基于心肺运动试验的心脏运动康复方案治疗稳定性冠心病合并高血压患者疗效研究

Therapeutic Effect of Cardiac Exercise Rehabilitation Program Based on Cardiopulmonary Exercise Test on Patients with Stable Coronary Heart Disease Complicated with Hypertension

摘要

目的 观察基于心肺运动试验（CPET）的心脏运动康复方案对稳定性冠心病合并高血压患者的影响。 方法 选择徐州市中心医院2023年2—9月收治的稳定性冠心病合并高血压患者80例，按随机数字表方法分为对照组和观察组，每组40例。对照组接受常规药物治疗，共持续12周；观察组在对照组基础上接受基于CPET的心脏康复运动训练，包括有氧运动和抗阻训练，隔天训练1次，3次/周，共持续12周。分别于治疗前后采用CPET评估患者心脏自主神经功能［主要包括静息心率（HR_rest）、静息收缩压（SBP_rest）、静息舒张压（DBP_rest）、峰值心率（HR_peak）、峰值收缩压（SBP_peak）、峰值舒张压（DBP_peak）、第1～6 min心率恢复值（HRR_t）；采用CPET评估患者心肺功能及运动能力［峰值代谢当量（METs_peak）、峰值负荷（Work_peak）、最大氧脉搏（VO₂/HR_peak）、峰值摄氧量（VO_{2 peak}）、无氧阈（AT）、CO₂通气当量斜率（VE/VCO_{2 slope}）；采用36项简明健康状况调查表（SF-36）评估患者生活质量；采用匹兹堡睡眠质量指标（PSQI）评估患者睡眠质量。 结果 与治疗前比较，观察组治疗后SBP_rest、DBP_peak、HR_rest、HR_peak、VE/VCO_{2 slope}均明显降低，HRR₁～HRR₆、VO_{2 peak}、AT、VO₂/HR_peak、METs_peak、Work_peak、SF-36评分（生理机能、生理职能、躯体疼痛、一般健康、社会职能、精神健康）均明显升高（P＜0.05），PSQI评分明显更低（P＜0.05）。与对照组比较，观察组治疗后SBP_rest、DBP_peak、HR_rest、VE/VCO_{2 slope}均明显更低，HRR₁～HRR₄、VO_{2 peak}、AT、VO₂/HR_peak、METs_peak、Work_peak、SF-36评分（生理机能、生理职能、一般健康、社会职能、精神健康）均明显更高（P＜0.05），PSQI评分明显更低（P＜0.05）。 结论 基于CPET的心脏运动康复可提高稳定性冠心病合并高血压患者心脏自主神经功能、心肺功能、运动能力、睡眠和生活质量，值得临床推广应用。

Abstract

Objective To observe the effect of cardiac exercise rehabilitation program based on cardiopulmonary exercise testing (CPET) on patients with stable coronary heart disease complicated with hypertension. Methods A total of 80 patients with stable coronary artery disease complicated with hypertension in the Xuzhou Central Hospital from February to September 2023 were randomly divided into control group and observation group, with 40 cases in each group. The control group received routine medication for 12 weeks. The observation group received cardiac exercise rehabilitation program based on CPET in addition to the treatment of the control group, including aerobic exercise and resistance training, once every other day, 3 times a week for 12 weeks. Before and after treatment, CPET was used to evaluate cardiac autonomic function [such as rest heart rate (HR_rest), rest systolic blood pressure (SBP_rest), rest diastolic blood pressure (DBP_rest), peak heart rate (HR_peak), peak systolic blood pressure (SBP_peak), peak diastolic blood pressure (DBP_peak), heart rate recovery from the 1st to 6th min (HRR_t)]. CPET was used to evaluate cardiopulmonary function and exercise ability [peak metabolic equivalent (METs_peak), peak work (Work_peak), peak oxygen pulse (VO₂/HR_peak), peak oxygen uptake (VO_{2 peak}), anaerobic threshold (AT) and carbon dioxide ventilation equivalents slope (VE/VCO_{2 slope})]. The 36-item short-form health survey (SF-36) was used to evaluate quality of life. Pittsburgh sleep quality index (PSQI) was used to evaluate sleep quality. Results Compared with that before treatment, SBP_rest, DBP_peak, HR_rest, HR_peak and VE/VCO_{2 slope} in the observation group decreased significantly after treatment, HRR₁-HRR₆, VO_{2 peak}, AT, VO₂/HR_peak, METs_peak, Work_peak, SF-36 scores (physical functioning, role physical, bodily pain, general health, social functioning and mental health) increased significantly, PSQI score decreased significantly (P<0.05). Compared with the control group, SBP_rest, DBP_peak, HR_rest and VE/VCO_{2 slope} in the observation group were significantly lower after treatment, HRR₁-HRR₄, VO_{2 peak}, AT, VO₂/HR_peak, METs_peak, Work_peak, SF-36 scores (physical functioning, role physical, bodily pain, general health, social functioning and mental health) were significantly higher after treatment (P<0.05), PSQI score decreased significantly (P<0.05). Conclusion The cardiac exercise rehabilitation program based on CPET can improve cardiac autonomic function, cardiopulmonary function, exercise ability, sleep and quality of life of patients with stable coronary heart disease complicated with hypertension, which is recommended for clinical application.

