心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)在肥厚型心肌病診治中的應(yīng)用

胡小瑩 綜述，喬樹賓 審校

肥厚型心肌病（HCM）是最常見(jiàn)的一種遺傳性心臟病，在人群中的發(fā)生率約為1/500。在無(wú)心臟異常負(fù)荷的情況下，影像學(xué)檢查若可見(jiàn)室間隔≥15 mm的非對(duì)稱性增厚即可診斷此病。左心室流出道壓差（LVOTOG）≥30 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）可診斷為流出道梗阻，在靜息狀態(tài)下約有20%～25%的患者為肥厚型梗阻性心肌?。℉OCM）。靜息狀態(tài)下LVOTOG 正常的患者，若運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)或藥物負(fù)荷狀態(tài)下LVOTOG＞30 mmHg,被稱為隱匿性梗阻性HCM。HCM 患者可無(wú)癥狀或癥狀輕微，約有1/4 的患者可達(dá)到正常壽命[1]。但多數(shù)HCM 患者存在運(yùn)動(dòng)耐力及功能減低的表現(xiàn)，部分患者可出現(xiàn)心力衰竭、心律失常、暈厥，甚至猝死。因此，HCM 的治療主要針對(duì)改善運(yùn)動(dòng)耐力、預(yù)防心力衰竭及猝死的發(fā)生。

心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)（CPX）是運(yùn)動(dòng)與氣體代謝測(cè)試技術(shù)的結(jié)合，基于內(nèi)呼吸與外呼吸耦聯(lián)原理，通過(guò)肺通氣、肺與血液O2和CO2交換（外呼吸）、O2和CO2通過(guò)血液轉(zhuǎn)運(yùn)、毛細(xì)血管與周圍肌肉組織進(jìn)行O2和CO2交換（內(nèi)呼吸）四個(gè)過(guò)程完成。因此，CPX 是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下綜合性評(píng)估患者心臟、肺部以及骨骼肌功能的無(wú)創(chuàng)檢查方法[2]。既往CPX 主要用于評(píng)估慢性心力衰竭[3]、肺動(dòng)脈高壓[4]等患者的病情，評(píng)估心臟移植的指征[5]，指導(dǎo)心臟康復(fù)評(píng)估[6]，以及用于鑒別勞力性呼吸困難患者的病因[7]。十余年前，由于考慮HCM 患者行運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)可能出現(xiàn)心律失?；蜓鲃?dòng)力學(xué)不穩(wěn)定等風(fēng)險(xiǎn)，一般不建議行CPX 檢查。但近年來(lái)的系列研究表明，HCM 患者行CPX 不僅安全，而且還有助于綜合評(píng)估病情。2014年歐洲心臟病學(xué)會(huì)（ESC）HCM 管理指南及2012年歐洲心血管預(yù)防和康復(fù)學(xué)會(huì)/美國(guó)心臟協(xié)會(huì)（EACPR/AHA）發(fā)表的CPX在特殊人群臨床應(yīng)用的文件均對(duì)CPX 在HCM 患者中的應(yīng)用做出了推薦[8-9]。不過(guò)在我國(guó)，CPX 尚未成為HCM 患者功能性評(píng)估的常用手段，本文旨在對(duì)CPX的檢查方法及安全性、CPX 的常用參數(shù)以及HCM 中的應(yīng)用做全面的綜述。

1 心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)的檢查方法和安全性

HCM 患者行CPX 時(shí)需有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師陪同，操作人員需了解患者病情嚴(yán)重程度，尤其是心律失常的風(fēng)險(xiǎn)。室內(nèi)平均溫度21℃，檢查房間內(nèi)應(yīng)備有除顫器及藥物，并有急診搶救通道。一般對(duì)HCM 患者采用負(fù)荷連續(xù)遞增的踏車運(yùn)動(dòng)方案，遞增的負(fù)荷為l0～15 W/min，轉(zhuǎn)速60 轉(zhuǎn)/min。開始3 min 患者保持靜息至各項(xiàng)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，再進(jìn)行3 min 無(wú)負(fù)荷熱身運(yùn)動(dòng)，接著負(fù)荷連續(xù)遞增，負(fù)荷遞增的速率應(yīng)因人而異，整個(gè)檢查的時(shí)間持續(xù)8～12 min 為宜。直至疲勞或出現(xiàn)癥狀不能繼續(xù)，卸載負(fù)荷逐漸停止運(yùn)動(dòng)?；匦难繙p少會(huì)使流出道梗阻加重，為了避免造成低血壓或暈厥，應(yīng)讓患者在試驗(yàn)恢復(fù)階段雙腿繼續(xù)無(wú)負(fù)荷踏車以保證足夠的回心血量。

