吴 浩，孙兴国，顾文超，齐广生，王林宣，顾晓龙，吴笑驰
·论著·
·专题研究·
心肺运动试验计算个体化目标心率指导男性慢性阻塞性肺疾病患者运动康复的效果观察
吴 浩，孙兴国，顾文超，齐广生，王林宣，顾晓龙，吴笑驰
背景 慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者疾病后期运动耐力下降，易反复急性加重，肺康复是COPD的重要治疗措施。目的 研究通过心肺运动试验(CPET)峰值心率计算个体化目标心率指导男性COPD患者下肢亚极量运动康复的效果。方法 选取2013年1月—2014年2月在上海市浦东新区人民医院住院治疗好转的男性COPD患者40例，采用随机数字表法分为肺康复组20例，对照组20例。肺康复组患者康复前完成CPET检测峰值心率，根据峰值心率计算个体化目标心率，在原有药物治疗基础上，完成为期12周，3次/周，30 min/次的下肢亚极量运动康复锻炼；对照组给予原有药物治疗及康复宣教，患者根据自己的意愿进行康复锻炼，不提供指导。患者康复前后均完成6 min步行试验(6MWT)，评价自我评估测试问卷(CAT评分)和呼吸困难Borg量表(10分制)评分(Borg评分)。结果 肺康复组患者采用CPET测得峰值心率实测值为87～149次/min，平均(116.7±16.4)次/min；峰值心率预计值为142～171次/min，平均(157.4±8.3)次/min，差异有统计学意义(P<0.01)。康复前，两组患者6 min步行距离(6MWD)、CAT评分和Borg评分比较，差异无统计学意义(P>0.05)；康复后，两组患者CAT评分和Borg评分比较，差异有统计学意义(P<0.05)。对照组患者6MWD康复后较康复前增加(P<0.05)；对照组患者康复后CAT评分和Borg评分与康复前比较，差异无统计学意义(P>0.05)；肺康复组患者康复后6MWD较康复前增加、CAT评分和Borg评分较康复前降低(P<0.05)。结论 通过CPET检测峰值心率计算个体化目标心率指导下肢亚极量运动康复能安全、有效地改善COPD患者的运动耐力和呼吸困难症状。
肺疾病,慢性阻塞性；康复；心肺运动试验；治疗结果
吴浩，孙兴国，顾文超，等.心肺运动试验计算个体化目标心率指导男性慢性阻塞性肺疾病患者运动康复的效果观察[J].中国全科医学，2016，19(35)：4323-4327.[www.chinagp.net]
WU H,SUN X G,GU W C,et al.Using individualized target heart rate deduced from cardiopulmonary exercise testing to guide exercise rehabilitation in male patients with chronic obstructive pulmonary disease[J].Chinese General Practice，2016，19(35)：4323-4327.
肺康复作为慢性阻塞性肺疾病(COPD)稳定期治疗的重要措施，已越来越受到临床重视[1]。肺康复治疗包括运动训练、呼吸肌锻炼、营养支持和健康教育等多方面措施，下肢运动康复是其中的核心内容，而相当于60%～90%最大运动强度的亚极量运动康复能产生最佳的生理学获益[2]。因此，如何制定恰当的亚极量强度运动处方是肺康复训练成功与否的关键。目前国际上通用心肺运动试验(CPET)的检测指标如峰值摄氧量、峰值功率、无氧阈等来确定运动强度[3]，然而，这些指标在日常运动康复中不易精确掌控，是否可选用更简便的方法来界定康复中的运动强度？心率是常用的运动强度指标，但是各种疾病患者最大极限运动达到的峰值心率具有显著的个体化特征，与使用正常人最大心率预计公式推算值相距较大。通过CPET获得的峰值心率，在50%～80%峰值摄氧量的幅度下预测运动强度较为准确[4]。本研究采用CPET确定男性COPD患者的峰值心率，据此计算出亚极量运动强度时的个体化目标心率并指导功率自行车下肢亚极量运动康复，观察和评价康复效果，探讨据此制定康复方案的可行性。
1 对象与方法
