评估慢性阻塞性肺疾病运动耐量方法的比较及研究进展

评估慢性阻塞性肺疾病运动耐量方法的比较及研究进展

刁显锋，陈浩波

广东医科大学， 广东 湛江 524000

摘要：近年来因为慢性阻塞性肺疾病（COPD)的患病率、死亡率越来越高，人们愈加关注该疾病，随着病情逐渐发展，患者的肺功能逐年下降，从而严重影响其生活质量和运动耐量。COPD通常与运动耐量降低有关，而评价这个参数常用6分钟步行试验(6MWT)。但近年来有不少国内外专家研究多种运动试验来评估COPD患者运动耐量，本文将重点简述目前用于评估COPD患者运动耐量的几种运动试验。

关键词：慢性阻塞性肺疾病（COPD)；评估运动耐量方法；运动试验

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD），简称慢阻肺，是以持续气流受限为特征的一种不完全可逆的呼吸系统常见疾病。依据2020版慢性阻塞性肺疾病全球倡议(Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease,GOLD)指出COPD已成为全球仅次于缺血性心脏病和卒中的第三大死因^[1]，发病率逐年上升，据最新调查显示我国40岁以上中老年COPD患病率达到13.7%^[2]，COPD主要涉及呼吸系统，但随着病情不断发展，可累及循环系统、消化系统、神经及骨骼肌肉等多系统效应，其中骨骼肌功能受损容易引起外周肌肉萎缩无力，特别是下肢骨骼肌肉，进而导致COPD患者运动耐量降低和生活质量变差。另外，由于长期气道气流受限导致呼吸困难、肺通气功能障碍及随着年龄增长骨质破坏等因素影响下肢活动受限，加剧了COPD患者运动耐量下降。所以需要研究运动试验方法来评估COPD患者的运动耐量，以下对这些运动试验方法进行综述。

1. 6分钟步行试验(6MWT)

6分钟步行试验(6MWT)是一项操作简便易行及临床上广受认可的评估受试者运动耐量的现场测试,目前临床上作为用于评估COPD患者运动耐量的运动功能性锻炼的金标准,具有重要的临床意义。测试观察指标是6分钟步行距离(6MWD),即是受试者采用徒步方式在一条30米的平直的走廊6分钟内来回步行的距离(单位为米,m)。它不仅可以反映受试者的心肺功能状态,还可以评估运动神经系统及肌肉代谢功能状态^[3]。

6MWT自上世纪80年代被设计出来后经过很多研究者不断研究和完善发展，现被广泛应用于临床上评估患者心肺功能的简易运动试验方法。6分钟步行距离(6MWD)作为6MWT中评价受试者运动耐量的重要值，它可以评估受试者日常活动的运动功能水平，也可以用来预测在健康成年人群中最大摄氧量（VO2 max)的工具^[4]，而在郭彤等人研究得出VO2 max与6MWD有很强的相关性，进而佐证6MWT作为评估受试者运动耐量的可靠性^[5]。

运动性低氧（exercise induced desaturation，EID）是指受试者在进行6MWT时测试后血氧饱和度比测试前血氧饱和度下降4%以上或测试最低血氧饱和度<88%。有研究表明EID对COPD预后有较好的预测价值，EID的发生一般提示COPD患者预后差，容易合并呼吸衰竭和（或）慢性肺源性心脏病严重疾病并发症。García-Talavera等研究表示EID可以预测COPD患者在5年内合并呼吸衰竭的发生率增加^[6]，日本学者冲田雄太郎等指出EID可以预测CT检查测量的肺动脉与主动脉的比率（PA:A），而当最低血氧饱和度<89%时对肺动脉高压的检测有很大的作用^[7]，另外有研究表明血氧饱和度的下降可以使COPD患者肺功能下降、急性加重频率及其死亡风险增加^[8]。但是Richard K.Albert等人^[9]在一项研究结果中表明，对于有EID的稳定期COPD患者长期给予氧疗，结果可不能降低其死亡率及住院率，这样就使EID评估对COPD患者临床治疗的指导意义受到质疑,还需进一步研究不断论证。

