郭輝，孫景權(quán)，張一民

(1沈陽工業(yè)大學(xué)，沈陽 110870；2北京體育大學(xué))

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·臨床研究·

74例健康青年志愿者心肺運動試驗、六分鐘上下樓梯試驗結(jié)果對比觀察

郭輝1，孫景權(quán)2，張一民2

(1沈陽工業(yè)大學(xué)，沈陽 110870；2北京體育大學(xué))

目的比較心肺運動試驗(CPET)與六分鐘上下樓梯試驗(6MSCDT)的測試結(jié)果。方法74例健康青年志愿者，按Bruce方案進行CPET，1周后再進行6MSCDT，比較兩試驗所測得的氣體代謝指標和運動強度指標。結(jié)果受試者6MSCDT與CPET最大攝氧量分別為(2.594±0.729)、(2.838±0.878)L/min，相對最大攝氧量分別為(41.2±7.0)、(45.1±8.5)mL/(min·kg)，呼吸商分別為1.10±0.10、1.15±0.11，兩者最大攝氧量、相對最大攝氧量比較，P均<0.01，兩者最大攝氧量、相對最大攝氧量均呈正相關(guān)(r分別為0.884、0.716，P均<0.01)。受試者6MSCDT、CPET最大心率分別為(173±11)、(183±9)次/min，代謝當量分別為(11.8±2.0)、(12.9±2.4)METs，呼吸頻率分別為(44.6±7.4)、(47.9±7.4)次/min，兩者比較，P均<0.05。結(jié)論6MSCDT與CPET測得的最大攝氧量呈正相關(guān)，6MSCDT的運動強度低于CPET的運動強度，處在亞極量運動強度。

心肺運動試驗；心肺功能；最大攝氧量；亞極量運動；攝氧量

心肺運動試驗(CPET)[1～5]是目前使用較多的檢測心肺功能的手段之一。CPET能比較精確、客觀地評價個體的心肺功能，是影像學(xué)無法替代的檢查手段[4]。CPET的指標可確定手術(shù)適應(yīng)證[6]，但由于CPET需要昂貴儀器設(shè)備和專業(yè)的測試人員，要廣泛開展心肺功能測試還存在較大困難，所以場地測試方法應(yīng)運而生[7]。場地測試方法相對簡便、易操作。登樓梯實驗是最早應(yīng)用于臨床的運動試驗[8～11]。研究顯示，患者登樓梯能力與術(shù)后病死率呈明顯的負相關(guān)。在對比現(xiàn)有的場地測試方法的基礎(chǔ)上，出于可操作性、經(jīng)濟性、簡便性和方法的易得性，開發(fā)了六分鐘上下樓梯試驗(6MSCDT)。本研究比較CPET與6MSCDT的測試結(jié)果 ，現(xiàn)報告如下。

1　資料與方法

1.1臨床資料受試者74例，其中男35例、女39例，年齡20～30(24.9±2.6)歲，身高(169.1±7.5)cm，體質(zhì)量(62.3±11.9)kg，BMI(21.6±3.0)kg/m2。入選標準：①通過健康測試和醫(yī)學(xué)問卷篩選；②受試者身體健康、無心血管及呼吸系統(tǒng)疾病；③測試期間身體狀況良好。排除標準：①妊娠或哺乳期婦女；②正在月經(jīng)期的受試者；③有運動禁忌證的患者。受試者在測試前均已了解6MSCDT[8～12]和CPET[5]的測試方法，測試之前簽署知情同意書。

