运动测试的最新推荐及应用

罗曦娟，王正珍，张献博，高瑞芳，李博文，李 新

全球大量的证据已证明参加规律体力活动能够带来多种健康益处[1]，而运动测试的结果与整体健康和疾病状况[2]密切相关，与运动能力、运动表现和日常生活活动能力亦密不可分，因此运动测试也成为以健康为目的的运动处方制定前评估运动安全性和运动能力的重要步骤。运动测试包括了心肺耐力、肌肉适能、柔韧性、平衡能力和功能测试等，具体测试内容随着研究和应用的进展在不断地发展和变化[3]。运动测试中的心肺耐力测试通常包括健康体适能测评中的心肺耐力测试和临床运动测试，前者常用于非临床人群的心肺耐力评估，后者除了用于临床人群的心肺耐力评估外，还可以用于诊断疾病、判断预后等，两者属于应用于不同人群、不同目的的2种心肺耐力测试。临床运动测试也常被称为临床递增负荷运动测试（Graded Exercise Test，GXT）、临床 运动负荷测试（Exercise Stress Test，EST）或临床运动能力 测 试（Exercise Tolerance Test，ETT），当 包 括 运 动过程中的气体分析时，则被称为心肺运动测试（Cardiopulmonary Exercise Test，CPX或CPET）或运动代谢 测 试（Metabolic Exercise Test，MET）[3]，临 床 运 动测试通常持续至个体出现体征（ST段压低）或症状限制（如心绞痛、力竭）时的最大努力程度。

美国运动医学会 （American College of Sports Medicine，ACSM）的运动测试推荐是在全球范围内的大量科学证据和实践的基础上，经过五十多年的反复归纳总结出的科学且实用的权威推荐，并在全球多个国家得到发展和应用。国内参考ACSM的推荐，结合国民体质和学生体质测试的多年实践和科研成果，以及近些年来在医疗卫生领域的实践成果，为不同人群在不同情况下给出有针对性的运动测试推荐[3]。我国广泛用于实践的体质健康测试除针对普通健康人群的国民体质监测和学生体质监测（用于健康人群体质健康监测和大众筛查）外，近十年来在各种运动健身机构、健康管理机构、医院、社区甚至家庭都出现了很多针对不同年龄段的健康、疾病或疾病风险等人群的运动测试测评方法和工具，运动测试在国内得到了蓬勃的发展。然而，运动测试虽然能够一定程度地评估运动安全性和有效性，并评估个体的运动能力，但也比较耗时耗力，有些测试设备比较昂贵（如运动心电、气体分析仪等），还存在一定的管理风险（心肺耐力测试中出现的不良反应甚至心血管事件），这些都会阻碍一些急需通过运动促进健康的人开始运动。因此，近些年对开始运动前是否要进行运动测试，如何选择成本低、接受度高且能良好地实现测试目的的测试方法和方案等问题产生了激烈的争论，本文对相关的最新权威推荐[1,4]进行综述，为运动测试的推荐和实践提供参考。

1 运动测试的应用价值

在运动前进行运动测试，可以使受试者了解自身健康或体适能（或体质健康）状况，确定合理的目标以促进运动参与，为运动处方的制定提供必要的数据，随访、评价运动处方执行效果。临床运动测试则可用于诊断疾病或异常生理反应的存在（如动脉粥样硬化性，心脏病隐匿症状）、判断预后（如不良事件的风险）、评估运动的生理反应（如血压和运动能力峰值）。因此，运动测试是制定和执行个体化运动方案的一个非常有用的工具，以往广泛推荐在开始运动前进行运动测试，但在最新的权威指南中，已出现了较大变化。

2 心肺耐力测试应用的最新推荐

2.1 可以不推荐进行心肺耐力测试的情况

虽然心肺耐力测试有重要的应用价值，也是制定运动处方前不可缺少的推荐。但最新的观点认为：针对不同的人群，应权衡利弊进行个体化的心肺耐力测试推荐。因为除某些心肺耐力测试产生的经济压力和时间成本会成为个体开始运动的阻碍之外，近年来的一些相关证据证明：心肺耐力测试不是一个必须推荐的运动前筛查流程，因为它对无症状的个体发生急性心脏事件的预测能力较差[5]。尽管心肺耐力测试可以通过诱发心电图缺血性ST段压低和/或心绞痛来探测血流限制性冠状动脉病变，但心源性猝死（Sudden Cardiac Death，SCD）和急性心肌梗死（Acute Myocardial Infarction，AMI）通常是由非阻塞性病变快速发展而来的[6]，用心肺耐力测试来预测无症状人群发病甚至猝死风险的意义有限。

