心肺運動試驗與心臟康復(fù)

關(guān)懷敏　羅明華

【關(guān)鍵詞】心肺運動；試驗；心臟康復(fù)

【中圖分類號】R541.4 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】ISSN.2095-6681.2016.18.00.02

1 心肺運動試驗概述

心肺運動試驗（Cardiopulmonary exercise testing，CPX）綜合工程學(xué)及醫(yī)學(xué)中運動與氣體代謝測試的技術(shù)，通過對運動狀態(tài)下的攝氧量（VO2）、二氧化碳排出量（VCO2）、心率（HR）、分鐘通氣量（VE）等指標(biāo)的檢測來評價心肺等臟器對運動的反應(yīng)，從而評估心肺功能狀態(tài)（見圖1）。CPX是將心與肺作為整體，無創(chuàng)、定量而客觀地評價心肺儲備功的科學(xué)工具，目前已成為國際上用于評價心肺儲備能力和心肺協(xié)調(diào)性水平的普遍且重要的臨床檢測手段，也是心臟康復(fù)中開具運動處方的理論基礎(chǔ)。

CPX能夠提供心肺疾病患者的診斷及預(yù)后信息，CPX在半個世紀(jì)以前就已經(jīng)在心血管領(lǐng)域得到有限的應(yīng)用，然而，由于儀器的缺乏、臨床醫(yī)生對于檢查結(jié)果信息的理解不充分、心血管專家對于該技術(shù)培訓(xùn)的缺乏等，限制了CPX技術(shù)在臨床中的應(yīng)用與發(fā)展。隨著技術(shù)的進步，現(xiàn)代CPX系統(tǒng)具備了靜息與運動狀態(tài)時的氣體交換分析功能，可以測量每一次呼吸時的攝氧量、二氧化碳排出量、通氣量等信息。這些先進的計算系統(tǒng)可以進行簡單與復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析，從而促進了CPX在臨床中的廣泛應(yīng)用，不僅在呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)，進而在神經(jīng)系統(tǒng)、骨骼肌肉系統(tǒng)等得到了一定的應(yīng)用[1]。CPX在我國臨床中的應(yīng)用較晚，且研究仍然存在很多的空白。我國學(xué)者孫興國教授在海外多年從事心肺功能檢測的臨床應(yīng)用和生命整體調(diào)控機制的研究，創(chuàng)立了“整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)新理論體系：人體功能一體化自主調(diào)控”學(xué)說[2]，其研究促進了CPX在臨床不同學(xué)科中的綜合應(yīng)用，取得了豐碩的成果。

CPX技術(shù)的開展是基于內(nèi)呼吸與外呼吸耦聯(lián)原理，機體的運動本質(zhì)上與心血管系統(tǒng)對肌肉系統(tǒng)提供氧氣的能力及呼吸系統(tǒng)通過肺清除血液中二氧化碳的能力密切相關(guān)。心血管與呼吸系統(tǒng)協(xié)同作用完成氧氣的供應(yīng)與二氧化碳的排出，這被稱為心肺耦聯(lián)，大致過程包括肺通氣（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(zhuǎn)運、毛細(xì)血管與周圍肌肉組織進行O2和CO2交換（內(nèi)呼吸）四個過程[3]。循環(huán)系統(tǒng)將外呼吸與內(nèi)呼吸密切聯(lián)系起來。因而，機體的運動能力取決于上述心肺耦聯(lián)中的各個環(huán)節(jié)，即外呼吸、內(nèi)呼吸、循環(huán)系統(tǒng)功能以及所參與的肌肉功能等。CPX正是基于上述生理機制，可精確測定運動狀態(tài)下外呼吸與內(nèi)呼吸的異常，檢測出運動時的心肺功能異常狀態(tài)的重要信息，而這些信息往往在靜息時難以被發(fā)現(xiàn)。這是目前能夠檢測靜息及運動狀態(tài)心肺整體功能的唯一技術(shù)手段[4]。

