心肺运动试验在冠心病治疗及康复中的研究进展

雷翔梨，郭文玲

目前，冠心病在我国临床上十分常见，通常是由冠状动脉发生病变所致，可引起冠状动脉的狭窄或者阻塞[1-2]。由于生活习惯、饮食结构、遗传等因素的影响，导致冠心病发生率逐渐上升，是造成中老年群体死亡的重要原因[3]。及早诊断和治疗是降低死亡率的重要方式。再灌注治疗是冠心病病人首要的治疗方法，比如直接经皮冠状动脉介入治疗(PCI)。目前，PCI已经成为国外及我国指南推荐首选治疗方案。虽然本病诊治技术日渐提高，但死亡率仍接近8%，尤其是合并高血压、糖尿病、慢性阻塞性肺疾病等基础疾病的老年病人更容易在住院期间死亡。一项发表于Lancet的研究显示，2001年—2011年我国ST段抬高型心肌梗死(STEMI)病人行急诊PCI比例从10.2%增加至27.6%，而院内死亡率未见显著降低[3]。 PCI术后仍有部分病人因严重左室重构而发生急性心力衰竭、心律失常、心源性猝死等，从而导致病人死亡率增高。心肺运动试验(cardiopulmonary exercise test，CPET)最初在20世纪80年代由国外Weber等学者提出，主要将其应用在冠心病病人诊疗中，是一项重复性好、准确、方便、无创的定量评估方法，以气体交换作为核心指标，同时评估呼吸系统、心血管系统方面的情况，而且具有心电图符合运动试验的特征。近几年，CPET在发达国家得到较多应用，在肺动脉高压、心力衰竭、冠心病等疾病诊断及病情评估中得到应用，而且还应用于手术前风险评估、术后效果评估等领域[4]。目前越来越多的医院将CPET应用于冠心病诊治中，鉴于此，本研究从心肺运动试验在冠心病诊断筛查、指导治疗、康复指导等方面进行综述，为临床诊治冠心病提供新思路。

1 CPET禁忌证及核心指标

CPET利用运动试验过程中气体交换情况衡量病人运动应激程度。在气体交换过程中，可同时测量血压、心率、心电图，并且气体交换情况受到心血管系统的影响[5 ]。因为测量结果与运动期间实际能量消耗有关，所以它在负荷递增的运动中通过测定气体交换将外呼吸和细胞呼吸联系起来，反映人体的心肺功能状态，为康复治疗方案和运动处方的制定提供定量、安全和有效的保障[6-7 ]。

CPET的主要测试方法是运动，有以下情况者禁忌行CPET(绝对禁忌证)：①重度心肺功能不全、急性心力衰竭、急性冠脉综合征早期以及不能配合的肢体障碍者[8]；②无法耐受运动试验；③受试者存在心律失常，经过药物治疗后未得到有效改善，导致血流动力学障碍；④合并心力衰竭，且处于失代偿期；⑤存在房室传导阻滞(Ⅲ度)[9]；⑥存在急性栓塞、甲状腺功能亢进、肾衰竭、感染等非心源性疾病；⑦在过往运动过程中曾表现为运动功能障碍，无法保证运动试验顺利进行；⑧病人不能配合；⑨存在癌症、骨关节病、白血病、甲状腺功能亢进等疾病。同时在运动过程中确实会有不良事件的发生，但发生概率极低。CPET中可能发生的风险包括心律失常、无法呼吸、高血压、低血糖、低血压、摔伤和骨折、胸痛，甚至导致心搏骤停。在CPET之前一定要进行详细的病史问询和临床评估，并在严格的监护及救治环境下进行，这样才能尽可能规避或降低风险。

相对禁忌证：①受试者合并左主干狭窄；③重度狭窄性瓣膜病；③电解质检查结果紊乱；④高血压病人血压控制效果不良，即收缩压>160 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)或舒张压>100 mmHg[10]；⑤心动过速或过缓；⑥受试者存在心房颤动，而且经过药物治疗后心室率仍未得到有效改善。

该试验核心指标主要包括如下指标，①最大摄氧量(VO2max)和峰值摄氧量(peakVO2)：绝大多数的受试者无法达到这个平台期，运动测试便会终止，因此，临床上常将摄氧量(VO2)能达到的最高点即peakVO2代替VO2max。peakVO2影响因素包括年龄、性别、身高、体重、运动习惯等，个体差异大。②无氧域(anaerobic threshold，AT)：该指标是指受试者在运动试验过程中能量损耗由有氧代谢到无氧代谢的临界段，是受试者尚未发生无氧代谢的最高摄氧量[11]。与peakVO2相比，AT指标更加有利于肌肉细胞中线粒体利用氧的能力。在AT以下的负荷完全可以维持在有氧代谢范围，因此，其通常用于肢体个体运动处方中运动强度的推荐。③运动心率：运动心率反映病人的运动储备功能。运动心率的增加最初是副交感活性的减退，之后则是交感活性的增强。最大预测心率=220-年龄(岁)。④运动血压：如果在检查期间受试者血压增加较高，则提示病人日后发生高血压风险较高[12-13]。⑤峰值代谢当量：指受试者在检查过程中所能忍受的最大运动量相对于能量代谢水平的倍数。⑥峰值氧脉搏：指受试者试验期间peakVO2与实时心率的比率，是衡量心肌缺血的重要指标。

