心电图运动负荷试验阳性患者心肺运动试验分析

张剑 孙毅 贺靖斐 张伊 梁延春 韩雅玲

心电图运动负荷试验通过运动增加心脏负荷，使心肌耗氧量增加，主要用于冠心病的诊断、鉴别诊断及预后评估，是一种经典的无创心电检查方法［1］。心肺运动试验（cardiopulmonary exercise testing，CPET）是指伴有代谢测定［摄氧量（oxygen consumption，VO2），二氧化碳排出量（carbon dioxide output，VCO2）等气体交换指标］的心肺运动测验，不同于一般的心电图运动负荷试验，也不同于静态肺功能检查［2］。CPET在运动状态下，对受试者的心肺功能进行联合测定和综合评估，是目前检测人体整体功能最重要的方法。

心电图运动负荷试验可以单独进行，同时也是CPET检测过程中不可或缺的组成部分。心电图运动负荷试验阳性诊断冠心病的敏感度和特异度均为75%左右［3］。有关心电图运动负荷试验阳性患者的CPET特征相关报道较少。本研究回顾性分析心电图运动负荷试验阳性患者CPET的相关数据，探讨此类患者CPET的临床特点。

1 对象与方法

1. 1 研究对象

入选2017年8月至2018年7月在北部战区总医院心内科住院诊断为冠心病并进行CPET测试的连续患者共2552例，同时进行了心电图运动负荷试验，其中阳性患者215例作为阳性组，进行1∶1匹配选取与阳性组患者同期进行CPET的心电图运动负荷试验阴性患者215例作为阴性组。所有患者临床特征和CPET结果均前瞻性记录于北部战区总医院心内科冠心病介入治疗数据库和心脏康复数据库。

1. 2 CPET

本研究中全部受试者均使用CPET系统（瑞士Schiller CS-200）进行测试，患者在完成CPET之前不停用任何日常心血管药物（包括β阻滞药）。首先让患者熟悉运动方案、仪器设备和蹬车转速（60 r/min），连接心电监测、血压监测、指脉血氧饱和度，试戴面罩保证不漏气，调节自行车功率及座椅高度至最适位置，熟悉Borg评分表，以及常见运动停止原因和运动中明显不适时的非语言沟通方法。在静息状态下测定人体的肺功能、心电图，继之连续动态监测记录进出气流、VO2、VCO2、十二导联心电图、血压和血氧饱和度的实时变化。从静息状态（≥3 min），无功率负荷热身运动（≥3 min），根据性别、年龄、功能状态和疾病严重程度等，选择10～25 W/min功率递增速率进行症状限制性负荷运动，继续记录≥5 min 的恢复情况。CPET全部采用症状限制性运动试验方法。

心电图运动负荷试验绝对禁忌证：（1）2 d内的急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）；（2）不稳定型心绞痛；（3）未控制的心律失常，且引发症状或血流动力学障碍；（4）心力衰竭失代偿期；（5）三度房室传导阻滞；（6）急性非心原性疾病，如感染、肾功能衰竭、甲状腺功能亢进；（7）运动系统功能障碍，影响测试进行；（8）患者不能配合。相对禁忌证：（1）左主干狭窄或类似情况；（2）重度狭窄性瓣膜病；（3）电解质异常；（4）心动过速或过缓；（5）心房颤动且心室率未控制；（6）未控制的高血压［收缩压＞160 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）和（或）舒张压＞100 mmHg］。

运动负荷试验终止适应证：（1）达到目标心率；（2）出现典型心绞痛；（3）出现明显症状和体征，包括呼吸困难、面色苍白、发绀、头晕、眼花、步态不稳、运动失调、缺血性跛行；（4）随运动而增加的下肢不适感或疼痛；（5）出现ST段水平型或下斜型下降≥0.15 mV或损伤型ST段抬高≥2.0 mV；（6）出现恶性或严重心律失常，如室性心动过速、心室颤动、R on T室性早搏、室上性心动过速、频发多源性室性早搏、心房颤动等；（7）运动中收缩压不升或降低＞10 mmHg；血压过高，收缩压＞220 mmHg；（8）运动引起室内传导阻滞；（9）患者自感劳累要求终止。

