不同治療方式冠心病患者心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)指標(biāo)的特點(diǎn)分析

吳雪嬌，洪怡，郭小亞，周明成

心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)（cardiopulmonary exercise test，CPET）有助于了解患者的呼吸系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)的氣體交換情況，能夠結(jié)合患者運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的癥狀及運(yùn)動(dòng)反應(yīng)，檢測患者的心肺功能儲(chǔ)備和功能受損程度［1］。冠心病可嚴(yán)重威脅人類的身體健康，并且導(dǎo)致患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)增加［2］。2013年我國冠心病發(fā)病率達(dá)10.2‰［3］，2019年美國心臟協(xié)會(huì)心臟病與卒中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，年齡≥20歲者心血管疾病患病率為48.0%，病死率與10年前相比增加了14.5%，預(yù)計(jì)未來20年心血管疾病的總醫(yī)療費(fèi)用仍然會(huì)持續(xù)增加［4］。而CPET對(duì)冠心病患者的運(yùn)動(dòng)處方、危險(xiǎn)分層以及預(yù)后評(píng)價(jià)均具有重要的臨床意義。本研究旨在分析不同治療方式冠心病患者CPET指標(biāo)的特點(diǎn)。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性選取2015年3月至2020年12月于上海市第一康復(fù)醫(yī)院進(jìn)行CPET的冠心病患者207例為研究對(duì)象。根據(jù)治療方式將冠心病患者分為3組：藥物治療組（n=80），經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入術(shù)（percutaneous coronary intervention，PCI）治療組（n=64），冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)（coronary artery bypass graft surgery，CABG）治療組（n=63）。本研究經(jīng)上海市第一康復(fù)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（YK20200403-1-002）,患者均簽署治療知情同意書。

1.2 CPET方法 CPET開始前對(duì)患者進(jìn)行宣教，讓患者充分理解測試內(nèi)容和方法。之后由心臟康復(fù)醫(yī)師指導(dǎo)，在相同的環(huán)境條件下患者接受CPET中的功率自行車測試，本測試采用德國Cortex心肺運(yùn)動(dòng)測試系統(tǒng)（型號(hào)Metalyzer 3B），在測試過程中，選擇大小適合的面罩將患者口鼻包圍以防漏氣，確保其吸入和呼出的氣體全部能通過流量傳感器和氣體流量計(jì)測定，以保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。有效清潔皮膚，用磨砂皮輕輕去除角質(zhì)層，準(zhǔn)確安放心電電極，選擇合適的運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行測試。分5個(gè)階段：（1）靜息階段，患者在功率自行車上休息3 min；（2）熱身階段，進(jìn)行3 min熱身運(yùn)動(dòng)（無功率負(fù)荷）；（3）運(yùn)動(dòng)階段，即從第6分鐘起，受試者踏車速度保持55～65 r/min，Ramp10以10 W/min的速度階梯式遞增直到運(yùn)動(dòng)終止，Ramp20以20 W/min的速度階梯式遞增直到運(yùn)動(dòng)終止；（4）整理階段，患者進(jìn)行1～2 min的低功率負(fù)荷踏車；（5）恢復(fù)階段，患者進(jìn)行短暫的無功率負(fù)荷恢復(fù)。

當(dāng)達(dá)到目標(biāo)運(yùn)動(dòng)量或出現(xiàn)以下指征時(shí)應(yīng)終止試驗(yàn)：（1）達(dá)到亞極量運(yùn)動(dòng)心率；（2）新出現(xiàn)或加重的心絞痛；（3）中樞神經(jīng)癥狀，如共濟(jì)失調(diào)、頭暈或接近暈厥；（4）末梢低灌注情況，如發(fā)紺、蒼白；（5）疲乏、氣促、喘息、下肢痙攣或間歇性跛行；（6）運(yùn)動(dòng)中收縮壓較基礎(chǔ)值下降＞10 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），運(yùn)動(dòng)功率增加，血壓不升，并伴有缺血癥狀；（7）高血壓反應(yīng)（無明顯癥狀時(shí)，收縮壓＞220 mm Hg）；（8）在無Q波的導(dǎo)聯(lián)（不包括V1和aVR導(dǎo)聯(lián)）出現(xiàn)ST段抬高（＞1.0 mm），此外，ST段持續(xù)性壓低，或者心電軸明顯偏移；（9）較嚴(yán)重的心律失常，如室上性心動(dòng)過速，室性心律失常如多源性、短陣室性心動(dòng)過速等。

