同時也是CPET檢測過程中不可或缺的組成部分。心電圖運動負(fù)荷試驗陽性診斷冠心病的敏感度和特異度均為75%左右［3］。有關(guān)心電圖運動負(fù)荷試驗陽性患者的CPET特征相關(guān)報道較少。本研究回顧性分析心電圖運動負(fù)荷試驗陽性患者CPET的相關(guān)數(shù)據(jù)，探討此類患者CPET的臨床特點。

1 對象與方法

1. 1 研究對象

入選2017年8月至2018年7月在北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院心內(nèi)科住院診斷為冠心病并進行CPET測試的連續(xù)患者共2552例，同時進行了心電圖運動負(fù)荷試驗，其中陽性患者215例作為陽性組，進行1∶1匹配選取與陽性組患者同期進行CPET的心電圖運動負(fù)荷試驗陰性患者215例作為陰性組。所有患者臨床特征和CPET結(jié)果均前瞻性記錄于北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院心內(nèi)科冠心病介入治療數(shù)據(jù)庫和心臟康復(fù)數(shù)據(jù)庫。

1. 2 CPET

本研究中全部受試者均使用CPET系統(tǒng)（瑞士Schiller CS-200）進行測試，患者在完成CPET之前不停用任何日常心血管藥物（包括β阻滯藥）。首先讓患者熟悉運動方案、儀器設(shè)備和蹬車轉(zhuǎn)速（60 r/min），連接心電監(jiān)測、血壓監(jiān)測、指脈血氧飽和度，試戴面罩保證不漏氣，調(diào)節(jié)自行車功率及座椅高度至最適位置，熟悉Borg評分表，以及常見運動停止原因和運動中明顯不適時的非語言溝通方法。在靜息狀態(tài)下測定人體的肺功能、心電圖，繼之連續(xù)動態(tài)監(jiān)測記錄進出氣流、VO2、VCO2、十二導(dǎo)聯(lián)心電圖、血壓和血氧飽和度的實時變化。從靜息狀態(tài)（≥3 min），無功率負(fù)荷熱身運動（≥3 min），根據(jù)性別、年齡、功能狀態(tài)和疾病嚴(yán)重程度等，選擇10～25 W/min功率遞增速率進行癥狀限制性負(fù)荷運動，繼續(xù)記錄≥5 min 的恢復(fù)情況。CPET全部采用癥狀限制性運動試驗方法。

心電圖運動負(fù)荷試驗絕對禁忌證：（1）2 d內(nèi)的急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）；（2）不穩(wěn)定型心絞痛；（3）未控制的心律失常，且引發(fā)癥狀或血流動力學(xué)障礙；（4）心力衰竭失代償期；（5）三度房室傳導(dǎo)阻滯；（6）急性非心原性疾病，如感染、腎功能衰竭、甲狀腺功能亢進；（7）運動系統(tǒng)功能障礙，影響測試進行；（8）患者不能配合。相對禁忌證：（1）左主干狹窄或類似情況；（2）重度狹窄性瓣膜?。唬?）電解質(zhì)異常；（4）心動過速或過緩；（5）心房顫動且心室率未控制；（6）未控制的高血壓［收縮壓＞160 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）和（或）舒張壓＞100 mmHg］。

運動負(fù)荷試驗終止適應(yīng)證：（1）達到目標(biāo)心率；（2）出現(xiàn)典型心絞痛；（3）出現(xiàn)明顯癥狀和體征，包括呼吸困難、面色蒼白、發(fā)紺、頭暈、眼花、步態(tài)不穩(wěn)、運動失調(diào)、缺血性跛行；（4）隨運動而增加的下肢不適感或疼痛；（5）出現(xiàn)ST段水平型或下斜型下降≥0.15 mV或損傷型ST段抬高≥2.0 mV；（6）出現(xiàn)惡性或嚴(yán)重心律失常，如室性心動過速、心室顫動、R on T室性早搏、室上性心動過速、頻發(fā)多源性室性早搏、心房顫動等；（7）運動中收縮壓不升或降低＞10 mmHg；血壓過高，收縮壓＞220 mmHg；（8）運動引起室內(nèi)傳導(dǎo)阻滯；（9）患者自感勞累要求終止。

心電圖運動負(fù)荷試驗陽性標(biāo)準(zhǔn)：（1）運動中或運動后在R波為主的導(dǎo)聯(lián)ST段出現(xiàn)水平型或下斜型壓低≥0.1 mV（“J”點后60～80 ms），持續(xù)時間≥2 min。運動前原有ST段壓低者，應(yīng)在原有基礎(chǔ)上再壓低≥0.1 mV，持續(xù)時間≥2 min；（2）運動中或運動后出現(xiàn)ST段水平型或弓背向上型抬高≥0.2 mV，持續(xù)時間≥1 min；（3）ST段上斜型下降0.20 mV以上，同時aVR導(dǎo)聯(lián)ST段抬高0.10 mV以上；（4）出現(xiàn)一過性異常高聳T波伴對應(yīng)導(dǎo)聯(lián)T波倒置。

