關(guān)懷敏　羅明華

【關(guān)鍵詞】心肺運(yùn)動(dòng)；試驗(yàn)；心臟康復(fù)

【中圖分類號(hào)】R541.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】ISSN.2095-6681.2016.18.00.02

1 心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)概述

心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)（Cardiopulmonary exercise testing，CPX）綜合工程學(xué)及醫(yī)學(xué)中運(yùn)動(dòng)與氣體代謝測(cè)試的技術(shù)，通過對(duì)運(yùn)動(dòng)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(cè)來評(píng)價(jià)心肺等臟器對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)，從而評(píng)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(píng)價(jià)心肺儲(chǔ)備功的科學(xué)工具，目前已成為國(guó)際上用于評(píng)價(jià)心肺儲(chǔ)備能力和心肺協(xié)調(diào)性水平的普遍且重要的臨床檢測(cè)手段，也是心臟康復(fù)中開具運(yùn)動(dòng)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(gè)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(duì)于檢查結(jié)果信息的理解不充分、心血管專家對(duì)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(jìn)步，現(xiàn)代CPX系統(tǒng)具備了靜息與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的氣體交換分析功能，可以測(cè)量每一次呼吸時(shí)的攝氧量、二氧化碳排出量、通氣量等信息。這些先進(jìn)的計(jì)算系統(tǒng)可以進(jìn)行簡(jiǎn)單與復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析，從而促進(jìn)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(jìn)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(guó)臨床中的應(yīng)用較晚，且研究仍然存在很多的空白。我國(guó)學(xué)者孫興國(guó)教授在海外多年從事心肺功能檢測(cè)的臨床應(yīng)用和生命整體調(diào)控機(jī)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(jìn)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(jī)體的運(yùn)動(dòng)本質(zhì)上與心血管系統(tǒng)對(duì)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(jìn)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(yùn)、毛細(xì)血管與周圍肌肉組織進(jìn)行O2和CO2交換（內(nèi)呼吸）四個(gè)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(jī)體的運(yùn)動(dòng)能力取決于上述心肺耦聯(lián)中的各個(gè)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(jī)制，可精確測(cè)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下外呼吸與內(nèi)呼吸的異常，檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)時(shí)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(shí)難以被發(fā)現(xiàn)。這是目前能夠檢測(cè)靜息及運(yùn)動(dòng)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(píng)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(duì)心力衰竭分級(jí)和疾病嚴(yán)重程度的評(píng)估；（2）對(duì)心衰患者預(yù)后的預(yù)測(cè)；（3）預(yù)測(cè)心臟移植患者的移植時(shí)機(jī)，美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)（ACC）和美國(guó)心臟協(xié)會(huì)（AHA）應(yīng)用CPX指標(biāo)考慮心臟移植的時(shí)機(jī)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(duì)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(dòng)脈高壓的“早”早期診斷及評(píng)估心肌氧氣需/供平衡，病理狀態(tài)典型的心肺運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)包括運(yùn)動(dòng)功率繼續(xù)遞增時(shí)攝氧量不增或下降、每瓦功率攝氧量和氧脈搏出現(xiàn)平臺(tái)[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(yùn)動(dòng)鍛煉無論是對(duì)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(píng)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(jìn)行心臟手術(shù)的患者的身體機(jī)能達(dá)到最優(yōu)化的狀態(tài)，心臟康復(fù)可以在住院其間進(jìn)行，也可以在門診進(jìn)行。心臟康復(fù)的內(nèi)容包括了營(yíng)養(yǎng)療法、減重項(xiàng)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(yùn)動(dòng)在心臟康復(fù)中占重要地位，運(yùn)動(dòng)不僅對(duì)心肺功能的提升具有重要作用，同時(shí)也可以對(duì)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(yùn)動(dòng)處方制定前應(yīng)先進(jìn)行心肺運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)，以便于制定個(gè)體化的運(yùn)動(dòng)方案。

