心电图运动负荷试验在心肺康复中的应用

   一、基本概念与原理

  1.基本概念:心电图运动负荷试验(Electrocardiographyexercisetest)又称心电运动试验,是通过一定量的运动增加心脏负荷,观察心电图变化,对已知或怀疑患有心血管疾病,尤其是冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)进行临床评估的方法。

  2.基本原理:在生理情况下,由于运动时肌肉组织的需氧量增加,为满足这部分增加的需求,人体心血管系统进行适应性调节,心率相应加快,心排出量增高,冠状动脉血流量增加;而心脏做功增加必然使心肌耗氧量的增加。当冠状动脉存在一定程度的狭窄(非重度狭窄)时,病人在静息状态下可以不发生心肌缺血,而当运动负荷增加伴随心肌耗氧量增加时,冠状动脉血流量不能满足相应需求,因而引起心肌缺血、缺氧表现及心电图异常改变。简而言之,运动试验是有意识地提高心肌耗氧以暴露心肌需氧与供氧之间的矛盾。

  二、心电运动试验的类型

  1.按试验方法分类

  (1)平板运动试验:是目前应用最广泛的运动负荷试验方法。让受试者在带有能自动调节坡度及转速的活动平板仪上行走,按预先设计的运动方案,规定在一定的时间提高一定的坡度及速度。活动平板运动方案有多种,应据患者体力及测试目的而定。健康个体多采用标准Bruce方案。老年人和冠心病患者可采用改良Bruce方案。满意的运动方案应能维持6-12分钟运动时间,方案应个体化。运动耐力以METs评价而非运动时间。活动平板在分级运动测验中是较好的运动形式,其达到最大耗氧能力比踏车运动时为大,且易达到预计最大心率,因而更符合生理性运动。

  (2)踏车运动试验:让受试者在特制的自行车功量计上以等量递增负荷进行踏车。从1级至8级,每级运动2-3分钟。运动量以kgm/min为单位(或以瓦为单位),起始负荷量为25-30W,每级增加25W。40岁以下可从50W开始,每级增加50W。踏车的速率保持在每分钟35-100r,最理想的速率为60r。也可采用另一种方式:起始3分钟无负荷,之后每分钟增加5-30W,如患者不能保持车速50r则终止试验。踏车运动氧耗量受体重影响,同级运动氧耗量随体重的减少而减少。活动平板运动试验的氧耗量与体重无关。踏车运动试验较便宜,占地面积小,噪声小,上身活动少,便于测量血压及记录平稳、干扰少的ECG。但应注意避免上肢的等长或阻力运动。

  (3)Master二级梯运动试验:按年龄、性别、体重不同,以适当速度在规定时间内完成规定次数的二级梯登梯运动,分析运动前后的心电图变化以判断结果。该方法虽简单、易行、经济、安全,但由于负荷量小,敏感性较差,因而假阴性率较高。目前,这一方法已基本淘汰。

  2.按终止试验的运动强度分类

  (1)极量运动试验:逐渐增加运动量,氧耗量平行增加,达到某一高水平运动量时氧耗量最大,继续增加运动量氧耗量不再增加,这时的运动量称为极量运动。当受试者运动到精疲力尽时可认为已达到极量运动,此时心率应达到该年龄组的最大心率,最大心率=220-年龄。适用于运动员及健康的青年人,以测定个体最大作功能力、最大心率和最大摄氧量。

  (2)次极量运动试验:运动量相当于极量运动试验的85%-90%,如以氧耗量为准相当于最大氧耗量的85%。此试验可用于测定非心脏病患者的心功能和体力活动能力。

  (3)症状限制性运动试验:冠心病、心肌病和心功能不全患者的运动试验常常达不到极量或次极量水平,就已出现严重心肌缺血或其他征象而中止运动。症状限制性运动是除出现心肌缺血表现外尚有血压下降、严重心律失常、呼吸困难、头晕、步态不稳等。

  症状限制性运动试验是临床上最常用的方法,用于冠心病诊断,评定正常人和病情稳定的心脏病患者的心功能和体力活动能力,为制定运动处方提供依据。

  三、心电运动试验的意义

  1.冠心病的早期筛查:心电运动试验曾是冠心病早期诊断最有效和最常用的方法,目前多用于冠心病的早期筛查和胸痛的鉴别诊断;

  2.判定冠状动脉病变的严重程度及预后:运动中发生心肌缺血的运动负荷越低、ST段下移的程度越大,冠心病的严重程度就越重,预后也越差;

