不同运动靶心率评价方法在慢性心力衰竭患者运动康复中的临床价值

宋春丽，王晓燕，默瑞兴，籍振国

慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）是器质性心脏病的终末阶段，现有流行病学调查显示，我国CHF发病率约为0.9%，且逐年升高，CHF以运动时呼吸困难、乏力为主要症状，可严重影响患者日常生活质量，另外其运动能力降低程度也与患者的预后密切相关［1-2］。《慢性稳定性心力衰竭运动康复中国专家共识》［3］指出，心脏运动康复可改善CHF患者的运动耐力，降低其病死率，提高预后及生活质量。根据CHF患者运动耐力、病情制定运动康复处方并循序渐进地进行运动，逐步提高心肺功能是心脏运动康复的关键，在这一过程中，对患者运动耐量进行定量评估至关重要。心肺运动试验（cardiopulmonary exercise test，CPET）是根据生理学医学理论体系提出的评估手段，在单纯运动基础上加入对运动过程中气体交换情况的分析，为安全、有效制定运动康复处方提供理论基础［4-5］。目前有关CHF患者运动强度评价方法选择报道相对较少。本研究拟以CHF患者作为研究对象，根据CPET结果制定个体化运动康复方案，比较无氧阈法、峰值摄氧量法、心率储备法及年龄预计法计算的运动靶心率，探讨其对CHF患者有氧运动康复中运动靶心率评价的临床价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2018年5月—2019年10月在石家庄市第三医院就诊的CHF患者84例作为研究对象。CHF诊断标准符合欧洲心脏病学会制定的相关标准［6］。纳入标准：（1）纽约心脏病协会（NYHA）分级Ⅱ～Ⅲ级；（2）超声心动图检查提示存在左心室扩大，左心室射血分数（LVEF）＜45%；（3）临床体征稳定1个月及以上；（4）认知功能及依从性好，能配合完成运动康复治疗方案；（5）对本研究知情并签署知情同意书。排除标准：（1）急性心肌梗死、不稳定性心绞痛、严重瓣膜性心脏病及恶性心律失常、房室阻滞者；（2）存在慢性阻塞性肺疾病、肺源性心脏病者；（3）存在肢体功能障碍等影响运动康复效果的疾病者；（4）存在精神疾病及认知障碍者；（5）依从性差，因其他原因中途退出康复治疗者。本研究经石家庄市第三医院伦理委员会审核批准。

1.2 方法 入院后进行一般情况评估，主要包括性别、年龄、体质指数（BMI）、吸烟情况、基础疾病、NYHA分级及临床用药情况等。根据患者具体情况给予包括心理、药物与营养、不良行为控制等康复方案，主要包括：给予CHF相关疾病知识的宣教，帮助患者正确认识疾病，帮助患者树立积极治疗的信心；根据病情合理给药，指导饮食；帮助患者控制吸烟等心血管危险因素，纠正其不健康行为。

CPET个性化运动康复方案具体措施如下：（1）CPET：CPET采用美国Jeager公司生产的Master Sreen型全导联心电图、肺功能、无创血压、气体交换测定的心肺运动系统一体机，每日严格分级定标后进行检查。患者检查时首先以坐位进行静态肺功能检查，随后使用功率自行车完成无创血压、心电图、血氧饱和度、肺功能及气体交换等指标的测定。运动状态下功能测定方法：患者先静息状态下休息3 min，随后以6 r/min速度无负荷热身3 min；根据患者年龄、性别及身体功能状态设定功率自行车的增速，保证患者能在6～10 min内达到症状限制性最大极限运动，获得最大极限运动功率后保持5～10 min，连续记录患者血压、心率等参数。（2）CPET数据分析：从心肺运动系统导出患者的功能数据，进行每秒分切后以10 s的平均数据进行结果的分析，计算极限运动时最大连续30 s的平均耗氧量，得到峰值耗氧量；通过二氧化碳排出量及摄氧量计算患者无氧阈（运动中二氧化碳排出量高于摄氧量时的摄氧量10 s平均值）。（3）个体化运动康复处方制定：本组患者均根据CPET数据制定高强度运动康复方案，每次运动强度为无氧阈以上Δ50%功率，50%功率=〔（无氧阈功率-功率递增速度×0.75）+（极限运动功率-功率递增速度×0.75）〕/2，运动时间为30 min，在运动前设置5 min的热身运动，运动结束后5 min的休整时间，运动频率为1次/d，每周运动4 d，运动周期为3个月。

