您现在的位置: 首页 > 学术进展
冠心病患者心肺运动试验后心率恢复与最大摄氧量的相关性
作者: 张闯 等 来源:心血管康复医学杂志发布时间:2026-07-08


在当今社会,经济的飞速发展和科技的进步改变了人们的生活方式,人们越来越依赖电子设备,长时间的久坐工作和休闲活动大幅降低了人们日常的身体活动水平。大量研究表明缺乏身体活动将会导致心血管疾病风险的升高,与之相对,合理地增加身体活动可显著降低心血管疾病的发病风险和死亡率。《中国心血管健康与疾病报告2023》5显示目前我国冠心病(coronary heart disease, CHD)患病人数已超过1100万,庞大的人口基数、加速的老龄化进程以及持续增高的发病率,使我国冠心病的防治形势非常严峻,而身体活动缺乏进一步加重这一问题。因此,对CHD患者开展科学合理的身体活动指导和监督显得尤为重要。运动后心率恢复(heart rate recovery, HRR)作为评估心脏自主神经功能的重要指标,与冠心病患者的预后密切相关。最大摄氧量(maximal oxygen uptake, VO2max)则是衡量心肺功能和有氧运动能力的金标准。通过HRR和VO2max的联合评估,可以更全面地了解冠心病患者的运动耐受性和心脏功能状态,为制定个性化的运动康复计划提供科学依据。本研究旨在探讨基于心肺运动试验(cardio pulmonary exercise testing, CPET)获取的冠心病患者HRR与VO2max的相关性,以期为临床提供更为精准的身体活动指导。


1 资料与方法


1.1 研究对象


回顾性分析2015年1月至2019年12月于中国人民解放军总医院第八医学中心行CPET的冠心病患者451例,其中男性268例,女性183例;年龄39~85(60.53±8.96)岁。纳入标准:符合稳定性冠心病诊断标准。排除标准:(1)血流动力学不稳定或合并严重心力衰竭(左心室射血分数<40%)、Ⅱ°及以上房室传导阻滞、病态窦房结综合征等心律失常;(2)肥厚梗阻型心肌病、主动脉瓣狭窄;(3)支气管哮喘、慢性阻塞性肺疾病;(4)存在严重肝、肾功能不全;(5)由其他疾病导致的肢体活动障碍;(6)恶性肿瘤;(7)不配合本研究者,如合并严重精神类疾病等。本研究经中国人民解放军总医院第八医学中心伦理委员会批准(伦理号:2018ST006),所有患者均签署知情同意书。


1.2 研究方法


所有入选患者均使用席勒运动心肺测试系统(CS-200Ergospiro)行CPET。测试前采用参考气体进行多流速气体定标,O2、CO2的高低浓度两点式标准气体定标,定标后采集静态肺功能参数。运动实施方案如下:(1)静息期(3min):采集受试患者的血压、心率、气体代谢指标,同时记录心电图;(2)热身期(无负荷运动3min):以55~60r/min的速度进行无负荷运动,期间同时采集患者的血压、心率、血氧饱和度等数据,记录心电图;(3)功率期(负荷运动6~10min):以55~60r/min的速度进行踏车运动,运动期间持续增加运动的负荷(运动中功率根据受试患者的年龄、身高和体重等参数估计值的10%进行递增),终止运动试验的标准参考美国心脏协会的相关声明;(4)运动恢复期(6~8min):患者在此期间保持缓慢踏车,速度可维持在30~40r/min,功率为无负荷状态,期间观察受试者的体征、心电图等情况。CPET所有指标均由物理治疗师统一记录。


1.3 运动后HRR的测量


与心率变异性(heart rate variability, HRV)不同,HRR反映了心脏在运动负荷后恢复到静息状态的能力。HRR的测量通常在运动停止后立即开始,并持续记录一段时间,如1min或2min。既往不同的临床试验中对HRR的研究方法也不尽相同,有的研究使用站立位采集心率指标,有的使用平卧位进行心率采集,运动方式也包括平板运动、踏车运动等。本研究中于运动结束后患者端坐位休息期间记录心率并计算HRR,计算公式为HRRt=HRmax-HRtmin其中HRmax为CPET过程中所能达到的峰值心率;HRtmin为运动停止后不同时间的心率,本研究中记录运动停止后1min、2min、3min。