運(yùn)動(dòng)前記錄靜息時(shí)心率、血壓、血氧飽和度，運(yùn)動(dòng)時(shí)檢測(cè)心率、血壓、心電監(jiān)測(cè)、血氧飽和度，并記錄每次呼吸的通氣量、攝氧量（VO2）及CO2排出量等指標(biāo)。運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)結(jié)束后計(jì)算出峰值攝氧量（peakVO2）、無(wú)氧域（AT）等心肺運(yùn)動(dòng)指標(biāo)。心電圖及血壓監(jiān)測(cè)應(yīng)至少持續(xù)到運(yùn)動(dòng)結(jié)束5 min 以上，若患者仍有癥狀或某些指標(biāo)尚未回到基線水平，則監(jiān)測(cè)需繼續(xù)延長(zhǎng)。患者出現(xiàn)以下情況需停止CPX：ST段抬高大于1 mm，收縮壓下降超過(guò)10 mmHg，心絞痛，中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，外周灌注不足體征，持續(xù)室性心律失常[10]。做到上述注意事項(xiàng)的情況下，CPX 中嚴(yán)重不良事件的發(fā)生率較低。Skalski 等[11]也對(duì)CPX 的安全性進(jìn)行了評(píng)估，納入5 060例各種病因?qū)е碌母呶Ｐ呐K病患者進(jìn)行了CPX 檢查，其嚴(yán)重不良事件發(fā)生率僅為0.16%。此項(xiàng)研究中包括了598例HCM 患者，其中HOCM 及隱匿性梗阻HCM患者分別占25.1%及14.9%，無(wú)嚴(yán)重不良事件發(fā)生。

2 心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)常用參數(shù)及其意義

peakVO2：最大攝氧量（VO2max）是指人體在極量運(yùn)動(dòng)時(shí)最大攝氧能力，也代表人體供氧能力的極限水平，當(dāng)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷增加，VO2不再增加而形成平臺(tái)水平（10～30 s）。實(shí)際測(cè)試中，部分受試者不能維持功率繼續(xù)增加而達(dá)到最大的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，沒(méi)有平臺(tái)出現(xiàn)，這種情況通常以peakVO2代替VO2max。peakVO2反映人體最大的有氧代謝能力和運(yùn)動(dòng)耐力，是CPX 的核心指標(biāo)。正常人身高、性別、年齡和體質(zhì)量等均直接影響心肺運(yùn)動(dòng)氧代謝的測(cè)定指標(biāo)，以此推算出個(gè)體達(dá)到的peakVO2預(yù)計(jì)值，而CPX 完成后的實(shí)測(cè)值占預(yù)計(jì)值百分?jǐn)?shù)稱作百分預(yù)計(jì)值（%預(yù)計(jì)值）[12]。正常值為大于80%預(yù)計(jì)值。

AT：AT 定義為機(jī)體在逐漸遞增的運(yùn)動(dòng)當(dāng)中，當(dāng)VO2達(dá)到某一點(diǎn)，有氧代謝已不能滿足運(yùn)動(dòng)肌肉的能量需求，于是動(dòng)用無(wú)氧代謝以補(bǔ)充有氧代謝提供的能量不足。AT 為有氧代謝與無(wú)氧代謝的臨界點(diǎn)，也稱為乳酸代謝域值。一般以VO2及二氧化碳排出量（VCO2）曲線的交匯點(diǎn)作為AT。由于AT 對(duì)氧流入組織比較敏感并且相對(duì)不受患者是否努力、運(yùn)動(dòng)方式及運(yùn)動(dòng)時(shí)間的影響，因此常用于評(píng)估患者的心力衰竭嚴(yán)重程度、治療效果及預(yù)后。

氧脈搏：氧脈搏不是直接測(cè)量的參數(shù)，而是VO2與心率的比值。一般認(rèn)為運(yùn)動(dòng)早期心臟主要通過(guò)每搏輸出量的增加使VO2增加，在運(yùn)動(dòng)后期主要靠心率的增加使VO2達(dá)到最大。正常人的氧脈搏曲線在運(yùn)動(dòng)的前2/3 階段隨心輸出量增加而升高，之后趨于平坦[12]。對(duì)于HCM 患者，每搏輸出量不能隨運(yùn)動(dòng)而相應(yīng)增加，心臟通過(guò)心率代償性的增加滿足肌細(xì)胞對(duì)氧的需求，因此，HCM 患者的氧脈搏曲線會(huì)提前變得平坦。有研究顯示氧脈搏曲線越平坦早變，提示心肌病越嚴(yán)重[13-14]。