另外，对于临床运动测试而言，目前的证据不支持在发病风险极低或低的无症状个体中常规使用临床运动测试（无论有没有影像学检查）来筛查动脉粥样硬化性心脏病（Ischemic Heart Disease，IHD）及其相关事件的风险[7-9]，因为临床运动测试用于低风险个体不够准确[7,9-10]；目前的证据也不支持在基于年龄、症状和性别预测的发病风险高的、诊断明确的个体中常规使用临床运动测试[7]。在用临床运动测试筛查IHD时要注意：在服用洋地黄并伴有安静心电图ST段压低的个体，以及符合左心室肥大心电图标准并伴有安静心电图ST段压低的个体中，应用运动心电图来诊断IHD不够准确[7]；对于那些有预激综合征（W-P-W）、室性早搏、安静心电图ST段压低＞1.0 mm或左束支传导阻滞（Left Bundle Branch Block，LBBB）的个体仅用运动心电图测试诊断IHD的作用也不大[7]。

由于存在巨大的个体差异，针对不同的人群甚至个体，是否推荐心肺耐力测试，推荐怎样的心肺耐力测试也未有统一意见，有关用心肺耐力测试实现筛查目的临床价值的随机实验数据尚未见报道[9,11]，并不清楚对无症状的成年人进行心肺耐力测试是否能够降低早死或常见心源性死亡的风险[12]。决策分析模型也证明，无论基线状态下个体风险如何，在开始一项运动方案前使用心肺耐力测试进行常规筛查是不合理的[13]。

因此，权威指南不再推荐使用心肺耐力测试作为医学筛查的一部分，而是把决定权交给有资质的专业人士根据临床情况作出判断。也就是说，针对不同的人群，特别是无症状的个体，心肺耐力测试并不是必须的，但如果想要通过心肺耐力测试来评估运动能力、随访干预效果、制定个体化的运动处方，或用于临床目的，在征得个体同意并确认测试的适应症时也可以安排进行适当的测试。

2.2 临床运动测试的适应证

临床运动测试在应用于诊断疾病或异常生理反应的存在时，可用于对特定心脏疾病的诊断[14-17]；也可用于症状消退、ECG正常、反映心肌损伤的酶没有变化的个体，以作为清晰界定临床诊疗途径的一种方法[18]。临床运动测试还可以对胸痛症状进行评估，这种评估可应用于低至中度IHD风险并由医生适当筛选出的个体，可提高诊断急性冠脉综合征的准确性，并可能通过减少额外测试及缩短住院时间而减少护理费用[18]。还有一些需要进行临床运动测试的适应证包括[18-19]：评估各种肺部疾病（如慢性阻塞性肺病）、运动不耐受和不明原因的呼吸困难[20]、运动诱发的支气管收缩[21]、运动性心律失常[7]、起搏器或心率对运动的反应[7]、手术前风险评估[16]、外周动脉病变性跛行[22]、残疾评估[20]以及身体活动咨询[7,23]。

除了诊断，临床运动测试的数据还可用于预测预后。临床运动测试得到的心肺耐力（CRF）与健康人[24-25]，有IHD风险的个体[23,25]，以及与心脏病[19-20,26]、心力衰竭[19-20,27]和肺部疾病[24,28]患者的死亡风险均呈反比关系[9]。除CRF之外，临床运动测试的其他数据（如临床运动测试期间或之后的变时反应[18,29]）也与预后相关。

此外，最大强度运动测试是客观测算运动能力的金标准，因此，临床运动测试还可以用于指导心血管事件后重返工作岗位并为心脏病患者开具运动处方[7]。

2.3 未进行心肺耐力测试者心肺耐力的估算

心肺耐力通常与年龄和性别相关，而且V˙O2peak与它们的关系尤为明确，心肺耐力随着年龄的增长而下降，且男性高于女性。因此，在未进行心肺耐力测试时，如果需要评估心肺耐力，又不能进行测试时，可以根据年龄、性别、身高、体重等变量通过一些回归方程预测个体的心肺耐力[19-20,30]。但应用时要注意，不同的公式适用人群和运动方式不同[20,30-32]，心肺耐力的表述形式也不同（V˙O2peak或METs），因此无法准确地确定哪个公式对于特定的个体是最合适的。使用最广泛的直接测量V˙O2peak的预测公式是由Hansen等[33]研发的（表1）。其他常用的年龄预测心肺耐力的回归方程见表2。其中，男退伍军人和女性心脏研究的计算方法能够提供更好的男女性预后信息[34]。

表1 Hansen等[33]提出的V˙O2peak预测公式Table1 V˙O2peak equation predicted by Hansen et al[33]

表2 年龄预测心肺耐力回归方程Table2 Age-predicted cardiorespiratory endurance regression equation

