心肺運動試驗指導個體化心臟康復指標的解讀

心肺運動試驗指導個體化

心臟康復指標的解讀同濟大學附屬同濟醫(yī)院

王樂民

一、心血管疾病康復概述

心臟康復（cardiacrehabilitation）心臟康復已經(jīng)被認為是心血管疾病患者能夠得到持續(xù)治療的關鍵。心臟康復的內(nèi)容包括醫(yī)學評估、運動療法、飲食療法、心理療法、控制危險因素、患者健康教育和生活指導，可以理解為心血管疾病的綜合性康復

運動療法是心血管疾病康復方案的核心部分，尚需要運動處方，飲食處方，患者教育和生活指導方案的綜合實施。使心臟康復實現(xiàn)倍增效果

綜合性醫(yī)療團隊由臨床心血管醫(yī)師、康復師、護士、技師、營養(yǎng)師和心理治療師組成二、心臟康復的疾病種類1.急性心肌梗死和PCI術后2.穩(wěn)定性冠狀動脈粥樣硬化性心臟病3.冠狀動脈搭橋或心臟瓣膜置換術后4.大血管疾病:①主動脈瘤②夾層動脈瘤③大血管病術后5.慢性穩(wěn)定性心力衰竭6.心臟移植術后7.周圍動脈血管病8.糖尿病三、心臟康復需要的運動

生理學基礎知識

運動療法是綜合性心血管疾病康復的核心，開具個體化運動處方是基于患者心肺儲備功能的測定結果，心肺運動試驗（CardiopulmonaryExerciseTest，CPX）是客觀量化評估心肺儲備功能的方法，也是開具運動處方的理論基礎。CPX是運動生理學和氣體代謝指標關系的組合呼吸循環(huán)系統(tǒng)對遞增性運動負荷的應答機體運動時的生理學反應表現(xiàn)在機體組織的氧耗量增加，機體對氧攝取量的增加是通過心搏出量和肺通氣量的增加來實現(xiàn)的每搏搏出量的增加可使心搏出量增加到靜息狀態(tài)下的2倍，后期的心搏出量增加主要由心率的增加實現(xiàn)的，心率增加帶動的心搏出量增加可達到靜息狀態(tài)下的2.5～3.5倍。運動時每搏搏出量增加和心率增加，心搏出量最大可達到靜息狀態(tài)下的5～7倍每分通氣量的增加由每次潮氣量和呼吸次數(shù)增加所決定，運動早期通氣量的增加由潮氣量決定，后期的運動強度增加，由呼吸次數(shù)增加決定通氣量的增加，最大運動時通氣量可達到靜息狀態(tài)下的15倍。靜息時通氣量約0.5L左右，最大運動強度時可達到3L左右，靜息時呼吸次數(shù)約為10多次/分，最大運動時的呼吸次數(shù)可達到40～50次/分。呼吸系統(tǒng)與循環(huán)系統(tǒng)的儲備能力不同，呼吸系統(tǒng)的儲備能力大于循環(huán)系統(tǒng)，因此，最終運動中止的原因往往不是呼吸系統(tǒng)，而是循環(huán)系統(tǒng)心搏出量的變動受到自律神經(jīng)的調(diào)節(jié)，低負荷運動時副交感神經(jīng)被阻滯，而高負荷運動時，當運動強度超過無氧代謝閾值時（Anaerobicthreshold，AT）轉變?yōu)榻桓猩窠?jīng)功能亢進運動過程中自律神經(jīng)的調(diào)節(jié)四.CPX原理與方法CPX是運動與氣體代謝測試技術的結合，是基于內(nèi)呼吸與外呼吸耦聯(lián)原理，通過肺通氣（吸進O2，呼出CO2）、肺與血液O2和CO2交換（外呼吸）、O2和CO2通過血液轉運、毛細血管與周圍肌肉組織進行O2和CO2交換（內(nèi)呼吸）四個過程完成。CPX可精確測定運動狀態(tài)下外呼吸與內(nèi)呼吸的異常，而這些異常在機體靜息狀態(tài)下不易被發(fā)現(xiàn)臨床常選用踏車及運動平板為運動模式,踏車運動試驗采用分級遞增運動方案（Ramp方案）。運動平板采用的有Bruce方案和Naughton方案分級遞增運動負荷狀態(tài)下氣體代謝變化模擬圖五.CPX的重要參數(shù)1.氧耗量VO2:反映機體運動負荷的指標，作為運動能力指標之一被廣泛應用氧耗量＝每搏搏出量*心率*動靜脈氧差＝心搏出量*動靜脈氧差2.代謝當量:Metabolicequivalents，METS，METs

