冠心病患者康复中适宜运动强度的相关研究

金 川，刘 洵

●研究报道 Short Comunications

冠心病患者康复中适宜运动强度的相关研究

金 川1，刘 洵2

目的:利用心率指标为服用β-阻断剂和未服用β-阻断剂冠心病患者提供安全有效的康复运动强度。方法:35名服用β-阻断剂和40名未服用β-阻断剂的男性冠心病患者在活动跑台上进行递增负荷运动试验，其间记录每级负荷时的摄氧量、心率、血乳酸和自我用力感觉，并持续监测12导联心电图。利用Pearson线形回归建立峰值心率的预测公式，据此提供不同年龄服用β-阻断剂和未服用β-阻断剂冠心病患者的适宜运动强度。结果:（1）服用β-阻断剂和未服用β-阻断剂冠心病患者的峰值心率（117.9次/min和138.1次/min）分别只达到“220-年龄”这一方程预测的最大心率的75%和88%；（2）服用β-阻断剂和未服用β-阻断剂冠心病患者在其90%峰值心率时出现了心肌缺血和无氧代谢加强的征兆；（3）服用β-阻断剂和未服用β-阻断剂冠心病患者的峰值心率预测公式分别为161.2-0.74年龄（r=0.78，P＜0.01）和194.1-0.88年龄（r=0.76，P＜0.01）；（4）本研究为不同年龄的服用β-阻断剂和未服用β-阻断剂冠心病患者提供了适宜的上限运动强度和下限运动强度。结论:为了能达到训练效果最大化，损伤风险最小化，服用β-阻断剂和未服用β-阻断剂冠心病患者的适宜运动强度应在其峰值心率的70%～85%之间。

冠心病患者；峰值心率；适宜运动强度；β-阻断剂

心血管疾病是全球范围内导致死亡的头号杀手，每年死于心血管疾病的人数大大多于任何其他原因[1]。运动干预是康复医学中最主要的治疗方法之一，选择适宜的体育锻炼与健康的生活方式，可降低冠心病（CHD）患者再发病的风险[2]。合理的运动强度是个体通过训练提高其有氧工作能力最重要的因素[3]。然而，合理的运动强度要取决于训练者当前的生理状况。因此，评价特定运动对个体有氧代谢系统所施加的影响则显得尤其重要。对运动强度的分级可用最大心率的百分数来表示，最大心率可以通过力竭运动直接获得，但是，在很多环境中这一做法是不适宜的。因此，通常采用的替代方法则是“220-年龄”这一公式来预测最大心率，从而避免了剧烈运动的进行。

然而，上述年龄预测最大心率的公式是基于健康人群得出的，它是否适用于冠心病（CHD）患者尚不得而知。此外，在CHD患者中，某些药物的服用对他们心血管系统功能也会有一定的影响。如心血管疾病患者使用β-受体阻断剂可减少其心肌缺血出现的概率[4]，这源于该药物可以降低患者的心率、心肌收缩力、血压和心肌耗氧量[5]。因此，本研究的目的旨在为CHD患者提供预测其最大心率的方法，据此能为他们（无论是否服用β-阻断剂）确定出康复中适宜的运动强度，从而使CHD患者在运动康复程序中能获得较好的训练效果。

1 研究对象于方法

1.1 研究对象

75名由天津市三甲医院确诊的男性冠心病患者构成本研究的受试者，他们均处于冠心病的稳定期。依据是否服用β-阻断剂，受试者被分成服用β-阻断剂组（35名）和未服用β-阻断剂组（40名）2组。2组受试者在年龄、身高、体重、安静时血乳酸浓度和ST段水平上没有显著性差异，但2组受试者安静时心率有显著差异（P＜0.01），这应与服用β-阻断剂有关（见表1）。在试验前，详细向受试者说明本研究目的、内容、试验程序后，他们自愿签字同意参加试验。

表1 受试者基本情况（±s）Table1 The general information of the subjects（x¯±s）

表1 受试者基本情况（±s）Table1 The general information of the subjects（x¯±s）

注:与未服用β-阻断剂组比较，*表示P＜0.01（下同）。

组别服用β-阻断剂组未服用β-阻断剂组n 35 40年龄62.4±6.6 63.1±5.4身高/cm 170.8±5.1 171.3±4.7体重/kg 69.4±6.6 70.0±7.6静息心率/次·min-164.1±8.7* 87.1±9.6静息血乳酸/mmol·L-11.5±0.4 1.6±0.5静息ST段/mm 0.1±0.3 0.1±0.3

