冠状动脉临界病变作为冠心病早期阶段的重要表现,其精准诊疗对延缓疾病进展､改善预后至关重要,但如何准确评估此类患者的心血管风险及功能状态仍是临床面临的重大挑战｡

目前,冠状动脉造影联合血流储备分数测定虽被认为是冠状动脉临界病变功能学评估的临床金标准,但因其固有的侵入性､有创性,且对斑块性质､稳定程度评估的局限性,临床亟需无创性的替代方案｡

心肺运动试验因具备无创性､心肺功能动态评估特性及良好重复性,已成为冠状动脉临界病变患者心肺功能评估､风险预测､诊疗方案制定的核心手段｡但是,其核心指标峰值摄氧量(peak oxygen up‐take,VO₂peak)对早期病变敏感性不足｡运动负荷试验依赖症状或心电图改变,可能导致假阴性结果,漏诊率高｡近年来研究表明,运动后心率恢复(heart rate recovery,HRR)作为反映自主神经功能(尤其是迷走神经张力)的敏感指标,其异常改变可能先于VO₂peak降低出现｡但目前仍缺乏高质量循证医学证据支持 HRR作为冠状动脉临界病变评估中VO₂peak的补充指标｡

本研究旨在探讨VO₂peak与HRR在冠脉临界病变中的相关性,为优化无创性功能评估策略提供新依据｡

1.1 一般资料

选取2022年1月至2024年1月北京博爱医院心血管内科拟诊冠状动脉临界病变患者｡

诊断标准:2012年美国心脏病学会基金会､美国心血管造影和介入协会､美国胸外科协会､美国心脏学会《诊断性心脏导管术使用标准指南》中冠状动脉临界病变诊断,即冠脉造影时,当前降支､回旋支及右冠状动脉等主要分支(非左主干病变),任一管腔内径狭窄介于50%~69%｡

纳入标准:

①拟诊冠心病收入院;

②完善冠状动脉造影,明确冠状动脉临界病变诊断;

③未行血运重建;

④同期完成心肺运动试验｡

排除标准:

①左主干病变;

②急性冠脉综合征;

③未控制的恶性心律失常及心力衰竭;并发心房颤动或心房扑动;

④陈旧心肌梗死或既往心脏手术;

⑤并发严重骨关节病､精神疾病､肺部疾病;

⑥不具有配合研究的主观意识｡

剔除与脱落标准:心肺运动试验测试未完成或主动退出｡

本研究为单中心､前瞻性､横断面研究｡拟研究冠状动脉临界病变VO₂peak与HRR的相关性,所以采用Peason相关系数的置信区间法进行样本量计算｡假设冠状动脉临界病变心肺功能与心率恢复的相关系数为0.5,其总体相关系数的95%CI宽度为0.15,置信区间为0.8,则考虑至少需要167例研究对象｡若考虑10%的脱失率,则需要183例研究对象｡

本研究以美国心脏协会运动能力分级标准为框架,结合既往冠状动脉临界病变患者的临床特征制定分组标准:低心肺能力(low cardiorespiratory fitness,LCF),VO₂peak≤15.75mL/(kg·min),代谢当量(metabolic equivalent of task,MET) ≤4.5;中等心肺能力(moderate cardiorespiratory fitness,MCF),VO₂peak>15.75~<19.25mL/(kg·min),METs>4.5~<5.5;高心肺能力(high cardiorespiratory fitness,HCF),VO2peak≥19.25mL/(kg·min),METs ≥ 5.5｡最终纳入183例研究对象,根据该分级标准将患者分为LCF 组(n=61)､MCF组(n=62)和HCF组(n=60)｡

除年龄和体质量指数外,3组间其余临床特征比较无显著性差异(P >0.05)｡见表1｡

本研究经中国康复研究中心医学伦理委员批准(No.2023-047-2)｡所有受试者在研究开始前均被告知研究方法及伦理要求,自愿参加本研究并签署临床研究知情同意书｡