1.3 靶运动强度检测方法［6］（1）无氧阈法：无氧阈出现前1 min所记录运动强度作为靶运动强度；（2）峰值摄氧量法：峰值摄氧量40%～60%对应心率属于靶运动强度范围，60%对应心率即为靶心率；（3）心率储备法：靶心率=心率储备×运动强度范围+安静心率，其中心率储备根据6 min步行试验检测获得最大心率和静息心率计算，运动强度范围60%～80%，并以80%对应心率为靶心率；（4）年龄预计法：最大心率=220-年龄，以最大心率50%～70%作为靶运动强度范围，70%对应心率即为靶心率。

1.4 统计学方法 采用SPSS 20.0统计学软件进行数据处理。计数资料以百分数表示；计量资料以（±s）表示，不同方法计算运动靶心率比较采用配对t检验；峰值摄氧量法、心率储备法、年龄预计法与无氧阈法计算运功靶心率的相关性分析采用Pearson相关系数法。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况 84例CHF患者中男49例（58.3%），女35例（41.7%）；年龄48～86岁，平均年龄（63.5±8.1）岁；BMI 18.4～26.5 kg/m2，平均BMI（24.0±3.7）kg/m2；病程2～19年，平均病程（12.5±3.3）年；吸烟55例（65.5%）。合并高血压40例（47.6%），糖尿病36例（42.9%），高脂血症53例（63.1%）；NYHA分级Ⅱ级47例（56.0%），Ⅲ级37例（44.0%）；服用β-受体阻滞剂64例（76.2%），利尿剂44例（52.4%），地高辛20例（23.8%），血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）/血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂（ARB）71例（84.5%）。84例CHF患者CPET指标见表1。

2.2 CPET指 标 84例 CHF患 者 无 氧 阈 为（612±113）ml/min、（9.36±1.24）ml·min-1·kg-1、（67.68±8.55）% ped，峰值摄氧量为（968±120）ml/min、（13.5±1.6）ml·min-1·kg-1、（68.70±8.91）% ped，峰值氧脉搏为（8.36±2.74）ml/次、（82.68±11.25）% ped。

2.3 不同方法计算运动靶心率比较 年龄预计法计算运动靶心率与无氧阈法比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；峰值摄氧量法及心率储备法计算运动靶心率与无氧阈法比较，差异无统计学意义（P＞0.05，见表1）。

2.4 相关性分析 Pearson相关分析结果显示，峰值摄氧量法和心率储备法计算运动靶心率与无氧阈法计算运动靶心率呈正相关（r值分别为0.87、0.75，P＜0.05）；而年龄预计法计算运动靶心率与无氧阈法计算运动靶心率无直线相关关系（r=-0.14，P=0.54）。

3 讨论

过去的观点认为，CHF患者宜卧床休息、避免过度活动加重心脏负荷，但这一观点忽略了长期过度限制活动造成的血液黏度增加、运动耐力降低等风险，对患者身体健康及预后有不良影响［7-8］。目前，国内外均有指南明确指出心脏运动康复尤其是较高强度的运动可改善CHF患者的心肺功能及预后［3］，但心脏运动康复的应用仍问题重重。CHF患者的心脏运动康复缺乏指南，加上患者及家属对疾病及运动康复的认知不足，另外运动强度不适宜可增加运动康复不良事件的发生风险，在医患关系尤为紧张的今天，这些安全性问题使得临床医师对这一干预方式望而却步［9-12］。评估患者身体状况制定合理、个体化运动康复方案，同时加强患者对运动康复的认知可为心脏运动康复的安全、有序实施提供一定基础。运动耐量是评估患者运动能力的指标，CPET是评估的主要手段，通过测定心脏、肺通气量及肌群代谢等情况，评估个体多个系统功能，可反映受试者的运动耐力、心脏储备功能，为运动康复处方的制定提供一定依据［13-14］。本研究在CPET下进行心脏运动康复方案的制定，患者均完成康复运动方案，未见严重心律失常、晕厥、不稳定性心绞痛及心肌梗死等严重并发症，提示在CPET下进行心脏康复运动具有较高的安全性。

