肥胖症患者心肺运动试验指标特点分析

万秋华，李建美，郭 涛，叶雪瑞，刘有娟，何 兰，陈秋萍

近30年来，肥胖症的患病率显著增长，已成为全球共同面临的重大公共卫生危机[1]。目前中国面对的肥胖形势也十分严峻，2012年全国18岁及以上成年人超重率为30.1%，肥胖率为11.9%，比2002年分别上升了7.3%和4.8%。同时，中国的肥胖患病率呈现北方高于南方、大城市高于中小城市、女性高于男性的特点，与人群的地理位置、生活方式和习惯、经济收入水平、体力劳动强度、文化结构有密切关系。肥胖症的危害不仅仅限于肥胖本身，而且还可增加心脏疾病、代谢疾病和死亡率的风险[2]。肥胖症患者的减重训练在临床工作中日益常见，掌握肥胖症患者的心肺运动指标特点，有助于制定个体化的减重方案，指导方案的实施和推进。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择2020年4月至6月在昆明医科大学附属心血管病医院确诊为肥胖症并进行心肺运动试验的71例患者（肥胖组），其中男性43例，女性28例；年龄21～71岁，平均年龄49.03岁（标准差11.03岁）。诊断标准：以体质量指数（body mass index，BMI）诊断肥胖，肥胖的标准为BMI≥28.0 kg/m2。选取同期进行心肺运动试验检查BMI正常（18.5 kg/m2＜BMI＜24 kg/m2）患者181例（非肥胖组），其中男性107例，女性74例；年龄25~79岁，平均年龄50.88岁（标准差13.22岁）。

选择标准：①年龄≥18岁，且＜80岁；②无精神病史；③可配合完成心肺运动试验。

排除标准：①疑似继发性肥胖患者；②不稳定型心绞痛；③肝肾功能严重损伤；④严重的感染性疾病；⑤严重电解质紊乱等。

1.2 方法

1.2.1 心肺运动试验

两组均采用意大利COSMED PFT 4ergo型心肺运动测试系统进行心肺运动试验。采用持续递增运动负荷方案和ramp试验方案，静息3 min，热身3 min，功率递增，恢复3 min。患者进行踏车试验期间，密切观察患者心血管及代谢指标变化情况，尽量鼓励患者坚持，直至力竭，运动停止，进入恢复期。

运动终止标准：在运动过程中，如患者出现胸闷、胸痛、头晕、气短等不适，以及心率达到目标心率（220-年龄）、血压升高达29.3/16.0 kPa（220/120 mmHg）及以上或血压下降幅度大于2.67 kPa（20 mmHg），运动过程中心电图出现ST-T改变，即ST段压低≥0.2 mV或较静息时下降≥0.1 mV，及时给予停止运动。

1.2.2 观察指标

252例患者运动时间为3 min 45 s至8 min 55 s，其中238例患者因疲劳终止运动，8例患者因血压高于29.3/16.0 kPa（220/120 mmHg）终止运动，6例患者因头晕终止运动。

统计患者行心肺运动试验过程中的峰值负荷（Load peak）、峰值摄氧量（VO2peak）、峰值千克摄氧量（VO2/kg）、无氧阈（anaerobic threshold，AT）、峰值摄氧量占预计值的百分比（VO2peak/pre）、峰值代谢当量（Mets peak）、无氧阈时的代谢当量（Mets@AT）、心率储备（heart rate reserve，HRR）、呼吸储备（breathing reserve，BR）、静息心率（rest heart rate，HRrest）、最大心率（max heart rate，HRmax）、最大心率占预计值的百分比（HRmax/pre）、1 min心率恢复（heart rate reserve-1 minute，HRR-1 min）、 最 大 氧 脉 搏（VO2/HRmax）、氧脉搏占预计值的百分比、氧通气当量（ventilatory equtvalent for VO2，VE/VO2）、二氧化碳通气当量（ventilatory equtvalent for VCO2，VE/VCO2）的值。