1.3 觀察指標(biāo) 通過病歷資料收集患者的基線資料：包括性別、年齡、身高、體質(zhì)量、體質(zhì)指數(shù)（body mass index，BMI）、病程、血糖、總膽固醇、三酰甘油、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、合并癥（高血壓、糖尿病、心律失常）；CPET指標(biāo)：靜息收縮壓、靜息舒張壓、最大收縮壓、最大舒張壓、峰值功率、無氧閾（anaerobic threshold，AT）-功率、峰值氧脈搏、AT-氧脈搏、峰值攝氧量、AT-攝氧量、千克體重?cái)z氧量、AT-千克體重?cái)z氧量、氧通氣當(dāng)量（ventilatory equivalent for oxygen，EQO2）、AT-EQO2、二氧化碳通氣當(dāng)量斜率（ventilatory equivalent for carbon dioxide slope，EQCO2slope）、呼氣末二氧化碳分壓（partial pressure of end-tidal carbon dioxide，PETCO2）、AT-PETCO2、 峰 值 每 分 通 氣量、AT-每分通氣量和每分鐘攝氧量變化與功率變化比值（ΔVO2/ΔWR）。

AT的概念是運(yùn)動(dòng)負(fù)荷增加到一定程度后，組織對(duì)氧氣的需求超過循環(huán)所能提供的氧氣量，組織必須通過無氧代謝提供更多的氧氣，有氧代謝與無氧代謝的臨界點(diǎn)稱為AT；功率是指物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功的多少；氧脈搏即心臟每次搏動(dòng)輸出的血量所攝取的氧量；攝氧量是指單位時(shí)間內(nèi)機(jī)體攝取氧的毫升數(shù)，是反映機(jī)體運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的指標(biāo)，其作為評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)能力指標(biāo)之一被廣泛應(yīng)用；千克體重?cái)z氧量即在單位時(shí)間內(nèi)單位體質(zhì)量的氧耗量，是衡量個(gè)體運(yùn)動(dòng)能力的一種指標(biāo)；EQO2是指相同時(shí)間內(nèi)靜息每分鐘通氣量與每分鐘氧耗量的比值，是確定AT的最敏感指標(biāo)；EQCO2slope是通氣量與二氧化碳排出量的比值，通氣量是生理性無效腔與肺泡通氣量之和，EQCO2常根據(jù)運(yùn)動(dòng)中所有數(shù)據(jù)由線性回歸計(jì)算得出，表明肺換氣效率；PETCO2是呼氣終末期二氧化碳分壓，可反映運(yùn)動(dòng)中肺臟有效血容量；每分通氣量即每分鐘吸入或呼出肺的氣體量；ΔVO2/ΔWR即每增加1 W功率運(yùn)動(dòng)負(fù)荷所增加的氧耗量指標(biāo)，其可反映末梢運(yùn)動(dòng)肌肉氧的運(yùn)送能力及利用狀態(tài)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。計(jì)量資料符合正態(tài)分布以（±s）表示，三組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用q檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以相對(duì)數(shù)表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 三組冠心病患者基線資料比較 三組冠心病患者年齡、身高、體質(zhì)量、血糖、三酰甘油、高密度脂蛋白及高血壓、心律失常發(fā)生率比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。三組冠心病患者性別、BMI、病程、總膽固醇、低密度脂蛋白、糖尿病發(fā)生率比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；其中PCI治療組患者男性比例高于藥物治療組，病程短于藥物治療組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；CABG治療組患者男性比例高于藥物治療組和PCI治療組，BMI低于藥物治療組和PCI治療組，病程短于藥物治療組，總膽固醇、低密度脂蛋白低于藥物治療組和PCI治療組，糖尿病發(fā)生率高于藥物治療組和PCI治療組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

