第四章 心肺功能評定
第一節心電運動試驗
一、運動方式
1.活動平板 是裝有電動傳送帶的運動裝置,患者在其上進行步行或跑步,速度和坡度可調節。優點為接近日常活動生理,可以逐步增加負荷量。各種坡度、速度時的心血管反應可以直接用於指導患者的步行鍛鍊。
2.踏車運動 採用固定式功率自行車,可以採用電磁剎車或機械剎車的方式以定量增加踏車阻力,調整運動負荷。運動時無噪音,運動中心電圖記錄較好,血壓測量比較容易,受檢者心理負擔較輕,可以在臥位進行。但對於體力較好者,往往不能達到最大心臟負荷。此外,運動時受試者易因意志而中止運動,一些老年人或不會騎車者比較難以完成。
3.手搖車運動 試驗原理與踏車運動相似,只是將下肢踏車改為上肢搖車。
4.等長收縮運動 常用的方法有握力運動和自由重量運動。其診斷敏感性和特異性不夠理想,但可以用於運動生理或功能評估研究。
二、試驗分類
1.極量運動試驗 指運動到筋疲力盡或主觀最大運動強度的試驗。一般用於正常人和運動員最大運動能力的研究。
2.症狀限制性運動試驗 是主觀和客觀指標相結合的最大運動試驗,以運動誘發呼吸或循環不良的症狀和體徵、心電圖異常及心血管運動反應異常作為運動終點,用於診斷冠心病、評估心功能和體力活動能力、制定運動處方等。
3.低水平運動試驗 以預定較低水平的運動負荷、心率、血壓和症狀為終止指標的試驗方法,適用於急性心肌梗死後或病情較重者出院前評定,通常以患者可耐受的速度連續步行 200米作為試驗方法。
4、定量行走試驗 讓患者步行6分鐘或12分鐘,記錄其所能行走的最長距離。試驗與上述分級運動試驗有良好相關性。對於不能進行活動平板運動試驗的患者可行6分鐘或12分鐘行走距離測定,以判斷患者的運動能力及運動中發生低氧血症的可能性。採用定距離行走計算行走時間,也可以作為評定方式。
三、常用試驗方案
1.活動平板試驗 Bruce方案應用最廣泛,以同時增加速度和坡度來增加運動強度; Naughton方案的運動起始負荷低,每級負荷增量均為安靜代謝量的1倍;Blke方案速度固定,僅依靠增加坡度來增加運動負荷; STEEP方案是通過增加速度或坡度來實現,但不同時增加速度和坡度
2.踏車試驗 運動負荷男性以300kg/min起始,每3分鐘增加300kg/min;女性以200g/min起始,每3min增加200kg/min
3.手搖車試驗用於下肢功能障礙者。運動起始負荷150~200kg/min,每級負荷增量100~150kg/min,時間3~6分鐘
4.等長收縮試驗 一般採用握力試驗。常用最大收縮力的30%~50%作為運動強度,持續收縮2~3分鐘。還可採用定滑車重量法,即通過一個滑輪將重力(重錘)引向受試者的手或腿,受試者進行抗阻屈肘或伸膝,並始終保持關節角度不變。受試的重力可以從2.5kg開始每級持續2~3分鐘,每級負荷增量2.5kg,直至受試者不能繼續保持關節角度為止。
四、檢查程序
1.電極安放 常規十二導聯心電圖,導聯電極全部移至軀幹,相應位置是:兩上肢電極分別移至鎖骨下胸大肌與三角肌交界處或鎖骨上,兩下肢電極移至兩季肋部或兩髂前上棘內側。胸導聯的位置不變。監護導聯:CM5正極位於V5,負極為胸骨柄;CC5正極位於Vs,負極為VsR(即右胸相當於V5的位置)
2.皮膚處理 貼電極前用酒精或細砂紙擦皮膚到微紅,以儘可能降低電阻,減少幹擾
3.測定安靜血壓
4.過度通氣試驗 大口喘氣1分鐘後立即描記監護導聯心電圖,如果出現ST段下移為陽性。陽性結果沒有病理意義,但提示運動中誘發的ST段改變不一定是心肌缺血的結果
5.按運動方案運動 運動中以心電圖連續監護,每級運動末30秒記錄心電圖,並同時測量血壓。多數試驗方案均為連續運動各級之間不休息。心力衰竭患者在進行運動安全性試驗時可以採用低負荷或間斷性試驗
