心肺運動試驗在冠心病治療及康復(fù)中的研究進展

雷翔梨，郭文玲

目前，冠心病在我國臨床上十分常見，通常是由冠狀動脈發(fā)生病變所致，可引起冠狀動脈的狹窄或者阻塞[1-2]。由于生活習(xí)慣、飲食結(jié)構(gòu)、遺傳等因素的影響，導(dǎo)致冠心病發(fā)生率逐漸上升，是造成中老年群體死亡的重要原因[3]。及早診斷和治療是降低死亡率的重要方式。再灌注治療是冠心病病人首要的治療方法，比如直接經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(PCI)。目前，PCI已經(jīng)成為國外及我國指南推薦首選治療方案。雖然本病診治技術(shù)日漸提高，但死亡率仍接近8%，尤其是合并高血壓、糖尿病、慢性阻塞性肺疾病等基礎(chǔ)疾病的老年病人更容易在住院期間死亡。一項發(fā)表于Lancet的研究顯示，2001年—2011年我國ST段抬高型心肌梗死(STEMI)病人行急診PCI比例從10.2%增加至27.6%，而院內(nèi)死亡率未見顯著降低[3]。 PCI術(shù)后仍有部分病人因嚴重左室重構(gòu)而發(fā)生急性心力衰竭、心律失常、心源性猝死等，從而導(dǎo)致病人死亡率增高。心肺運動試驗(cardiopulmonary exercise test，CPET)最初在20世紀80年代由國外Weber等學(xué)者提出，主要將其應(yīng)用在冠心病病人診療中，是一項重復(fù)性好、準確、方便、無創(chuàng)的定量評估方法，以氣體交換作為核心指標，同時評估呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)方面的情況，而且具有心電圖符合運動試驗的特征。近幾年，CPET在發(fā)達國家得到較多應(yīng)用，在肺動脈高壓、心力衰竭、冠心病等疾病診斷及病情評估中得到應(yīng)用，而且還應(yīng)用于手術(shù)前風(fēng)險評估、術(shù)后效果評估等領(lǐng)域[4]。目前越來越多的醫(yī)院將CPET應(yīng)用于冠心病診治中，鑒于此，本研究從心肺運動試驗在冠心病診斷篩查、指導(dǎo)治療、康復(fù)指導(dǎo)等方面進行綜述，為臨床診治冠心病提供新思路。

1 CPET禁忌證及核心指標

CPET利用運動試驗過程中氣體交換情況衡量病人運動應(yīng)激程度。在氣體交換過程中，可同時測量血壓、心率、心電圖，并且氣體交換情況受到心血管系統(tǒng)的影響[5 ]。因為測量結(jié)果與運動期間實際能量消耗有關(guān)，所以它在負荷遞增的運動中通過測定氣體交換將外呼吸和細胞呼吸聯(lián)系起來，反映人體的心肺功能狀態(tài)，為康復(fù)治療方案和運動處方的制定提供定量、安全和有效的保障[6-7 ]。

CPET的主要測試方法是運動，有以下情況者禁忌行CPET(絕對禁忌證)：①重度心肺功能不全、急性心力衰竭、急性冠脈綜合征早期以及不能配合的肢體障礙者[8]；②無法耐受運動試驗；③受試者存在心律失常，經(jīng)過藥物治療后未得到有效改善，導(dǎo)致血流動力學(xué)障礙；④合并心力衰竭，且處于失代償期；⑤存在房室傳導(dǎo)阻滯(Ⅲ度)[9]；⑥存在急性栓塞、甲狀腺功能亢進、腎衰竭、感染等非心源性疾?。虎咴谶^往運動過程中曾表現(xiàn)為運動功能障礙，無法保證運動試驗順利進行；⑧病人不能配合；⑨存在癌癥、骨關(guān)節(jié)病、白血病、甲狀腺功能亢進等疾病。同時在運動過程中確實會有不良事件的發(fā)生，但發(fā)生概率極低。CPET中可能發(fā)生的風(fēng)險包括心律失常、無法呼吸、高血壓、低血糖、低血壓、摔傷和骨折、胸痛，甚至導(dǎo)致心搏驟停。在CPET之前一定要進行詳細的病史問詢和臨床評估，并在嚴格的監(jiān)護及救治環(huán)境下進行，這樣才能盡可能規(guī)避或降低風(fēng)險。