表1 三組冠心病患者基線資料比較Table 1 Comparison of baseline data among the three groups of patients with CHD

2.2 三組冠心病患者CPET指標(biāo)比較 三組冠心病患者最大收縮壓、最大舒張壓、千克體重?cái)z氧量、峰值每分通氣量、AT-每分通氣量、ΔVO2/ΔWR比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。三組冠心病患者靜息收縮壓、靜息舒張壓、峰值功率、AT-功率、峰值氧脈搏、AT-氧脈搏、峰值攝氧量、AT-攝氧量、AT-千克體重?cái)z氧量、EQO2、AT-EQO2、EQCO2slope、PETCO2、AT-PETCO2比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；其中PCI治療組峰值氧脈搏、AT-攝氧量高于藥物治療組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；CABG治療組患者靜息收縮壓、靜息舒張壓低于藥物治療組，峰值功率、AT-功率、峰值氧脈搏、AT-攝氧量低于PCI治療組，AT-氧脈搏、峰值攝氧量、AT-千克體重?cái)z氧量、PETCO2、AT-PETCO2低于藥物治療組和PCI治療組，EQO2、AT-EQO2、EQCO2slope高于藥物治療組和PCI治療組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表2。

表2 三組冠心病患者CPET指標(biāo)比較（±s）Table 2 Comparison of CPET indexes among the three groups of patients with CHD

表2 三組冠心病患者CPET指標(biāo)比較（±s）Table 2 Comparison of CPET indexes among the three groups of patients with CHD

注：AT=無氧閾，EQO2=氧通氣當(dāng)量，EQCO2 slope=二氧化碳通氣當(dāng)量斜率，PETCO2=呼氣末二氧化碳分壓，ΔVO2/ΔWR=每分鐘攝氧量變化與功率變化比值；與藥物治療組比較，aP＜0.05；與PCI治療組比較，bP＜0.05

AT-攝氧量（L/min）藥物治療組 80 117±11 72±9 155±23 79±12 66±35 40±29 9.26±2.95 6.92±2.47 1.03±0.44 0.69±0.28 PCI治療組 64 113±11 71±11 154±22 77±14 70±27 46±23 10.77±4.84a 7.60±2.53 1.04±0.36 0.72±0.27a CABG 治療組 63 112±11a 66±11a 148±23 73±13 57±26b 32±24b 8.20±2.44b 5.78±1.99ab 0.85±0.29ab 0.56±0.22b F值 4.603 5.160 2.121 2.934 2.953 4.194 8.488 9.657 5.451 6.916 P值 0.011 0.007 0.123 0.055 0.026 0.016 ＜0.001 ＜0.001 0.005 0.001組別 例數(shù) 靜息收縮壓（mm Hg）靜息舒張壓（mm Hg）最大收縮壓（mm Hg）最大舒張壓（mm Hg）峰值功率（W）AT-功率（W）峰值氧脈搏（ml/beat）AT-氧脈搏（ml/beat）峰值攝氧量（L/min）組別 千克體重?cái)z氧量（ml?min-1?kg-1）AT-千克體重?cái)z氧量（ml?min-1?kg-1） EQO2 AT-EQO2 EQCO2 slope PETCO2（mm Hg）AT-PETCO2（mm Hg）峰值每分通氣量（L/min）AT-每分通氣量（L/min）ΔVO2/ΔWR（ml?min-1?W-1）藥物治療組 15.19±5.94 10.26±3.67 44.69±11.51 33.83±6.86 30.71±6.49 32.13±3.99 36.44±4.89 37.13±14.40 24.96±7.88 5.94±2.73 PCI治療組 15.61±5.08 10.50±3.86 44.47±9.38 34.80±8.64 31.33±5.39 31.43±3.43 36.42±4.31 38.58±10.88 25.93±7.05 5.74±2.26 CABG 治療組 13.52±4.90 8.48±2.76ab 51.52±11.21ab 38.98±8.80ab 35.68±6.91ab 29.22±4.08ab 32.81±4.93ab 38.11±10.50 23.31±6.48 4.73±2.66 F值 2.705 6.547 8.985 7.732 12.322 10.509 12.783 0.264 0.264 2.133 P值 0.069 0.002 ＜0.001 0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 0.768 0.768 0.121