2.4 心肺耐力测试的风险及管理

近四十年来，有多项研究阐述了心肺耐力测试中的风险，包括AMI、心室纤颤、住院治疗和死亡风险，这些数据表明，人群中心肺耐力测试的风险是很低的，约为6次/万次测试[4]。即使是在最大强度运动测试中这种风险的发生率也很低，有研究发现，在健康个体中进行最大强度运动测试时，发生致命和非致命事件的风险分别为0.2~0.8次/万次测试和1.4次/万次测试[38]；目前的共识认为临床运动测试的事件发生率大概为1~2次/万次测试。然而，常用于非临床人群的次大强度运动测试的不良事件的风险可能更低，但尚没有相关数据支撑[38]。

在心肺耐力测试的过程中，个体往往会进行较大强度甚至最大强度的运动，这有可能诱发一些人群（如静坐少动或有隐匿性心血管疾病等人群）的心血管事件，因此，在进行心肺耐力测试之前，为提高测试的安全性，应该使用权威的筛查工具，如体力活动准备问卷（PAR-Q+）等，结合运动前健康筛查流程的权威推荐（如ACSM的运动前筛查流程[4]），对要进行心肺耐力测试，特别是要进行最大强度运动测试的个体进行运动前健康筛查，并确认是否有临床运动测试禁忌证[10]，以及运动前健康筛查和医学评估过程中发现的心肺耐力测试时需要考虑的问题。然后签订心肺耐力测试的知情同意书，这无论是在健康体适能机构还是在临床机构，获得个体充分的知情同意从道德和法律的角度都是十分重要的，而且需要进行口头说明和解释并确保个体明确所有的问题。知情同意书的内容应包括：收集的个人信息及隐私保护；运动测试益处和风险的说明；按照运动处方进行运动的益处和风险；必须指出参与者可以随时退出。此外，当知情同意书用于研究目的时，应向个体说明，并在知情同意书上反映出来，应采用对应的策略，同时应得到伦理审查委员会的批准。

选择适合的测试方法、测试方案、监测指标和医务监督方案，按照规范的测试流程和操作手册进行测试，注意测试安全性、药物影响、测试终止指征、测试环境和设备的舒适性，在发生意外时严格按照书面的紧急事件处理规范执行，并对测试人员进行培训和反复演练。需要注意的是，临床运动测试的执行人员并不一定是医生，可以是经过专门培训并在监督下实施过一定数量（如50次[39]或200次[40]）临床运动测试的有资质的专业人员，如运动处方师、护士、物理治疗师等，这能够节约人员费用并提高医生的时间利用率[41]，而且由医生实施的最大强度运动测试与非医生实施的比较，相关的发病率和死亡率方面并没有差异[41]，但临床测试结果的解释仍然推荐由医生完成[39,41]，而且风险比较高的人群[41]在进行临床运动测试时也应有医生在场。

3 肌肉适能、柔韧性和平衡能力测试的最新推荐

肌肉爆发力和平衡能力虽然尚未被纳入健康体适能的范畴，但随着年龄的增长，肌肉爆发力的下降速度比肌肉力量或肌肉耐力的下降速度更快[42]，这可能是预测功能独立性和提高生活质量的肌肉适能最有价值的指标[43]；而平衡训练可以降低运动员踝关节扭伤的风险[44-45]，并可预防跌倒[46]，因此，权威指南推荐在需要时进行肌肉爆发力和平衡能力的评估，特别是对老年人而言，这2项评估有利于老年人运动处方的制定。

肌肉爆发力的测评方法在年轻人群中推荐的是纵跳测试，这项测试在我国国民体质监测中也有推荐，在实践中可以参考使用国民体质监测中纵跳测试的测试方法和评价标准；在老年人中可以用传感器来精确测量其从坐姿快速转换到站姿时的相对功率来确定肌肉爆发力，但尚没有标准化的测试流程。而平衡能力的测试则可以选用静态或动态平衡测试仪进行测试，但如果条件有限，也可以使用平衡误差评分系统（Balance Error Scoring System，BESS）和Y平衡测试2种场地测试方法分别对静态和动态平衡能力进行测试[4]。BESS是计算个体在3种不同姿势（双脚并排站立、非优势脚单脚站立、脚跟到脚趾的串联站立）下出现平衡误差的次数，每个姿势都要先闭眼在硬地板上完成，然后在泡沫垫上重复。Y平衡测试用于评估大学生运动员的受伤风险[44]，受试者用非支撑脚的脚趾尽可能地向前、后内侧和后外侧滑动可移动的滑块，形成一个“Y”形，测试一只脚保持平衡另一只脚可以达到的最远距离。