6.運動後記錄 達到運動終點或出現中止試驗的指徵而中止運動後,於坐位或立位描記即刻和第2、4、6分鐘的心電圖,同時測量血壓。如有特殊情況可將觀察的時間延長到8~10分鐘,直到受試者的症狀或異常表現消失為止。
7.注意事項 ①在試驗前必須用最通俗和扼要的方式向患者介紹心電運動試驗的方法,以取得患者的合作;②試驗前2個小時禁止吸菸、飲酒,不可飽餐或空腹,並適當休息(0.5個小時);③試驗前1天內避免參加重體力活動,並須停用影響試驗結果的藥物,包括洋地黃製劑、硝酸甘油、雙嘧達莫、咖啡因、麻黃鹼、普魯卡因胺、奎尼丁、鈣拮抗劑、血管緊張素轉換酶抑制劑、β受體阻滯劑、酚噻嗪類等;④感冒或其他病毒、細菌性感染1周內,不宜參加試驗
8.主觀用力程度分級 ( (rate of perceived exertion,RPE)是根據運動者自我感覺用力程度衡量相對運動水平的半定量指標(表4-4-1)。一般症狀限制性運動試驗要求達到15~17分。分值乘以10即大約相當於運動時的正常心率反應。
表4-4-1主觀用力程度分級
7
9
11
13
15
17
19
輕度用力
稍用力
輕微用力
中度用力
明顯用力
非常用力
極度用力
9.運動試驗終點症狀限制性運動試驗的運動終點是出現心肌缺血或循環不良的症狀心電圖異常、血壓異常、運動誘發的嚴重心律失常等。此外,出現儀器故障應該作為試驗的終止指標。試驗室內應備有急救藥品和設備,並對出現的嚴重併發症進行及時的處理。
五、結果解釋
1.心率 正常人運動負荷每增加1MET,心率應該增加8~12次/分。心率的異常運動反應有過快和過慢兩類。心動過緩見於竇房結功能減退、嚴重左心室功能不全和嚴重多支血管病變的冠心病患者。心率過快分為竇性心動過速和異位心動過速。運動中竇性心率增加過快,提示體力活動能力較差。異位心動過速主要為室上性或房性心動過速,少數為室性心動過速。出現異位心動過速時應該立即停止運動,提示患者應該限制體力活動。
2.血壓 正常運動時的收縮壓應該隨運動負荷的增加而逐步升高,舒張壓一般沒有明顯變化,甚至可以明顯下降,說明血管舒張功能良好。運動負荷每增加1MET,收縮壓相應增高5~12mmHg。收縮壓一般可以達到180~220mmHg。運動時收縮壓達到250mmHg、舒張壓達到120mmHg為高限。異常反應:運動中收縮期血壓不升或升高不超過130mmHg,或血壓下降甚至低於安靜水平,提示心臟收縮功能儲備力很小。運動中收縮壓越高,發生心源性猝死的概率反而越低。運動中最高收縮壓小於140mmHg者,年死亡率為97.0%;140199mmHg者,年死亡率為25.3%;大於200mmHg者,年死亡率為6.6%。運動中舒張期血壓明顯升高,比安靜水平高15mmHg以上,甚至可超過120mmHg,說明總外周阻力明顯升高,提示冠狀血管儲備力接近或達到極限,機體只有通過提高舒張壓來增加心臟舒張期的冠脈灌注壓,從而部分補償冠狀動脈供血,常見於嚴重冠心病。可以誘發血壓下降的其他情況包括心肌病、心律失常、血管反應、左心室流出道阻塞、抗高血壓藥物應用、貧血、長時間劇烈運動等。
3.每搏量和心輸出量 運動時每搏量逐步增加,心輸出量也逐漸增大,最高可達安靜時的兩倍左右。但到40%~50%最大吸氧量時,每搏量不再增加,此後心輸出量增加主要依靠心率加快。心輸出量最大值可達安靜的4~5倍。但是運動肌的血流需求量高於心輸出量增加,因此,需要進行血流再分配,以確保運動組織和重要臟器的血液供應
4.兩項乘積(RPP) 指心率和收縮壓的乘積,代表心肌耗氧相對水平。發生心肌缺血時的RPP可作為心肌缺血閾。運動中RPP越高,說明冠狀血管儲備越好,而較低的RPP常提示病情嚴重。康復訓練後RPP提高,提示冠狀血管側支循環生成增加,導致冠狀血管的儲備力提高。訓練後額定RPP條件下運動時間或強度增高,說明心血管及運動系統的工作效率提高,相對減輕心血管負擔,因此患者可以耐受更大的運動負荷。