  3.发现潜在的心律失常和鉴别良性及器质性律失常:运动诱发或加剧的心律失常则提示为器质性心脏病,应该避免运动或调整运动量;若运动使心律失常减轻、甚至消失多提示为良性心律失常,日常生活活动和运动不必限制;

  4.为制定运动处方提供依据:通过了解受试者可耐受的运动负荷,可判断其心功能,指导日常生活活动和工作强度,并制定运动处方,以确保康复训练的有效性和安全性;

  5.确定患者进行运动的危险性:低水平运动试验中诱发心肌缺血、心绞痛、严重心律失常、心力衰竭症状等,均提示患者进行运动的危险性大;

  6.评定运动锻炼和康复治疗的效果:重复进行运动试验,可根据其对运动耐受程度的变化,评定运动锻炼和康复治疗的效果;

  7.其他:评价冠心病药物的疗效、外科及介入治疗效果等。

  四、心电运动试验的禁忌症

  1.绝对禁忌症

  (1)急性心肌梗死(2天内);

  (2)药物未控制的不稳定型心绞痛;

  (3)引起症状和血流动力学障碍的未控制心律失常;

  (4)严重动脉新狭窄;

  (5)未控制的症状明显的心力衰竭;

  (6)急性肺动脉栓塞和肺梗死;

  (7)急性心肌炎或心包炎;

  (8)急性主动脉夹层。

  2.相对禁忌症

  (1)左右冠状动脉主干狭窄和同等病变;

  (2)中度瓣膜狭窄性心脏病;

  (3)明显的心动过速或过缓;

  (4)肥厚型心肌病或其他原因所致的流出道梗阻性病变;

  (5)电解质紊乱;

  (6)高度房室传导阻滞及高度窦房传导阻滞;

  (7)严重动脉压升高(收缩压>200mmHg及/或舒张压>110mmHg);

  (8)精神障碍或肢体活动障碍,不能配合进行运动。

  五、心电运动试验的终止指征

  1.绝对终止指征

  (1)随运动负荷的增加收缩压较基线水平下降>10mmHg,伴随其他缺血证据;

  (2)中-重度心绞痛;

  (3)出现神经系统症状如:共济失调、头晕、接近晕厥;

  (4)灌注不良的征象:紫绀、苍白;

  (5)出现影响监测ECG及收缩压的技术故障;

  (6)受试者拒绝继续运动;

  (7)持续室性心动过速;

  (8)无病理性Q波的导联出现ST段抬高>=1.0mm(V1及aVR导联除外)。

  2.相对终止指征

  (1)随运动负荷的增加收缩压较基线水平下降>10mmHg,不伴随其他缺血证据;

  (2)ST或QRS波的变化如:ST段过度压低(水平或下斜型ST段压低>2mm)或运动诱发的明显的电轴偏移;

  (3)除持续性室性心动过速外的其他心律失常如:多形室性早搏、短阵室性心动过速、室上性心动过速、心脏传导阻滞或心动过缓;

  (4)疲乏、气短、耳鸣、腿痉挛;

  (5)出现束支阻滞或不能与室速相鉴别的室内阻滞;

  (6)进行性胸痛;

  (7)高血压反应(收缩压>250mmHg及/或舒张压>115mmHg)。

  六、心电运动试验阳性结果判定

  1.在R波占优势的导联,运动中或运动后出现ST段缺血型下移≥0.1mV,持续时间>2分钟,运动前原有ST段下移者,应在原有基础上再下移≥0.1mV,持续时间应>2分钟;

  2.无病理性Q波导联在运动中或运动后出现ST段弓背向上抬高≥0.1mV,持续时间>1分钟;
  
   3.运动中出现典型心绞痛;

  4.运动中血压下降超过10mmHg,或伴全身反应,如低血压休克者。

  5.ST段呈近似水平下移或J点下移或T波改变或运动中出现严重心律失常,均不能作为运动试验阳性指标。

  七、心电运动试验观察指标及分析

  (一)临床指标

  症状:运动中询问病人,如出现典型胸痛伴有ST段压低则强烈提示冠心病可能,其诊断冠心病的准确度为91%。只出现典型心绞痛而不伴ST段下降者,诊断冠心病的准确度为72%。应注意区别典型胸痛与非典型胸痛。无心绞痛而仅有ST段下降,诊断冠心病的准确度为65%。患者在运动中如出现皮温降低、呼吸弱、紫绀、头晕提示由于继发性血管收缩致心排出量不足,组织低灌注。此时不应增加运动负荷。