1.1 研究对象 选取2013年1月—2014年2月在上海市浦东新区人民医院住院治疗好转的男性COPD患者40例，入选标准参照中华医学会呼吸病学分会颁布的《慢性阻塞性肺病诊治指南(2013年修订版)》[5]。研究期间不中断药物治疗。排除标准：不稳定型冠心病、药物未控制的充血性心力衰竭和高血压、服用影响心率的钙离子拮抗剂和β-受体阻滞剂等、房室传导阻滞和病态窦房结综合征等影响心率的心脏疾病、近期心肌梗死、重度肺动脉高压、既往有运动后晕厥史、影响运动的骨关节病、认知功能障碍。所有研究对象签署经本院伦理委员会批准的知情同意书。
1.2 分组 采用随机数字表法分为肺康复组20例，对照组20例。两组患者的年龄、体质指数、用力肺活量占预计值百分比(FVC%)、第1秒用力呼气末容积占预计值百分比(FEV1%)、FEV1/FVC比较，差异均无统计学意义(P>0.05，见表1)。
表1 两组患者的一般资料比较
注：FVC%=用力肺活量占预计值百分比，FEV1%=第1秒用力呼气末容积占预计值百分比，FEV1/FVC=第1秒用力呼气末容积/用力肺活量
1.3 康复方法 肺康复组患者康复前完成CPET检测峰值心率，在原有药物治疗基础上，完成为期12周，3次/周，30 min/次的下肢亚极量运动康复锻炼，记录运动康复过程中主要不良反应；对照组给予原有药物治疗及康复宣教，患者根据自己的意愿进行康复锻炼，不提供指导。采用德国Jaeger Mastscreen-CPX踏车运动心肺功能检测系统测定峰值心率实测值，根据Karvonen公式[6]计算的峰值心率预计值为(220-年龄)。常规肺功能测定采用德国Jaeger Mastscreen体描仪。
肺康复组患者运动康复采用瑞典产MONARK 828E功率自行车，计算相当亚极量运动强度时的目标心率=70%×(峰值心率-安静心率)+安静心率[4]，要求踏车运动时逐渐提高运动强度以达到目标心率并持续运动(无法一次完成可稍休息后继续累计)，在康复过程中监护血氧饱和度和心率、血压等。
1.4 观察指标 康复前后均完成6 min步行试验(6MWT)，评价患者自我评估测试问卷(CAT评分)[5]和呼吸困难Borg量表(10分制)评分(Borg评分)[7]。(1)6MWT测量中请患者在病房走廊一段直线距离为50 m的区域尽自己的体能往返行走，结束后计算患者6 min步行距离(6MWD)。(2)CAT评分[5]是一种全新的、由患者本人完成的测试问卷，主要用于对COPD患者健康状况进行简便和可靠评价。CAT评分范围为0～40分，0～10分为轻微影响，11～20分为中等影响，21～30分为严重影响，31～40分为非常严重影响。(3)Borg评分[7]是一种患者自我感知运动强度量表。受测者可以立即描述出当时主观上感觉的吃力程度。Borg评分分为0～10级。0级表示没什么感觉，不吃力，相当于休息时的感觉；10级表示极强的吃力感，这一级将体会到彻底的精疲力竭。
2 结果
2.1 峰值心率 肺康复组患者采用CPET测得峰值心率实测值为87～149次/min，平均(116.7±16.4)次/min，峰值心率预计值为142～171次/min，平均(157.4±8.3)次/min，差异有统计学意义(t=14.01，P<0.01，见图1)。
图1 20例肺康复组患者峰值心率实测值及预计值
Figure 1 The measured and estimated peak heart rate of 20 patients in rehabilitation group
2.2 观察指标 康复前，两组患者6MWD、CAT评分和Borg评分比较，差异无统计学意义(P>0.05)；康复后，两组患者CAT评分和Borg评分比较，差异有统计学意义(P<0.05)。对照组患者康复后6MWD较康复前增加，差异有统计学意义(P<0.05)；对照组患者康复后CAT评分和Borg评分与康复前比较，差异无统计学意义(P>0.05)；肺康复组患者康复后6MWD较康复前增加、CAT评分和Borg评分较康复前降低，差异有统计学意义(P<0.05，见表2)。
2.3 肺康复组患者运动康复过程中主要不良反应 肺康复组患者运动康复过程中5例出现低氧(血氧饱和度下降至90%以下)，暂停并吸氧后能耐受继续锻炼；2例出现心悸，检查心电图无明显异常；1例运动康复第10周出现双侧膝关节疼痛，请骨科会诊给予双氯芬酸外用及理疗后好转。入选者最终均完成为期12周的运动康复。
表2 两组患者康复前后6MWD、CAT评分和Borg评分比较
