心肺运动试验指导个体化心脏康复指标的解读

心肺运动试验指导个体化

心脏康复指标的解读同济大学附属同济医院

王乐民

一、心血管疾病康复概述

心脏康复（cardiacrehabilitation）心脏康复已经被认为是心血管疾病患者能够得到持续治疗的关键。心脏康复的内容包括医学评估、运动疗法、饮食疗法、心理疗法、控制危险因素、患者健康教育和生活指导，可以理解为心血管疾病的综合性康复

运动疗法是心血管疾病康复方案的核心部分，尚需要运动处方，饮食处方，患者教育和生活指导方案的综合实施。使心脏康复实现倍增效果

综合性医疗团队由临床心血管医师、康复师、护士、技师、营养师和心理治疗师组成二、心脏康复的疾病种类1.急性心肌梗死和PCI术后2.稳定性冠状动脉粥样硬化性心脏病3.冠状动脉搭桥或心脏瓣膜置换术后4.大血管疾病:①主动脉瘤②夹层动脉瘤③大血管病术后5.慢性稳定性心力衰竭6.心脏移植术后7.周围动脉血管病8.糖尿病三、心脏康复需要的运动

生理学基础知识

运动疗法是综合性心血管疾病康复的核心，开具个体化运动处方是基于患者心肺储备功能的测定结果，心肺运动试验（CardiopulmonaryExerciseTest，CPX）是客观量化评估心肺储备功能的方法，也是开具运动处方的理论基础。CPX是运动生理学和气体代谢指标关系的组合呼吸循环系统对递增性运动负荷的应答机体运动时的生理学反应表现在机体组织的氧耗量增加，机体对氧摄取量的增加是通过心搏出量和肺通气量的增加来实现的每搏搏出量的增加可使心搏出量增加到静息状态下的2倍，后期的心搏出量增加主要由心率的增加实现的，心率增加带动的心搏出量增加可达到静息状态下的2.5～3.5倍。运动时每搏搏出量增加和心率增加，心搏出量最大可达到静息状态下的5～7倍每分通气量的增加由每次潮气量和呼吸次数增加所决定，运动早期通气量的增加由潮气量决定，后期的运动强度增加，由呼吸次数增加决定通气量的增加，最大运动时通气量可达到静息状态下的15倍。静息时通气量约0.5L左右，最大运动强度时可达到3L左右，静息时呼吸次数约为10多次/分，最大运动时的呼吸次数可达到40～50次/分。呼吸系统与循环系统的储备能力不同，呼吸系统的储备能力大于循环系统，因此，最终运动中止的原因往往不是呼吸系统，而是循环系统心搏出量的变动受到自律神经的调节，低负荷运动时副交感神经被阻滞，而高负荷运动时，当运动强度超过无氧代谢阈值时（Anaerobicthreshold，AT）转变为交感神经功能亢进运动过程中自律神经的调节四.CPX原理与方法CPX是运动与气体代谢测试技术的结合，是基于内呼吸与外呼吸耦联原理，通过肺通气（吸进O2，呼出CO2）、肺与血液O2和CO2交换（外呼吸）、O2和CO2通过血液转运、毛细血管与周围肌肉组织进行O2和CO2交换（内呼吸）四个过程完成。CPX可精确测定运动状态下外呼吸与内呼吸的异常，而这些异常在机体静息状态下不易被发现临床常选用踏车及运动平板为运动模式,踏车运动试验采用分级递增运动方案（Ramp方案）。运动平板采用的有Bruce方案和Naughton方案分级递增运动负荷状态下气体代谢变化模拟图五.CPX的重要参数1.氧耗量VO2:反映机体运动负荷的指标，作为运动能力指标之一被广泛应用氧耗量＝每搏搏出量*心率*动静脉氧差＝心搏出量*动静脉氧差2.代谢当量:Metabolicequivalents，METS，METs

