原发性高血压患者应用心肺运动试验的临床意义探讨

阿尔祖古丽·伊敏，严金龙，王敏敏

(1.新疆医科大学第二附属医院心血管内科，新疆 乌鲁木齐 830063；2.新疆医科大学第七附属医院心血管内科，新疆乌鲁木齐 830063)

0 引言

心肺运动试验(cardiopulmonary exercise testing,CPET)是一种通过把人看作一个整体，监测从静息期到热身期、极限运动期以及最后恢复期时肺通气、二氧化碳排出量、最大摄氧量(VO2max)、无氧阈(AT)值、代谢当量(METS)等指标变化，同时连续动态监测全导联心电图、血压、脉搏、氧饱和度等的客观、定量、无创的临床检测技术，客观评价心肺储备功能及运动耐力等[1]。其中，最大摄氧量(VO2max)反映人体负荷递增运动过程中循环和呼吸系统发挥最大作用时每分钟所能摄取的氧量，摄氧量(VO2)不再随着功率增加而形成一个平台，体现了人体最大有氧代谢和心肺储备能力，是评价有氧运动的金指标，不同年龄、性别及日常活动能力存在差异[2]。无氧阈(AT)，是指人体代谢方式由有氧代谢开始向无氧代谢转变的临界点，反映组织氧供需平衡，正常值大于VO2max的40%，用于评价人体的运动耐力及心脏康复指导等。一般建议的低强度有氧运动应该在AT值以下，超过AT值强度的训练将会带来风险以及快速的运动疲劳感。代谢当量(METS)是以安静且坐位时的能量消耗为基础，表达各种活动时相对能量代谢水平的常用指标。它是目前得到国际广泛认可并被普遍使用的体力活动强度评估方法之一，它可以客观定量表达各种活动方式的强度及活动量大小，根据各种活动的代谢当量值就能了解该活动的量，推荐给高血压患者使之在所能达到的代谢当量内进行活动，即可克服活动量不足，又能避免活动量过大[3]；1MET=耗氧量3.5mL/(kg·min)。例如人在静坐时MET约为1.0，速度为9.6km/h的跑步MET约为10.0等。METS小于5，死亡率明显增加。METS大于8，生存率明显增加。

1 资料与方法

1.1 资料收集

选取2017年9月至2020年2月新疆医科大学第七附属医院心血管内科收治的住院患者中，完善心肺运动试验并符合纳排标准的非高血压患者及原发性高血压患者，年龄20～80岁，共287例。

1.2 纳入标准

无慢性支气管炎、哮喘、肺结核、身体残缺、心肌梗死、心衰急性期等循环、呼吸系统疾病患者；无严重泌尿系统疾病、内分泌系统疾病的患者；无运动禁忌证；

表1 高血压组间的一般资料比较(n%)

1.3 排除标准

明确诊断的继发性高血压；无法配合完成此项检查；心肌梗死或心衰急性期；冠脉内支架置入术后3天内；静息状态下即出现胸痛症状或心电图显示存在严重心肌缺血；不稳定心绞痛症状未控制或血流动力学改变未控制的心律失常；严重并存在症状的心脏瓣膜疾病；急性肺栓塞或肺梗死；心肌炎或心包炎；怀疑或已知合并存在动脉夹层；下肢动脉闭塞疾病；高血压未控制；行永久性起搏器置入术后。

2 方法

2.1 研究方法

由专人收集2017年9月至2020年2月期间就诊于新疆医科大学第二附属医院七道湾院区，符合排纳标准的患者基本信息：根据患者既往血压、入院血压值、动态血压结果综合评判分为非高血压组，原发性高血压1级组，原发性高血压2级组，原发性高血压3级组，共287例。