注：6MWD=6 min步行距离，CAT评分=自我评估测试问卷，Borg评分=呼吸困难Borg量表评分
3 讨论
通过CPET测得的峰值摄氧量、峰值功率、无氧阈等指标能精确评估个体的运动负荷，但在实际的运动康复过程中不便反复测定以衡量和控制其运动强度。心率作为可间接反映运动强度的指标，也在一些慢性病的运动康复中被使用[8]，有学者建议在COPD患者的肺康复中也可使用心率来制定运动处方[9-10]。现常用于健康者体能训练的Karvonen公式是欧洲学者在1957年提出的计算有氧锻炼强度阈的目标心率公式，其峰值心率为(220-年龄)，按照峰值心率和静息心率差值的40%～85%可计算出低至高强度运动康复中的目标心率[4,6]。但是，按照Karvonen公式测得的峰值心率与实际情况差别较大，用预计的峰值心率来指导运动无法反映个体实际的运动强度。本研究结果显示，采用CPET测得峰值心率与峰值心率预计值存在有较大的差异。因此，在通过心率指导COPD患者肺康复时，有必要先经CPET测出峰值心率实测值，再据此计算相当于亚极量运动负荷时的个体化目标心率，以获得个体特异性的运动强度。需要注意的是，在合并心脏疾病或者受药物影响会导致心率无法反映运动强度[11]，如房室传导阻滞、病态窦房结综合征、快速心房颤动，以及服用抗心律失常药物等，此类患者不宜依靠目标心率来确定运动强度。
本研究发现，肺康复组患者按照个体化目标心率指导功率自行车下肢运动康复，经过为期12周的运动康复，康复后患者6MWD较康复前明显增加，CAT评分和Borg评分较康复前明显降低。而在对照组中，CAT评分和Borg评分没有改善。提示，个体化目标心率指导下的功率自行车下肢运动康复能够改善COPD患者的下肢运动耐力和呼吸困难症状，明显优于对照组。PITTA等[12]对13例中重度COPD患者按照80%峰值心率的强度进行为期8周功率自行车下肢锻炼，发现6MWD平均增加了51 m，慢性呼吸疾病调查问卷(CRDQ)评分也从康复前的(16±7)分增加至(23±7)分。VALLET等[13]的研究也发现，对目标心率达到亚极量运动的个体化训练方案与对照组相比能减少肌肉中的乳酸堆积，显著提高运动耐力。本课题组前期的一项研究使用功率自行车确定个体化的80%峰值功率作为康复处方[14]，本研究结果与之类似，但通过目标心率的运动康复在实践中会更简便，或可放弃功率自行车而选择各种形式的运动锻炼(如慢跑、步行、爬山等)，只要在锻炼中达到目标心率就可能同样发挥运动康复的最佳效果。
本研究的对象是因急性加重入院经治疗好转的COPD患者，健康状况相对于稳定期的患者更差。在药物及其他治疗基础上加入了12周的短期运动康复，结果显示，肺康复组较对照组在运动耐力和呼吸困难程度方面改善，这将有助于这部分患者的恢复并且避免短期内急性加重复发[15]，同时在运动锻炼过程中未观察到严重的不良反应。
运动耐力在性别间的差异较大[16]，因此本研究中只选择了男性患者。本研究存在的缺点：样本量较小，未能充分评估COPD患者在运动康复中为达到目标心率而存在的各种潜在风险，其次由于研究时间较短无法评估运动康复的长期效果。尽管如此，本研究仍认为通过计算个体化目标心率指导下肢亚极量运动康复是可行的，能改善患者的运动耐力和呼吸困难程度，使患者获益，但还需进一步深入研究其长期有效性。
作者贡献：吴浩、顾文超进行课题设计与实施、资料收集整理、撰写论文、成文并对文章负责；齐广生、王林宣、顾晓龙、吴笑驰进行课题实施、评估、资料收集；孙兴国进行整体学术指导、质量控制、论文修改及审校。
本文无利益冲突。
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(本文编辑：陈素芳)
Using Individualized Target Heart Rate Deduced from Cardiopulmonary Exercise Testing to Guide Exercise Rehabilitation in Male Patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease
WUHao,SUNXing-guo,GUWen-chao,QIGuang-sheng,WANGLin-xuan,GUXiao-long,WUXiao-chi.
