心脏康复患者运动强度评估方法的研究进展

李沪生 王一焱 吴静(综述)

上海中医药大学护理学院 201203

心脏康复的益处已有大量循证医学证据支持，包括中国、美国、欧洲在内的心脏康复指南，都将心血管疾病患者进行心脏康复作为Ⅰ类推荐〔1-4〕，美国心脏协会更是强烈建议心血管疾病患者开展全面康复。运动处方作为心脏康复开展过程中的关键环节，其运动强度水平会对患者心脏康复的安全性和预后效果产生直接影响。因此，如何科学地确定运动强度成为心脏康复运动处方制定的重点。本文现将常见的心脏康复运动强度评估方法进行总结和梳理，综述不同评估方法的优势、局限性及应用条件，以期为心血管疾病患者提供安全、有效的运动强度评估方法，促进心脏康复在国内的发展与推广。

1 运动强度的概念

运动强度是指人体在一定时间内负荷运动量的大小，也可间接反映人体能量消耗。运动强度主要可以从物理负荷、生理负荷和主观感觉三方面进行评估〔5〕。物理负荷强度主要依据质量、距离、次数等物理参数反映单位时间内运动工作量的集中程度，进而衡量受试者的运动强度水平，日常运用广泛、简单易操作，但没有考虑个体机能水平，是对运动强度的绝对评价；生理负荷强度主要依据心率、血压、耗氧量、乳酸浓度等个体的生理参数来评估受试者的运动强度水平，监测结果可靠，同时反映个体对不同运动强度的适应情况，可作为制定心血管疾病患者个性化运动处方的主要参考指标〔6〕；主观感觉强度主要依据人体主观感受来描述运动强度，能从侧面体现运动中生理负荷的大小，但易受人体主观体验影响〔7〕。

2 评估运动强度的意义

研究证实，中高强度的有氧运动能够有效抑制血栓形成，逆转动脉粥样硬化，促进冠状动脉与微循环血流改变，加速侧支循环形成，改善冠状动脉血管内皮功能及抑制血管内氧化应激，对于心血管疾病患者的心脏康复有积极作用〔8〕。运动强度作为核心要素，与患者康复的有效性和安全性密切相关〔9〕。运动强度过大可能会增加主要心血管不良事件发生率；运动强度过小则不能发挥运动康复的最优作用。因此在保证安全的前提下适当提高患者可耐受的运动强度，才能达到最佳康复效果〔10-11〕。

3 心脏康复运动强度评估常见方法

3.1 自我主观评价

瑞典心理学家Borg提出的Borg自感劳累评分量表，又称Borg量表〔12〕是最常用的运动强度主观评价方法之一。受试者根据在运动中所经历的疲劳程度和生理感受，例如心跳呼吸加快、出汗量增加和肌肉疲劳等情况自主打分，由最轻至最重分别对应6～20分，通常建议心脏康复患者的运动强度控制在12～16分〔13〕。Borg量表虽然是一项利用主观感觉来衡量运动负荷的指标，但却是服用某些会影响心率和脉搏药物患者首选评估运动强度的方法，它可以很好地预估受试者康复运动过程中真实的心率〔14〕。有研究表明〔15〕，Borg量表自评分×10与患者在运动锻炼时心率存在高度相关性。因此，Borg量表可作为心脏康复人群有效的自我监测工具，使患者在社区或居家环境下也能更加自主地调整运动强度。

谈话测试最早由牛津大学Grayson教授提出，适用于健康成年人和心血管疾病患者自我评价运动强度，测试要求受试者在运动过程中背诵标准语段或回答问题，当步速升至难以背诵段落或回答问题时即达到推荐的运动强度〔16〕。《2021年ESC心血管疾病预防临床实践指南》对应用谈话测试评估运动强度的程度做了分级〔17〕：轻度运动强度，谈话试验无障碍；中等运动强度，谈话试验时表现呼吸快一点但能说完整的句子；高强度运动，谈话试验时表现呼吸非常困难，不能完整地说话。近些年，研究学者对谈话测试的可靠性和有效性进行了一系列研究〔18-20〕，结果表明通气无氧阈(乳酸阈)强度与运动中谈话流畅度密切相关，进一步支持了谈话测试是一种可靠的运动强度监控方式。