1.2 试验仪器

德国Cosmos Pulsar 4.0活动跑台、Oxycon Champion心肺功能测定仪、美国Mortara 12导联心电图仪和日本Olympus AU640全自动生化仪。

1.3 试验方法

全部CHD患者在活动跑台上依改良布鲁斯跑台方案进行递增负荷运动试验。试验中，受试者带有12导联的心电监测，每一级负荷最后1 min测定心率、血压和主观用力感觉（RPE），并由整合代谢分析提取每30 s时的摄氧量，打印机每3 min打印一次心电图的综合记录，包括心率和ST段的变化。测试者记录运动时间[6]。运动测试前、运动中每3 min以及运动结束后的第3和第6 min，利用干试剂法（指尖取血20 mL）对受试者进行血乳酸浓度的测定。

1.4 试验控制

递增负荷运动试验的终止标准依美国运动医学学院指引[7]，包括下列症状:出现不正常的心电图、达到个人年龄预测最大心率、出现不正常血压、RPE达到17、呼吸商＞1.15等，终止运动时的心率为受试者的峰值心率。

在试验进行中，主试不断询问受试者感觉，并在试验前已明确告诉受试者即使没有上述任何迹象出现，他们仍可在任何时候要求停止运动。

1.5 统计学分析

结果用均数±标准差来表示。采用方差分析来进行组间和组内数据的比较。样本差异显著性检验选用0.05水平，如F值达到显著水平（P＜0.05）则进行Post-hoc分析，以检测任何2组间数据的差异。利用Pearson线形回归建立年龄预测峰值心率的公式。

2 结果

2.1 运动时间和峰值心率

服用β-阻断剂组和未服用β-阻断剂组完成运动测试的时间分别为13.5 min和13.0 min，二者间无显著差异（P＞0.05）；2组的峰值心率有显著差异（P＜0.01），这也应与服用β-阻断剂有关（见表2）。

2.3 摄氧量、血乳酸浓度、峰值心率百分数、ST段水平和主观用力感觉与心率的关系

2.3.1 服用β-阻断剂组的测试 表4显示了心率在每分钟增加10次时服用β-阻断剂组的各项生理、临床和感觉指标的变化。从表4中可以看到，ST段下降1.0 mm，以及血乳酸浓度出现突增时所对应的摄氧量、峰值心率百分数和主观用力感觉的数值。这一心肌缺血和无氧代谢比例加大的指示，可为确定递增负荷运动的上限强度提供有价值的信息。此外，在峰值心率百分数为72.5%、88.2%和98.0%时，RPE的数值分别为11.2，13.2和14.8，这也为RPE在运动强度监控上的应用提供了生理学依据。

表2 峰值心率与最大心率的比较（¯±s）Table2 Comparison of peak heart rate and maximum heart rate（x¯±s）

表2 峰值心率与最大心率的比较（¯±s）Table2 Comparison of peak heart rate and maximum heart rate（x¯±s）

注:与最大心率比较:#表示P＜0.01，最大心率由“220-年龄”得出。

服用β-阻断剂组未服用β-阻断剂组运动测试时间/ min 13.5±2.0 13.0±2.2最大心率/次·min-1157.4±14.1 156.6±13.7峰值心率/次·min-1117.9±12.8#*138.1±13.2#转换系数0.75 0.88

2.2 峰值心率的预测公式

依据测定结果，本研究利用Pearson线形回归为服用β-阻断剂组和未服用β-阻断剂组的CHD患者建立年龄预测峰值心率的公式。结果显示，无论是服用β-阻断剂组，还是未服用β-阻断剂组，其年龄与峰值心率均呈高度相关（见表3）。

表3 峰值心率的预测公式Table3 Predicting formulae of peak peak heart rate

表4 服用β-阻断剂受试者不同心率时所对应的生理、临床和感觉指标的数值（x¯±s）Table4 Physiological,clinical and perceptual variables versus HR in patients with beta blockade therapy（x¯±s）

2.3.2 未服用β-阻断剂组的测试 表5显示了心率在每分钟增加10次时未服用β-阻断剂组的各项生理、临床和感觉指标的变化。从表5中可以看到，ST段下降1.0 mm，以及血乳酸浓度出现突增时所对应的摄氧量、峰值心率百分数和主观用力感觉的数值。在峰值心率百分数为74.1%、88.1%和98.1%时，RPE的数值分别为10.8，13.2和14.8。