2.2 方法

使用具有测定12导联心电图、血氧饱和度、无创血压以及气体交换等功能的意大利科时迈(COSMEDS.R.L.)公司Quark PFTE r go型和德国耶格(J eager)公司Master S re en型心肺运动测试系统；每次进行CPET前均需要通过多流速气流定标以及氧气和二氧化碳的高、低浓度两点式的系统自身定标[4-5]。患者签署知情同意书后，根据患者的年龄、性别、身高、体重和预计的功能状态等自身状态对功率自行车的功率进行设置，然后坐位完成全套静态肺功能检查，佩戴好仪器后首先在功率自行车上静坐休息3min；然后以60r/min左右的速率蹬车无负荷热身3min；选择递增速率为20～30W/min，使患者在6～10min内达到症状限制性极限状态，从而获得最大运动功率，最后在功率自行车上或递增式踏车上进行症状限制性踏车运动，同时记录12导联心电图、心率、峰值氧耗量、无氧阈、血氧饱和度、无创血压、各项肺通气和气体交换等指标[6]。运动试验结束后继续记录5～10min静坐状态的恢复期指标[4-5]。

2.3 收集指标

比较四组患者的心肺运动试验的各项指标，主要涉及有性别，年龄，身高，体重，MBI，吸烟史(年、量)，收缩压和舒张压，无氧阈下的最大摄氧量、代谢当量；

2.4 统计学方法

本研究采用SPSS 21.0统计学软件。研究中定量资料的比较，正态分布且方差齐，采用t检验，否则采用秩和检验；定性资料采用卡方检验。相关性分析正态采用Pearson相关分析，否则采用Spear man秩相关分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2.5 结果

(1)本研究入选病例共287例，其中非高血压组73例(男45 女28)；原发性高血压1级组69例(男45 女24)；原发性高血压2级组69例(男38 女31)；原发性高血压3级组76例(男50 女26)。比较显示，各组间的性别，身高，体重，MBI，吸烟史(年、量)比较，差异均无统计学意义(P＞0.05)。四组患者间的年龄，收缩压和舒张压，无氧阈下的最大摄氧量、代谢当量，差异均有统计学意义(P＜0.05)。详见表1。

(2)采用Spear man秩相关分析各组间患者随血压值的变化与心肺运动试验指标间是否有相关性。结果提示，各组间血压值(收缩压、舒张压)与无氧阈下的最大摄氧量、代谢当量呈负相关(r＜0，P=0.000)；即血压值越高，无氧阈下的最大摄氧量、代谢当量越低；详见表2。

表2 收缩压 、舒张压与VOmax、 METS 间的相关性分析

本研究纳入了VO2at(mL/min)、CPET at等参数指标，并对收缩压、舒张压与VO2at(mL/min)、CPET at进行相关分析，结果显示高血压组CPET参数下降，与VO2at(mL/min)呈负相关。VO2max直接反应心肺运动功能的综合能力，VO2at(mL/min)在临床中近似等于VO2max，在无肺部疾病且血液中血红蛋白在正常范围时，peak VO2主要反映心输出量的大小，是反映心脏储备的较好指标。METS为衡量运动强度、评价心功能和能量消耗的指标。故血压值越高，可间接提示患者心肺储备功能越低。

3 讨论

CPET是将气体代谢交换测定方法与心电图运动试验相结合一体的评估方式，为原发性高血压患者在运动负荷下心肺综合功能了解提供了十分有用的生理学参数。因此美国心脏协会(AHA)推荐将在运动时直接测定氧耗量作为精确研究运动功能的定量指标之一。VO2max直接反映心肺运动功能的综合能力，在无肺部疾病，血液中血红蛋白在正常范围时VO2max主要反映运动时心输出量的大小，是反映心脏贮备功能的较好指标，并以VO2/kg作为排除体重差异影响后的客观评价指标[7]。病理研究显示，高血压患者心肌排列紊乱，心肌细胞肥大，心肌间质胶原纤维增生；微血管呈丛状或串珠状排列，且发生中膜增厚和管腔狭窄；心肌毛细血管数目减少；以上的改变是导致心肌功能受损、运动耐量下降的病理生理基础。CPET作为一种无创客观的检测技术，可能为患者心肺功能提供一个量化的指标，广泛应用于临床疾病的诊断及鉴别、手术风险评估、疗效评估及预后的评价等，并指导科学运动，减少不良事件的风险，这对中老年人和一些特殊人群来说都是一种很有必要的检查项目[2]。