关键词

稳定性冠心病 / 高血压 / 心肺运动试验 / 心脏运动康复 / 自主神经功能 / 心肺运动功能 / 睡眠质量 / 生活质量

Key words

stable coronary heart disease / hypertension / cardiopulmonary exercise testing / cardiac exercise rehabilitation / autonomic function / cardiorespiratory exercise ability / quality of sleep / quality of life

《中国心血管健康与疾病报告2022概要》数据显示，中国心血管疾病患病率处于持续上升阶段，我国现有心血管病患者约3.3亿，其中冠心病患者约1 139万^［1］。冠心病是以交感神经亢进和持续性迷走神经（即副交感神经）功能障碍为典型表现的自主神经系统失调，为冠状动脉疾病（coronary artery disease，CAD）的主要特征^［2-3］。高血压作为冠心病的高危因素及最常见的并发症，在冠心病发生和发展过程中起着重要的作用^［4］。研究表明，当高血压和冠心病2种疾病共存时，交感神经过度激活导致的神经内分泌系统紊乱可能会进一步加重自主神经功能受损程度^［5-6］，甚至导致心脏血管重构，增加猝死风险^［7］。因此，探索逆转该人群功能障碍的临床策略至关重要。

有效的心脏康复训练能够改善患者的自主神经功能、心肺功能和运动能力^［8］，并且能够有效降低不良事件的发生率，提高生活质量^［9-11］。目前对于冠心病合并高血压人群的长期治疗主要依靠药物，虽有一定疗效，但存在药效衰退期及肝肾损害、胃肠道不良反应、出血风险等缺陷。在药物治疗基础上进行心脏康复训练能够延缓甚至逆转疾病进展，改善患者预后^［12］，具有单纯药物治疗所不具备的优势。运动处方作为心脏康复的核心内容，其制定必须依据个体化原则，确保其可行性，以提高患者的依从性并促进可持续的长期疗效^［13］。依据心肺运动试验（cardiopulmonary exercise test，CPET）结果制定的个体化运动康复方案兼具安全及有效性。本研究基于CPET的心脏康复运动干预稳定性冠心病合并高血压患者，取得良好疗效。

1 临床资料

1.1　病例选择标准

1.1.1　诊断标准

1.1.1.1　稳定性冠心病诊断标准

符合《稳定性冠心病基层诊疗指南（2020年）》^［14］有关稳定性冠心病的标准。

1.1.1.2　高血压诊断标准

符合《中国高血压防治指南（2018年修订版）》^［15］关于高血压的标准。

1.1.2　纳入标准

① 年龄40～75周岁；② 文化程度初中及以上；③ 患者处于慢性稳定性劳力型心绞痛、缺血性心肌病和急性冠脉综合之后稳定的病程阶段，包括无症状性心肌缺血血运重建术后、合并已控制的心力衰竭在内的冠心病；④ 合并原发性高血压且高血压分级≤3级；⑤ 既往无规律锻炼习惯，即每周锻炼＜3次，且每次锻炼时间＜30 min；⑥ 患者及家属知情同意，并自愿签署知情同意书。

1.1.3　排除标准

① 伴有重度心律失常；② 有较大的心脏瓣膜疾病，需要外科处理者；③ 心肌炎或心包炎活动期；④ 左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）＜40%或加拿大心血管病学会（Canadian Cardiovascular Society，CCS）心绞痛分级＞Ⅱ级；⑤ 持续严重的心绞痛、心肌梗死或心源性休克；⑥ 伴有肢体活动障碍的患者；⑦ 合并严重的肝肾、脑等脏器衰竭；⑧ 有新的深静脉血栓、下肢闭塞性动脉硬化、血栓性静脉炎、主动脉夹层及其他部位动脉瘤。

