运动训练对中老年冠心病患者PCI术后运动能力、心肺功能和认知功能的作用

赵梦飞, 毛立伟, 季 鹏, 胡树罡, 高 苗, 王 磊,

心血管疾病目前是世界上最重要的公共卫生问题之一.在中国,大约有2.9亿心血管疾病患者,且随着生活方式的改变以及人口老龄化程度的加深,心血管疾病的发病率仍在持续升高中.据预测,这种上升趋势至少会持续到2030年[1].截至2015年,我国心血管疾病死亡率在过去的20年里由25%上升到了40%[1],其中冠状动脉粥样硬化性心脏病是造成心血管疾病死亡率升高的主要原因[2].

随着经皮穿刺技术的应用和发展,经皮冠状动脉介入术(percutaneous coronary intervention,PCI)已成为治疗冠心病最常见的方法之一[3].然而,由于心脏损伤后心肌细胞不能有效再生,不能完全修复瘢痕组织,会导致冠状动脉在PCI术后仍有可能再次发生狭窄[4].因此,PCI术后心脏康复的主要目的大都是预防术后再狭窄的发生,降低术后发病率和致死率.

本研究旨在观察以运动训练为核心的心脏康复治疗对中老年冠心病患者PCI术后的运动能力、心肺功能以及认知功能的影响,明确心脏康复治疗在中老年冠心病患者PCI术后中的综合作用,为我国中老年冠心病患者PCI术后的心脏康复治疗提供一定的理论和临床依据.

1 资料与方法

1.1 一般资料

1.1.1 纳入标准

本研究招募了2016年10月1日—2017年3月31日确诊并已实施过冠状动脉支架置入术后3～6个月的中老年冠心病患者7例.患者来自江苏省省级机关医院心内科住院或心脏康复门诊,年龄在51～75岁之间.所有患者均符合2013年美国心脏协会发表的运动试验及训练标准(Exercise Standards for Testing and Training)[5],且纽约心脏协会(New York Heart Association,NYHA)心功能分级为Ⅱ～Ⅲ级.所有参与者都充分了解了所有的实验程序和相关风险,并签署了书面同意书.本研究的所有程序经江苏省省级机关医院伦理委员会审查并同意.

1.1.2 排除标准

(1)慢性阻塞性肺病、肺栓塞、深静脉血栓、脑卒中等患者.

(2)严重的心律失常合并血流动力学异常者.

(3)心肌炎、心肌病、严重的肝肾功能不全者.

(4)语言交流、听力障碍、精神异常等影响医患沟通者.

(5)有风湿病或运动系统疾病,影响正常训练者.

1.2 评估方法与观察指标

1.2.1 心肺运动试验(cardiopulmonary exercise test,CPET)

采用意大利COSME公司生产的心肺运动测试训练系统(型号为K4b2),对患者进行症状限制性运动试验评估.相关指标包括峰值摄氧量(peak VO2)、峰值通气量(peak pulmonary ventilation,peak VE)、峰值功率(peak power)、每搏输出量(stroke volume,SV)、代谢当量(metabolic equivalents,METs)、摄氧效率斜率(oxygen uptake eきciency slope,OUES)和VO2/HR(其中HR为heart rate,表示心率).患者佩戴面罩,取骑坐位并调试座椅高度,检查无漏气后连接能耗测试系统,并同时连接至监护仪进行心电、血压、血氧饱和度监测.患者先空载踏车热身2 min,然后自5 W开始以20 W/min的负荷幅度递增,车轮保持55～65 r/min的转速,直至出现运动指征时即终止评估.终止运动指征包括:①出现典型心绞痛;②出现严重心律失常;③心电图出现阳性结果;④运动过程中收缩压不再升高或降低10 mmHg(1.33 kPa)及收缩压＞220 mmHg(29.26 kPa);⑤达到最大目标心率(220−年龄)的85%以上;⑥体力不支不能坚持运动.