CPX正在被廣泛地應(yīng)用于心臟及呼吸系統(tǒng)疾病的診療、預(yù)防及預(yù)后評估等。CPX在心血管病中及肺部疾病中的應(yīng)用包括[3-4]：（1）對心力衰竭分級和疾病嚴(yán)重程度的評估；（2）對心衰患者預(yù)后的預(yù)測；（3）預(yù)測心臟移植患者的移植時機，美國心臟病學(xué)會（ACC）和美國心臟協(xié)會（AHA）應(yīng)用CPX指標(biāo)考慮心臟移植的時機為最大耗氧量≤14 ml/（kg·min），而最大耗氧量<10 ml/kg-·min）是心臟移植的絕對適應(yīng)證；（4）左心衰竭和右心衰竭的鑒別診斷，左心衰竭和右心衰竭患者在CPX中氣體交換的表現(xiàn)差異明顯；（5）冠心病和肺動脈高壓的“早”早期診斷及評估心肌氧氣需/供平衡，病理狀態(tài)典型的心肺運動表現(xiàn)包括運動功率繼續(xù)遞增時攝氧量不增或下降、每瓦功率攝氧量和氧脈搏出現(xiàn)平臺[5-6]，這些表現(xiàn)可早于心電圖ST段等異常的出現(xiàn)；（6）在心臟康復(fù)中的應(yīng)用：運動鍛煉無論是對正常人還是心血管病和呼吸病患者都有益；（7）起搏器起搏頻率的設(shè)定、心力衰竭心臟再同步化治療患者的選擇及療效評估；（8）慢阻肺；（9）間質(zhì)性肺病等。

2 心臟康復(fù)現(xiàn)狀概述

心臟康復(fù)（Cardiac rehabilitation，CR）是康復(fù)醫(yī)學(xué)的一門分支，其目的是使存在心臟疾病以及進行心臟手術(shù)的患者的身體機能達到最優(yōu)化的狀態(tài)，心臟康復(fù)可以在住院其間進行，也可以在門診進行。心臟康復(fù)的內(nèi)容包括了營養(yǎng)療法、減重項目、飲食及藥物下的脂質(zhì)異常管理、血壓控制、糖尿病管理以及心理壓力的處理等。運動在心臟康復(fù)中占重要地位，運動不僅對心肺功能的提升具有重要作用，同時也可以對血壓控制、糖脂代謝、減重、心理調(diào)節(jié)等發(fā)揮著舉足輕重的作用，運動處方制定前應(yīng)先進行心肺運動負(fù)荷試驗，以便于制定個體化的運動方案。

20世紀(jì)50年代，急性心肌梗死患者被要求絕對的臥床較長一段時間，認(rèn)為下床進行體力活動能夠加重心臟負(fù)擔(dān)或者誘發(fā)心臟病發(fā)作風(fēng)險。然而，越來越多的觀察發(fā)現(xiàn)臥床時間的延長可以引起機體機能的衰退；相反，病情許可的情況下，適度的體力活動則可以避免機體的機能的減退，這顛覆了急性心肌梗死患者需要長期臥床的概念。從此，心臟康復(fù)學(xué)科開始起步并逐漸規(guī)范發(fā)展起來。較早且典型的心臟康復(fù)記錄是通過伐木運動的形式使心絞痛痊愈的個案。目前，心臟康復(fù)已經(jīng)被認(rèn)為是心血管疾病患者能夠得到持續(xù)治療的關(guān)鍵，是臨床藥物及器械治療的有益補充與延續(xù)。我國著名心臟病專家胡大一教授較早傳播心臟康復(fù)的理念，呼吁“探索中國心臟康復(fù)/二級預(yù)防模式——修復(fù)破碎的醫(yī)療服務(wù)鏈”[7]，并倡導(dǎo)“心臟康復(fù)需發(fā)動醫(yī)護全員參與”[8]，積極牽頭指導(dǎo)專家共識的制定與推廣，推動了我國心臟康復(fù)事業(yè)的起步與發(fā)展，進而影響了我國現(xiàn)有醫(yī)療模式的改變以及醫(yī)療改革的方向[9]。

心臟康復(fù)能夠從不同方面改善心臟病患者的臨床預(yù)后，改變原有的高脂飲食、少運動以及吸煙等不良生活方式，有效控制各種心血管疾病的高危因素，能夠延緩動脈硬化的病理進程、降低ACS的發(fā)生率和住院率；薈萃分析顯示，以運動為基礎(chǔ)的心臟康復(fù)可使冠心病患者全因病死率下降15%～28%，心源性病死率下降26%～31%，猝死降低37%[10]。運動療法是心血管疾病康復(fù)方案的核心部分，以運動處方為主，兼顧飲食、健康教育以及生活方式指導(dǎo)等綜合性心臟康復(fù)方案可以全面降低心血管疾病的危險因素，使心臟康復(fù)效果最大化[11]。目前，大多數(shù)種類的心臟病的患者皆可在心臟康復(fù)中獲益，其中以慢性穩(wěn)定性冠心病、急性心肌梗死、PCI或CABG術(shù)后、慢性穩(wěn)定性心力衰竭等方面應(yīng)用及研究較為廣泛。心臟康復(fù)是一個系統(tǒng)工程，需要為患者提供一個平臺進行綜合性管理與本質(zhì)意義的行動執(zhí)行，并非傳統(tǒng)意義上單純的健康教育。研究顯示單純的健康說教對患者的預(yù)后所發(fā)揮的作用非常有限；而心臟康復(fù)則側(cè)重于將運動、戒煙、減重等當(dāng)做一種“治療方式”，敦促心臟病患者執(zhí)行并進行監(jiān)督與檢驗治療結(jié)果。心臟康復(fù)團隊需要包括心血管專業(yè)醫(yī)師、康復(fù)、營養(yǎng)、心理等相關(guān)專業(yè)人員，為心臟病患者開具綜合的心臟康復(fù)處方，并教會患者如何執(zhí)行。