表5 未服用β-阻断剂受试者不同心率时所对应的生理、临床和感觉指标的数值（x¯±s）Table5 Physiological,clinical and perceptual variables versus HR in patients without beta blockade therapy（x¯±s）

2.4 适宜运动强度

图1和图2分别显示了针对服用β-阻断剂和未服用β-阻断剂的CHD患者，本研究提供的适宜运动强度（根据年龄预测峰值心率的70%~85%得出）。

图1 服用β-阻断剂CHD患者的适宜运动强度Figure1 Optimal exercise intensities for the patients with beta blockade therapy

图2 未服用β-阻断剂CHD患者的适宜运动强度Figure2 Optimal exercise intensities for the patients without beta blockade therapy

3 讨论

《中国心血管病报告2010》数据显示，我国心血管病患病人数大约有2.3亿人，每10个成年人中就有2个心血管疾病患者，每年死于心血管疾病人数大约为300万，占总死亡原因的41%，居各种死因之首[8]。随着人民生活水平提高，膳食结构改变，我国冠心病发病率和死亡率还在继续升高。

世界卫生组织（WHO）把心脏康复定义为，要求保证使心脏病人获得最佳的体力、精神及社会状况的活动总和，从而使病人通过自己的努力能在社会上重新恢复尽可能正常的位置，并能自主生活[9]。冠心病患者参加康复运动将有助于其功能的恢复、致病危险因素的改善及降低疾病的再发率，但他们的康复运动应是在有氧工作范围之内，其适宜强度的把握控制应是运动处方中的关键成分[10]。适宜运动强度可依据最大心率的百分数来设定。有研究报道，在心脏康复中，患者可用低于70%最大心率的强度进行训练，当心功能得到改善后，其运动强度可有所增加，以便收到明显的训练效果[11]。但是，在冠心病患者康复中，对其进行最大心率的直接测定可能会有一定的风险。解决这一问题的通常做法是，利用与年龄相关的方程来预测，如“220-年龄”来进行最大心率的预测[12]。

然而，本研究显示，无论是服用还是未服用β-阻断剂的CHD患者均不能达到依年龄预测的最大心率，因为上述方程式是基于健康人群得出的。而在本研究中，为了安全起见，依据运动测试终止标准，很多CHD患者在达到其最大心率之前已终止运动。此外，在本研究中，一部分受试者还服用了β-阻断剂。1975年，β-受体阻断剂首次被应用于心衰患者的治疗中[13]。由于在临床、血流动力学及神经激素方面的益处，β-阻断剂目前已被广泛接受[14]。β-受体阻断剂可以抑制交感神经兴奋性。病人服用β-受体阻断剂后，不论是安静时还是运动中，在血流动力学上显示的效应是心肌收缩力下降和心率减慢[15]。这使得服用β-阻断剂的CHD患者的峰值心率（最高运动强度时的心率）与其按年龄预测得出的最大心率（220-年龄）的差距进一步加大。

据此，在最大心率难以确定的情况下，本文选择用峰值心率这一指标来进行替代。本研究中，服用β-阻断剂组和未服用β-阻断剂组的峰值心率（117.9次/min和138.1次/min）分别只达到“220-年龄”这一方程预测的最大心率的75%和88%。因此，对于这2个群体来说，使用“220-年龄”预测峰值心率时应分别再乘以0.75和0.88。

在健康人群中，用年龄预测最大心率的90%被认为是训练敏感区域的上限[16]。然而，针对CHD患者而言，这个运动强度是不被提倡的，因为它可能会导致急性心肌缺血的出现[17]，这一点从本研究中显示出的ST段下降（心内膜缺血的标志）可以得到证实[18]。在服用β-阻断剂组中，当心率为115次/min时（峰值心率的94.6%），ST段下降达到1.0 mm；在未服用β-阻断剂组中，当心率为135次/min时（峰值心率的93.9%），ST段下降达到1.0 mm。此时，2组受试者的血乳酸浓度分别为4.3 mmol/L和4.4 mmol/L，与前一运动强度时（由心率表示）的数值相比具有显著差异（P＜0.05）。这说明，随着运动强度的加大，血乳酸浓度增加的幅度也会有所改变，而且这一数值也超过了常规的乳酸无氧阈（4.0 mmol/L）[19]，因此供能方式应是无氧代谢占据了主导地位。这些特异性病征以及生化上的标志显示，在CHD患者的运动处方中，强度上限应低于峰值心率的90%。为了对安全性和训练效果统筹兼顾（使心肌缺血的可能性降到最低，使训练效果达到最高），本研究拟定了峰值心率的85%做为运动强度的上限，继而建立了适用于服用β-阻断剂和未服用β-阻断剂的CHD患者的，基于年龄预测峰值心率的70%~85%得出的适宜运动强度的上限和下限（见图1、图2）。据此，心脏康复工作者将能为CHD患者提供适宜的运动强度范围。

