心肺運動試驗指導個體化

心臟康復指標的解讀同濟大學附屬同濟醫院

王樂民

一、心血管疾病康復概述

心臟康復（cardiacrehabilitation）心臟康復已經被認為是心血管疾病患者能夠得到持續治療的關鍵。心臟康復的內容包括醫學評估、運動療法、飲食療法、心理療法、控制危險因素、患者健康教育和生活指導，可以理解為心血管疾病的綜合性康復

運動療法是心血管疾病康復方案的核心部分，尚需要運動處方，飲食處方，患者教育和生活指導方案的綜合實施。使心臟康復實現倍增效果

綜合性醫療團隊由臨床心血管醫師、康復師、護士、技師、營養師和心理治療師組成二、心臟康復的疾病種類1.急性心肌梗死和PCI術后2.穩定性冠狀動脈粥樣硬化性心臟病3.冠狀動脈搭橋或心臟瓣膜置換術后4.大血管疾病:①主動脈瘤②夾層動脈瘤③大血管病術后5.慢性穩定性心力衰竭6.心臟移植術后7.周圍動脈血管病8.糖尿病三、心臟康復需要的運動

生理學基礎知識

運動療法是綜合性心血管疾病康復的核心，開具個體化運動處方是基于患者心肺儲備功能的測定結果，心肺運動試驗（CardiopulmonaryExerciseTest，CPX）是客觀量化評估心肺儲備功能的方法，也是開具運動處方的理論基礎。CPX是運動生理學和氣體代謝指標關系的組合呼吸循環系統對遞增性運動負荷的應答機體運動時的生理學反應表現在機體組織的氧耗量增加，機體對氧攝取量的增加是通過心搏出量和肺通氣量的增加來實現的每搏搏出量的增加可使心搏出量增加到靜息狀態下的2倍，后期的心搏出量增加主要由心率的增加實現的，心率增加帶動的心搏出量增加可達到靜息狀態下的2.5～3.5倍。運動時每搏搏出量增加和心率增加，心搏出量最大可達到靜息狀態下的5～7倍每分通氣量的增加由每次潮氣量和呼吸次數增加所決定，運動早期通氣量的增加由潮氣量決定，后期的運動強度增加，由呼吸次數增加決定通氣量的增加，最大運動時通氣量可達到靜息狀態下的15倍。靜息時通氣量約0.5L左右，最大運動強度時可達到3L左右，靜息時呼吸次數約為10多次/分，最大運動時的呼吸次數可達到40～50次/分。呼吸系統與循環系統的儲備能力不同，呼吸系統的儲備能力大于循環系統，因此，最終運動中止的原因往往不是呼吸系統，而是循環系統心搏出量的變動受到自律神經的調節，低負荷運動時副交感神經被阻滯，而高負荷運動時，當運動強度超過無氧代謝閾值時（Anaerobicthreshold，AT）轉變為交感神經功能亢進運動過程中自律神經的調節四.CPX原理與方法CPX是運動與氣體代謝測試技術的結合，是基于內呼吸與外呼吸耦聯原理，通過肺通氣（吸進O2，呼出CO2）、肺與血液O2和CO2交換（外呼吸）、O2和CO2通過血液轉運、毛細血管與周圍肌肉組織進行O2和CO2交換（內呼吸）四個過程完成。CPX可精確測定運動狀態下外呼吸與內呼吸的異常，而這些異常在機體靜息狀態下不易被發現臨床常選用踏車及運動平板為運動模式,踏車運動試驗采用分級遞增運動方案（Ramp方案）。運動平板采用的有Bruce方案和Naughton方案分級遞增運動負荷狀態下氣體代謝變化模擬圖五.CPX的重要參數1.氧耗量VO2:反映機體運動負荷的指標，作為運動能力指標之一被廣泛應用氧耗量＝每搏搏出量*心率*動靜脈氧差＝心搏出量*動靜脈氧差2.代謝當量:Metabolicequivalents，METS，METs

