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车琳:可持续开展心脏康复的关键手段

 曹娥江 2016-02-22

  心脏康复经过近60年的发展,经历了否定、质疑、无视、逐渐接受,到目前的中国心血管界,心脏康复正在成为被认可和被蓬勃开展的过程,这是一个可喜的进步,但心血管病患者不同于普通肢体康复的患者,每位实施心脏康复的医者都需要时刻把患者的心肺储备功能的精确评估放在首位,才能安全、有效、可持续的开展心脏康复。 


一、 心血管病患者运动储备功能普遍下降 

  心血管病患者由于长期的不良生活方式,缺乏运动,以及心脏泵功能受损等诸多原因造成患者的运动储备功能普遍下滑,形成恶性循环,给患者和医者造成错觉,以为病情没有得到控制。因此为每位经过优化治疗的心血管病患者进行心肺储备功能评估及其重要,不仅仅可以为每一位患者进行危险分层,还可以树立患者的积极生活的信心。 

  机体运动时骨骼肌的有氧代谢增强,导致氧需求量和摄取量明显增加,要求心血管系统提供足够的氧以满足肌肉收缩时细胞呼吸的增加,即氧耗量(O2 consumption,QO2)和二氧化碳生成量(CO2 production,QCO2)的增加;同时肌肉运动后产生过多的CO2,要求呼吸系统必须从血液中通过肺呼吸排除CO2。这包含以下四个过程:肺通气(气体进出肺的过程)、肺弥散(O2和CO2在肺和血液中的交换)、O2和CO2在血液中的转运、肌肉组织毛细血管气体交换。前两个过程指的是外呼吸(external respiration)即气体从周围环境进入到肺和血液,第四个过程指的是内呼吸(internal respiration )即气体在血液和组织中的交换。 

  通过测定运动时的外呼吸状态即氧摄取量(oxygen consumption:VO2)和二氧化碳排出量(carbon dioxide output:VCO2)以反映全身器官系统的功能状态,从而将外呼吸与内呼吸相偶联,如图1所示概述了外呼吸(VO2和VCO2)与内呼吸(氧耗量QO2和二氧化碳生成量QCO2)通过循环而相互偶联[3],这可通过心肺运动试验(cardiopulmonary exercise testing,CPET)来完成,这是综合评价人体呼吸系统、心血管系统、血液系统、神经生理、以及骨骼肌系统对同一运动强度应激的整体反应。通过测定人体在休息、运动及运动结束时恢复期每一次呼吸的氧摄取量(oxygen uptake:VO2)、二氧化碳排出量(carbon dioxide output :VCO2)和通气量(ventilation:VE),及心率、血压、心电图发现患者运动时出现的症状和病理状态,全面客观地把握患者的运动反应、心肺功能储备(function capacity)和功能受损程度的检测方法,其众多参数是实施心脏康复的客观量化指标的基础[4]。 

  患者完成峰值运动的VO2、VCO2、运动负荷和通气量等心肺数据最终反映的是患者这个整体的不同器官储备功能的最短板,需要个体化的分析,制订针对其最短板的功能进行康复训练,才能安全、有效、可持续的实施心脏康复。 


二、心肺储备功能的测试方法 

  心肺运动负荷试验在心脏康复中主要用来评估心肺储备功能,为患者进行心血管病的危险封层,并制订量化的运动处方,而不作为心血管疾病的诊断工具。 

  运动负荷试验的仪器有许多种,可根据患者的具体情况选择运动平板、踏车及上肢测力计。进行心肺储备功能的评估多选用功率车的Ramp10方案,见图2,其运动负荷以10瓦/分钟即1瓦/6秒连续增加,直至达到患者的峰值运动或者出现运动试验的终止标准而结束[4]。 

1. 心肺运动试验的检测参数和意义 

1.1氧摄取量VO2和最大氧摄取量VO2max 

  VO2是指单位时间内机体摄取氧的毫升数。最大氧摄取量VO2max是指人体在极量运动时的最大摄氧能力。有氧运动耐力通常由心肺运动负荷试验的VO2max得出。根据Fick公式:VO2=CO×AVDO2。由此看出,达到VO2max时,心输出量也达到最大值,最大心搏出量是最大供氧量的保证。所以,VO2max反映了心脏的储备功能[5]。 

1.2无氧阈值(anaerobic threshold:AT) 

  无氧阈值AT,也称之为乳酸阈值、气体交换阈值或通气阈值,是指运动时的一个VO2,当运动负荷增加时,VO2增加,而VE与VCO2成比例升高,其VE/VCO2比值保持不变,当功率进一步增加,组织对O2的需求超过了循环所能提供的O2,因而组织必须通过无氧代谢以提供更多的能量,其表现是虽然VO2仍随运动量和运动时间而线性上升,但VE、VCO2、血液乳酸水平却脱离原来的线性上升而骤然增加,即VE比VCO2增加的更快,机体需通过增加通气来代偿运动所诱发的乳酸酸中毒。因此AT是反映心肺功能、运动耐力和机体利用氧能力的一个良好指标[4]。 

  根据患者的运动VO2结果可进行Weber运动心功能分级[6],是定量评价心血管病患者心肺储备功能的最客观的指标,见表1。 


1.3二氧化碳排也量(CO2 output:VCO2)

  决定CO2排出量的因素包括CO、血液的CO2携带能力、CO2在组织之间的交换等。CO2在组织和血液中易溶解的特性,从呼吸中测得的VCO2比VO2与通气量更为相关。 

1.4呼吸交换率(respiratory exchange ratio, VCO2 /VO2 :RER) 