1.2 方法

采用心肺运动试验仪进行心肺运动试验,测力计采用半卧式踏车｡所有患者均进行症状限制性运动测试,整个测试过程采取功率递增负荷方案,患者均保持45°仰卧位,安静状态下休息10s,无负荷蹬车3min,后逐渐增加负荷持续蹬车,如患者出现下述情况停止运动｡①明显心绞痛;活动量无法耐受,出现疲劳､头晕､乏力等症状要求停止运动;气短喘憋,指脉氧下降｡②达到目标心率｡③严重心律失常､心电图ST-T动态改变(运动中或运动后在R波为主的导联ST段出现水平型或下斜型压低≥0.1mV(J点后 60~80ms),持续时间≥2min｡运动前原有ST段压低者,应在原有基础上再压低≥0.1mV,持续时间≥ 2min;运动中或运动后出现ST段水平型或弓背向上型抬高≥ 0.2mV,持续时间≥ 1min;ST段上斜型下降0.20mV以上,同时aVRST段抬高0.10mV以上;出现一过性异常高耸T波伴对应导联T波倒置｡④血压收缩压 >250mmHg,舒张压>115mmHg,运动后收缩压下降10mmHg,或低于基线血压水平,即恢复无负荷蹬车至休息整理阶段10min｡

整个运动过程中,采用IntelliSupport智能分析程序密切监测并记录患者的心率､血压和肺功能(Triple V数字流速传感器,采用每次呼吸法进行通气和气体分析,结合Intrabreath测试通过对静息和运动中的流速-容量曲线进行重叠)､心电图等相关指标｡记录静息心率､峰值心率､运动后心率､静息摄氧量､最大摄氧量和静息收缩压｡

试验前常规药物治疗,不饮用咖啡饮品,衣服和鞋袜要舒适｡检查者须向受试者详细解释心肺运动试验测试程序､运动目的､可能出现的症状､体征和并发症｡所有患者的心肺运动试验均安排在上午8∶00~11∶30分｡

1.3 观察指标

由同一个心肺运动康复团队(心血管内科医师､康复医师､护士)执行,相关指标于运动测试中统一采集｡

1.3.1 运动后心率

运动过程中采用CareFusion12导动态心电图监测仪记录心电图和心率｡运动结束后1~1.5min､2~2.5min和3~3.5min后的心率(heartrate,HR) 分别定义为HR1､HR2 和HR3｡峰值心率-HR1､峰值心率-HR2和峰值心率-HR3分别定义为HRR1､HRR2和HRR3｡

1.3.2 VO₂peak

最大摄氧量是指人体在极量运动时最大氧耗能力,也代表人体供氧能力的极限水平,当运动负荷增加,摄氧量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VO₂peak,本试验中以VO₂peak替代最大摄氧量｡

1.4 统计学分析

采用SPSS22.0进行统计学分析｡计量资料符合正态分布,以(x̅±s) 表示,两组间比较采用独立样本t检验;非正态分布,则以M(QL,QU)表示,两组间比较采用 Mann-Whitney U非参数检验｡计数资料以频数表示,组间比较采用χ²检验或Fishers确切概率法｡为了更精确地控制混杂因素,采用协方差分析,特别是对心率的一步绘制散点图和分位数回归曲线｡显著性水平α=0.05｡

2.1 心肺运动试验

各组静息心率､静息摄氧量和静息收缩压比较无显著性差异(P>0.05)｡LCF组峰值心率､HR1､HR2和HR3偏低,且 HRR1､HRR2和HRR3均显著延迟(P<0.001)｡见表2｡

2.2 不同运动阶段心率的协方差分析

为了精确分析运动各阶段心率,采用协方差分析来管控混杂变量,并针对年龄(已知心率恢复随年龄增长而减缓)与体质量指数进行适当校正,结果显示,3组静息心率无显著性差异(P>0.05)｡LCF 组峰值心率和HR1､HR2､HR3较低(P<0.05)｡见表3｡

2.3 HRR

HRR的组间效应和时间效应均显著(P <0.001),LCF组HRR显著延迟｡见表4和表5｡

2.4 VO₂peak与HRR的相关性

偏相关分析显示,在心肺运动试验过程中,校正年龄和体质量指数后,VO₂peak与HRR1(r=0.404,P <0.001)､HRR2(r=0.379, P<0.001)和 HRR3(r=0.425, P<0.001)均呈显著正相关｡见图1和图2｡