3 討論

本研究回顧性分析了采用不同治療方式治療的冠心病患者基線資料及CPET指標(biāo)的特點(diǎn)，結(jié)果顯示，三組冠心病患者的年齡、身高、體質(zhì)量、血糖、三酰甘油、高密度脂蛋白及高血壓、心律失常發(fā)生率無差異，最大收縮壓、最大舒張壓、千克體重?cái)z氧量、峰值每分通氣量、AT-每分通氣量、ΔVO2/ΔWR亦無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。但三組冠心病患者性別、BMI、病程、總膽固醇、低密度脂蛋白、糖尿病發(fā)生率有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，說明治療方式的選擇與患者的基礎(chǔ)病情存在一定的相關(guān)性，患者CPET指標(biāo)存在差異與患者的基線資料及病情也存在相關(guān)性，不同治療方式的適應(yīng)證不同，三組患者間病情程度亦存在一定差異，因此，本研究回顧性分析了采用三種治療方式治療的冠心病患者CPET指標(biāo)的特點(diǎn)，根據(jù)CPET結(jié)果可制定冠心病患者的運(yùn)動(dòng)處方、判斷危險(xiǎn)分層以及預(yù)后。

近年，CPET在心臟康復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用愈加廣泛，其中心肺運(yùn)動(dòng)功能測試采用不同的數(shù)據(jù)采集法（每次呼吸測量法/混合氣體測量法），對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)過程中氣體的流量、氧氣濃度、二氧化碳濃度、心臟指標(biāo)等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。十二導(dǎo)聯(lián)運(yùn)動(dòng)心電圖則記錄和分析了安靜或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下心電圖ST、QRS、PR等各間期的技術(shù)參數(shù)，其可評(píng)估心臟的生理功能及變化特征，綜合評(píng)價(jià)心肺功能。

冠心病可嚴(yán)重威脅人體的健康，且隨著我國人口老齡化進(jìn)程不斷加快，冠心病的發(fā)病率呈現(xiàn)逐年上升趨勢［5］。在CPET測試過程中，隨著運(yùn)動(dòng)負(fù)荷逐漸增加，心排出量應(yīng)逐漸增加，當(dāng)攝氧量與運(yùn)動(dòng)功率遞增不一致時(shí)，常提示冠狀動(dòng)脈存在心肌缺血或供血不足，通過CPET可以檢測并評(píng)估心肌缺血程度和預(yù)后情況［6］。研究表明，冠心病患者可以通過復(fù)查心臟彩超、生活質(zhì)量量表等評(píng)估心臟康復(fù)的預(yù)后，但其無法替代CPET指標(biāo)的精確性與客觀性，且CPET測得的AT、峰值攝氧量等相關(guān)指標(biāo)是目前被認(rèn)可的制定有氧運(yùn)動(dòng)處方的最佳指標(biāo)［7-8］。

PCI是通過開通患者被堵塞的血管，以達(dá)到心肌血運(yùn)重建的目的，從而改善患者胸痛、胸悶等癥狀，其臨床治療效果較好，也逐漸被患者所接受［9］。研究表明，冠心病患者經(jīng)PCI治療后，心臟供血和供氧能力得到一定程度的提高，循環(huán)系統(tǒng)的氧氣運(yùn)輸能力得到增強(qiáng)，從而使肌肉組織的攝氧量及氧耗量增大，使患者的運(yùn)動(dòng)能力改善，表現(xiàn)為峰值攝氧量、AT、峰值氧脈搏、峰值負(fù)荷功率和遞增功率運(yùn)動(dòng)時(shí)間較治療前明顯提高［10］。本研究結(jié)果顯示，PCI治療組患者峰值氧脈搏、AT-攝氧量高于藥物治療組。PCI治療組與藥物治療組其余CPET指標(biāo)比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，可能說明PCI治療相比藥物治療不會(huì)影響患者的峰值功率、AT-氧脈搏、千克體重?cái)z氧量等CPET指標(biāo)。