5.ST段 正常ST段應該始終保持在基線。運動中ST段出現明顯偏移為異常反應,包括ST段下移和上移。ST段下移包括上斜型、水平型、下垂型和盆型,提示心肌缺血。其中以水平型與下垂型診斷價值較大。如果ST段在運動中和運動後2分鐘均無偏移,而在2分鐘之後才出現下移,稱之為孤立性ST段改變,病理意義不大。ST段上抬:有Q波的ST上抬提示室壁瘤或室壁運動障礙,可見於50%的前壁心梗和15%的下壁心梗患者;無Q波的ST上抬提示嚴重的近端冠脈病變或痙攣和嚴重的穿壁性心肌缺血。病理性ST段上抬要和過早復極症候群鑑別。ST段「正常化」是指安靜時有ST段下移,在運動中反而下移程度減輕,甚至消失。這種情況見於嚴重冠心病或正常人。引起ST改變的其他心臟情況,包括心肌病、左心肥厚、二尖瓣脫垂、洋地黃作用、室內傳導阻滯、預激症候群、室上性心動過速;非心臟情況,包括嚴重主動脈狹窄、嚴重高血壓、貧血、低血鉀、葡萄糖負荷、過度通氣、嚴重的容量負荷過重等。
6.心臟傳導障礙 ①預激症候群:如果運動中消失,預後較好(約佔50%);②束支傳導阻滯:運動可誘發頻率依賴性左、右束支傳導阻滯以及雙支傳導阻滯,如在心率低於125次/分時發生多與冠心病有關,而在心率高於125次/分發生的則病理意義不大。安靜時右束支傳導阻滯可掩蓋ST段下移。而左束支傳導阻滯本身可以造成運動時ST段下移,往往難以與缺血性改變鑑別。心室內傳導阻滯可見於運動前,運動中可加重亦可能消失。
7.運動性心律失常 運動性心律失常的原因與交感神經興奮性增高和心肌需氧量增加有關。利尿劑和洋地黃製劑可促使運動中發生心律失常,近期飲酒和服咖啡因可加重運動誘發的心律失常,冠心病患者心肌缺血也可誘發心律失常。室性期前收縮是運動中最常見的心律失常,其次是室上性心律失常和並行心律。有猝死家族史的室性期前收縮應該加以重視,也應重視持續性室性心動過速的患者。運動中和運動後一過性竇性心律失常和良性遊走心律也較常見。正常的或有病變的心臟都可發生房性期前收縮和房性聯律。運動誘發短陣房顫和房的發生率低於1%,可見於健康人或者風溼性心臟病、甲亢、預激症候群、心肌病患者。陣發性房室交界心動過速極少發生。單獨出現的運動誘發性室上性心律失常與冠心病無關,而往往與肺部疾病、近期內飲酒或服用咖啡因過量有關。竇性停搏偶見於運動後即刻,多為嚴重缺血性心臟病患者。
8.症狀 正常人在亞極量運動試驗中應無症狀。極量運動試驗時可有疲勞、下肢無力氣急並可伴有輕度眩暈、噁心和皮膚溼冷。這些症狀如發生在亞極量運動時應作為異常。胸痛、發紺、極度呼吸困難發生在任何時期均屬於異常。運動中發生的胸痛如果符合典型心絞痛,可以作為診斷冠心病的重要指徵。在發生心絞痛的同時不一定伴有ST段下移。ST段的改變可以在心絞痛前、後或同時發生。對於運動誘發不典型心絞痛的患者,可以選擇另一方案重複運動試驗,觀察患者是否在同等RPP的情況下誘發症狀。由於冠心病患者的心肌缺血閾般比較恆定,所以如果症狀確實是心肌缺血所致,就應該在同等RPP時出現症狀。但是要注意心絞痛不一定就是心肌缺血的結果
9.藥物影響 許多藥物對心電運動試驗的結果有影響,因此,在解釋試驗結果時應該充分加以考慮。
10.陽性 評定標準符合下列條件之一可以評為陽性。
1)運動誘發典型心絞痛
2)運動中及運動後 (2分鐘內出現)以R波為主的導聯出現下垂型、水平型、緩慢上斜型J點後0.08秒)ST段下移≥0.1mV,並持續2分鐘以上。如果運動前有ST段下移,則在此基礎上再增加上述數值。
(3)運動中收縮期血壓下降(低於安靜水平 以上標準不能簡單地套用,可以作為臨床診斷的參考,而不等於臨床診斷。
第二節肺功能測定
一、量表評定
1.氣短氣急症狀分級
1級——無氣短氣急
2級—稍感氣短氣急
3級一輕度氣短氣急