表1 不同方法计算运动靶心率比较（±s，n=84）Table 1 Comparison of target heart rates among different methods

表1 不同方法计算运动靶心率比较（±s，n=84）Table 1 Comparison of target heart rates among different methods

注：-为无相关数据

方法 运动靶心率（次/min） t配对值 P值无氧阈法 93.4±14.0 - -峰值摄氧量法 93.8±15.2 0.191 0.849心率储备法 94.5±14.6 0.516 0.606年龄预计法 108.6±15.2 6.744 ＜0.001

有氧运动严格的界定需要通过检测血液生化指标，如血乳酸水平；但是在实践中，心率被认为是监测有氧运动强度主要客观指标之一，美国运动医学学会（ACSM）观点声明，最大心率与峰值摄氧量、摄氧量储备、能量消耗等指标具有较好的一致性［15］，但在实践过程中，因为运动测试方案过于剧烈，如果直接测量最大心率并不是最佳选择。靶心率是指通过有氧运动提高心血管循环系统的功能时有效而安全的运动心率，靶心率范围在60%～80%最大心率之间，是判断有氧运动的重要依据［16］。无氧阈指在递增运动负荷中人体内的代谢方式由有氧代谢为主向有氧代谢过渡的临界点，是评价运动强度和心肺功能重要指标［17］。国外学者报道证实，CHF患者安全运动强度与无氧阈水平较为接近，而采用CPET检测无氧阈并据此确定有氧运动强度的无氧阈法是目前公认评价CHF患者有氧康复运动强度的“金标准”［18］。

峰值摄氧量是指在人体进行最大强度的运动，所能摄入的氧气含量。作为耐力运动员的重要选材依据之一，是反映人体有氧运动能力的重要指标，高水平峰值摄氧量是高水平有氧运动能力的基础。摄氧量是有氧运动强度评价最为客观指标之一，以往学者研究显示，峰值摄氧量和无氧阈值存在相关性［19］。但极量强度运动测试并不适用于全体人群，尤其对于CHF患者常难以准确测量最大摄氧量，临床应用时更多选择峰值摄氧量评估有氧运动强度。本研究将60%峰值摄氧量对应心率作为靶心率，并与无氧阈法相比较，证实两种方法计算的CHF患者运动靶心率具有高度一致性。

心率储备法通过最大心率和安静心率推算靶心率，能够考虑人体的体能差异［20］。本研究结果中，心率储备法计算的CHF患者有氧运动强度与无氧阈法具有一致性。

年龄预计法主要通过以年龄预测最大心率，并根据靶强度范围计算运动靶心率，有研究指出，如果用于健康人的运动靶心率预测，该公式计算结果可能会高估［21］，而在中老年人群则相反［22］。本研究结果显示，年龄预计法所采用最大心率公式可导致CHF患者有氧运动靶心率被高估，与无氧阈法并无一致性。

综上所述，有氧康复运动强度评价方法中，无氧阈法是公认“金标准”；峰值摄氧量法所确定靶强度与无氧阈法较为接近，可作为无氧阈法的替代方法而用于有氧运动强度评估，对于尚无法进行CPET的医疗机构，可选择心率储备法替代。但本研究存在一定局限性，本研究为单中心、小样本量研究，今后需要联合多中心进行大样本量前瞻性研究；本文仅选取CHF患者，有一定选择偏倚，适用人群小，今后将扩大样本选取，扩大适用人群；本文未进行长期随访，未能观察患者的预后及心脏结局。

作者贡献：宋春丽进行文章的构思与设计，研究的实施与可行性分析，撰写论文，负责文章的质量控制及审校，并对文章整体负责、监督管理；王晓燕、默瑞兴进行数据收集、整理，统计学处理；默瑞兴、籍振国进行结果的分析与解释，论文的修订。

本文无利益冲突。