心电图运动负荷试验阳性标准：（1）运动中或运动后在R波为主的导联ST段出现水平型或下斜型压低≥0.1 mV（“J”点后60～80 ms），持续时间≥2 min。运动前原有ST段压低者，应在原有基础上再压低≥0.1 mV，持续时间≥2 min；（2）运动中或运动后出现ST段水平型或弓背向上型抬高≥0.2 mV，持续时间≥1 min；（3）ST段上斜型下降0.20 mV以上，同时aVR导联ST段抬高0.10 mV以上；（4）出现一过性异常高耸T波伴对应导联T波倒置。

1. 3 统计学分析

所有数据采用SPSS 12.0统计软件进行分析。计量资料用（±s）表示，组间比较采用 t 检验。计数资料以百分数或率表示，组间比较用χ2检验或Fisher确切概率法检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2. 1 两组患者临床资料比较

两组患者年龄、体重指数（body mass index，BMI）、高血压病、糖尿病、高脂血症和陈旧性心肌梗死比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。阳性组男性比例（85.6%比74.4%，P=0.003）、吸烟比例（34.9%比26.0%，P=0.047）显著高于阴性组，但左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）［（51.9±3.8）%比（55.2±4.7）%，P=0.037］显著低于阴性组，差异均有统计学意义（表1）。

2. 2 两组患者CPET检测方案比较

阳性组与阴性组患者在运动递增功率、峰值Borg评分、运动持续时间、峰值功率、峰值代谢当量、呼吸储备、每分通气量/每分二氧化碳排出量（VE/VCO2）、静息心率、静息血压、静息和峰值指脉血氧饱和度比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。阳性组患者因疲劳终止比例（40.5%比62.8%，P＜0.001）和心率储备［（34.6±17.6）次/分比（38.8±21.0）次/分，P=0.026］显著低于阴性组，但峰值心率达预计值比例［（87.1±11.8）%比（84.4±14.3）%，P=0.031］及峰值收缩压［（179.1±25.5）mmHg比（173.6±26.6）mmHg，P=0.029］显著高于阴性组患者，差异均有统计学意义（表2）。

表1 两组患者临床资料比较

表2 两组患者CPET检测方案比较

2. 3 两组患者CPET检测结果比较

两组患者无氧阈（anaerobic threshold，AT）摄氧量、AT对应心率、峰值摄氧量、峰值千克摄氧量、峰值负荷、峰值氧脉搏、最大呼吸频率、用力肺活量（forced vital capacity，FVC）、最大肺活量（maximal vital capacity，VCmax）、第一秒用力呼气量（forced expiratory volumone second，FEV1）、FEV1/FVC比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。阳性组患者AT千克摄氧量［（11.9±2.4）ml/（kg · min）比（11.5±2.3）ml/（kg · min），P=0.040］、AT负荷［（3.4±0.7）Mets比（3.3±0.6）Mets，P=0.037］、最大通气量（maximal voluntary ventilation，MVV）［（113.9±30.1）L/min比（107.3±30.0）L/min，P=0.022］和MVV达预计值比例［（107±24）%比（102±24）%，P=0.030］显著高于阴性组患者，差异均有统计学意义（表3）。

表3 两组患者CPET检测结果比较（x-±s）

3 讨论

心电图运动负荷试验原理是部分冠心病患者在安静状态下并不表现出心肌缺血症状，而在运动时导致心肌耗氧量明显增加，当超过其狭窄的冠状动脉供血能力时，即可出现心肌缺血症状及相应心电图表现［1］。

自1929年Master及1932年Goldhammer提出心电图运动负荷试验可诊断心肌缺血以来［4］，经过近90年来临床实践的检验，该检查已被公认是一种无创、简便、实用、相对安全的冠心病诊断方法［5］。尤其对于基层医院来说，诸如冠状动脉造影、冠状动脉CT等影像学先进技术很难开展，且价格相对昂贵，心电图运动负荷试验仍不失为重要的辅助检查方法。