是心臟康復中重要的指標，可用于各種活動定量及運動強度判斷，1MET=3.5ml·kg-1·min-1

3.τon：運動開始時VO2反應的時間常數

4.二氧化碳通氣當量斜率（VE/VCO2slope）

VE/VCO2是通氣量（VE）與二氧化碳排出量（VCO2）的比值，通氣量是生理死腔與肺胞通氣量之和，VE/VCO2常根據運動中所有數據由線性回歸計算得出，以斜率VE/VCO2slope表示，表明肺換氣效率

5.無氧代謝閾值（Anaerobicthreshold，AT）運動負荷增加到一定程度后，組織對氧的需求超過循環所能提供的氧供量，組織必須通過無氧代謝提供更多的氧，有氧代謝與無氧代謝的臨界點稱為AT，也稱為乳酸代謝域值，AT用于制定個體化運動處方中運動強度的推薦，AT通常由Vslope方法判定6.最大氧耗量（Maximaloxygenuptake,VO2max）、峰值氧耗量（Peakoxygenuptake，PeakVO2）

VO2max是指人體在極量運動時最大氧耗能力，它也代表人體供氧能力的極限水平，當運動負荷增加，VO2不再增加而形成平臺水平。實際測試中，有的受試者不能維持功率繼續增加而達到最大的運動狀態，沒有平臺出現，這種情況被稱為peakVO2，通常以peakVO2代替VO2max。7.VO2變化與功率變化比值（⊿VO2/⊿WR）即每增加1W功率運動負荷，所增加氧耗量的指標，表明末梢運動肌肉氧的運送能力，運動肌肉氧的利用狀態-18.呼氣代償點（RespiratoryCompensationPoint,RCP）運動強度超過AT后，機體酸性物質增加，通氣功能亢進始點9.PETCO2：呼氣終末期二氧化碳分壓，反映運動中肺臟有效血容量10.τoff：運動后恢復期VO2反應的時間常數11.運動心率運動時的心率變化，通常VO2每增加3.5ml·min-1·kg-1心率增加10次/分[5]。心臟病患者的心率受服用β受體阻滯劑因素的影響，因此最大心率不是運動負荷的終極目標，當心率達到85%最大預測心率時可考慮停止運動試驗12.運動血壓收縮壓一般隨運動量增加而升高，舒張壓增加不明顯，VO2每增加3.5ml·min-1·kg-1,血壓增加10mmHg[5]，若血壓隨運動負荷增加反而下降，往往提示有嚴重的心功能障礙六、CPX的臨床應用

AT、peakVO2、峰值心率、Borgscale自感勞累分級評分，為制定各類心血管疾病運動處方的依據。CPX測得的peakVO2、VO2AT、峰值負荷等結果判斷心力衰竭患者的運動耐力。peakVO2、VO2AT、VE/VCO2slope可判斷心力衰竭的嚴重程度及預后，CPX的前后對照，可判斷臨床的治療效果。根據peakVO2評估是否需要心臟移植，peakVO2<10ml·min-1·kg-1作為心臟移植的指證

CPX有助于判斷肺動脈高壓的嚴重程度及預后，CPX對心肌缺血及心律失常亦有良好的診斷價值。對心臟起搏器功能也具有良好評估價值。CPX還有助鑒別難以解釋的呼吸困難，骨骼肌纖維和線粒體肌病，可鑒定殘障能力。七.制定運動處方的參考指標運動處方具有四要素：運動種類、運動強度、運動時間和運動頻率，其中運動強度是制定運動處方的重要內容，直接關系到患者運動的安全性和效果。有氧運動強度參考指標及方法：心率法（1）傳統心率：最大預測心率(HRmax=220一年齡)的百分數，采用50%～70%不等的最大預測心率（2）儲備心率（HRR=最大運動心率-靜息心率）峰值氧耗量相關方法（1）peakVO2以peakVO2的百分數，采用40%～

80%不等的peakVO2。（2）儲備VO2（儲備VO2=peakVO2-靜息VO2）

AT

通常決定AT值有三種測試方法：VE/VO2；

VCO2/VO2；Vslope法，AT通常由Vslope

方法判定Borgscale自感勞累分級評分，表達了受試者感覺的耐受能力，常受到主觀因素的影響10級表

20級表級別疲勞感覺級別疲勞感覺0沒有6

0.5非常輕7非常輕1很輕82輕9很輕3中度104稍微累11輕5累12613稍微累7很累14815累9非常累1610最累17