1.1.4　中止和脱落标准

① 患者依从性差，无法配合实施本方案；② 患者在方案实施期间自行退出；③ 患者在方案实施期间出现病情恶化或其他严重并发症无法继续治疗。

1.2　一般资料

选取徐州市中心医院2023年2—9月收治的稳定性冠心病合并高血压患者80例，按照随机数字表方法分为对照组和观察组，每组40例。2组性别、年龄、体质量指数（body mass index，BMI）、病程、合并症、LVEF、CCS心绞痛分级、吸烟和用药情况等一般资料比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。见表1。本研究经过徐州市中心医院伦理委员会批准（审批号：XZXY-LK-20230215-005）。

2 方 法

2.1　治疗方法

2.1.1　对照组

接受常规药物治疗，按冠心病、高血压治疗常规予降脂、降压及抗血小板等治疗，持续治疗12周。

2.1.2　观察组

在对照组基础上接受基于CPET的心脏康复运动训练。

2.1.2.1　治疗前准备

所有入组患者在治疗前进行症状限制性CPET评估。由同一名医师采用Highermed心肺运动功能测试仪（南京瀚雅健康科技有限公司，型号：SMAX58CE）进行测试。测试前，需对仪器进行气体、容量和流量定标。首先，将12导联心电图（中国伊丹仪器有限公司，型号：SE-1515）连接在患者身上，穿戴好血压袖套及气体分析面罩（南京瀚雅健康科技有限公司，型号：鲁道夫运动测试面罩）。随后，将患者安全转移到功率自行车（南京瀚雅健康科技有限公司，型号：V6001-0004）上，调节至适宜高度，检查者视患者综合情况选择10～20 W/min功率进行锻炼^［16］。患者休息3 min后，以（60±5）r/min零负荷状态热身1 min；患者需维持（60±5）r/min转速继续运动，期间踏车负荷功率呈斜坡递增直至出现试验中止指征，卸载负荷，继续运动3 min后停止运动，静息3 min。整个试验过程中，严密监测患者测试阶段的生命体征、心电图及气体交换等数据。

运动试验是否中止的指征如下：① 患者自行停止；② 随着强度增大，患者收缩压（systolic blood pressure，SBP）较基础值降低10 mmHg，并伴有其他心肌缺血表现；③ 出现中度至重度的心绞痛；④ 出现共济失调、眩晕、晕厥等症状；⑤ 血流动力学异常；⑥ 室速、心室扑动、室颤等重度心律失常；⑦ 心电图ST段压低下斜或水平式下降2 mm以上或ST段抬高1 mm以上；⑧ 达到目标心率。

2.1.2.2　基于CPET的心脏康复运动训练

在CPET个性化评估基础上，根据患者的身体状况，按照训练频率、强度、类型、时间和训练总量设计训练方案。运动过程中询问患者主观劳累程度（rating of perceived exertion，RPE）监测运动强度。具体如下：

（1）有氧运动

训练开始前、结束后均采用关节灵活操分别进行5 min热身运动和放松运动。采用运动跑步机（常州康禾医疗康复设备有限公司，型号：SP-6618E）进行跑步运动训练。使用心率储备法^［17］评估患者运动强度，根据患者靶心率调节运动跑步机至适宜速率，以控制运动强度。初始运动强度为50%最大运动强度，根据患者体能逐步增加至70%，运动过程中RPE控制在13～14。40 min/次，1次/d，隔天训练1次，3次/周，共持续12周。

靶心率＝（峰值心率－静息心率）×运动强度＋静息心率

（2）抗阻训练

在治疗师指导下借助弹力带、哑铃和沙袋，做上下肢的前屈、后伸、外展和内收动作。运动强度以患者RPE控制在11～12为宜。以上动作重复2组，10～15次/组，组间休息2～3 min，隔天训练1次，3次/周，共持续12周。

2.2　观察指标

分别于治疗前后由同一名康复治疗师评估以下指标。

2.2.1　心脏自主神经功能

采用CPET评估患者心脏自主神经功能，主要包括静息心率（rest heart rate，HR_rest）、静息收缩压（rest systolic blood pressure，SBP_rest）、静息舒张压（rest diastolic blood pressure，DBP_rest）、峰值心率（peak heart rate，HR_peak）、峰值收缩压（peak systolic blood pressure，SBP_peak）、峰值舒张压（peak diastolic blood pressure，DBP_peak）、第1～6 min心率恢复值（heart rate recovery，HRR_t）。