CPET开始应用于20世纪50年代，早期多用于评价患者的心肺功能［6-7］。Sue等［8］将CPET引入了气体代谢指标，目前CPET已应用于评估心、肺及运动系统整体功能检测，能够更精确、全面地评价冠心病患者的心肺功能，更可靠地提供运动康复的指导，在冠心病运动康复领域具有重要意义［3-9］。

本研究发现，心电图运动负荷试验阳性组在男性及吸烟比例的比较中显著高于阴性组，但LVEF却低于阴性组。文献报道显示，心电图踏车运动试验诊断冠心病的敏感度为54%～80%，特异度为88%～96%［10］。运动试验中冠状动脉病变支数越多，病变狭窄程度越重，运动试验阳性率越高［11］。表明本研究中运动负荷试验阳性组中男性患者比例较高、病变较重。而自然人群吸烟率比较，往往男性吸烟比例高于女性［12］。本研究中，阳性组与阴性组患者年龄比较［（58.2±8.8）岁比（56.7±9.1）岁，P=0.088）］，尽管未达到统计学意义，但也反映了阳性组患者年龄较大的趋势。

本研究还发现，心电图运动负荷试验阳性组患者在因疲劳终止比例和心率储备显著低于阴性组患者，在峰值心率达预计值百分率及峰值收缩压比较中高于阴性组患者。心电图运动负荷试验常采用靶心率法。运动时心肌耗氧量增加，表现为心率增快及收缩压升高，因此心率与心肌耗氧量呈线性关系，心率基本上可以代表心肌耗氧量，心率越快，心肌耗氧量越高［5］。极量心率指受试者个人能够承担的最大运动量时的心率，公式为：最大心率=220 - 年龄。以检出心肌缺血为目的的运动负荷试验，一般不以最大心率为目标，而以其85%～90%为目标即可，因此又称次极量运动试验［2］。CPET常采用症状限制性运动试验方法，即出现需要终止试验的指征即可停止，往往未能达到靶心率或次级量心率［13］。心率储备是指预计最大心率与实测最大心率的差值，反映了最大运动负荷时心率增加的潜能［14］。阳性组患者峰值心率达预计值及峰值收缩压高于阴性组患者，而阴性组患者心率储备和因疲劳而终止的比例较高，这也解释了其心电图运动负荷试验阴性的部分原因。

在AT千克摄氧量、AT负荷、MVV和MVV达预计值的比较中，心电图运动负荷试验阳性组患者均高于阴性组患者。AT指运动时有氧供能尚未需要无氧代谢补充供能时的最大VO2值，反映了机体耐受负荷的潜能，是运动时无氧代谢能力的标志［15］。MVV是指1 min内以尽可能快的速度和尽可能深的幅度重复最大自主努力呼吸所得到的通气量，即潮气量与呼吸频率的乘积。MVV是一项综合评价肺通气功能储备量的指标［2］。心电图运动负荷试验阳性组患者AT负荷及MVV较高，反映该组患者运动耐量和肺通气储备量较高，也提示较强的心肺运动耐量可提高运动持续时间，本研究阳性组患者与阴性组患者运动持续时间比较［（7.51±1.56）min比（7.22±1.84）min，P=0.080］，尽管差异无统计学意义，但得到持续更长的时间。Jain等［16］观察了300例心电图运动负荷试验阳性患者，提出采用85%靶心率法不是一项有效的诊断或功能终点，它显著低估了患者的运动能力和诱发的缺血出现。因为尽管最大运动负荷与峰值运动心率呈线性关系，但最大运动负荷心率随年龄增加而降低。同样年龄，最大运动负荷心率个体间可以相差20～30次/分。因此应用单一靶心率法尤其具有局限性。应根据个体运动能力调整靶心率［16-17］。

总之，心电图运动负荷试验阳性患者可能因为男性比例较高，运动中峰值心率及峰值收缩压较高，AT负荷及MVV较高，表现出较强的心肺运动耐量。在进行CPET检查中，遵循症状限制性运动试验方法同时，建议根据患者的运动能力及状态，鼓励患者进行较强的或更接近靶心率的运动负荷测试，以得到更准确的测试结果。