  VCO2 /VO2的比值叫做气体交换率或呼吸交换率(RER),呼吸交换率可经呼吸的气体交换测定。CPET中的RER可解释患者运动时的水平:RER超过1.1后结束试验的患者,通常认为是亚极量的运动试验;如果患者在1.1之前停止试验,表明限制试验的因素不是心脏原因。RER也可为心力衰竭患者提供重要的预后信息:在达到极量心肺运动试验时(峰值运动时R>1.1),VO2peak<10mlmin-1,反映了该患者运动耐力的明显降低,而且伴有较高的死亡率[7]。 

1.5 VE/VCO2斜率(VE/VCO2 slope) 

  VE和VCO2的关系可用VE/VCO2 斜率表示,表明了换气效率,是心衰患者最有力的预测指标之一。 

  Arena等研究将心衰患者通气分级VC(ventilatory class )基于VE/VCO2 slope分为4级[8],VC I-IV级分别为I:VE/VCO2 slope≦29; VC II: 30.0~35.9;VC III::36.0~44.9;VC IV:≥45.0;而且各级免于心血管事件的生存率分别为97.2%,85.2%,72.3%,44.2%,并证实VE/VCO2 slope的分级提高了心肺运动试验的预测价值,优于VO2peak。 

1.6运动心电图: 

1.6.1 心率(heart rate: HR) 

  心率储备(heart rate reserve)是指最大运动后心率的可增加程度,心率储备=最大预测心率﹣最大运动时测得的心率,最大预测心率=220﹣年龄(岁)或者=210﹣0.65×年龄(岁)。HHR对不同疾病的诊断有帮助,正常情况下,HRR≤15次/分,在临床症状较轻的心肌缺血、心血管疾病及肺循环障碍患者,HRR仍可表现为正常,而在有外周动脉疾病和心脏传导功能不全的患者,HHR常增大。 

1.6.2心律失常: 

  运动中和运动恢复期心律失常的监测有助于心血管疾病的危险分层[9]。 

1.6.3心肌缺血: 

  运动时心电图动态改变,包括ST段的水平和下斜型的压低(≥0.1mv持续80ms)以及ST段的抬高均提示运动诱发心肌缺血的出现,有助于疾病的危险分层[9]。 

1.6.4血压反应 

  运动血压反映的异常包括过度升高,升高幅度减少或血压下降。运动时血压过度升高经常见于休息时高血压患者,但如果休息时血压正常,而运动时血压过度升高则预示血压控制的异常。运动诱发舒张压升高,是将发生高血压的一个早期表现。如果休息时血压正常,运动时血压≥29.9/12kPa (220/95mmHg)则被称为运动性高血压。这些人群中有1/3将在五年内发展成为原发性高血压。 

  运动诱发的血压降低强烈提示交感控制血压的异常或心脏原因。目前,运动性低血压的诊断标准尚未统一,一般把运动时的收缩压低于运动前血压水平的称作运动性低血压。如果随着运动强度的增加血压下降,运动试验要立即终止,该反应预示着严重的异常可以是心力衰竭、缺血、或血流限制即主动脉瓣狭窄、肺动脉疾病或中央静脉阻塞[9]。这是运动试验出现危险的强烈信号,如果没有及时发现和终止试验,会带来一系列的心脑血管事件甚至猝死。 


三、心肺储备功能的客观评价是实施心脏运动康复的基石 

  心脏康复已演变为多学科综合医疗服务模式,运动康复是其核心。 

其中运动处方的制订需要匹配患者个体化的需求和特征,尤其是患者体力和心功能损害程度的分级以及患者肌肉废用的程度。 

  运动强度的设定应该结合患者心肺储备功能测试的短板情况和最需要达到的训练效果,并考虑到患者心肺功能安全的界限,进行危险分层和制订个体化的定量运动处方,指导其心脏运动康复。 

  心血管病患者最常用的运动强度是无氧阈值(anaerobic threshold:AT)的运动强度,该点被定义为通气相对于氧摄取量开始成指数增加的运动水平,相当于高通气发生的水平是为去除过多的二氧化碳以弥补乳酸生成的增加。运动训练可以延迟AT的出现,即增加到达AT前的运动负荷[4]。该训练效果与改善生活质量显著相关。实际上,日常活动很少需要峰值运动能力,但会在亚极量的运动负荷中出现。车琳和沈玉芹等研究发现无氧阈值运动强度是急性心肌梗死、冠心病和慢性稳定性心力衰竭患者有氧运动训练的安全强度和有效强度。 

  对于基层医院,也可根据没有气体分析的运动试验估测患者的储备功能,运动处方强度的设定建议设定在运动试验中出现进一步心肌缺血和或心律失常的强度减去10瓦作为运动康复强度,其所在心率定为康复强度不能超过的心率。对于危险分层较高的患者建议在监护下康复训练6次,及时发现康复中可能出现的风险,再根据患者情况逐步过渡为没有监护的社区和家庭训练。之前需对患者进行心脏康复的风险教育,教会患者识别心脏康复实施中的风险,学会自查和初步掌握出现类似情况的自救;同时教会患者如何实施完整的一次心脏康复训练计划。 

  患者在心脏康复实施中出现不适,需及时和心脏康复医师联系,寻找原因,及时调整计划。 

  运动处方实施如果没有异常情况出现,一般需在三个月调整,重新测定患者的心肺储备功能,以制订匹配其现有体能的运动强度,让患者的心脏康复可持续发展。 

  如果患者出现新的心血管事件,更需重新测定患者的心肺功能,切忌使用事件前的运动强度,以防意外发生。 

  越来越多的证据证明个体化的有氧运动是心血管病患者治疗方式的有效补充,其方法安全、可行;针对国内逐年递增的心血管病发病态势,对心血管病患者定量测定心肺储备功能[3],评估危险程度,进行准确危险分层,并实施定量运动处方,是安全有效实施心脏康复的有力保障。 

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