1.2.2 运动平板试验(exercise treadmill testing)

采用美国GE心电运动平板进行测试,运动方案选用渐进递增方案(3.22 km/h,0%坡度,每2 min坡度递增2%).运动前先记录12导联心电图、血压、心率及相应症状,运动中及运动后连续同步监测12导联心电图、血压、心率,并记录相应症状.运动终止指征包括:①达到最大目标心率(220−年龄)的85%以上;②出现典型心绞痛;③出现严重心律失常;④心率在1 min内减少20次,收缩压下降20 mmHg(2.66 kPa)以上;⑤心电图出现阳性结果;⑥体力不支不能坚持运动.记录患者测试时出现运动终止指征的时间、HR值和METs值.

1.2.3 心脏彩超检查(color Doppler echocardiography)

运动训练前后患者均进行统一的彩超检查.要求患者在早晨9:00～11:00点静坐5～10 min后完成检查.训练前后检查影像的医师统一.评估患者左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)、主动脉(aortic,AO)根部内径、左房(left atrial,LA)内径、左室舒张(left ventricular diastolic,LVD)末期内径、左室收缩(left ventricle systolic,LVS)末期内径、室间隔(interventricular septum,IVS)厚度、左室后壁(left ventricular posterior wall,LVPW)厚度.

1.2.4 认知功能

1.2.4.1 SF-36生活质量评估

SF-36简明健康状况量表[6]是由美国波士顿健康研究中心在医疗结局研究量表的基础上提出的,目前已在欧美得到广泛的认可和使用.SF-36量表包含36个条目,概括为生理机能(physical functioning,PF)、生理职能(role-physical,RP)、躯体疼痛(body pain,BP)、一般健康状况(general health,GH)、精力(vitality,VT)、社会功能(social functioning,SF)、情感职能(role-emotional,RE)、精神健康(mental health,MH)共8个维度.得分越高,表示健康状况越好.

1.2.4.2 蒙特利尔认知评估(Montreal cognitive assessment,MoCA)北京版

蒙特利尔认知评估量表是一个用来对认知功能异常进行快速筛查的评定工具,包括视空间与执行功能、命名、记忆、注意、语言、抽象、延迟回忆和定向共8个认知领域的11个检查项目.北京版总分为30分.英文原版的测试结果显示,正常值≥26分.

1.2.4.3 重复性成套神经心理状态(repeatable battery for the assessment of neuropsychological status,RBANS)测试

RBANS测试包含12个测试条目,概括为5组神经状态:即刻记忆(词汇学习、故事记忆)、视觉广度(图形描绘、线条角度)、语言(图片命名、语言流畅)、注意(数字广度、编码)和延迟记忆(词汇回忆、词汇再认、故事回忆、图形再认)[7].

1.3 干预措施

1.3.1 PCI术后常规抗血小板及降脂药物治疗

有3组患者的常规药物治疗正常,定期门诊复诊,根据实际情况在医师指导下调整用药.医师对患者进行口服药物指导,加强患者对口服药的依从性,尽可能在12周内保持用药不变.

1.3.2 运动训练

患者进行每周3次,共12周的有氧运动和抗阻训练.有氧运动训练方式包括上肢液阻摇臂、跑步机、划船机、功率自行车、坐位踏车和坐位四肢联动等.抗阻训练多为抗阻力量训练.本试验中的抗阻训练采用坐位腹肌训练器(型号为BHL610)、上肢肌肉训练器以及弹力带训练.有氧运动强度根据CPET评估中患者所能达到的最大心率为基础进行设定.根据目标心率=(最大心率−安静心率)×运动强度+安静心率,设定运动强度在60%～85%之间[5].初始训练强度从60%开始,每隔3周根据患者心率水平和自我主观感受进行调整,每次强度调整为5%.每次运动30～60 min,从30 min开始循序渐进,各项训练之间可有3～5 min的休息时间用于血压监测.抗阻训练强度采用主观劳累分级表(rating of perceived exertion,RPE)评定,患者训练强度控制在11～13级之间.患者每个动作重复20～30次,分3个循环完成,每个循环结束后休息3～5 min并监测血压.