本研究显示,VO₂peak 降低与HRR延迟显著相关,为弥补现有无创评估手段的局限性提供了新依据｡

在LCF组中,HRR1､HRR2和HRR3延迟与峰值心率下降同步出现,提示HRR可作为VO₂peak对冠状动脉临界病变的补充指标｡尽管过去对于冠状动脉临界病变患者的心肺功能与HRR的关联研究较少,但Akyüz等对130例冠心病患者的深入研究显示,冠心病与HRR1的异常存在显著的相关性｡具体而言,第1分钟HRR≤21次/min 的情况对冠心病的预测敏感性高达76.1%,特异性为41.3%｡Chen等也证实,心脏自主神经功能与冠状动脉病变的严重程度之间存在明显相关性｡

LCF组存在HRR延迟的特征性表现,其潜在调控机制尚未完全明确｡结合既往相关文献提出潜在双重机制假说｡①自主神经功能紊乱:HRR作为衡量自主神经功能的关键标尺,其生理学根基在于运动后交感神经活性的减退与副交感神经迅速重启的动态均衡｡在健康人群中,心肺能力的个体差异可能不会显著影响心血管自主神经的短期恢复能力｡但本研究发现,冠状动脉临界病变患者HRR延迟在心肺能力降低人群中更显著,提示此类患者自主神经功能紊乱可导致心肌耗氧量增加､心脏储备能力下降､运动应激调节能力减弱､摄氧效率降低,从而导致心肺能力下降,与既往关于冠状动脉临界病变心肺运动试验特点结论相一致｡②血流-代谢耦合失调:对于冠状动脉临界病变患者,冠状动脉狭窄虽不显著,但冠脉血流受限可导致神经代谢紊乱,且因并发动脉硬化､炎症状态,也可进一步导致自主神经代谢与内皮调节功能的减弱,进而降低心肺运动及运动耐力(表现为VO₂peak下降)｡这与既往 Lipinski等的冠状动脉血流储备研究相印证｡

既往研究证实,VO₂peak降低和HRR延迟与冠心病患者不良预后显著相关｡Aijaz等对282例稳定性冠心病患者的队列研究发现,HRR异常不仅与VO₂peak降低呈显著正相关,更与全因死亡率增加独立相关｡Johnson等通过多因素回归分析进一步证实,HRR延迟是全因死亡率的强效独立预测因子｡本研究显示,在冠脉临界病变患者中,HRR延迟与VO₂peak降低存在显著相关性,提示临床医师应对此类患者实施更严格的危险分层管理,并考虑早期强化心脏康复干预｡

本研究证实,冠脉临界病变患者的HRR延迟与VO₂peak降低显著相关,为冠脉临界病变的临床评估和运动康复提供了新的理论依据｡传统上,VO₂peak 是评估心肺功能的重要指标,但其在冠脉临界病变患者中的敏感性相对不足｡结合HRR和VO₂peak的综合评估,可更全面地反映患者的心肺功能及自主神经调节能力｡未来,或许可以通过延长运动时间或结合VO₂peak-HRR相关性模型(如VO₂peak与HRR的线性正相关模型)更精确地评估自主神经调节能力和预后关系｡在运动康复方面,可以根据HRR与VO₂peak的相关性协助制定运动处方｡已有研究证实,采用HRR引导的运动康复训练能显著改善冠状动脉疾病患者的VO₂peak｡基于HRR与VO₂peak的相关性,可更精准地制定个性化运动处方,优化康复效果｡

本研究存在一定的局限性:

①本研究为单中心研究,样本量有限且存在选择偏倚(仅纳入能完成心肺运动试验的患者);

②症状限制性运动导致运动方案标准化困难;

③自主神经功能的复杂性使其受多种因素影响,而本研究未能将所有相关变量悉数纳入考量｡

未来研究需要更大的样本量及多中心合作｡

在冠状动脉临界病变患者中,VO₂peak与HRR显著相关,即VO₂peak水平越低,HRR延迟现象越明显｡