相對禁忌證：①受試者合并左主干狹窄；③重度狹窄性瓣膜病；③電解質(zhì)檢查結(jié)果紊亂；④高血壓病人血壓控制效果不良，即收縮壓>160 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)或舒張壓>100 mmHg[10]；⑤心動過速或過緩；⑥受試者存在心房顫動，而且經(jīng)過藥物治療后心室率仍未得到有效改善。

該試驗核心指標主要包括如下指標，①最大攝氧量(VO2max)和峰值攝氧量(peakVO2)：絕大多數(shù)的受試者無法達到這個平臺期，運動測試便會終止，因此，臨床上常將攝氧量(VO2)能達到的最高點即peakVO2代替VO2max。peakVO2影響因素包括年齡、性別、身高、體重、運動習(xí)慣等，個體差異大。②無氧域(anaerobic threshold，AT)：該指標是指受試者在運動試驗過程中能量損耗由有氧代謝到無氧代謝的臨界段，是受試者尚未發(fā)生無氧代謝的最高攝氧量[11]。與peakVO2相比，AT指標更加有利于肌肉細胞中線粒體利用氧的能力。在AT以下的負荷完全可以維持在有氧代謝范圍，因此，其通常用于肢體個體運動處方中運動強度的推薦。③運動心率：運動心率反映病人的運動儲備功能。運動心率的增加最初是副交感活性的減退，之后則是交感活性的增強。最大預(yù)測心率=220-年齡(歲)。④運動血壓：如果在檢查期間受試者血壓增加較高，則提示病人日后發(fā)生高血壓風(fēng)險較高[12-13]。⑤峰值代謝當量：指受試者在檢查過程中所能忍受的最大運動量相對于能量代謝水平的倍數(shù)。⑥峰值氧脈搏：指受試者試驗期間peakVO2與實時心率的比率，是衡量心肌缺血的重要指標。

2 CPET在冠心病篩查診斷中的研究現(xiàn)狀

有學(xué)者以疑似心絞痛病人為研究對象，結(jié)果表明，CPET可以對運動性心肌缺血進行有效預(yù)測[14]。已有學(xué)者對患有冠心病的病人進行CPET測試，結(jié)果表明氧脈搏在冠心病診斷中具有一定的診斷效能，陰性預(yù)測值、陽性預(yù)測值分別為44.2%、87.3%，特異度、敏感度分別為83.2%、38.3%，提示氧脈搏對冠心病的診斷有一定作用，但作用不明顯[15]。有學(xué)者對有明顯冠狀動脈病變(狹窄程度超過50%)的受試者行CPET檢測研究證實，通氣/二氧化碳生成斜率具有較高的預(yù)測診斷價值[16]。

結(jié)合大量臨床研究，現(xiàn)階段諸多學(xué)者用攝氧量對應(yīng)功率的做功效率、peakVO2占預(yù)計值的百分比等CPET相關(guān)指標衡量心肌缺血程度及心臟功能，然而依據(jù)的診斷標準主要是參考Wasserman等建議相關(guān)標準。而國內(nèi)心臟康復(fù)及運動心肺評估起步相對較晚，目前國內(nèi)尚未形成適合我國人群特點的參考標準。現(xiàn)階段，二氧化碳通氣當量、心率/氧脈搏斜率比、峰值氧脈搏等應(yīng)用于冠心病病人診斷中[16]。由于受試者在試驗期間只是依靠ST段、T波診斷心肌缺血，往往會致使負荷運動心電圖檢查診斷準確率下降，產(chǎn)生較多的假陽性，特別是女性受試者，而且較多負荷運動心電圖可能發(fā)生邊緣性變化[17]。也有研究結(jié)果表明，負荷運動心電圖診斷冠心病的敏感度及特異度遠遠低于其他指標[18]。CPET試驗?zāi)軌蛟缙诎l(fā)現(xiàn)冠心病病人氣體交換異常及運動水平下降，有助于診斷及評估預(yù)后效果。

3 CPET在冠心病指導(dǎo)治療及康復(fù)指導(dǎo)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀

有研究表明， AT、VO2max等指標越低提示受試者冠狀動脈存在一定的問題，而且水平越低，問題越嚴重[19]。據(jù)報道，攝氧量對應(yīng)功率逐漸下降，及攝氧量、氧脈搏對應(yīng)時間逐漸提高，提示冠心病病人冠狀動脈病變嚴重，心肌缺血嚴重[20]。也有研究表明，冠心病病人持續(xù)使用14 d美托洛爾后肺功能無明顯變化，但是CPET試驗相關(guān)指標在治療前后配對檢驗對比差異有統(tǒng)計學(xué)意義，這提示CPET在評估冠心病病人療效中更具有敏感性[21]。這為冠心病的藥物治療提供了有用且敏感的觀察指標，通過評估藥物療效可指導(dǎo)臨床醫(yī)生選擇有效的藥物。