20世紀(jì)50年代，急性心肌梗死患者被要求絕對(duì)的臥床較長(zhǎng)一段時(shí)間，認(rèn)為下床進(jìn)行體力活動(dòng)能夠加重心臟負(fù)擔(dān)或者誘發(fā)心臟病發(fā)作風(fēng)險(xiǎn)。然而，越來越多的觀察發(fā)現(xiàn)臥床時(shí)間的延長(zhǎng)可以引起機(jī)體機(jī)能的衰退；相反，病情許可的情況下，適度的體力活動(dòng)則可以避免機(jī)體的機(jī)能的減退，這顛覆了急性心肌梗死患者需要長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)的形式使心絞痛痊愈的個(gè)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(bǔ)充與延續(xù)。我國(guó)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(guó)心臟康復(fù)/二級(jí)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(dòng)醫(yī)護(hù)全員參與”[8]，積極牽頭指導(dǎo)專家共識(shí)的制定與推廣，推動(dòng)了我國(guó)心臟康復(fù)事業(yè)的起步與發(fā)展，進(jìn)而影響了我國(guó)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?cè)械母咧嬍?、少運(yùn)動(dòng)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(dòng)脈硬化的病理進(jìn)程、降低ACS的發(fā)生率和住院率；薈萃分析顯示，以運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)療法是心血管疾病康復(fù)方案的核心部分，以運(yùn)動(dòng)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(xiǎn)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(gè)系統(tǒng)工程，需要為患者提供一個(gè)平臺(tái)進(jìn)行綜合性管理與本質(zhì)意義的行動(dòng)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(duì)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(yùn)動(dòng)、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(jìn)行監(jiān)督與檢驗(yàn)治療結(jié)果。心臟康復(fù)團(tuán)隊(duì)需要包括心血管專業(yè)醫(yī)師、康復(fù)、營(yíng)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(huì)患者如何執(zhí)行。

3 心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)（CPET）在心臟康復(fù)中的應(yīng)用

由于CPX可以檢測(cè)到機(jī)體O2供應(yīng)與CO2排出各個(gè)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(gè)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(yùn)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(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)的神經(jīng)系統(tǒng)等，CPX可以對(duì)上述系統(tǒng)進(jìn)行診斷及病情評(píng)估、治療效果判斷、預(yù)后評(píng)價(jià)等；也可以對(duì)正常人群如運(yùn)動(dòng)員等進(jìn)行身體機(jī)能評(píng)估及健康管理等；亦可以用于呼吸困難癥狀的鑒別、運(yùn)動(dòng)處方的制定、心血管病及中風(fēng)患者的運(yùn)動(dòng)能力鑒定等[3]。運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)是良醫(yī)”的概念已經(jīng)廣泛深入。并且運(yùn)動(dòng)康復(fù)所帶來的臨床獲益已經(jīng)得到驗(yàn)證，且在臨床指南中得到了推薦，如2013年ACC/AHA指南指出，運(yùn)動(dòng)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(dòng)時(shí)間以及生存質(zhì)量，降低死亡率（Ⅱa B）。

運(yùn)動(dòng)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(jià)值。首先，制定運(yùn)動(dòng)處方之前，需要利用CPX對(duì)心肺功能儲(chǔ)備做一詳細(xì)了解。經(jīng)CPX測(cè)得的無氧閾值（AT）、peakVO2、峰值心率、Borgscale自感勞累分級(jí)評(píng)分等，為制定心血管疾病運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(shí)，CPX過程中也可以檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)的不良反應(yīng)如缺血、缺氧、心律失常等，進(jìn)而制定合理的運(yùn)動(dòng)處方，避免不合適的運(yùn)動(dòng)方案所引起的不良臨床結(jié)果[12]。理想的有氧運(yùn)動(dòng)處方量為3～5 d>30 min的中高度強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)量，高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)靶心率為檢測(cè)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(yùn)動(dòng)處方的時(shí)候應(yīng)該考慮進(jìn)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(yùn)動(dòng)處方。其次，CPX是評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與康復(fù)效果關(guān)系的檢查手段，通過康復(fù)運(yùn)動(dòng)前后的數(shù)據(jù)對(duì)比，可判斷臨床的治療及康復(fù)效果。

目前，我國(guó)的心臟康復(fù)事業(yè)正在開展，心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)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(guó)患者的臨床數(shù)據(jù)非常有限。此后的一段時(shí)間內(nèi)，仍然需要更多的設(shè)計(jì)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(shí)CPX這一檢測(cè)手段在心臟康復(fù)中的獨(dú)特價(jià)值。

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本文編輯：吳宏艷