VO2變化與功率變化比值（△VO2/△WR）：△VO2/△WR，即每增加1 W 功率運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，所增加氧耗量的指標(biāo)，表明末梢運(yùn)動(dòng)肌肉氧的運(yùn)送能力。HCM 患者的△VO2/△WR 通常正?；蜉p度減低，但當(dāng)心輸出量嚴(yán)重減低及合并周圍肌肉灌注不足時(shí)，△VO2/△WR 曲線會(huì)變得較平坦[12]。而Belardinelli 等[15]的研究發(fā)現(xiàn)△VO2/△WR 曲線突然平坦是運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致心肌缺血的特征性改變。

二氧化碳通氣效率（VE/VCO2）：VE/VCO2為每分鐘通氣量（VE）與VCO2的比值，正常值小于30。VE/VCO2可在亞極量運(yùn)動(dòng)方案中獲得，并且不受受試者主觀因素影響。Jones 等[14]研究中顯示有50%的HCM 患者VE/VCO2升高。多項(xiàng)對(duì)HCM 患者的研究均顯示VE/VCO2升高是心力衰竭、心原性死亡、心臟移植等不良事件的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[16-17]。

心臟變時(shí)性功能： 通常用Astrand 公式（220-年齡）來(lái)評(píng)估運(yùn)動(dòng)中最大預(yù)測(cè)心率。心臟變時(shí)性功能不全定義為心率儲(chǔ)備（最大心率-靜息心率）/（220-年齡-靜息時(shí)心率）小于80%。Efthimiadis等[18]和Magrì 等[19]的研究發(fā)現(xiàn)，約有50%的HCM患者存在變時(shí)性功能不全，而變時(shí)性功能不全與peakVO2密切相關(guān)，這些研究提示心率儲(chǔ)備小于75%預(yù)計(jì)值或小于62 次/min 可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)peakVO2小于80%預(yù)計(jì)值。

血壓反應(yīng)：正常人的收縮壓會(huì)隨運(yùn)動(dòng)量增加而升高，血壓反應(yīng)異常包括運(yùn)動(dòng)中低血壓反應(yīng)和血壓反應(yīng)不足。低血壓反應(yīng)指運(yùn)動(dòng)初期收縮壓短暫上升繼之下降超過(guò)20 mmHg，或者運(yùn)動(dòng)后收縮壓持續(xù)下降較基線收縮壓下降大于20 mmHg。血壓反應(yīng)不足指整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中收縮壓較基線升高小于20 mmHg。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)血壓反應(yīng)異常是HCM猝死的危險(xiǎn)因素之一[20-22]。

3 心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)在肥厚型心肌病診治中的應(yīng)用

用于明確診斷：CPX 可用于鑒別HCM 和其他引起室間隔肥厚的生理性原因，比如運(yùn)動(dòng)員心肌肥厚。Sharma 等[13]的研究對(duì)同樣左心室輕度肥厚的運(yùn)動(dòng)員和無(wú)癥狀HCM 患者行CPX 檢查，結(jié)果顯示運(yùn)動(dòng)員的peak VO2、AT 及氧脈搏均顯著高于HCM 患者。Peak VO2＞50 ml/（kg·min）或超過(guò)預(yù)計(jì)值20%可鑒別運(yùn)動(dòng)員心臟和HCM。

用于評(píng)估運(yùn)動(dòng)功能受損嚴(yán)重程度及探究運(yùn)動(dòng)功能減低的原因：多數(shù)HCM 患者會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)能力降低。Sorajja 等[23]的研究納入181例HCM 患者，NYHA 心功能Ⅰ級(jí)占51%，NYHA Ⅱ級(jí)占49%，結(jié)果顯示65%的HCM 患者peakVO2小于80%，25%患者的peakVO2小于60%。HCM 患者運(yùn)動(dòng)功能減低的病理生理機(jī)制很復(fù)雜，包括左心室舒張功能減低、左心室流出道梗阻、變時(shí)性機(jī)能不全以及周圍肌肉功能變化[24]等。

左心室舒張功能減低：HCM 患者運(yùn)動(dòng)能力受損主要是由于每搏輸出量無(wú)法隨運(yùn)動(dòng)負(fù)荷而增加，其中左心室舒張功能不全是首要原因。Lele 等[25]對(duì)46例HCM 的研究還發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)能力和左心室充盈達(dá)峰時(shí)間呈反比。Finocchiaro 等[17]在一項(xiàng)樣本更大的研究中證實(shí)了這一點(diǎn)，研究發(fā)現(xiàn)peakVO2的主要決定因素是峰值心臟指數(shù)，而后者與左心室舒張?jiān)缙谒俣缺戎担‥/E’）密切相關(guān)。

左心室流出道梗阻：左心室流出道梗阻不僅在減少運(yùn)動(dòng)中每搏輸出量增加起關(guān)鍵作用，還會(huì)使二尖瓣反流加重、增加肺動(dòng)脈壓力[26]。另外，由于左心室流出道梗阻延長(zhǎng)了收縮期而減少了舒張期左心室充盈時(shí)間，從而進(jìn)一步加重左心室舒張功能不全[27]。