CABG是嚴(yán)重的三支冠狀動(dòng)脈病變冠心病患者的有效治療方案之一。CABG對(duì)于患者肺功能的影響主要是限制其胸腔活動(dòng)，導(dǎo)致其胸腔容積縮小，而良好的血管條件及術(shù)后積極合理的心肺康復(fù)治療是患者重獲良好心臟功能及日常生活活動(dòng)能力的重要條件［11］。本研究結(jié)果顯示，CABG治療組AT-氧脈搏、峰值攝氧量、AT-千克體重?cái)z氧量、PETCO2、ATPETCO2低于藥物治療組和PCI治療組，EQO2、AT-EQO2、EQCO2slope高于藥物治療組和PCI治療組，說明經(jīng)CABG治療的冠心病患者在心肺功能方面相對(duì)較差。

EQO2、EQCO2slope是肺功能相關(guān)的重要指標(biāo)，EQCO2線性回歸后的斜率通常被稱為ΔVE/ΔVCO2slope，該指標(biāo)經(jīng)常用來表示運(yùn)動(dòng)時(shí)的通氣效率，斜率越大表明通氣效率越低［12］。研究表明，運(yùn)動(dòng)能力與EQCO2slope、重返工作崗位的概率相關(guān)，運(yùn)動(dòng)能力的增強(qiáng)會(huì)提高重返工作崗位的概率，而此時(shí)EQCO2slope會(huì)減?。?3］。AT是反映機(jī)體最大有氧運(yùn)動(dòng)能力的重要指標(biāo)之一，其與運(yùn)動(dòng)耐量密切相關(guān)。峰值攝氧量是反映心輸出量和心臟儲(chǔ)備功能的重要指標(biāo)，其改變與肺功能、心臟功能、骨骼肌功能及機(jī)體代謝狀況相關(guān)［14］。

冠心病患者的術(shù)后心臟康復(fù)非常重要。研究表明，通過手術(shù)不能延緩患者冠狀動(dòng)脈粥樣硬化生物學(xué)進(jìn)程，不能從根本上消除冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的相關(guān)危險(xiǎn)因素，且患者術(shù)后會(huì)有再次狹窄的可能性［15］。

綜上所述，不同治療方式冠心病患者的基線資料及CPET指標(biāo)均有差異，采用PCI治療的冠心病患者峰值氧脈搏、AT-攝氧量高于采用藥物治療的患者，采用CABG治療的冠心病患者AT-氧脈搏、峰值攝氧量、AT-千克體重?cái)z氧量、PETCO2、AT-PETCO2低于采用藥物治療和PCI治療的患者，采用CABG治療的冠心病患者病情更重，心肺功能較差，臨床可以根據(jù)患者的病情及CPET指標(biāo)調(diào)整心臟康復(fù)的方案。本研究存在以下不足：本研究采用回顧性研究方法，致使在患者資料收集方面受到一定限制，不同治療方式患者合并癥存在一定差異；另外，不同治療方式冠心病患者CPET指標(biāo)存在差異與其基線資料及病情存在相關(guān)性，不光是治療方式不同所造成，因而無法明確患者CPET指標(biāo)存在差異的根本原因。今后將開展隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)以進(jìn)一步深入研究。

作者貢獻(xiàn)：洪怡、周明成進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計(jì)，論文的修訂；郭小亞進(jìn)行研究的實(shí)施與可行性分析，資料收集；吳雪嬌進(jìn)行資料整理，統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，撰寫論文；洪怡負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校，對(duì)文章整體負(fù)責(zé)、監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。