2.2.2　心肺功能及运动能力

采用CPET评估患者心肺功能及运动能力，主要包括峰值代谢当量（peak metabolic equivalent，METs_peak）、峰值负荷（peak work，Work_peak）、最大氧脉搏（peak oxygen pulse，VO₂/HR_peak）、峰值摄氧量（peak oxygen uptake，VO_{2 peak}）、无氧阈（anaerobic threshold，AT）、CO₂通气当量斜率（carbon dioxide ventilation equivalent slope，VE/VCO_{2 slope}）。其中VO_{2 peak}代表单位时间内所摄取的最大氧量，是心脏功能和总体病死率最有力的预测因子；VE/VCO_{2 slope}代表排出1L CO₂所需通气量，其斜率越高则通气效率越差，是判断心功能状态的敏感指标；VO₂/HR_peak是心脏跳动1次机体摄取氧量，代表人体氧运输效率；AT是指递增负荷运动过程中由有氧向无氧代谢供能的拐点，是评价人体有氧运动能力，尤其是最大有氧运动能力的指标；METs_peak、Work_peak是评估人体运动耐力的重要指标。

2.2.3　生活质量

采用36项简明健康状况调查表（36-item short-form health survey，SF-36）评估患者生活质量。主要包括生理机能、生理职能、躯体疼痛、一般健康、精力、社会功能、情感职能、精神健康8个维度，每个维度满分均为100分，分值越高，表示对应维度状态越好，SF-36评分＜60分被认为是生活质量较差^［18］。

2.2.4　睡眠质量

采用匹兹堡睡眠质量指标（Pittsburgh sleep quality index，PSQI）评估患者睡眠质量。主要包括睡眠质量、睡眠潜伏期、睡眠时间、睡眠效率、睡眠障碍、睡眠药物和日常功能障碍等内容。PSQI总分21分，得分越高表示睡眠质量越差^［19］。

2.3　统计学方法

采用SPSS 26.0统计软件进行数据分析。计量资料符合正态分布以（\overline{x}±s）表示，组内比较采用配对样本t检验，组间比较采用两独立样本t检验。计数资料采用频数或百分比表示（%），组间比较采用χ²检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

3 结 果

2组患者均按要求完成治疗和指标评估。对照组中有2例患者在CPET评估中出现胸闷气促，立即终止试验并给予吸氧嘱平卧位休息，休息后症状逐渐缓解。

3.1　2组治疗前后心脏自主神经功能比较

与治疗前比较，观察组治疗后SBP_rest、DBP_peak、HR_rest、HR_peak均明显降低，HRR₁～HRR₆均明显升高（P＜0.05）。与对照组比较，观察组治疗后SBP_rest、DBP_peak、HR_rest均明显更低，HRR₁～HRR₄均明显更高（P＜0.05）。见表2。

3.2　2组治疗前后心肺功能及运动能力比较

与治疗前比较，观察组治疗后VO_{2 peak}、AT、VO₂/HR_peak、METs_peak、Work_peak明显升高，VE/VCO_{2 slope}明显降低（P＜0.05）。与对照组比较，观察组治疗后VO_{2 peak}、AT、VO₂/HR_peak、METs_peak、Work_peak明显更高，VE/VCO_{2 slope}明显更低（P＜0.05）。见表3。

3.3　2组治疗前后SF-36、PSQI评分比较

与治疗前比较，观察组治疗后生理机能、生理职能、躯体疼痛、一般健康、社会职能、精神健康等SF-36评分均明显升高（P＜0.05），PSQI评分明显更低（P＜0.05）。与对照组比较，观察组治疗后生理机能、生理职能、一般健康、社会职能、精神健康等SF-36评分均明显更高，PSQI评分明显更低（P＜0.05）。见表4。