變時(shí)性機(jī)能不全：另一個(gè)與HCM 患者運(yùn)動(dòng)能力下降相關(guān)的因素是變時(shí)性機(jī)能不全[18]。由于竇房結(jié)電生理重構(gòu)、β 受體功能及密度的改變、細(xì)胞內(nèi)鈣離子信號(hào)傳導(dǎo)受損等原因，HCM 患者的運(yùn)動(dòng)時(shí)心率增加會(huì)發(fā)生鈍化。

外周肌肉功能變化：隨著心輸出量和動(dòng)靜脈氧含量差（△avO2）的增加，VO2會(huì)逐漸增加。在運(yùn)動(dòng)中，△avO2取決于氧的運(yùn)輸和外周肌肉的攝取。一些HCM 患者由于某些基因的突變導(dǎo)致骨骼肌線粒體密度降低，也會(huì)使得外周肌肉對(duì)氧的攝取減少，繼而導(dǎo)致peakVO2降低[14,26]。

評(píng)估治療方案療效，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)患者病情變化：楊京華等[28]應(yīng)用CPX 對(duì)HCM 患者室間隔酒精消融前后進(jìn)行評(píng)估，治療后1～3 個(gè)月患者運(yùn)動(dòng)時(shí)間明顯延長(zhǎng)，混合靜脈血氧分壓（pVO2）及其占預(yù)計(jì)值百分比、氧脈搏、AT 也較治療前有所增加，△VE/△VCO2較治療前降低，NYHA 心功能分級(jí)、靜息LVOTOG 下降。

評(píng)估預(yù)后并對(duì)肥厚型心肌病進(jìn)行危險(xiǎn)分層：Sorajja 等[23]對(duì)182例癥狀輕微的HOCM 患者進(jìn)行了CPX、超聲心動(dòng)圖等檢查，主要終點(diǎn)為死亡或心功能惡化（NYHA 心功能分級(jí)大于Ⅲ級(jí)），隨訪（4.0±3.2）年，結(jié)果發(fā)現(xiàn)LVOTOG 和peakVO2是獨(dú)立預(yù)后因素。Coats 等[16]對(duì)連續(xù)1 898例已行CPX 的HCM 患者進(jìn)行了觀察性單中心隊(duì)列研究，平均隨訪5.6（2.6～8.9）年，結(jié)果發(fā)現(xiàn)peak VO2每升高1 ml/（kg·min），死亡或心臟移植風(fēng)險(xiǎn)降低21%（11%～26%）；AT 每升高1 ml/（kg·min），死亡或心臟移植風(fēng)險(xiǎn)減低29%。Finocchiaro 等[17]對(duì)156例HCM 患者進(jìn)行了完整的臨床評(píng)估，包括CPX、靜息及負(fù)荷超聲心動(dòng)等檢查，平均隨訪（27±11）個(gè)月，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與復(fù)合終點(diǎn)預(yù)后相關(guān)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素包括peakVO2＜80%預(yù)測(cè)值、VE/VCO2＞34 及左心房容積指數(shù)＞40 ml/m2。Masri 等[29]對(duì)1 005例行CPX 的HCM 患者進(jìn)行了綜合臨床評(píng)估，其中858例（83%）HCM 患者LVOTOG ≥30 mmHg，隨訪（5.5±4.0）年，多元回歸分析結(jié)果顯示，peakVO2預(yù)測(cè)值、心率恢復(fù)、左心室射血分?jǐn)?shù)、手術(shù)治療以及心房顫動(dòng)是預(yù)后的獨(dú)立相關(guān)因素。Magri 等[30]對(duì)連續(xù)681例接受優(yōu)化治療的HCM 患者中位隨訪4.2年發(fā)現(xiàn)，左心房大小、左心室射血分?jǐn)?shù)、最大LVOTOG 以及運(yùn)動(dòng)心臟功能（pVO2與收縮壓乘積）是心力衰竭終點(diǎn)的獨(dú)立相關(guān)因素，而HCM 猝死評(píng)分（HCM Risk-SCD Score）和運(yùn)動(dòng)心臟功能是猝死終點(diǎn)的獨(dú)立相關(guān)因素。

4 展望

綜上所述，CPX 可對(duì)HCM 患者提供了無(wú)創(chuàng)、客觀、定量的功能性指標(biāo)，越來(lái)越多的研究顯示CPX 在HCM 診斷、病情評(píng)估、治療方案選擇、危險(xiǎn)分層以及預(yù)后評(píng)估中發(fā)揮著重要的作用和價(jià)值。CPX 在我國(guó)尚未廣泛應(yīng)用于HCM 患者，未來(lái)可開展更多相關(guān)研究，為我國(guó)HCM 診治提供更精準(zhǔn)有效的評(píng)估手段。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突