1.3.3 运动监护以及注意事项

患者运动过程中均采用远程心电遥测系统(型号为ZS-910PC)进行心电监控,运动前后需进行5 min的热身和放松.运动过程中若出现进行性胸痛、面色苍白、头晕、乏力、胸闷气短等不适症状,应立即停止运动并视情节给予含服硝酸甘油等相应处理.

1.4 统计学方法

试验结果用SPSS 22.0软件进行统计学分析.计量资料呈正态分布,用“均数(x)±标准差(s)”表示.组内前后比较采用配对样本t检验,P＜0.05表示差异有统计学意义.

2 试验结果

2.1 心肺运动试验

经过以有氧运动结合抗阻训练为核心的心脏康复治疗12周后,患者的心肺运动功能较运动前有了明显改善,表现为患者的peak VO2,peak VE,peak power,SV,METs,OUES和VO2/HR在运动后有明显的提高(见表1).

表1 心肺运动试验结果Table 1 Results of CPET

2.2 运动平板试验

经过12周的运动平板训练后,中老年PCI术后患者的运动能力和耐力有了明显提高,表现为运动后患者出现运动终止指征的时间及METs值较运动前有明显的提高(P＜0.05),但患者的HR值却没有明显差异(P＞0.05)(见表2).

2.3 心脏彩超

由图1的心脏彩超结果可见,中老年PCI术后患者的心脏收缩舒张功能在运动前后没有明显变化,表现为LVEF,AO,LA,LVD,LVS,IVS和LVPW数值无明显差异(P＞0.05).

表2 运动平板试验结果Table 2 Results of treadmill exercise testing

图1 心脏彩超结果Fig.1 Results of the color Doppler echocardiography

2.4 认知功能

2.4.1 SF-36生活质量评估结果

由图2所示的SF-36量表得分情况可知,运动后中老年PCI术后患者在VT,RE,SF,GH这4个维度的得分较运动前没有显著差异(P＞0.05),然而PF,RP,BP,MH这4个维度的得分在运动后均有明显的提高.图2中的*表示P＜0.05.

图2 SF-36量表得分Fig.2 Scores of SF-36

2.4.2 MoCA北京版评估结果

由图3的MoCA北京版评估结果可知,运动后中老年PCI术后患者的得分较运动前有显著的提高.图3中的**表示P＜0.01.

2.4.3 RBANS测试结果

运动后中老年PCI术后患者RBANS测试中的5组神经状态(即刻记忆、视觉广度、语言、注意和延迟记忆)得分都明显提高,表现在故事记忆、图形描绘、线条角度、语言流畅、数字广度、编码、词汇回忆、故事回忆和图形再认等分测试的得分明显提高(见图4,其中*表示P＜0.05),而词汇学习、图片命名、词汇再认等分测试的得分没有显著差异(P＞0.05).

图3 MoCA北京版得分Fig.3 Scores of MoCA Beijing version

图4 RBANS得分Fig.4 Scores of RBANS

3 讨论

我国每年大约有40万冠心病患者接受PCI的治疗[8].随着PCI技术的普及及深入发展,规范化的康复治疗对于减少术后并发症,提高患者生活幸福感显得越来越重要.心脏康复是一项综合的干预治疗,包括患者评估、运动训练、体育活动咨询、戒烟、营养咨询、体重管理、积极的冠状动脉风险因素管理和心理社会咨询等[9],其中运动训练疗法是心脏康复的核心组成[10].已有许多研究表明,心脏康复不仅可以降低冠心病心肌梗死后的发病率和死亡率[11],同时也可以降低PCI[12]和冠状动脉旁路移植[13]术后的发病率和死亡率.此外,心脏康复还可以降低冠心病的危险因素,改善冠心病患者的生存质量.因此,心脏康复被推荐为冠心病的一级干预治疗[14-15].