  体征:运动中心脏听诊可发现缺血诱发的左室功能不全,如奔马律、新出现的二尖瓣返流杂音(提示缺血致乳头肌功能不全)。运动结束,患者可平卧,有呼吸困难、严重心绞痛、恶性心律失常者采取坐位,可能有益于由于减轻缺血而使症状得以缓解。

  (二)运动耐量

  受试者能完成的运动负荷量是反映冠脉严重程度的一项重要指标。不能完成Bruce方案2级者,多提示冠脉多支病变。VO2max是评价运动耐量及心血管系统功能的良好指标,可以间接估测最大心输出量。冠心病人最大心输出量及运动耐量均降低。虽然多数患者由于心绞痛终止运动试验,但左室功能急剧减低,心率及每搏输出量的减少,肺动脉压的升高可能是限制心输出量的机制。健康中年男性平均运动耐量为10METs,如冠心病人运动耐量达13METs,无论其运动试验结果是否阳性,预后均好;如运动耐量低于5METs,则其死亡率较高。静息左室射血分数与运动耐量相关性不好。正常的运动耐量并不代表心功能正常,有些患者静态左室射血分数降低而运动耐量却相对正常。这可能是由于外周组织摄氧率增加、心肌的收缩力储备、耐受肺毛细血管楔压升高而不出现呼吸困难和心室扩大。静息及运动时血浆去甲肾上腺素升高等原因。

  (三)血液动力学指标

  血压:取决于心输出量及外周阻力。正常的反应是随运动量增加,收缩压进行性增加,峰值可达160-200mmHg,舒张压变化不大,波动在10mmHg左右。运动高峰及终止运动即刻的收缩压被认为是评价心肌收缩力的重要指标。少数正常人运动高峰时收缩压可出现短暂下降,可能由于血管扩张、外周阻力降低或血容量不足所致。收缩压升高到不足120mmHg或持续降低≧10mmHg提示可能为心排量不足或外周血管阻力降低。运动低血压发生率为2.7%-9.3%。收缩压下降多由于严重冠心病人心肌缺血致心功能减低引起,在三支冠脉病变或左主干病变患者中发生率高。尤其发生于运动初期,低负荷运动量时提示冠脉病变严重,预后不良。运动诱发的低血压提示患者在运动试验过程中发生室颤的危险性高。运动期间舒张压增高,诊断冠心病的特异性高,并提示冠脉病变严重。其他引起运动中血压不升或下降的原因有:心肌病、心律失常、左室流出道梗阻、迷走反射、持续激烈的运动等。少数年轻受试者运动终止即刻可出现迷走晕厥,经历窦性心动过缓、几秒钟的窦性停搏及低血压,最后转为窦性心律。

  心率:运动试验中及恢复期心率相对较快,其原因有:外周阻力降低、血容量少、卧床时间较长、贫血、代谢异常。心肌梗塞及冠状动脉手术后多见。相对慢的心率反应多见于:参加体育锻炼者、每搏输出量高或由于药物如β受体阻滞剂的影响。其他影响窦房结功能的因素如:病态窦房结综合症均影响运动试验中的心率反应。运动中心率上升受限是冠心病的一种表现,心率反应减弱是预后不良的指标。

  率压积:心率收缩压乘积是间接反映心肌氧需的指标。它随运动量的增加而增加,其峰值可评价心血管功能。由于这一指标受血管活动性药物治疗的影响,正常人及患者率压积有明显重叠,因此不能作为诊断参数。多支冠脉病变者运动高峰的血压心率双乘积明显低于无冠脉病变者。

  (四)心电图表现

  正常反应:运动中P波更加直立,在下壁导联幅度增加明显,时程无明显变化。在下壁导联PR间期缩短,PR段下斜性压低(由心房复极Ta波引起),可引起下壁导联ST段假性压低。运动高峰时Q波轻度加深。运动高峰V5导联R波明显减小并持续至运动结束后1分钟。V5和aVF的S波加深,以后逐渐恢复。R波幅度减小的同时S波振幅可加深。J点在侧壁导联降低,ST段上斜性压低。运动初始T波逐渐减低,运动高峰时T波幅度开始增加。

  异常反应:ST段测量应以PR段为基线,由J点起始。如ST段为水平或下斜性压低,应以J点后60ms或80ms测量。将ST段上斜性压低且上升缓慢视为异常可提高运动试验的敏感性但减低特异性。运动诱发的心肌缺血可产生三种ST段表现:ST段压低、抬高或正常化。