是心臟康復中重要的指標，可用于各種活動定量及運動強度判斷，1MET=3.5ml·kg-1·min-1

3.τon：運動開始時VO2反應的時間常數(shù)

4.二氧化碳通氣當量斜率（VE/VCO2slope）

VE/VCO2是通氣量（VE）與二氧化碳排出量（VCO2）的比值，通氣量是生理死腔與肺胞通氣量之和，VE/VCO2常根據(jù)運動中所有數(shù)據(jù)由線性回歸計算得出，以斜率VE/VCO2slope表示，表明肺換氣效率

5.無氧代謝閾值（Anaerobicthreshold，AT）運動負荷增加到一定程度后，組織對氧的需求超過循環(huán)所能提供的氧供量，組織必須通過無氧代謝提供更多的氧，有氧代謝與無氧代謝的臨界點稱為AT，也稱為乳酸代謝域值，AT用于制定個體化運動處方中運動強度的推薦，AT通常由Vslope方法判定6.最大氧耗量（Maximaloxygenuptake,VO2max）、峰值氧耗量（Peakoxygenuptake，PeakVO2）

VO2max是指人體在極量運動時最大氧耗能力，它也代表人體供氧能力的極限水平，當運動負荷增加，VO2不再增加而形成平臺水平。實際測試中，有的受試者不能維持功率繼續(xù)增加而達到最大的運動狀態(tài)，沒有平臺出現(xiàn)，這種情況被稱為peakVO2，通常以peakVO2代替VO2max。7.VO2變化與功率變化比值（⊿VO2/⊿WR）即每增加1W功率運動負荷，所增加氧耗量的指標，表明末梢運動肌肉氧的運送能力，運動肌肉氧的利用狀態(tài)-18.呼氣代償點（RespiratoryCompensationPoint,RCP）運動強度超過AT后，機體酸性物質(zhì)增加，通氣功能亢進始點9.PETCO2：呼氣終末期二氧化碳分壓，反映運動中肺臟有效血容量10.τoff：運動后恢復期VO2反應的時間常數(shù)11.運動心率運動時的心率變化，通常VO2每增加3.5ml·min-1·kg-1心率增加10次/分[5]。心臟病患者的心率受服用β受體阻滯劑因素的影響，因此最大心率不是運動負荷的終極目標，當心率達到85%最大預測心率時可考慮停止運動試驗12.運動血壓收縮壓一般隨運動量增加而升高，舒張壓增加不明顯，VO2每增加3.5ml·min-1·kg-1,血壓增加10mmHg[5]，若血壓隨運動負荷增加反而下降，往往提示有嚴重的心功能障礙六、CPX的臨床應用

AT、peakVO2、峰值心率、Borgscale自感勞累分級評分，為制定各類心血管疾病運動處方的依據(jù)。CPX測得的peakVO2、VO2AT、峰值負荷等結果判斷心力衰竭患者的運動耐力。peakVO2、VO2AT、VE/VCO2slope可判斷心力衰竭的嚴重程度及預后，CPX的前后對照，可判斷臨床的治療效果。根據(jù)peakVO2評估是否需要心臟移植，peakVO2<10ml·min-1·kg-1作為心臟移植的指證

CPX有助于判斷肺動脈高壓的嚴重程度及預后，CPX對心肌缺血及心律失常亦有良好的診斷價值。對心臟起搏器功能也具有良好評估價值。CPX還有助鑒別難以解釋的呼吸困難，骨骼肌纖維和線粒體肌病，可鑒定殘障能力。七.制定運動處方的參考指標運動處方具有四要素：運動種類、運動強度、運動時間和運動頻率，其中運動強度是制定運動處方的重要內(nèi)容，直接關系到患者運動的安全性和效果。有氧運動強度參考指標及方法：心率法（1）傳統(tǒng)心率：最大預測心率(HRmax=220一年齡)的百分數(shù)，采用50%～70%不等的最大預測心率（2）儲備心率（HRR=最大運動心率-靜息心率）峰值氧耗量相關方法（1）peakVO2以peakVO2的百分數(shù)，采用40%～

80%不等的peakVO2。（2）儲備VO2（儲備VO2=peakVO2-靜息VO2）

AT

通常決定AT值有三種測試方法：VE/VO2；

VCO2/VO2；Vslope法，AT通常由Vslope

方法判定Borgscale自感勞累分級評分，表達了受試者感覺的耐受能力，常受到主觀因素的影響10級表

20級表級別疲勞感覺級別疲勞感覺0沒有6

0.5非常輕7非常輕1很輕82輕9很輕3中度104稍微累11輕5累12613稍微累7很累14815累9非常累1610最累17