1.2CPET、6MSCDT方法首先對受試者進行血壓、身高、體質(zhì)量等靜態(tài)指標的測量，然后將符合試驗條件的受試者按改良的Bruce方案在室內(nèi)跑臺上進行CPET測試。根據(jù)受試者的臉型選擇合適的面罩。測試前，在跑臺上進行適應(yīng)性運動，在測試過程中，用便攜式心肺功能儀(CORTEX MetaMax 3B)和心率表(Polar心率表RS400sd)動態(tài)監(jiān)測受試者運動時的攝氧量、相對攝氧量、呼吸商、心率等指標。具體測試過程：跑臺起始速度(第一級)為2.7 km/h，起始坡度為10°，每隔3 min遞增坡度2°，速度逐級遞增。第4分鐘時(第二級)將跑速增至4.0 km/h，第7分鐘時(第三級)將跑速增至5.4 km/h，第10分鐘時(第四級)將跑速增至6.8 km/h，第13分鐘時(第五級)將跑速增至8.0 km/h，第16分鐘時(第六級)將跑速增至8.8 km/h，第19分鐘時(第七級)將跑速增至9.6 km/h，最終的坡度達到22°。每級最后30 s詢問受試者的主觀疲勞感覺等級。運動終止標準[13]：出現(xiàn)呼吸困難、紫紺、表情痛苦、面色蒼白、身體搖晃等癥狀[5]；受試者要求停止測試；運動負荷增加攝氧量不增加或者下降，即出現(xiàn)攝氧量平臺；運動負荷不變或增加時，心率不增加，甚至下降。出現(xiàn)以上任何一項立即停止試驗。最大攝氧量的判斷標準為以下五項指標達到三項[13]：①運動負荷增加，攝氧量不變或下降；②心率≥180次/min；③呼吸商≥1.15；④受試者已發(fā)揮最大力量并無力保持規(guī)定的負荷；⑤主觀疲勞感覺等級達到17以上。

在完成CPET一周后再讓受試者進行6MSCDT[13]測試。測試前告知受試者根據(jù)自身情況，在能力范圍內(nèi)盡可能快地上下樓梯，受試者自己掌握上下樓梯的速度，若有不適可中途停止。場地為符合國家標準的一層樓梯，在符合國家標準的樓梯間選擇一層樓梯(本試驗選擇的臺階高度為16 cm/臺階，每層樓梯22個臺階)，在6 min時間內(nèi)，以一步一階的方式[8～11]在一層樓梯上盡可能快地上下樓梯，記錄上下樓梯的往返數(shù)和試驗結(jié)束時的位置(如一位受試者在6 min的時間內(nèi)完成了17個往返，另加10個臺階，則總臺階數(shù)=44×17+10=758)。測試前佩戴上心率表和便攜式心肺功能儀(與CPET使用同一臺便攜式心肺功能儀)，并了解整個測試的過程，測試結(jié)束時詢問主觀疲勞感覺等級。試驗過程中采集呼吸氣體參數(shù)、心率和主觀感覺疲勞等級，并給予受試者適當?shù)墓膭睢?/p>

2　結(jié)果

受試者CPET、6MSCDT中最大攝氧量、呼吸商比較見表1。兩者最大攝氧量、相對最大攝氧量均呈正相關(guān)(r分別為0.884、0.716，P均<0.01)，兩者呼吸商無相關(guān)關(guān)系(r=0.099，P>0.05)。

表1　受試者6MSCDT、CPET中最大攝氧量、呼吸商比較

注：與CPET比較，*P<0.01。

受試者6MSCDT、CPET最大心率分別為(173±11)、(183±9)次/min，兩者比較，P<0.05。1例受試者心率在6MSCDT過程中運動2 min內(nèi)快速上升達到中等強度，而后處于緩慢上升階段，運動結(jié)束時達到峰值175次/min；在CPET試驗過程從開始就處于緩慢上升階段，經(jīng)歷較長時間才能達到中等及以上強度(圖1)。

圖1　1例受試者6MSCDT、CPET心率隨時間變化曲線

受試者6MSCDT、CPET代謝當量分別為(11.8±2.0)、(12.9±2.4)METs，兩者比較，P<0.05。1例受試者代謝當量在6MSCDT運動開始1 min內(nèi)快速上升，從運動的第1分鐘到第2分鐘較快上升，而后處于緩慢上升階段；在CPET的運動開始的1 min內(nèi)快速上升，但上升的幅度小于6MSCDT試驗，而后2 min處于平緩期(圖2)。

圖2　1例受試者6MSCDT、CPET代謝當量隨時間變化曲線

受試者6MSCDT、CPET呼吸頻率分別為(44.6±7.4)、(47.9±7.4)次/min，兩者比較，P<0.05。1例受試者呼吸頻率在6MSCDT運動的1 min內(nèi)快速上升，而后緩慢波浪式上升，即呼吸頻率-時間曲線出現(xiàn)明顯拐點；在CPET試驗運動的開始階段較平緩，而后隨著運動等級的增加呼吸頻率也呈波浪式增加，沒有表現(xiàn)出呼吸拐點(圖3)。