  ST段压低:是常见心肌缺血表现,代表心内膜下心肌缺血。极量运动出现J点下降是一种正常反应,J点后ST段快速上斜性降低(>1mv/s)<1.5mm应视为正常。J点后80msST段缓慢上斜性降低≧1.5mm视为异常。ST段水平或下斜性降低≧0.1mv,持续80ms为异常。下斜型较水平型ST段压低更有意义。运动前已存在ST段基线异常者,运动诱发ST的压低较不特异。ST段压低的程度、涉及的导联数、出现的时间、持续的时间与冠心病的危险度及严重程度相关。在较低的运动负荷和心率血压双乘积时出现ST段压低提示其预后差,更可能为多支血管病变。恢复期ST段压低存在也与冠心病的严重程度相关。

  ST段抬高:ST段抬高出现于有心肌梗塞病史并遗留病理性Q波的导联或无病理性Q波的导联,其意义不同。运动诱发ST段抬高多见于有Q波的的V1、V2导联。运动诱发心肌梗塞后有Q波的导联的ST段抬高是由于局部心肌运动障碍或室壁瘤形成。有Q波导联在运动试验中诱发出现ST段抬高者较未出现ST段抬高者射血分数低。无病理性Q波导联出现ST段抬高,提示病变可能位于血管近端或由于冠脉痉挛引起。严重透壁的心肌缺血也表现为ST段抬高并可由此估计出缺血的部位,而ST段压低估计缺血部位不可靠。运动诱发ST段抬高者更易发生室性心律失常。

  ST段正常化或无变化:也可能是心肌缺血的一种表现,但不特异,指静息是ECG异常,T波倒置,ST段压低,而心绞痛发作或运动时恢复正常。

  最大ST/HR斜率:正常人运动时ST段降低程度轻,很少超过1.0mm,且最大ST段下降发生在心率接近140/min时,冠心病人在心率并不很快时就出现ST段下降。ST段下降经心率校正可能提高运动试验敏感性。各导联根据不同心率时ST段下降绘制曲线。用统计学方法求出回归方程的最大斜率。随运动负荷的增加,同样的心率变化引起的ST段下降逐渐加深,到运动终点前达最高值。最大ST/HR斜率≧2.4mv/次/min视为异常,≧6mv/次/min提示三支血管病变。

  U波变化:U波倒置可出现于左室肥厚、冠心病、主动脉及二尖瓣返流患者。由左室舒张功能异常引起。静息ECG正常,运动诱发U波倒置提示心肌缺血病变可能在左前降支。

  Q-T间期:有研究表明QT间期延长与冠心病、高血压性心脏病相关性好。正常人运动使QTC缩短,冠心病人运动使QTC延长或不变。

  八、心电运动试验注意事项

  1.检查前应备齐各种急救药品和器械,注射器和静脉穿刺针、氧气、除颤器、毛巾、气管插管设备等。

  2.患者运动前3小时禁食、禁吸烟;之前12小时禁过度体力活动;衣着舒适。

  3.简要询问病史及查体除外禁忌证,发现重要的体征如:心脏杂音、奔马律、肺部的干、湿罗音。不稳定心绞痛及心衰患者病情稳定后方可进行运动试验。应明确瓣膜病及先心病患者,因为这些患者运动中可出现血液动力学异常,需严密监测,有些患者不能进行本试验。

  4.贴电极片前要处理好皮肤,在电极安放部位,用细纱片轻轻擦去电极安放部位的皮肤角质层,再用酒清擦去油脂,胸毛多者需剃除。

  5.安放优质电极可使运动中的干扰降至最低点。电极安放位置要准确。注意两上肢电极距离尽可能远一些,右下肢电极尽可能下移一点,胸壁V1—V6导联电极位置与常规心电图检查一致。

  6.如作为诊断,应停药物治疗,因为某些药物干扰运动时的反应,使结果解释困难。医生应询问所服用的药物并注意其可能造成电解质紊乱及其他反应。

  7.如不明确某患者的运动试验目的时,应及时与其主治医生联系。

  8.记录运动前心电图及过度通气时心电图有助于排除假阳性心电图改变。

  9.应记录立位ECG及血压,以除外血管调节异常所致ST段压低的因素。

  10.向患者做好详细的解释工作,说明检查的目的、运动试验过程和安全性,但不排除意外事件发生的可能性。


    2015/1/25 11:18:50     访问数:2187
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