4級一明顯氣短氣急
5級—氣短氣急嚴重,不能耐受
2.呼吸功能的半定量評分
—5明顯改善
—3中等改善
—1輕度改善
0不變加重
3中等加重
5明顯加重
二、 肺通氣功能測定(表4-4-2)
1.肺活量(VC) 為盡力吸氣後緩慢而完全呼出的最大容量,是常用指標之一,隨病情嚴重性的增加而下降。
2.時間肺活量 通常採用第一秒最大用力呼氣容量(FEV1),即盡力吸氣後再盡最大努力 快速呼氣時,第一秒所能呼出的氣體容量。FEV1佔肺活量(VC)比值與COPD的嚴重程度及預後相關。
表4-4-2肺功能分級標準
三、呼吸氣體分析
1.呼吸氣體分析方法 是測定通氣量及呼出氣中氧和二氧化碳的含量,並以此推算吸氧量、二氧化碳排出量等各項氣體代謝參數的方法,分析方法可分為化學分析法和物理分析法兩種
(1)化學分析法:常用 Haldane分析法,即以焦性沒食子酸為氧吸收劑,氫氧化鉀或氫氧化鈉為二氧化碳吸收劑,觀察被測氣樣與氧吸收劑充分作用後所減少的體積,即為氧在該氣樣中的容積比例;與二氧化碳吸收劑充分作用後所減少的體積,為二氧化碳在該氣樣中的容積比例。
(2)物理分析法:利用氧的順磁性來測定氧的含量,利用二氧化碳吸收紅外線的特性來測 第四章心肺功能評定定二氧化碳的含量,也可利用氣體的導熱性來測定氧或二氧化碳含量
2.對患者的要求 ①飯後2~4個小時進行;②檢查前2個小時內不吸菸,不飲酒,不參加劇烈活動;③檢查前24個小時內不服用影響代謝的藥物
3.注意事項 ①檢查前應向受檢者交代檢查過程,儘可能消除緊張情緒,必要時先做一次適應性練習;②儀器要按規定提前預熱,保證處於正常工作狀態;③室溫保持15~25℃空氣要流通,新鮮
4.標準氣體校正 由於氣體成分的密度易受氣溫、氣壓的影響,進而會影響檢查結果的重複性,因此必須加以校正。國際上普遍將0℃、101.31kPa(760mmHg)時的幹氣作為氣體分析的標準狀態(STPD)
5.呼吸氣體分析的直接參數 ①每分通氣量(VE);②氧吸收率(O2%);③二氧化碳排出率CO2%)。
6.最大吸氧量(VO2mx)測定 VO2mx是指機體在運動時所能攝取的最大氧量,是綜合反映心肺功能狀態和體力活動能力的最好生理指標。其數值大小主要取決於心排血量、動靜脈氧差、氧彌散能力和肺通氣量。在康復醫學中常用於評估患者的運動耐力制定運動處方和評估療效。最大吸氧量、最大耗氧量、最大攝氧量在臨床角度是同義語。20~30歲以上的成年人,VO2mx隨年齡的增長以0.7%~1.0%/年的速率減低,與肌肉組織代謝及心肺功能的衰退有關,而適當康復鍛鍊可以減輕衰退的程度。測定VO2mx可以通過極量運動試驗直接測定,也可用亞極量負荷時獲得的心率、負荷量等參數間接推測。不過後者可有20%~30%的誤差。
7.峰值吸氧量(VO2pk)測定 嚴重心肺疾病的患者如果不能進行極量運動,則可以測定其運動終點時的吸氧量,稱為VO2pck此可以作為療效評定和運動處方制定的指標
8.無氧閾(AT)測定 指體內無氧代謝率突然增高(拐點)的臨界狀態,或血乳酸和乳酸/丙酮酸比值在運動達到拐點時的VO2pk。達到AT時機體產生一系列相應的生理反應,即血乳酸含量、通氣量、二氧化碳排出量和通氣當量急劇升高。在測定時可依據指標分為通氣無氧閾和乳酸無氧閾。一般認為,心血管患者的運動訓練可以控制在AT水平或AT水平以下,以避免心血管意外。而AT的高低對判斷受試者的耐力運動能力有重要價值,AT較高者具有較強的耐力運動能力。
9.無氧能力測定 指在無氧狀態下機體運動的持續能力,其水平與無氧閾之間並無決定性關係。測定一般採用踏車,進行最大踏車速率的持續運動,並在數分鐘內達到筋疲力盡的程度。在康復醫學中單獨應用無氧耐力極少,一般常用於運動員選材時無氧耐力的指標
10.代謝當量測定 氣體代謝測定是METs實測的基本方法。