3.2 运动当量转换

运动强度还可使用运动当量评估，用梅脱(MET)表示，1MET相当于每分钟每公斤体重消耗3.5 ml氧。它的最大的优点是可作为特定工作时能量需求的客观标准〔21〕，各种日常生活和娱乐活动所需的能量代谢均可转换成运动当量表示，以便不同年龄、性别、体重的个体进行比较，在心脏康复领域具有重要的应用价值。例如，1MET约等于健康成人静息坐立所消耗的能量，3METs约等于日常步行所消耗的能量，7METs约等于打排球所消耗的能量。由于某些高龄患者衰弱、共病多、并发症多，通过步行试验等方法评估运动强度受到限制，采用运动当量快速判断表可间接评估患者的运动强度〔22〕。因此，运动当量可为社区或居家心脏康复患者运动处方的制定提供客观依据，为高龄患者评估各种运动方式的强度提供参考。例如，心功能Ⅰ级患者最高运动强度可以≥7METs，适合进行慢跑或快步走等中高体力运动；心功能Ⅱ级患者运动强度可达到5～7 METs，适合进行中速骑车运动、园艺类型的工作等中体力活动；心功能Ⅲ级患者运动强度可达到2～5 METs，能自行完成淋浴、穿脱衣物、拖地擦窗等轻体力活动。

3.3 年龄推算

靶心率(THR)是指通过康复锻炼从而提高循环系统机能时有效且安全的运动心率。Jungmann公式是目前最简便的直接计算THR的公式，即运动时THR(次/min)=170(180)-年龄，但对其适用范围存在不同建议，公式中的常数180适用于已有一定锻炼基础、体质较好的康复患者和老年人；常数170适用于体质虚弱、病情反复或刚进入恢复阶段者〔23〕。

THR一般在60%～80%HRmax(最大心率)之间，最大心率一直以来通过“220-年龄”推算得出〔24〕。但美国运动医学会指出〔25〕，该公式变化范围较大。Gelish等〔26〕研究指出，“206.9-0.67×年龄”得出的最大心率更为准确，并以55%～65%HRmax作为靶强度范围的低限，90%HRmax为靶强度范围的高限，70%～85%HRmax对应的心率作为THR，认为运动时达到THR即可获得最佳运动效果。赵理强等〔24〕的研究表明，对于健康水平低下、不经常活动的人群取55%～65%HRmax可达到提高心肺功能的目的。

通过年龄推算来实现运动强度的估计不需要进行任何运动负荷试验，简便直观，适合社区或居家康复患者。但其用于心血管疾病患者并不最为准确〔27〕，因为许多患者会使用β受体阻滞剂或合并超重，这些因素会改变心率与耗氧量之间的关系，使得推算得出的运动THR往往高于患者实际能够承受的运动强度〔28〕。因此为保证患者运动安全，仍需在推算得出的THR的基础上进一步降低运动强度以防止出现危险。

3.4 心率储备法(HRR)

HRR即实测最大心率(HRmax)与静息心率(HRrest)的差值。1957年Karvonen提出了心率储备法(Karvonen法)〔29〕，即THR=心率储备×运动强度范围+静息心率，运动强度范围即55%～90%HRmax，具体系数目前尚不统一，需结合患者实际情况〔30〕。该方程不受药物(如β受体阻滞剂等)的影响，同时考虑了HRmax和静息心率，可根据患者自身情况计算出个性化的运动强度区间，因此更为精确。

临床上为提高评估准确性，多采用心脏负荷试验来实测患者的最大心率，包括6 min步行试验(6MWD)和200 m快速步行试验(200mFWT)等。6MWD主要指标是步行距离，受试者按照试验要求，在6 min内完成尽可能多的地面距离，行走过程中还可获取受试者的最大运动心率、血压、氧饱和度和自我感知劳累程度评分等指标。美国较早进行这项试验的专家将患者步行的距离划为4个等级，1级：<300 m，2级：300～375 m，3级：375～450 m，4级≥450 m，级别越低代表心肺功能越差。与通过年龄推算HRmax不同，6MWT所测得的运动中HRmax(或症状限制心率)有一定客观性。Tueller等〔31〕的研究显示，呼吸系统和心脏疾病患者的6MWT与心肺功能运动试验测得的峰值耗氧量呈高度相关(r=0.82，P<0.0001)。还有研究〔32-33〕计算出了有症状的心力衰竭患者6MWT和峰值耗氧量关系的预测公式：峰值耗氧量(ml/min)=0.03×距离(m)+3.93。