主观用力感觉（Rating of Perceived Exertion，RPE）是瑞典斯德哥尔摩大学心理学教授G.BORG[20]在20世纪60年代引进的用力感觉（perceived exertion）的概念，他创立了评估不同工作和运动中用力感觉的方法，其中最简单实用的一种就是BORG的体力感觉等级表（the scale for Ratings of Perceived Exertion），从6~20，共15级，表示疲劳感觉从极轻到极重。目前，RPE量表已被广泛的应用于对工作强度的主观评估中，并且也被作为对不同人群运动强度进行监控的一种手段[21]。在本研究中，CHD患者的RPE与峰值心率百分数呈高度相关（P＜0.01），这就能够提出一个针对上述适宜运动强度的RPE阈值，即应用峰值心率70%~85%的强度运动时，RPE是处于BORG量表的10~13级之间，其他学者也有相似的报导[22]。这样，CHD患者既可依据心率也可参考RPE值将其康复训练更好地控制在适宜的运动强度范围之间。

4 结论

服用β-阻断剂和未服用β-阻断剂冠心病患者的峰值心率分别只能达到最大心率（220-年龄）的73%和88%，冠心病患者在其90%峰值心率时出现了心肌缺血和无氧代谢加强的征兆。因此，冠心病患者的适宜运动强度应在其峰值心率的70%~85%之间。

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OptimalExerciseIntensityforCoronaryHeartDiseasePatientsduringRehabilitation

JIN Chuan1，LIU Xun2
（1.Dept.of PE，Tianjin Polytechnic University，Tianjin 300387，China；2.Dept.of Health and Sport Science，Tianjin University of Sport，Tianjin 300381，China）

Objective:To provide safe and effective exercise intensities applying heart rate variables for coronary heart disease patients both with and without β-blockade therapy.Method:Seventy five male coronary heart disease patients（35 with and 40 without β-blockade）performed a graded exercise test on a treadmill during which time oxygen uptake,heart rate，blood lactate and ratings of perceived exertion were recorded，and a 12 lead electrocardiogram was monitored continuously.The predicting formulae for peak heart rate were established through Pearson regression analysis，then optimal exercise intensities for the patients both with and without β-blockade therapy were provided accordingly.Results:1.The patients with and without β-blockade showed peak heart rate of 117.9 beats﹒min-1 and 138.1 beats﹒min-1 respectively,and these values reached the maximum heart rate derived from“220－age”of 75%and 88%only.2.The coronary heart disease patients showed signs of myocardial ischaemia and anaerobic metabolism increasing at about 90%of their peak heart rate.3.Predicting formulae of peak heart rate for the patients with and without β-blockade therapy were 161.2-0.74 age（r=0.78，P＜0.01）and 194.1-0.88 age（r=0.76，P＜0.01）respectively.4.The upper and lower limits of exercise intensities for the patients with different ages including those with and without beta blockade therapy were depicted in the study.Conclusions:For the purpose of maximizing the training effects and yet minimizing the injury risk,the optimal exercise intensities for coronary heart disease patients both with and without β-blockade therapy should be regulated within their 70%～85%peak heart rate areas.

coronary heart disease patients；peak heart rate；optimal exercise intensity，β-blockade

G 804.5

：A

：1005-0000（2015）06-544-04

10.13297/j.cnki.issn1005-0000.2015.06.014

2015-09-03；

2015-11-09；录用日期：2015-11-10

金 川（1982-），男，天津市人，讲师，研究方向为体育教学和体质健康；通信作者:刘 洵（1954-），男，教授，博士，研究方向为运动心脏康复。

1.天津工业大学体育工作部，天津300387；2.天津体育学院健康与运动科学系，天津300381.