原发性高血压(essential hypertension)是由于遗传或者不明原因所导致的，以体循环动脉压升高为主要临床表现的心血管综合征，90%高血压的其实都是原发性高血压，查不到原因或者只是由于父母患有高血压，自己遗传而来的血压升高，需要长期服用降压药物维持血压的稳定。然而，因高血压的症状不明显很容易被人们忽视，但是它的危害是不可忽略的[8]。高血压的发病因素包括遗传因素和环境因素。目前有报道显示十多种基因突变与高血压发病率有关，如：肾素基因、血管紧张素基因、内皮素1基因等，这些基因参与了机体运动时对心血管活动的调节。研究显示，对于存在多个肾素血管紧张素醛固酮系统(RAAS)相关等位基因变异的患者来说，由于其基因突变导致系统反应性增加，虽然在进行低强度运动时仍能起到一定程度的降压作用，但是存在某些特殊基因型突变的人群(如女性血管紧张素转换酶基因DD突变型)就算进行中高强度运动，血压值却无明显变化；同时携带某些易感基因的人群进行高强度运动时，心血管系统更易发生过度调节而造成损伤；同时高强度运动会导致心肌耗氧量的急剧增加，进一步增加心血管病发生风险。因此，对于有遗传性高血压风险的人群，长期高强度运动可能会诱发高血压。而对于已经患有高血压或处于正常血压高值(高血压前期)的人群来说，其本身的血压调控机制及身体状况已经出现损伤或异常，无法适应长期高强度运动下对心血管的应激刺激，因而增加心血管病的风险[9]。

高血压病会导致患者出现多种心血管疾病，如：脑溢血、脑中风、心肌梗死，还会导致患者肾功能衰竭，对患者健康危害极大，是老年人致残、致死的主要原因[10]，而且给家庭和国家造成了沉重的经济负担，严重消耗了医疗资源。有研究提示，运动有助于人体机能水平的提高，心肺功能的提高对原发性高血压降压效果有积极作用，不同强度及不同的运动方式在降低收缩压、舒张压的幅度有一定的区别，但均有效降低血压值，提高生活质量，值得在原发性高血压防治中推广[11]。

已有学者提出将非药物治疗作为高血压治疗的首选方法[12-13]。然而有氧运动康复对于心血管功能的改善已经众所周知，指南中运动康复被推荐为高血压的生活方式的治疗方法之一[14]。适当的有氧运动可以降低血压水平，使收缩压平均降低3.84mmHg，舒张压平均降低2.58mmHg[15]。机体在运动训练期间机体的代谢率会升高，代谢需要的底物(氧气和能量物质)急剧被消耗、减少，代谢产物聚积会刺激血管舒张，使血流量增加而加快代谢底物运输和产物清除，从而维持细胞代谢所必需的基本内环境趋于稳态。运动之后氧气迅速得到补充，血糖和血脂为代表的能量物质明显降低，代谢产物的过多累积会使运动后非运动组织在运动期间收缩的血管进一步产生继发性舒张，以此增加运动组织血流量，使得已经升高的血压发生明显降低。运动过程中一过性的血压升高可作用于大脑皮质和皮质下血管运动中枢，使机体重新调节血压水平，从而达到动态平衡，让运动后血压能够稳定在较低的水平达数小时之久。心肺运动试验前后对照，可判断运动锻炼和康复治疗的效果[16]。郑宏超等[17]对比59例冠心病患者治疗前后的CPET结果，认为在评估临床治疗效率方面，CPET是一个客观、定量、安全、有效的方法。CPET能更好地进行术前危险分层和预后的判断。另外，CPET测得的无氧阈、峰值VO2、代谢当量、峰值心率、无氧阈时的心率等，能为各种心血管病运动处方的制定提供依据。