是心脏康复中重要的指标，可用于各种活动定量及运动强度判断，1MET=3.5ml·kg-1·min-1

3.τon：运动开始时VO2反应的时间常数

4.二氧化碳通气当量斜率（VE/VCO2slope）

VE/VCO2是通气量（VE）与二氧化碳排出量（VCO2）的比值，通气量是生理死腔与肺胞通气量之和，VE/VCO2常根据运动中所有数据由线性回归计算得出，以斜率VE/VCO2slope表示，表明肺换气效率

5.无氧代谢阈值（Anaerobicthreshold，AT）运动负荷增加到一定程度后，组织对氧的需求超过循环所能提供的氧供量，组织必须通过无氧代谢提供更多的氧，有氧代谢与无氧代谢的临界点称为AT，也称为乳酸代谢域值，AT用于制定个体化运动处方中运动强度的推荐，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是指人体在极量运动时最大氧耗能力，它也代表人体供氧能力的极限水平，当运动负荷增加，VO2不再增加而形成平台水平。实际测试中，有的受试者不能维持功率继续增加而达到最大的运动状态，没有平台出现，这种情况被称为peakVO2，通常以peakVO2代替VO2max。7.VO2变化与功率变化比值（⊿VO2/⊿WR）即每增加1W功率运动负荷，所增加氧耗量的指标，表明末梢运动肌肉氧的运送能力，运动肌肉氧的利用状态-18.呼气代偿点（RespiratoryCompensationPoint,RCP）运动强度超过AT后，机体酸性物质增加，通气功能亢进始点9.PETCO2：呼气终末期二氧化碳分压，反映运动中肺脏有效血容量10.τoff：运动后恢复期VO2反应的时间常数11.运动心率运动时的心率变化，通常VO2每增加3.5ml·min-1·kg-1心率增加10次/分[5]。心脏病患者的心率受服用β受体阻滞剂因素的影响，因此最大心率不是运动负荷的终极目标，当心率达到85%最大预测心率时可考虑停止运动试验12.运动血压收缩压一般随运动量增加而升高，舒张压增加不明显，VO2每增加3.5ml·min-1·kg-1,血压增加10mmHg[5]，若血压随运动负荷增加反而下降，往往提示有严重的心功能障碍六、CPX的临床应用

AT、peakVO2、峰值心率、Borgscale自感劳累分级评分，为制定各类心血管疾病运动处方的依据。CPX测得的peakVO2、VO2AT、峰值负荷等结果判断心力衰竭患者的运动耐力。peakVO2、VO2AT、VE/VCO2slope可判断心力衰竭的严重程度及预后，CPX的前后对照，可判断临床的治疗效果。根据peakVO2评估是否需要心脏移植，peakVO2<10ml·min-1·kg-1作为心脏移植的指证

CPX有助于判断肺动脉高压的严重程度及预后，CPX对心肌缺血及心律失常亦有良好的诊断价值。对心脏起搏器功能也具有良好评估价值。CPX还有助鉴别难以解释的呼吸困难，骨骼肌纤维和线粒体肌病，可鉴定残障能力。七.制定运动处方的参考指标运动处方具有四要素：运动种类、运动强度、运动时间和运动频率，其中运动强度是制定运动处方的重要内容，直接关系到患者运动的安全性和效果。有氧运动强度参考指标及方法：心率法（1）传统心率：最大预测心率(HRmax=220一年龄)的百分数，采用50%～70%不等的最大预测心率（2）储备心率（HRR=最大运动心率-静息心率）峰值氧耗量相关方法（1）peakVO2以peakVO2的百分数，采用40%～

80%不等的peakVO2。（2）储备VO2（储备VO2=peakVO2-静息VO2）

AT

通常决定AT值有三种测试方法：VE/VO2；

VCO2/VO2；Vslope法，AT通常由Vslope

方法判定Borgscale自感劳累分级评分，表达了受试者感觉的耐受能力，常受到主观因素的影响10级表

20级表级别疲劳感觉级别疲劳感觉0没有6

0.5非常轻7非常轻1很轻82轻9很轻3中度104稍微累11轻5累12613稍微累7很累14815累9非常累1610最累17