心肺运动试验(Cardiopulmonary exercise test,CPET)对于慢性心力衰竭(Chronic heart failure,CHF)康复可谓是不可或缺的有力工具,对于CHF患者的心脏功能评定、运动风险的评估及制定运动处方的依据、远期预后的预测、甚至相关检测指标辅助决策治疗手段都有重要的价值,对于CHF患者康复临床和科研工作均有广泛的应用价值。
心脏功能的评定
于1988年Janicki 与Weber 等学者提出了用CPET中的峰值氧耗量(Peak oxygen uptake,Peak VO2)和无氧代谢阈值(anaerobic threshold,AT)时的氧耗量(VO2AT)对CHF进行心功能分级(4级:A、B、C、D),也称为Weber心功能分级, peak VO2的切点值为l0、l6、20,VO2AT 的切点值为8、l1、l4, 区别于心功能的NYHA分级(见表1),此心功能分级方法是在氧代谢水平 较为客观地、定量评价了CHF患者的整体功能状态,不仅仅反应心脏功能、还反应了肺、骨骼肌肉、血液系统等总体氧代谢水平,所以更加贴合患者总体状态。
但是,由于peak VO2结果受到很多因素干扰(患者的症状及主观意愿等),所以结果存在一定的局限性,而VO2 AT结果客观性较强,所以探索以VO2 AT为单一评价指标存在可能。
运动风险的评估及运动处方制定依据
对CHF而言,以CPET为代表的运动试验是CHF患者运动前医学评估的重要内容。若CEPT中患者出现胸闷、胸痛、头晕、晕厥、出冷汗、极端乏力等症状;若运动中出现严重的心动过速或心动过缓、心电图出现明显的ST段改变(抬高或压低)、运动中心率反应异常﹛非随运动负荷的增加而增加,通常每增加1代谢当量(metabolic equivalents,MET)心率增加10次/分,1分钟心率恢复<12次/分﹜;若运动中血压反应异常,非随运动负荷的增加而增加,通常每增加1 MET血压增加10mmHg,甚至运动中血压降低>10mmHg;出现上述情况提示CHF患者运动风险存在。根据患者的NYHA心功能分级、CPET检测到的METS、运动试验中的异常表现以及患者的临床特征对CHF患者进行运动危险分层,危险分层为中高危的CHF患者须在监护下进行运动康复。
运动强度是运动处方的核心要素,可参照CPET测得的峰值心率、储备心率(HRR,HRR=最大运动时心率-静息时心率)、peak VO2、储备VO2(储备VO2= peak VO2-静息VO2)、 AT、Borg自感劳累分级(rating perceived exertion,RPE)以及METS制定CHF患者运动强度。由于β受体阻滞剂已经作为CHF的基本用药,峰值心率作为运动强度参照标准存在很大的局限性。HRR比较合理,常用HRR百分数(%HRR)+静息心率,百分数从55%到80%不等。以储备VO2(VO2R)为标准, 常用储备VO2百分数(%VO2R)+静息VO2,百分数从40%-50%开始,逐步增加到70-80%;以peak VO2的百分数为标准,从40%-50%开始,逐步增加到70-80%;推荐RPE 12-14(6-20级表)。
预后预测价值
CPET指标中对CHF有风险预测价值的指标有:peak VO2、VO2 AT、氧摄取效率斜率(Oxygen uptake efficiency slope,OUES)、VO2与功率(Work rate,WR)的关系(⊿VO2/⊿WR)、二氧化通气当量斜率(VE/VCO2 slope)(VE/VCO2 slope >34可作为CHF患者高危的预测因子)、运动震荡通气(Exercise oscillatory ventilation,EOV)等 。
目前认为联合应用CPET指标对CHF远期风险预测更有价值,主要有以下几种联合方法:
1、若满足VE/VCO2 slope<30,peak VO2﹥20ml.kg-1.min-1,无EOV,静息潮气末二氧化碳分压(PET CO2)≥33.3mmHg,且运动中增加3-8mmHg,则预示未来1-4年风险极低(<10%)。
2、若满足VE/VCO2 slope 36~44.9,peak VO2=10~15.9ml.kg-1.min-1,有EOV,静息潮气末二氧化碳分压(PET CO2)<33.3mmHg,且运动中增加<3mmHg,则预示CHF向疾病恶化进展。
3、若满足VE/VCO2 slope≥45,peak VO2<10ml.kg-1.min-1,有EOV,静息潮气末二氧化碳分压(PET CO2)<33.3mmHg,且运动中增加<3mmHg,则预示未来1-4年风险极高(﹥50%)。
4、若满足运动中血压升高,无持续性室性心动过速和其他异位搏动、运动中和恢复期无ST段的变化,1分钟心率恢复﹥12次/分,则预示未来1-4年风险极低(<10%)。
5、若满足运动中血压不升,运动中发生节律改变、运动中和恢复期有ST段的变化,但是并不需要终止运动试验,1分钟心率恢复<12次/分,则预示CHF向疾病恶化进展。
6、若满足运动中血压降低,运动中发生节律改变、运动中和恢复期有ST段的变化,且需要终止运动试验,1分钟心率恢复<12次/分,则预示未来1-4年风险极高(﹥50%)。
评价治疗效果及辅助决策治疗措施
通过CPET复查,有助于评价CHF治疗效果,包括运动耐力、心脏功能状态、血压、心电等方面的效果。CPET结果有助于辅助决策CHF治疗手段,peak VO2<14ml.kg-1.min-1曾作为CHF患者心脏移植的指证,但是目前不再推荐,主要有2个原因:(1)不是所有CHF患者都能够完成症状限制性CPET;(2)有风险预测价值的CPET指标越来越复杂,不断有新的指标出现。取而代之的是,peak VO2<12ml.kg-1.min-1作为CHF患者左室辅助装置植入筛选条件之一。
总之, CPET在CHF患者康复过程中起着重要的作用,且具有很大的新的功能开发潜力,期待越来越多的新功能出现。
沈玉芹:医学博士,心脏内科主任医师,教授,博士生导师。上海市同济医院康复医学科主任。中国医师协会康复医师分会心脏康复专委会副主任委员、康复医学会心血管病专业委员会常务委员、中国心脏联盟心血管预防与康复学会常委、中华医学会心血管病分会心脏康复学组委员、中国心脏联盟心血管预防与康复学会上海联盟主任委员。
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