1.4 统计学方法


研究中的所有数据均采用Med Calc统计软件(version 20.217)进行分析。计数资料以百分率表示,比较采用x²检验或Fisher精确概率检验。对连续型变量使用Kolmogorov-Smirnov检验进行正态分布检验,符合正态分布的计量资料以均数±标准差(x̅±s)表示,组间比较采用独立样本t检验,组内比较用配对样本t检验;不符合正态分布的以中位数和四分位数[M(P25, P75)]表示,组间比较采用秩和检验。采用Pearson相关分析运动后HRR与VO2max的相关性,采用Fisherz变换相关系数的Z检验比较不同性别组相关系数,采用多元线性回归分析VO2max的影响因素。P<0.05为差异有统计学意义。


2 结果


2.1 不同性别组患者一般资料比较


研究最终纳入共计451例患者,其中男性268例,女性183例;年龄39~85(60.53±8.96)岁。与男性组比较,女性组年龄(P<0.001)、HRmax(P=0.030)、HRR1min(P<0.001)、HRR2min(P<0.001)、HRR3min(P<0.001)显著更高;BMI(P=0.001)、VO2max(P<0.001)显著更低,两组的HRrest未见显著差异(P=0.362,见表1)。


6a4cd8839520b.png


2.2 VO2max与HRR的相关性分析


运动终止后第1min、第2min、第3min采集HRR1min、HRR2min、HRR3min,分析其与VO2max的相关性。Pearson相关分析发现,VO2max与HRR1min(r=0.314, P<0.001)、HRR2min(r=0.359, P<0.001)、HRR3min(r=0.375, P<0.001)均存在显著正相关。男性VOmax与HRR的相关系数分别:HRR1min:r=0.419,P<0.001;HRR2min:r=0.473,P<0.001;HRR3min:r=0.483,P<0.001。女性相关系数分别为:HRR1min:r=0.277,P<0.001;HRR2min:r=0.398,P<0.001;HRR3min:r=0.430,P<0.001。见图1。


6a4cd89f41c14.png


2.3 不同性别组VOmax与HRR的相关系数比较


比较不同性别组VO2max与HRR的相关系数发现,无论男性或女性,在运动停止后3min的HRR与VO2max的相关系数均最大,HRR1min、HRR2min和HRR3min与VO2max的相关系数在不同性别组间差异无统计学意义(P均>0.05,见表2)。


6a4cd8bd2597d.png


2.4 VO2max影响因素的多元线性回归分析


由于VO2max受到多种因素的影响,本研究按照患者性别分别对VO2max的影响因素进行回归分析。以VO2max为因变量,其余指标为自变量,采用逐步回归法建立模型(见表3)。男性患者回归方程的常数项为23.238,调整后决定系数R²=0.327,方程为:VO2max=23.238-0.069×年-0.248×BMI+0.075×HRR2min+0.078×HRR3min。女性患者回归方程常数项为26.939,调整后R²=0.365,方程为:VO2max=26.939-0.123×年龄-0.288×BMI+0.113×HRR2min。上述回归结果表明:在男性患者中,年龄(β=-0.069, P<0.001)和BMI(β=-0.248, P<0.001)对VO2max呈负向影响,而HRR2min(β=0.075, P=0.030)和HRR3min(β=0.078, P=0.017)呈正向影响;女性患者中,年龄(β=-0.123, P<0.001)和BMI(β=-0.288, P<0.001)呈负向影响,而HRR2min(β=0.113, P<0.001)呈正向影响。


6a4cd8e489844.png

3 讨论


CPET是全面评估心脏和呼吸系统功能的检测手段,主要用于分析个体在运动时对氧气的利用效率和身体对运动的反应,是目前用来评估机体心肺适能的金标准。目前指南中推荐基于CPET获取的VO2max等指标制定个体化运动强度,但CPET设备昂贵,检测耗时,为了更好地对冠心病患者的运动强度进行监测和管理,亟需建立简便易行的评估方法。