2 CPET在冠心病筛查诊断中的研究现状

有学者以疑似心绞痛病人为研究对象，结果表明，CPET可以对运动性心肌缺血进行有效预测[14]。已有学者对患有冠心病的病人进行CPET测试，结果表明氧脉搏在冠心病诊断中具有一定的诊断效能，阴性预测值、阳性预测值分别为44.2%、87.3%，特异度、敏感度分别为83.2%、38.3%，提示氧脉搏对冠心病的诊断有一定作用，但作用不明显[15]。有学者对有明显冠状动脉病变(狭窄程度超过50%)的受试者行CPET检测研究证实，通气/二氧化碳生成斜率具有较高的预测诊断价值[16]。

结合大量临床研究，现阶段诸多学者用摄氧量对应功率的做功效率、peakVO2占预计值的百分比等CPET相关指标衡量心肌缺血程度及心脏功能，然而依据的诊断标准主要是参考Wasserman等建议相关标准。而国内心脏康复及运动心肺评估起步相对较晚，目前国内尚未形成适合我国人群特点的参考标准。现阶段，二氧化碳通气当量、心率/氧脉搏斜率比、峰值氧脉搏等应用于冠心病病人诊断中[16]。由于受试者在试验期间只是依靠ST段、T波诊断心肌缺血，往往会致使负荷运动心电图检查诊断准确率下降，产生较多的假阳性，特别是女性受试者，而且较多负荷运动心电图可能发生边缘性变化[17]。也有研究结果表明，负荷运动心电图诊断冠心病的敏感度及特异度远远低于其他指标[18]。CPET试验能够早期发现冠心病病人气体交换异常及运动水平下降，有助于诊断及评估预后效果。

3 CPET在冠心病指导治疗及康复指导中的应用研究现状

有研究表明， AT、VO2max等指标越低提示受试者冠状动脉存在一定的问题，而且水平越低，问题越严重[19]。据报道，摄氧量对应功率逐渐下降，及摄氧量、氧脉搏对应时间逐渐提高，提示冠心病病人冠状动脉病变严重，心肌缺血严重[20]。也有研究表明，冠心病病人持续使用14 d美托洛尔后肺功能无明显变化，但是CPET试验相关指标在治疗前后配对检验对比差异有统计学意义，这提示CPET在评估冠心病病人疗效中更具有敏感性[21]。这为冠心病的药物治疗提供了有用且敏感的观察指标，通过评估药物疗效可指导临床医生选择有效的药物。

外科手术可使药物治疗无效的冠心病病人获益，降低病人死亡率，提高运动能力及生活质量[22]。因为受试者在运动试验过程中发生类似于术中应激反应，所以CPET较常规检查更能预测病人对手术的耐受能力。据报道，如果手术前峰值功率男性不超过40 W，女性不超过25 W时，给予手术治疗能够取得一定的效果[23]。如果二氧化碳通气当量斜率低于30，提示手术风险较低；当二氧化碳通气当量斜率等于或者超过45，峰值耗氧量低于10 mL/(kg·min)，提示具有极高的手术风险，不建议进行手术[3]。

一些研究把心脏康复纳入心脏二级预防中，而且将CPET试验应用于运动处方制定、康复效果评估。CPET康复指导：指导病人采用自由体位进行腹部呼吸训练。在病人胸部静止状态下，将其左右手分别放置在胸部及腹部，对抗手在其吸气时使腹部隆起，另一只手在其吸气时挤压腹部使其回缩，两手力度由呼吸速度控制。吸气需要用鼻吸至最大肺活量，而呼气需要缓慢放至最小残气量。其中，呼吸时间需要达到吸气时间的3倍左右。训练时间由起始的5 min逐渐增加至10 min左右，每日3次。吸气肌训练后需根据病人的症状限制性CPET结果来制定心脏康复运动程序，主要包括以下几种运动[ 24]，①有氧运动：选取的运动类型主要以快走及骑车为主；运动强度主要通过心率储备法进行评估，逐渐增加强度，每次增加10%，直至增加至80%的最大运动强度；病人自我感知劳累程度采用Borg评分法进行评估，病人进行运动康复时建议Borg评分在14分左右，每周5次，每次30 min。②抗阻训练：比如弹力带、哑铃等。选取Borg评分为12分左右作为抗阻训练的运动强度；运动肌群主要分为3部分(上肢肌群、下肢肌群、核心肌群)交替训练。训练每周3次，每次训练10个肌群，每次每个肌群训练2组，每组15次，两组之间训练间隔1.5 min[ 25]。③放松训练：放松训练主要以静态拉伸为主，以此来放松肌肉和减少训练后疼痛。拉伸部位主要以腿部肌肉、腰背部为主，拉伸期间病人保持正常呼吸，每个部位需要拉伸1.5 min[26]。运动强度以身体有牵拉感为宜，而不应该让病人感到疼痛，每个动作5次，每次持续10 min，且放松运动时间应与病人疾病严重程度成正比[27-28]。最后运动过程中应该检测病人心率、血压等，并时常询问病人的内心感受，若病人出现临床症状(心悸、胸痛等)应及时制止病人运动，并及时指导病人进行呼吸调整，避免病人出现憋气、产生Valsalva动作[29]。

综上所述，CPET具有便捷、重复性强、无创、应用价值高等特点，随着心脏康复的发展，作为心肺功能评估“金标准”的运动心肺评测系统也在不断地发展为小型化、简化设备的操作流程，做到易学易用，满足不同阶段病人的需求；与我国心脏康复及临床紧密结合，跟上临床发展的需求，不断迭代升级。我国病人人数众多，建立数据库也是我国心脏康复的重要需求及努力方向。