外科手術(shù)可使藥物治療無效的冠心病病人獲益，降低病人死亡率，提高運動能力及生活質(zhì)量[22]。因為受試者在運動試驗過程中發(fā)生類似于術(shù)中應(yīng)激反應(yīng)，所以CPET較常規(guī)檢查更能預(yù)測病人對手術(shù)的耐受能力。據(jù)報道，如果手術(shù)前峰值功率男性不超過40 W，女性不超過25 W時，給予手術(shù)治療能夠取得一定的效果[23]。如果二氧化碳通氣當量斜率低于30，提示手術(shù)風(fēng)險較低；當二氧化碳通氣當量斜率等于或者超過45，峰值耗氧量低于10 mL/(kg·min)，提示具有極高的手術(shù)風(fēng)險，不建議進行手術(shù)[3]。

一些研究把心臟康復(fù)納入心臟二級預(yù)防中，而且將CPET試驗應(yīng)用于運動處方制定、康復(fù)效果評估。CPET康復(fù)指導(dǎo)：指導(dǎo)病人采用自由體位進行腹部呼吸訓(xùn)練。在病人胸部靜止狀態(tài)下，將其左右手分別放置在胸部及腹部，對抗手在其吸氣時使腹部隆起，另一只手在其吸氣時擠壓腹部使其回縮，兩手力度由呼吸速度控制。吸氣需要用鼻吸至最大肺活量，而呼氣需要緩慢放至最小殘氣量。其中，呼吸時間需要達到吸氣時間的3倍左右。訓(xùn)練時間由起始的5 min逐漸增加至10 min左右，每日3次。吸氣肌訓(xùn)練后需根據(jù)病人的癥狀限制性CPET結(jié)果來制定心臟康復(fù)運動程序，主要包括以下幾種運動[ 24]，①有氧運動：選取的運動類型主要以快走及騎車為主；運動強度主要通過心率儲備法進行評估，逐漸增加強度，每次增加10%，直至增加至80%的最大運動強度；病人自我感知勞累程度采用Borg評分法進行評估，病人進行運動康復(fù)時建議Borg評分在14分左右，每周5次，每次30 min。②抗阻訓(xùn)練：比如彈力帶、啞鈴等。選取Borg評分為12分左右作為抗阻訓(xùn)練的運動強度；運動肌群主要分為3部分(上肢肌群、下肢肌群、核心肌群)交替訓(xùn)練。訓(xùn)練每周3次，每次訓(xùn)練10個肌群，每次每個肌群訓(xùn)練2組，每組15次，兩組之間訓(xùn)練間隔1.5 min[ 25]。③放松訓(xùn)練：放松訓(xùn)練主要以靜態(tài)拉伸為主，以此來放松肌肉和減少訓(xùn)練后疼痛。拉伸部位主要以腿部肌肉、腰背部為主，拉伸期間病人保持正常呼吸，每個部位需要拉伸1.5 min[26]。運動強度以身體有牽拉感為宜，而不應(yīng)該讓病人感到疼痛，每個動作5次，每次持續(xù)10 min，且放松運動時間應(yīng)與病人疾病嚴重程度成正比[27-28]。最后運動過程中應(yīng)該檢測病人心率、血壓等，并時常詢問病人的內(nèi)心感受，若病人出現(xiàn)臨床癥狀(心悸、胸痛等)應(yīng)及時制止病人運動，并及時指導(dǎo)病人進行呼吸調(diào)整，避免病人出現(xiàn)憋氣、產(chǎn)生Valsalva動作[29]。

綜上所述，CPET具有便捷、重復(fù)性強、無創(chuàng)、應(yīng)用價值高等特點，隨著心臟康復(fù)的發(fā)展，作為心肺功能評估“金標準”的運動心肺評測系統(tǒng)也在不斷地發(fā)展為小型化、簡化設(shè)備的操作流程，做到易學(xué)易用，滿足不同階段病人的需求；與我國心臟康復(fù)及臨床緊密結(jié)合，跟上臨床發(fā)展的需求，不斷迭代升級。我國病人人數(shù)眾多，建立數(shù)據(jù)庫也是我國心臟康復(fù)的重要需求及努力方向。