200 mFWT主要指标是步行时间，受试者按照试验要求，在尽可能短的时间里走完200 m，行走过程中不能跑步，但可以减速或停下来休息。相较于6MWD，对受试者的体能要求更高，适用于运动耐力更高的受试者。研究显示〔34-35〕，200 mFWT试验结束时测得的心率(心率200 mFWT)与心肺运动试验测得的HRmax呈正相关，并得出预测公式：HRmax=130-0.6×年龄+0.3×心率200mFWT。通过该公式可以确定运动训练的THR，为心脏康复运动强度评估提供另一途径。

作为亚极量负荷试验，步行试验适用人群范围广且易于被接受，试验过程简单易操作，无需借助额外的运动器械，适用于在社区或居家心脏康复场景下开展运动强度评估。相较于心肺运动试验，它反映了运动过程中身体各个系统全面完整的状态，更接近于受试者的日常活动能力。但步行试验也存在一定的局限性，例如：①缺乏关于运动受限机制的信息，无法用于疾病诊断；②患者情绪、测试人员激励等主观因素会对结果产生一定影响；③对具有良好运动耐受能力患者的适用程度尚待进一步论证。

3.5 心肺运动试验

心肺运动试验(CPET)是一种全面、客观的反映受试者心肺功能储备的方法，它为医生提供了摄氧量、通气量等多个临床指标。其中峰值耗氧量是指在运动试验中，受试者不能维持功率继续增加而达到最大运动状态的耗氧量，它代表人体供氧能力的极限水平。通过CPET测量受试者峰值耗氧量进而对运动强度进行推算是目前最为精确的方法，能够客观、定量地评价患者的心肺功能和运动耐力〔36〕，被认为是心脏康复运动强度评估的“金标准”〔37-39〕。相关研究指出〔40〕，当运动强度达到无氧代谢阈值(AT)以上，即中等运动强度水平，相当于受试者峰值耗氧量的40%～60%时，可增加肌肉数量，降低心脏负荷，降低乳酸形成，改善通气需求，达到理想运动康复目标。

CPET实施期间全程配有心电监护和肺功能监测，需要专业人员监护、评估运动情况，可随时根据患者自觉症状及监测指标停止运动，充分保障受试者的安全〔41-43〕。也正因如此，CEPT需要专业的设备及人员支持，成本较高，操作流程复杂，更适合在医院和大型康复或养老机构开展，很难深入社区康复组织和家庭。

本文综述了不同心脏康复运动强度评估方法的优势、局限性及应用条件。其中，Borg量表、谈话测试、运动当量转换和步行试验操作简单易行，受场地及人员的限制较小，适用于患者进行运动强度的自我评估，可推广至社区或居家心脏康复人群；通过年龄推算THR的方法虽然不需要进行运动负荷实验，但纳入因素单一，适用人群及信效度还需进一步检验；CEPT可全面、系统、客观的评价患者的心肺功能状况，是无创评价心肺功能的“金标准”，但受到测试环境等条件限制，在基层难以普及，因此有条件的医疗机构可将CEPT作为评价心肺功能的主要方法，步行试验作为补充手段。

现阶段心脏康复患者的运动强度评估多在医务工作者的监护下，依赖各种监测设备进行，缺少患者参与的自主性。在制定运动处方的过程中，如何与患者运动意愿、运动能力等因素结合，制定个性化运动处方，提高运动训练的安全性、有效性和依从性，仍待进一步探讨。在心血管疾病患者不断增加的情况下，如何积极开展心脏康复使之覆盖到社区乃至家庭，从根本上改善患者的生活状态和生活质量，仍是每个医务工作者不可忽视的问题。

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