4 讨 论

4.1　基于CPET的心脏运动康复方案可改善稳定性冠心病合并高血压患者心脏自主神经功能

本研究结果显示，与对照组比较，观察组治疗后SBP_rest、DBP_peak、HR_rest均明显更低，HRR₁～HRR₄均明显更高，提示基于CPET的心脏运动康复方案可改善稳定性冠心病合并高血压患者心脏自主神经功能。可能与以下因素有关：① 自主神经系统包含交感神经系统和副交感神经系统2个部分，调控一系列生理活动（包括心脏电活动），以维持全身动态平衡。运动后心率恢复（HRR）异常与迷走神经活性直接相关，反映运动后自主神经系统中交感神经和副交感神经相互协调的动态平衡，是衡量自主神经系统功能的重要指标^{［8，20-24］}。稳定性冠心病合并高血压患者因为高浓度的儿茶酚胺，会引起心肌收缩力增强、心率增快、外周阻力增大、血压升高。血管紧张素Ⅱ是肾素-血管紧张素（renin-angiotensin system，RAS）系统的主要活性肽。交感神经活性增强激活RAS系统，血管紧张素Ⅱ可以促进小动脉收缩，肾上腺皮质分泌醛固酮分泌增多，增加体液量，导致血压升高。基于心肺运动试验的心脏运动康复训练可提高压力感受性反射敏感性，降低交感神经活性和体内儿茶酚胺、血管紧张素Ⅱ水平^［22-23］，改善患者自主神经功能，抑制心血管疾病患者交感神经过度激活状态，以达到减慢心率、扩血管、降低血压的效果。② 基于CPET的心脏运动康复训练可提高迷走神经活性，促进血管内皮细胞合成和释放血管活性物质，使冠状动脉血管扩张；还可以加快血液循环，促进冠状动脉血管重构及内皮祖细胞功能改善，增加血流灌注。与以往研究多数只分析HRR₁不同的是，本项研究运用CPET监测患者整个恢复阶段1～6 min心率恢复值，进一步验证心脏运动康复训练对患者迷走神经和心脏自主调节能力的影响。这与MAHDAVI等^［24］研究结果一致。

4.2　基于CPET的心脏运动康复方案可改善稳定性冠心病合并高血压患者心肺功能和运动能力

本研究结果显示，与对照组比较，观察组治疗后VO_{2 peak}、AT、VO₂/HR_peak、METs_peak、Work_peak明显更高，VE/VCO_{2 slope}明显更低，提示基于CPET的心脏运动康复方案可改善稳定性冠心病合并高血压患者心肺功能和运动能力，这与已有研究结果一致^［25-26］。可能与以下因素有关：① 基于CPET的心脏运动康复方案可使冠状动脉微血管系统产生长期适应，提高峰值冠状动脉血流量，维持甚至轻微增加心肌的最大血流量，从而改善心功能^［27］。② 基于CPET的心脏运动康复方案可使骨骼肌肉发生适应性改善，肌肉运用氧能力增加和肌肉代谢能力改善，肌肉收缩效率提高，从而提高运动耐力。这与研究显示运动能力增加，心肺功能和存活率也将提高的结果相似^［28-29］。在运动处方的制定过程中，如何保证康复训练有效性与安全性是一大难题。本研究基于CPET可评估患者的心肺储备功能，同时又能及时捕捉运动的危险信号，为制定个性化的心脏运动康复方案提供依据。

4.3　基于CPET的心脏运动康复方案可改善稳定性冠心病合并高血压患者睡眠、生活质量

本研究结果显示，与对照组比较，观察组治疗后生理机能、生理职能、一般健康、社会职能、精神健康等SF-36评分均明显更高，PSQI评分明显更低，提示基于CPET的心脏运动康复方案可改善患者睡眠及生活质量，与既往研究结果相似^［30-34］。可能与以下因素有关：① 稳定性冠心病合并高血压患者容易出现焦虑、抑郁等消极情绪，进而引起睡眠功能紊乱，影响生活质量，形成恶性循环^［35］。这些负面情绪会导致患者自主神经功能紊乱，改变心率变异性，加剧血压异常波动^［36］，进而加重患者病情。基于CPET的心脏运动康复可缓解患者对疾病预后的恐惧和担忧，减少情绪因素所致的睡眠和自主神经调节障碍，心血管损伤及血压水平不规律波动，提高生活质量。② 基于CPET的心脏运动康复可能会刺激垂体分泌一种镇静安慰物质内啡肽，帮助患者改善睡眠、缓解压力并提高幸福感；良好的睡眠反过来也有助于维持内啡肽的稳定分泌，形成良性循环。

5 小 结

基于CPET的心脏运动康复可提高稳定性冠心病合并高血压患者心脏自主神经功能、心肺功能、运动能力、睡眠和生活质量，值得临床推广应用。但本研究存在样本量小、干预时间较短、未进行出院后随访等不足之处，下一步研究将开展多中心临床随机对照研究，扩大样本量，加强出院后随访，为开展基于CPET的心脏运动康复治疗稳定性冠心病合并高血压患者提供参考。

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基金资助

徐州市科技计划项目(KC22214)

徐州医科大学附属医院课题-面上项目(XYFM2020027)