1. 3 統(tǒng)計學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)采用SPSS 12.0統(tǒng)計軟件進行分析。計量資料用（±s）表示，組間比較采用 t 檢驗。計數(shù)資料以百分?jǐn)?shù)或率表示，組間比較用χ2檢驗或Fisher確切概率法檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2. 1 兩組患者臨床資料比較

兩組患者年齡、體重指數(shù)（body mass index，BMI）、高血壓病、糖尿病、高脂血癥和陳舊性心肌梗死比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。陽性組男性比例（85.6%比74.4%，P=0.003）、吸煙比例（34.9%比26.0%，P=0.047）顯著高于陰性組，但左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）［（51.9±3.8）%比（55.2±4.7）%，P=0.037］顯著低于陰性組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（表1）。

2. 2 兩組患者CPET檢測方案比較

陽性組與陰性組患者在運動遞增功率、峰值Borg評分、運動持續(xù)時間、峰值功率、峰值代謝當(dāng)量、呼吸儲備、每分通氣量/每分二氧化碳排出量（VE/VCO2）、靜息心率、靜息血壓、靜息和峰值指脈血氧飽和度比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。陽性組患者因疲勞終止比例（40.5%比62.8%，P＜0.001）和心率儲備［（34.6±17.6）次/分比（38.8±21.0）次/分，P=0.026］顯著低于陰性組，但峰值心率達預(yù)計值比例［（87.1±11.8）%比（84.4±14.3）%，P=0.031］及峰值收縮壓［（179.1±25.5）mmHg比（173.6±26.6）mmHg，P=0.029］顯著高于陰性組患者，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（表2）。

表1 兩組患者臨床資料比較

表2 兩組患者CPET檢測方案比較

2. 3 兩組患者CPET檢測結(jié)果比較

兩組患者無氧閾（anaerobic threshold，AT）攝氧量、AT對應(yīng)心率、峰值攝氧量、峰值千克攝氧量、峰值負(fù)荷、峰值氧脈搏、最大呼吸頻率、用力肺活量（forced vital capacity，F(xiàn)VC）、最大肺活量（maximal vital capacity，VCmax）、第一秒用力呼氣量（forced expiratory volumone second，F(xiàn)EV1）、FEV1/FVC比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。陽性組患者AT千克攝氧量［（11.9±2.4）ml/（kg · min）比（11.5±2.3）ml/（kg · min），P=0.040］、AT負(fù)荷［（3.4±0.7）Mets比（3.3±0.6）Mets，P=0.037］、最大通氣量（maximal voluntary ventilation，MVV）［（113.9±30.1）L/min比（107.3±30.0）L/min，P=0.022］和MVV達預(yù)計值比例［（107±24）%比（102±24）%，P=0.030］顯著高于陰性組患者，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（表3）。

表3 兩組患者CPET檢測結(jié)果比較（x-±s）

3 討論

心電圖運動負(fù)荷試驗原理是部分冠心病患者在安靜狀態(tài)下并不表現(xiàn)出心肌缺血癥狀，而在運動時導(dǎo)致心肌耗氧量明顯增加，當(dāng)超過其狹窄的冠狀動脈供血能力時，即可出現(xiàn)心肌缺血癥狀及相應(yīng)心電圖表現(xiàn)［1］。

自1929年Master及1932年Goldhammer提出心電圖運動負(fù)荷試驗可診斷心肌缺血以來［4］，經(jīng)過近90年來臨床實踐的檢驗，該檢查已被公認(rèn)是一種無創(chuàng)、簡便、實用、相對安全的冠心病診斷方法［5］。尤其對于基層醫(yī)院來說，諸如冠狀動脈造影、冠狀動脈CT等影像學(xué)先進技術(shù)很難開展，且價格相對昂貴，心電圖運動負(fù)荷試驗仍不失為重要的輔助檢查方法。

CPET開始應(yīng)用于20世紀(jì)50年代，早期多用于評價患者的心肺功能［6-7］。Sue等［8］將CPET引入了氣體代謝指標(biāo)，目前CPET已應(yīng)用于評估心、肺及運動系統(tǒng)整體功能檢測，能夠更精確、全面地評價冠心病患者的心肺功能，更可靠地提供運動康復(fù)的指導(dǎo)，在冠心病運動康復(fù)領(lǐng)域具有重要意義［3-9］。