本研究结果表明,冠心病患者运动后HRR与VO2max密切相关。HRR1min、HRR2min、HRR3min均与VO2max呈正相关(r=0.314、0.359、0.375, P均<0.001)。这意味着在无法通过CPET直接测定VO2max时,可通过简便测得的HRR间接评估患者的心肺功能和运动耐力。HRR是指运动后心率的恢复速度,可穿戴设备的应用普及使HRR的获取便捷且可靠。Vivekananthan等通过研究发现,HRR与冠心病的严重程度相关,同时作者通过6年的随访还发现HRR是死亡的独立预测因子。Jae等对男性冠心病患者的冠状动脉钙化情况和HRR进行了相关性分析,发现HRR与钙化程度呈负相关,在校正可能的混杂因素后,HRR每降低1次/min,严重钙化的风险会增加1%。Kim等研究显示,HRR是微血管心绞痛的独立预测因子。由此可见,HRR与冠心病的严重程度、预后均有良好的相关性,结合本研究结果进一步证实,HRR与VO2max存在相关性,且不同性别之间VO2max与HRR的相关性无显著差异,可见在无法通过CPET获取VO2max的情况下,可通过HRR对VO2max水平进行预测。


VO2max是衡量个体心肺功能和运动耐力的重要指标。VO2max受多种因素的影响,年龄是一个显著因素,随着年龄的增长,VO2max会逐渐下降;性别差异也会影响VO2max,一般而言,在相同年龄和体重条件下,男性VO2max高于女性;本研究中,男性VO2max水平显著高于女性,但不同性别组间VO2max与HRR的相关性无显著差异,这可能是由于本研究样本量较少有关。临床实践中女性冠心病患者在发病诱因、病理生理特征、临床特点等方面均有其特殊性,女性更常见自发冠状动脉夹层、冠状动脉痉挛等血管功能异常,提示HRR在女性冠心病的管理中可能更具潜在的研究与推广价值。此外,遗传因素在VO2max的个体差异中也扮演着重要角色。身体成分,如肌肉质量和脂肪比例及训练水平同样会影响VO2max的水平。


以性别作为分层变量对研究中男性和女性VO2max水平的影响因素行多元线性回归发现,年龄、BMI和HRR在不同性别中都是VO2max的影响因素:在男性冠心病患者中,HRR2min和HRR3min是VO2max的独立影响因素,而在女性冠心病患者中仅有HRR2min为独立影响因素。既往的研究中,Römer等通过对运动员的HRR与运动负荷的相关性研究发现,在HRR1min和HRR3min与运动负荷相关性较弱的情况下,以△HRR(两个时间点心率恢复值之差)为校正变量可显著提升相关性,提示心率的恢复是一个时间相关的变量,相关研究应尽可能考虑其时间过程的全面性。本研究回归分析显示,男性调整后的决定系数R²为0.327,女性调整后的决定系数R²为0.365,并建立了回归方程,可在一定程度上实现对VO2max的预测,但HRR尚不能作为独立预测指标,实际应用中还应进一步进行优化模型,纳入更多变量。与VO2max类似,除疾病状态外HRR同样受多种因素影响,包括运动习惯、用药情况、心理状态等。因此,未来的研究可以考虑纳入更多可能影响HRR的因素,如心理压力、睡眠质量、用药情况等,以期获得更为准确的预测模型。


本研究存在以下局限性:首先,本研究为单中心回顾性研究,样本量相对有限,可能存在选择偏倚;其次,本研究未对患者的用药情况、生活方式等混杂因素进行分层分析,这些因素可能会影响HRR和VO2max的相关性;最后,本研究缺乏长期随访数据,无法评估HRR与患者远期心血管事件和预后的关联。未来需开展大样本、多中心、前瞻性研究以弥补上述不足。


运动后HRR可作为反映冠心病患者心肺功能和运动耐力的简便指标,有助于临床制定个体化运动康复方案。当无法进行CPET时,通过测量HRR能够为患者的运动处方提供参考依据。需要注意的是,采用标准化的HRR测量方法并且确保设备精准,才能保证数据的可靠性和临床应用价值。

参考文献:略

作者:王翔宇[1][2] 白嘉琪[2] 许洪玲[2] 朱海龙[2] 张闯[2]

单位:解放军医学院[1][2] 解放军总医院第六医学中心心血管病医学部[2]

来源:心血管康复医学杂志2026年4月第35卷第2期



声明:
1.本网站所有内容,凡是注明 “来源:心脏康复网”的文字、图片和音视频资料,授权转载时须请注明“来源:心脏康复网”。
2.本网所有转载文章系出于学术分享的目的,版权归原作者所有。如有侵权,请及时联系我们更改或删除。


相关阅读:
分享到:
登录后参与评论

登陆/注册

通过手机验证码即可完成注册登陆