COPD患者的共性特征是运动能力的下降和外周肌肉无力，从而导致患者生活质量降低。为了提高COPD患者的运动能力、肌肉力量和体力活动水平，有研究发现建议这些患者行肺康复治疗，而肺康复计划(PRPS)是具有个性化的，需要评估^[10]。有研究显示6MWT对肺康复治疗效果有指导意义，并且与住院和死亡的风险相联系^[11]。但是6MWT需要患者熟悉测试、测试时间长和30米走廊，国外一项关于实现6MWT的全国性调查显示了与6MWT相关的局限性^[12]。在许多情况下，医院走廊不是空的，可能受到外界因素干扰，在大多数情况下，只进行了一次6MWT，可能不能很好地反映测试患者功能运动能力水平，因此有研究建议至少测试2次来保证测试的可靠性^[13,14]。但要求COPD急性加重期的患者一天内测试2次，结果只有不到五分之一的受试者愿意配合测试

^[14]，特别是对于中重度COPD患者增加了心肺不良事件的发生率^[15]，所以目前6MWT仍存在不少局限性。

2. 2分钟步行试验（2MWT)

2分钟步行试验（2MWT)是由Butland RJ在1982年首次提出来的，相对于6MWT来说测试时间更短及患者耐受性更好。有研究发现2分钟步行距离（2MWD)可以作为BODE指数（body mass index，airflow obstruction，dyspnea，exercise capacity，BODE）、医学研究委员会呼吸困难量表mMRC、ADO指数及MBI指数的预后因子模型，可以评估晚期COPD患者的功能状态及呼吸困难程度^[16]。还把2MWD为80m作为晚期COPD患者18个月内生存率的临界值，低于此临界值时患者可以表现为生活自理能力更低、呼吸更急促、生活质量更差，而高于此临界值的生存率提升至3.6倍^[16]，因此2MWT可以评估晚期COPD患者的呼吸严重程度、生活质量、自我护理能力以及短期生存率有一定临床价值。

尽管2MWT相较于6MWT所耗时间更少，似乎更优于评估COPD运动耐量能力，但Gloeckl等人^[17]在比较2MWT和6MWT试验中发现2MWT仅在静息时重度COPD患者中才能检测到运动性低氧（EID),故目前还无法评估轻中度COPD患者的运动耐量。而且两者在呼吸困难程度、下肢疲劳程度及血氧饱和度下降程度基本一致，似乎2MWT能降低心肺不良事件的发生率，但是目前尚未有研究探讨2MWT的心肺不良事件发生率。

3. 坐立试验

坐立试验是Csuka.M^[18]等人在1985年首次设计出来，最初主要用于评估健康成年人和神经肌肉疾病患者的下肢肌肉力量。近年来随着研究者不断探究，坐立试验应用范围越来越宽广，可以用于评估糖尿病患者晚期动脉僵硬程度^[19]、评价脑卒中患者平衡功能^[20]、评价COPD患者运动耐力等^[21]。目前有多种测试模式被设计出来，而有报道应用于COPD患者模式主要包括5次坐立试验（FTSST）、30秒坐立试验（30sSTS)、1分钟坐立试验(1-minSTS)^[21]。

5次坐立试验（FTSST）是指受试者从椅子上交叉双臂站立所需最快时间，在Jones.SE等人^[22]一项研究中显示FTSST具有有效性、可靠性且反应灵敏，报告了FTSST的时间与递增穿梭行走能力（ISW）、股四头肌最大自主收缩能力QMVC、SGRQ评分、ADO指数、BODE指数有一定相关性（r分别为-0.59、-0.38、0.35、0.42、0.46，P均为<0.001），这证实了FTSST对于评估COPD患者功能运动能力、生活质量及呼吸困难程度能力有一定价值。该研究测出最小临床重要差异（MCID)为1.7s^[22],而2020年朱顺芳等人利用锚定法估算MCID为提高至1.53s,可作为评估COPD患者肺康复治疗的效果^[23]。最近有报道指出FTSST可以预测COPD患者在一年内发生严重恶化的风险，从而可以替代6MWT用于识别住院高危患者^[24]，但目前缺乏FTSST预测COPD患者预后大样本研究。