柔韧性测试仍然推荐测定特定关节的关节活动度（Range of Motion，ROM），但却不再推荐以往广泛使用的评估腰背部和腘绳肌柔韧性的坐位体前屈测试，有研究报道此测试与腰痛无关[47]，是否能衡量腘绳肌的柔韧性也待商榷[48]，且有效性存疑，因此权威指南[4]建议直接测量ROM，而不采用包括坐位体前屈在内的间接测量方法进行测量。

4 特殊人群运动测试推荐的最新变化

近几年中，随着一些新的研究证据出现，权威机构对特殊人群运动测试的选择和推荐也有了一些新的变化，比较突出的变化如下所述。

对功能受限的老年人，推荐用可靠性已得到证明[49]的400 m常规步幅测试来评估其移动能力。此外，还推荐将老年人的力量变化速度作为确定肌肉爆发力的一种手段[50]，并推荐了老年人体适能测试中的健康标准作为参考。

对于孕期妇女而言，不推荐进行最大强度临床运动测试，如果有必要进行次最大强度临床运动测试，应评估其运动禁忌证，并在医生监督下进行。

在心脏康复中，尽管开始心脏康复前进行症状限制性GXT有助于制定运动处方，但在临床实践中却很少对心脏康复患者进行运动前GXT，在这种情况下，6 min步行实验（6-MWT）或其他次大强度临床运动测试可以替代GXT进行运动能力和运动耐受性的测试[51]。在没有进行GXT时，也可以使用RPE作为制定有氧和抗阻运动的实践指导工具[52]。由于进行心脏移植的心力衰竭患者的运动耐受性可＜50%年龄预测正常值或V˙O2＜12 mL/kg/min[53-54]，通常使用起始功率较低且每级功率增幅较小的运动方案，如改良Naughton跑台方案或10 W/min的斜坡功率车方案。

在慢性阻塞性肺疾病患者的运动测试中，推荐6-MWT和往返步行测试。在肺部康复中，6-MWT是一种广泛应用的安全、易行、耐受性良好的心肺功能评估方法[55]，能准确反映步行能力，有重要临床意义的平均最小距离差异为30 m[55]。递增往返步行试验（Incremental Shuttle Walk Test，ISWT）和耐力往返步行试验（Endurance Shuttle Walk Test，ESWT）也是肺部康复中评估心肺功能[4]的可选方法。ISWT是递增步频并测量超过10 m步行距离标记的症状限制性步行距离（与慢性肺病患者的V˙O2peak密切相关），模拟症状限制性CPET，该测试也被证明是评估间质性肺病和哮喘患者功能能力的可靠、有效和敏感的测量方法。ESWT是ISWT的衍生，即在测试的第二天，个体用ISWT评估的最大步行能力的特定百分比尽可能长地完成步行，这个测试测量的结果是总步行时间。

对于脑瘫儿童，推荐根据其粗大运动功能分级（GMFCS）推荐不同的运动测试（表3）[4]，对其力量测试也给出了推荐。不推荐使用等速测力仪测试脑瘫儿童的等速肌力，而手持式测力计可用于评估处于GMFCS I-III水平的脑瘫儿童的等长肌力，但可靠性较差，尤其是在评估髋、膝、踝关节时。此外，1RM测试很难在脑瘫儿童中进行，应使用多RM测试（如8RM）更合适。功能性力量测试，如30 s坐站测试，对GMFCS I-II脑瘫儿童是可靠的，但对最大肌肉力量的变化可能不敏感。

表3 脑瘫儿童运动测试推荐Table3 Recommended exercise test for children with cerebral palsy

对智力残疾患者，不再限制其心肺耐力测试的方法，所有测试基本都是可行的，同时为其推荐了力量、柔韧、平衡和体成分测试的方案（表4）[4]。要注意的是，智力残疾患者心肺耐力明显较低，可能机制是自主神经功能障碍。这种自主神经功能障碍会导致心率调节能力下降，对运动的心率反应降低（变时功能不全，但证据并不确凿），因此，患者的最大心率通常比年龄预测最大心率低25~30次/分钟。

表4 智力残疾患者的推荐运动测试方案Table4 Recommended exercise test program for patients with intellectual disabilities

5 结论和建议

运动测试具有广泛、重要的应用价值，但权威指南不再推荐运动测试作为运动前健康筛查流程的一部分，而应由有资质的专业人士根据不同人群的临床情况，依据权威指南对不同人群运动测试的最新推荐，并结合客观应用条件，权衡利弊进行个体化的运动测试推荐。同时，应认真进行运动前健康筛查、影响因素评估，并严格按照流程进行测试以保障运动测试的安全性。