3 心肺運動試驗（CPET）在心臟康復(fù)中的應(yīng)用

由于CPX可以檢測到機體O2供應(yīng)與CO2排出各個環(huán)節(jié)的異常，故其在臨床中的應(yīng)用能夠診斷O2供應(yīng)與CO2各個環(huán)節(jié)的異常，包括從吸入氧氣與呼出二氧化碳的呼吸系統(tǒng)、連接內(nèi)呼吸與外呼吸的循環(huán)系統(tǒng)、運送氧氣與二氧化碳的血液系統(tǒng)、消耗氧氣與排出二氧化碳的肌肉系統(tǒng)以及對這些系統(tǒng)進行精細(xì)調(diào)節(jié)的神經(jīng)系統(tǒng)等，CPX可以對上述系統(tǒng)進行診斷及病情評估、治療效果判斷、預(yù)后評價等；也可以對正常人群如運動員等進行身體機能評估及健康管理等；亦可以用于呼吸困難癥狀的鑒別、運動處方的制定、心血管病及中風(fēng)患者的運動能力鑒定等[3]。運動是心臟康復(fù)的核心，其在心臟康復(fù)中具的重要性不言而喻，“運動是良醫(yī)”的概念已經(jīng)廣泛深入。并且運動康復(fù)所帶來的臨床獲益已經(jīng)得到驗證，且在臨床指南中得到了推薦，如2013年ACC/AHA指南指出，運動鍛煉具有安全有效地改善慢性心衰患者功能狀態(tài)的作用（IA），顯著改善慢性心衰患者的體能、活動時間以及生存質(zhì)量，降低死亡率（Ⅱa B）。

運動處方是康復(fù)鍛煉最重要的組成部分，CPX在心臟康復(fù)中具有非常重要的價值。首先，制定運動處方之前，需要利用CPX對心肺功能儲備做一詳細(xì)了解。經(jīng)CPX測得的無氧閾值（AT）、peakVO2、峰值心率、Borgscale自感勞累分級評分等，為制定心血管疾病運動處方提供了重要依據(jù)。peakVO2、VO2AT、峰值負(fù)荷等結(jié)果可以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(yán)重程度及預(yù)后。同時，CPX過程中也可以檢測出運動的不良反應(yīng)如缺血、缺氧、心律失常等，進而制定合理的運動處方，避免不合適的運動方案所引起的不良臨床結(jié)果[12]。理想的有氧運動處方量為3～5 d>30 min的中高度強度的運動量，高強度的運動訓(xùn)練效果最好，但是要避免出現(xiàn)不耐受的情況。心臟康復(fù)運動靶心率為檢測最高心率的50%～80%。如果心臟康復(fù)患者存在其它共患疾病的話，則制定運動處方的時候應(yīng)該考慮進去，比如心衰合并COPD或者肺纖維化等，需要CPX基礎(chǔ)上兼顧心臟功能與肺功能制定相應(yīng)的運動處方。其次，CPX是評價運動訓(xùn)練與康復(fù)效果關(guān)系的檢查手段，通過康復(fù)運動前后的數(shù)據(jù)對比，可判斷臨床的治療及康復(fù)效果。

目前，我國的心臟康復(fù)事業(yè)正在開展，心肺運動試驗也借著心臟康復(fù)的東風(fēng)在更多的心臟中心得到了更廣泛的應(yīng)用。然而，當(dāng)前的現(xiàn)狀以及我國患者的臨床數(shù)據(jù)非常有限。此后的一段時間內(nèi)，仍然需要更多的設(shè)計科學(xué)合理的有關(guān)CPX在心臟康復(fù)中應(yīng)用的研究，從而積累更多的數(shù)據(jù)在更大程度上證實CPX這一檢測手段在心臟康復(fù)中的獨特價值。

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本文編輯：吳宏艷