圖3　　　　1例受試者6MSCDT、CPET呼吸頻率

3　討論

CPET是通過檢測人體運動狀態(tài)時氧和二氧化碳變化趨勢分析心肺功能狀態(tài)的一種方法，其理論基礎(chǔ)是氣體交換。研究[2,4,5]表明，CPET可以彌補靜態(tài)檢測的不足，對心肺疾病早期診斷也有重要價值。在運動處方制定、手術(shù)患者術(shù)前心肺功能評估、心肺疾病預(yù)后評估、指導(dǎo)和評價康復(fù)效果等方面，CPET也具有重要的臨床意義[4,5]。CPET只能在實驗室條件下完成，需要昂貴的儀器設(shè)備和專業(yè)的測試人員，所以一直以來，人們都尋在找簡便快捷的心肺功能間接檢測方法。隨著城市化的發(fā)展，樓梯越來越普及，爬樓梯也成為了一種時尚運動，借鑒六分鐘步行試驗的原理，提出了6MSCDT。

最大攝氧量是CPET的一個重要參數(shù)，它反映心肺轉(zhuǎn)運氧的能力[4]。本研究以20～30歲青年人為試驗對象，對CPET和6MSCDT進行比較研究，結(jié)果顯示，兩種方法測得的攝氧量相關(guān)系數(shù)r為0.884,說明6MSCDT評價心肺功能的效度較好，可以用此方法評價心肺功能。同時本研究結(jié)果也顯示,CPET的攝氧量高于6MSCDT。采用不同的運動形式，測得的最大攝氧量也有較大差異。兩試驗得到的最大攝氧量產(chǎn)生差異的原因主要是由于6MSCDT是采用了一步一階的運動方式上下樓梯，控制了受試者的運動強度，造成其最大攝氧量低于CPET。同時本研究顯示，CPET中的呼吸商均值高于6MSCDT，但兩者比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

心率是反映運動強度的常用指標,同時也是反映心臟機能的常用指標。從兩試驗的運動心率可以看出，CPET的最高運動心率高于6MSCDT。運動強度是否合理會影響試驗結(jié)果，如果強度過小得到的攝氧量會偏低，進而影響心肺功能的評價效果；強度過大對受試者的耐受力是極大的挑戰(zhàn)。從兩試驗的心率比較可以看出，6MSCDT的運動強度適中，處在亞極量運動強度，而CPET處在極量運動強度。

流行病學(xué)研究經(jīng)常采用代謝當量定義心肺功能。美國心臟協(xié)會采用代謝當量值作為心肺功能分級依據(jù)。代謝當量與運動類型有很大關(guān)系，也可以作為反映運動強度的指標。本試驗得到的代謝當量均在7 METs以上，屬于Ⅰ級，日常生活和中等量工作無癥狀，說明受試者心肺功能良好。

呼吸頻率隨運動強度的增大而增加。研究顯示，呼吸頻率增加到44次/min之后，呼吸效率下降，從而影響心肺功能。在中等或亞極量負荷下，肺通氣的增加，有很大一部分是通過呼吸頻率的增加實現(xiàn)的。從本試驗可以看出，6MSCDT很快地達到較高的呼吸頻率，而CPET是緩慢地增加呼吸頻率，最后的呼吸頻率超過6MSCDT。

CPET屬于逐級遞增負荷試驗。6MSCDT是先登一層樓梯而后下一層樓梯，往返上下樓梯6 min，其運動形式近似于間歇性運動[14]，而間歇性運動是一種提高心肺功能的有效運動，是一種更加有效、安全和耐受性較好的運動。除了以上幾項指標之外，6MSCDT在方法的操作性、簡易性及推廣價值上均具有優(yōu)勢。另外，6MSCDT中的登臺階動作對增加下肢肌肉耐力和爆發(fā)力也能起到重要的作用。

綜上可見，6MSCDT與CPET測得的最大攝氧量呈正相關(guān)，6MSCDT的運動強度低于CPET的運動強度，處在亞極量運動強度。

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張一民(E-mail: Ymzhangno1@163.com)

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B

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