30秒坐立试验（30sSTS)是指受试者30s尽可能完成在椅子上坐立次数，乔鑫等人研究^[25]发现30sSTS次数与第一秒用力呼气容积占预测值百分比（FEV%pred)、用力肺活量FVC，FEV1/FVC有正相关性，表明30sSTS可以评估COPD患者气流受限程度，并且在6MWD<350的ROC曲线分析中，得出30s坐立次数<24具有良好的预测价值。而在Zhang Q等人^[26]研究发现FTSST时间、30sSTS次数与6MWD之间均有中等相关性（r分别为-0.508、0.528，P均为<0.001），并且与股四头肌肌力之间有相似的关联,该研究还得出了FTSST在测试完成度与主观感受相较于30sSTS更有优势。虽然两者在评估COPD患者运动耐量有相似作用，但两者相比较之下，优先选择FTSST测试，可以做到省时省力。

1分钟坐立试验(1-minSTS)是指受试者在1分钟内尽可能在椅子上完成站立次数，与6MWD和股四头肌肌力有显著的相关性^[27,28]，表明它可以反映COPD患者的运动耐量和下肢肌力水平。但是在Reychler,Gregory等人研究中发现1分钟坐立试验与6MWT在测试前后呼吸困难程度和下肢疲劳变化无显著差异，而在心率和血氧饱和度变化有显著变化，从而得出6MWT比1-minSTS的运动时心肺需求更大。有报道指出相对于1分钟坐立试验，30sSTS引起外周肌肉疲劳和运动时心率变化小，更具有优点作为评估COPD患者运动耐量的方法^[25]。

在上述三种坐立试验中，虽然1min-STS与FTSST和30sSTS在速度性能、体能消耗和生理需求存在明显差异，而且相较于后两者在运动时产生更高的血流动力学的需求，但其与临床测试结果有很好的相关性，总体上三者之间一致性很好

^[21]。

4. 台阶试验

台阶试验是最早由美国学者在20世纪40年代提出哈佛台阶试验，随后出现各种改良的台阶试验方法，都作为全球范围广泛用于评定心肺系统功能水平的运动负荷试验^[29]，目前台阶试验在我国主要用于成年人体质监测、学生体质健康普查以及青少年儿童的心肺机能评价等方面。范超群等人^[30]研究发现了在中青年人群中台阶试验可以作为一种评价心肺耐力有效方法进行推广应用。而吴凯等人研究指出台阶指数可以作为评估心肺功能的一个重要指标，但在评价20～59岁人群中的心肺功能效果欠佳,不能真实地反映成年人的心肺功能^[31]。王岩学者等人研究得出台阶试验的测试可信度高，其对运动效应反应的敏感性比最大耗氧量更有优势^[32]。查阅国内外相关文献，发现目前鲜有研究台阶试验应用老年人的心肺功能状态的评估，特别是慢性阻塞性肺疾病，而对于评估儿童肺部疾病的运动耐力是有临床价值的。Corso,S Dal等人^[33]研究了6分钟的台阶试验，并提出建议2-3分钟的台阶试验也可以评估COPD患者运动耐量的假设。Marc Beaumont等人^[34]在一项研究中提出了台阶试验能评估COPD稳定期患者的运动耐量，而目前国内外就3分钟台阶试验是否具有评估COPD患者运动耐量的能力尚未达成共识，还需不断地研究发现与探索。

5. 展望

目前在各大医院评估COPD患者的运动耐量仍将6MWT作为首选运动试验，但近年来不少研究发现6MWT有一定的局限性，比如所需测试时间长、需要空间大、受试者耐受性差等，这就需要探索新的测试方法来代替。台阶试验作为评估老年人心肺功能的新工具，它具有着比6MWT更简单易行、测试时间短、所占空间小、耗时耗材少特点。目前国内缺乏研究探讨台阶试验应用于评估慢性心肺疾病患者的运动耐量，展望未来台阶试验可能成为替代6分钟步行试验的新工具，被广泛应用于各大医院评估患者的心肺功能状态，特别是基层医院，具有实用性、推广性及有一定社会经济效益。

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作者简介：刁显锋（1992.02-），男，本科学历，住院医师，主研方向：COPD运动评估。