CPET不仅是评估心功能的“金标准”,还可以用来评估冠心病患者的心肌缺血情况和预后[16].本研究发现,经过12周以有氧运动联合抗阻训练为核心的心脏康复治疗,PCI术后患者的peak VO2和peak VE均有所增加.已有研究证明,peak VO2每增加15%～17%,心脏疾病患者的死亡率将减少28%～35%[17].同时,经过12周的心脏康复治疗,PCI术后患者的OUES也有一定升高.OUES是一种测量运动中通气反应的非线性指标.相对于其他运动心肺试验中的指标,OUES能更好更稳定地反映心血管疾病的严重程度,其值大小与血管疾病的严重程度成反比[18].心肌在缺血缺氧的情况下无法满足心肌收缩时所必需的能量,此时会造成SV和VO2/HR的下降[19].经过12周的心脏康复治疗,本研究中PCI术后患者的SV和VO2/HR都得到了提高,表明以运动训练为核心的心脏康复在一定程度上改善了PCI术后患者的心肌缺血状态,从而改善PCI术后患者的心脏功能.此外,心脏康复治疗还能提高冠心病PCI术后患者的运动能力和耐力,表现为经过12周的心脏康复治疗,CPET中peak power、运动平板试验中出现运动终止指征的时间以及两个试验中的METs值都有所增加.已有研究也证实了心脏康复治疗对运动能力的这一积极作用[20].因此,以运动训练为核心的心脏康复治疗一方面可以提高冠心病PCI术后患者的运动能力和耐力,最大程度地使患者恢复到正常的生活和工作中;另一方面也可以改善患者的心脏功能,降低术后发病率和死亡率,从而达到改善预后的作用.

在心肺运动试验中,本研究发现心脏康复治疗能增强冠心病PCI术后患者的心肺功能,但在心脏彩超中却没有发现患者的LVEF,AO,LA,LVD,LVS,IVS和LVPW各项指标有所改善.这表明本研究中的以有氧运动联合抗阻训练为核心的共12周的心脏康复治疗并没有改善心脏器质性结构的作用.

认知功能是人脑认识和反映客观事物的心理功能,包括感知觉、注意、学习、记忆、思维、语言等各种能力.Mathieu等[21]的研究表明,冠心病患者的认知功能障碍多表现在精神心理、记忆、注意、执行功能和思维速度等方面存在缺陷,其发生与大脑多区域灰质的丢失、脑萎缩和静息状态下的低心输出量有关.Lucas等[22]的研究发现,运动具有改善认知功能的作用.这与本研究结果是一致的.本研究中PCI术后患者运动后的MoCA评估和BRANS测试的得分较运动前显著提高,表示以运动训练为核心的心脏康复治疗能改善患者在记忆、注意、语言、视觉广度和执行功能等方面的认知功能障碍.Davenport等[23]的研究认为,冠心病患者的认知功能障碍与心脏血流动力学、peak VO2以及脑氧代谢有关.结合本研究结果可以发现,运动训练能增加冠心病PCI术后患者的peak VO2,改善心肌的能量供应情况.这也在一定程度上阐释了运动训练改善冠心病PCI术后患者的认知功能的作用机制.本研究还选用了SF-36量表来评估与患者健康相关的生活质量.PCI术后患者运动后的得分比运动前有所提高,表明以运动训练为核心的心脏康复治疗能提高与患者健康相关的生活质量.这一结果与Balraj等[10]的研究结果一致.Feng等[8]的研究指出,约20%的冠心病PCI术后患者患有抑郁症.抑郁症的出现不仅会影响手术的效果,还会导致冠心病患者死亡率的增加.MH是评估包括抑郁等在内的精神心理健康项目.本研究发现,运动后PCI术后患者的MH得分增加,提示以运动训练为核心的心脏康复治疗能同时减轻患者的抑郁状况.

综上所述,以运动训练为核心的心脏康复治疗能提高中老年PCI术后患者的运动能力、心肺功能和认知功能,具有提高患者生活质量、降低患者发病率和致死率的综合作用,能够在很大程度上提高中老年冠心病PCI术后患者的康复效果.患者数量不多是本实验的显著不足之一,所以还需要进行更多高质量的、更进一步的研究探索.