DepartmentofRespiratory,ShanghaiPudongNewAreaPeople′sHospital，Shanghai201299,China
Correspondingauthor：SUNXing-guo,NationalCenterforCardiovascularDisease,FuwaiHospital,ChineseAcademyofMedicalSciences,PekingUnionMedicalCollege,StateKeyLaboratoryofCardiovascularDisease,NationalCenterforCardiovascularDiseaseClinicalMedicineResearch,Beijing100037,China；E-mail:xgsun@labiomed.org
Background Chronic obstructive pulmonary disease(COPD) is a disease with progressive decrease of exercise tolerance and repetitive acute exacerbations in the later stage,pulmonary rehabilitation is an important treatment for COPD.Objective The individualized target heart rate can be deduced from the peak heart rate of the cardiopulmonary exercise testing(CPET),which can guide the sub-maximal exercise rehabilitation of lower extremity of COPD patients,the effects need to be evaluated.Methods Forty COPD patients who were treated in Shanghai Pudong New Area People′s Hospital from January 2013 to February 2014,were assigned randomly to rehabilitation group(20 cases) and control group(20 cases) by random number table method.The peak heart rate of patients in rehabilitation group was detected by CPET,which was used to calculate the individualized target heart rate,then patients in rehabilitation group accomplished lower extremity sub-maximal exercise rehabilitation(30 min/d,3 times/week,lasted for 12 weeks) on the basis of the original drug treatment.Patients in control group received the original drug treatment and rehabilitation education,and carried out rehabilitation training according to their wishes without guidance.Before and after rehabilitation,all patients completed 6-minute walk distance(6MWT),COPD Assessment Test(CAT) and Borg Scale(10 point judging system).Results The measured peak heart rate of patients in rehabilitation group was 87-149 times/min,with an average value of(116.7±16.4) times/min;the estimated peak heart rate of patients in rehabilitation group was 142-171 times/min,with an average value of(157.4±8.3) times/min,there was significant difference between the two sets of figures(P<0.01).There were no significant difference in 6MWD，CAT score and Borg score between two groups at baseline(P>0.05).After rehabilitation,there were significant differences in CAT score and Borg score between two groups(P<0.05).6MWD of patients in control group after rehabilitation was significantly longer than that before rehabilitation(P<0.05).There were no significant difference in CAT score and Borg score between before rehabilitation and after rehabilitation(P>0.05).6MWD of patients in rehabilitation group after rehabilitation was significantly longer than that before rehabilitation,CAT score and Borg score in rehabilitation group after rehabilitation were significantly lower than those before rehabilitation(P<0.05).Conclusion Using individualized target heart rate deduced from CPET-detected peak heart rate to guide lower extremity sub-maximal exercise rehabilitation could improve exercise tolerance and ameliorate dyspnea symptoms in COPD patients.
Pulmonary disease,chronic obstructive；Rehabilitation；Cardiopulmonary exercise testing；Treatment outcome
国家高技术研究发展计划(863计划)课题(2012AA021009)；国家自然科学基金医学科学部面上项目(81470204)；中国医学科学院国家心血管病中心阜外医院科研开发启动基金(2012-YJR02)；上海市浦东新区卫计委面上项目(PW2013A-10)
201299上海市浦东新区人民医院呼吸科(吴浩，顾文超，齐广生，王林宣，顾晓龙，吴笑驰)；国家心血管病中心 中国医学科学院阜外医院 北京协和医学院 心血管疾病国家重点实验室 国家心血管疾病临床医学研究中心(孙兴国)
孙兴国，100037北京市，国家心血管病中心 中国医学科学院阜外医院 北京协和医学院 心血管疾病国家重点实验室 国家心血管疾病临床医学研究中心；E-mail:xgsun@labiomed.org
R 563
A
10.3969/j.issn.1007-9572.2016.35.007
2016-08-16；
2016-10-25)