本研究發(fā)現(xiàn)，心電圖運動負(fù)荷試驗陽性組在男性及吸煙比例的比較中顯著高于陰性組，但LVEF卻低于陰性組。文獻報道顯示，心電圖踏車運動試驗診斷冠心病的敏感度為54%～80%，特異度為88%～96%［10］。運動試驗中冠狀動脈病變支數(shù)越多，病變狹窄程度越重，運動試驗陽性率越高［11］。表明本研究中運動負(fù)荷試驗陽性組中男性患者比例較高、病變較重。而自然人群吸煙率比較，往往男性吸煙比例高于女性［12］。本研究中，陽性組與陰性組患者年齡比較［（58.2±8.8）歲比（56.7±9.1）歲，P=0.088）］，盡管未達到統(tǒng)計學(xué)意義，但也反映了陽性組患者年齡較大的趨勢。

本研究還發(fā)現(xiàn)，心電圖運動負(fù)荷試驗陽性組患者在因疲勞終止比例和心率儲備顯著低于陰性組患者，在峰值心率達預(yù)計值百分率及峰值收縮壓比較中高于陰性組患者。心電圖運動負(fù)荷試驗常采用靶心率法。運動時心肌耗氧量增加，表現(xiàn)為心率增快及收縮壓升高，因此心率與心肌耗氧量呈線性關(guān)系，心率基本上可以代表心肌耗氧量，心率越快，心肌耗氧量越高［5］。極量心率指受試者個人能夠承擔(dān)的最大運動量時的心率，公式為：最大心率=220 - 年齡。以檢出心肌缺血為目的的運動負(fù)荷試驗，一般不以最大心率為目標(biāo)，而以其85%～90%為目標(biāo)即可，因此又稱次極量運動試驗［2］。CPET常采用癥狀限制性運動試驗方法，即出現(xiàn)需要終止試驗的指征即可停止，往往未能達到靶心率或次級量心率［13］。心率儲備是指預(yù)計最大心率與實測最大心率的差值，反映了最大運動負(fù)荷時心率增加的潛能［14］。陽性組患者峰值心率達預(yù)計值及峰值收縮壓高于陰性組患者，而陰性組患者心率儲備和因疲勞而終止的比例較高，這也解釋了其心電圖運動負(fù)荷試驗陰性的部分原因。

在AT千克攝氧量、AT負(fù)荷、MVV和MVV達預(yù)計值的比較中，心電圖運動負(fù)荷試驗陽性組患者均高于陰性組患者。AT指運動時有氧供能尚未需要無氧代謝補充供能時的最大VO2值，反映了機體耐受負(fù)荷的潛能，是運動時無氧代謝能力的標(biāo)志［15］。MVV是指1 min內(nèi)以盡可能快的速度和盡可能深的幅度重復(fù)最大自主努力呼吸所得到的通氣量，即潮氣量與呼吸頻率的乘積。MVV是一項綜合評價肺通氣功能儲備量的指標(biāo)［2］。心電圖運動負(fù)荷試驗陽性組患者AT負(fù)荷及MVV較高，反映該組患者運動耐量和肺通氣儲備量較高，也提示較強的心肺運動耐量可提高運動持續(xù)時間，本研究陽性組患者與陰性組患者運動持續(xù)時間比較［（7.51±1.56）min比（7.22±1.84）min，P=0.080］，盡管差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但得到持續(xù)更長的時間。Jain等［16］觀察了300例心電圖運動負(fù)荷試驗陽性患者，提出采用85%靶心率法不是一項有效的診斷或功能終點，它顯著低估了患者的運動能力和誘發(fā)的缺血出現(xiàn)。因為盡管最大運動負(fù)荷與峰值運動心率呈線性關(guān)系，但最大運動負(fù)荷心率隨年齡增加而降低。同樣年齡，最大運動負(fù)荷心率個體間可以相差20～30次/分。因此應(yīng)用單一靶心率法尤其具有局限性。應(yīng)根據(jù)個體運動能力調(diào)整靶心率［16-17］。

總之，心電圖運動負(fù)荷試驗陽性患者可能因為男性比例較高，運動中峰值心率及峰值收縮壓較高，AT負(fù)荷及MVV較高，表現(xiàn)出較強的心肺運動耐量。在進行CPET檢查中，遵循癥狀限制性運動試驗方法同時，建議根據(jù)患者的運動能力及狀態(tài)，鼓勵患者進行較強的或更接近靶心率的運動負(fù)荷測試，以得到更準(zhǔn)確的測試結(jié)果。