1.3 统计学方法

采用SPSS 25.0统计软件进行分析。计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验；计数资料以频数表示，采用卡方检验。显著性水平α=0.05，P<0.05为差异有统计学意义，P<0.01为差异有显著统计学意义。

2 结果

2.1 两组临床资料比较

肥胖组性别比、体质量、BMI高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）；而年龄、身高两组比较，差异无统计学意义（P>0.05）。见表1。

表1 两组基础资料比较Tab.1 Comparison of basic data between 2 groups

2.2 两组心肺运动试验指标比较

肥胖组Load peak、VO2peak、HRR和氧脉搏占预计值的百分比均显著高于非肥胖组（P<0.01），而VO2/kg、AT、Mets peak、Mets@AT、BR、HRmax、HRmax/pre和HRR-1 min显著低于非肥胖组（P<0.05）。两组 间VO2peak/pre、HRrest、VE/VO2和VE/VCO2比 较，差异无统计学意义（P>0.05）。见表2。

表2 两组心肺运动试验指标比较Tab.2 Comparison of cardiopulmonary exercise test indexes between 2 groups

3 讨论

心肺运动试验是一种伴有代谢测定的运动测试，其综合了心与肺的整体情况，在功率负荷下测量患者的摄氧量及二氧化碳排出量、通气指标、心电指标等，来反映机体的有氧代谢能力及心肺储备功能状况。

笔者研究中对比分析了肥胖症患者与BMI正常者心肺运动指标特点，其结论显示心肺运动试验过程中，Load peak、VO2peak、HRR、氧脉搏占预计值的百分比高于非肥胖者，其余指标较前非肥胖者均降低。VO2peak主要由动脉血氧含量、最大心排血量、肌肉用氧能力及运动肌肉分配指数决定，可估计机体供氧能力极限水平，受个体差异影响。笔者研究中，肥胖组VO2peak高于非肥胖组。主要原因在于：为了克服同等运动负荷，肥胖者消耗更多的氧，从而导致心肺负担过度。尽管肥胖症患者通过增加分钟通气量来提高摄氧量，而千克体质量摄氧量则较非肥胖者降低，对机体来说，其供氧能力也是下降的，继而导致机体摄氧相对不足，加重无氧酵解，导致运动耐力下降。

笔者研究中肥胖组比非肥胖组氧脉搏占预计值的百分比有明显增加，说明肥胖症患者每次心搏时外周组织需氧量是增加的[3]。众所周知，肥胖是心血管疾病的重要危险因素[4]，原因之一在于心肌脂肪细胞的沉积，导致了心肌收缩舒张功能障碍，使心肌耗氧量增加。所以，对于肥胖症患者而言，每次心搏需氧量会明显增加，心肌耗氧也会明显增加。而当机体处于代偿阶段时，会通过增加通气量等方式额外增加摄氧量满足机体代谢需求，继而肥胖组患者呼吸储备会下降。有研究表明[5]，呼吸储备与总体质量、脂肪质量呈负相关，故体质量越大，呼吸储备越低，以致肥胖症患者运动中更容易出现呼吸肌疲劳[6]。随着疾病进展出现失代偿，甚至心肺功能下降等。因此尽早控制、减重治疗是预防疾病发生、发展的重要环节[7]。所以笔者在为肥胖症患者进行心肺运动试验时，可以判断患者的运动耐力，并帮助识别和区分可能导致运动不耐受的各种病理生理因素[8]。制定运动处方时，可选取中等强度运动量，适度延长运动时间，加强有氧训练为主[9，10]，初期逐步减轻体质量，后期强化提升心肺摄氧能力，提高AT，增强心肺运动耐力。

通过此项研究，提示在临床中，如遇到肥胖症患者行心肺运动试验时，当其摄氧量明显高于预期值，需考虑到患者因体质量增加而出现摄氧量代偿性升高，不能错误地判定该患者心肺运动能力良好。故在为肥胖症患者制定运动处方时，需要考虑应用中等强度偏上的运动处方，从而可以达到减脂的目的及逐步提升心肺运动能力的状态。