平板运动试验的临床应用
平板运动试验的临床应用
石亚君
中国人民解放军总医院（301医院）
1932年，Goldhammer等首先提出心电图运动试验可作为冠状动脉供血不足的辅助诊断方法，标志着运动心电图真正应用于临床诊断冠心病的开始。1971年，Bruce认识到运动心电图在心肌缺血中的诊断价值，进行了极量运动试验研究，提出Bruce方案。1980年，心脏介入技术的发展肯定了运动心电图对心肌缺血的诊断价值。
目前平板运动试验主要的临床应用：
1）诊断冠状动脉缺血性心脏病；
2）已知或可疑冠心病患者的严重程度、危险性和预后的评价；
3）急性心肌梗死早期危险性评估；
4）特殊人群的评价：性别、年龄、其它心脏疾病或冠状动脉重建患者等。
现行ACC/AHA 缺血性心脏病管理指南与放射性心脏成像适用标准建议：若患者能够运动并完成静息心电图检查，则应将运动负荷心电图作为初始检查策略。
正确对运动心电图作出分析，并发出规范的报告，对临床医师诊断或评价患者疾病有及其重要意义。
平板运动试验的可靠性
平板运动试验已成为评价心肌缺血、诊断冠心病的主要无创性检测方法。众多研究发现，平板运动试验结果多与冠脉造影病变相吻合，结果可靠。运动试验对于管径狭窄≥60％的冠脉病变诊断的预测敏感性为61％，特异性为73％，在冠脉单支、两支和三支/左主干病变诊断的敏感性分别为68％、81％、81％，特异性分别为77％、66％、53％，假阳性率分别为57％、34％、8％，其中左主干的假阳性率仅1％，在单支病变中，运动试验诊断左前降支病变的敏感性最高，右冠脉病变其次，最低为左回旋支病变。
一项纳入147项研究的荟萃分析（n=24047）显示：运动心电图检测冠脉疾病的敏感性68％，特异性77％。静息ST段压低、使用地高辛及左室肥厚伴复极化异常可使其特异性降低。轻度单支血管病变可降低其敏感性。临床实践中，医生对运动负荷心电图的应用往往不够充分，尽管负荷心肌成像可以提供有效的诊断及预后信息，但运动负荷心电图变量有助于危险分层。
本文着重介绍运动心电图的分析指标及方法，主要从以下八项指标阐述。
一、临床症状
根据患者在运动过程中的临床症状进行初步判断。注意：1）运动过程中要不断询问患者有无胸部不适，并观察患者有无异常反应；2）如ST段压低伴典型胸痛者则强烈提示冠心病可能；不伴有胸痛者预后好，冠脉病变程度轻；3）如出现呼吸困难、紫绀、头晕、眼花、步态不稳、缺血性跛行提示心排出量不足，组织低灌注，需终止试验。
病例分析1
男性，56岁。运动中有室性早搏，运动6分50秒至运动结束后11分50秒Ⅱ，Ⅲ，AVF，V3-V6导联ST段水平型，下斜型下降0.10-0.23mv，持续15分.自觉喉咙发紧，经吸氧，含服硝酸甘油后逐渐恢复，aVR导联ST段抬高大于1mm.平板运动试验下壁，侧壁，前侧壁阳性。
2011年5月19日住我院心内科三病区，5月20日行冠脉造影示：前降支近中段弥漫性狭窄85％，植入支架一枚；前降支远段狭窄轻度肌桥形成，约20％；回旋支中段弥漫性狭窄90％，植入支架一枚；右冠中段阶段性狭窄50％。左主干未见明显狭窄。
二、血压
运动中血压反应包括以下三种：正常反应、低血压反应和显著血压升高。
1 正常反应：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。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。
2 低血压反应：收缩压升高不足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，多由于严重 冠心病人心肌缺血致心功能减低引起。
当患者出现低血压反应时，需考虑以下情况：
1）正常女性尤其是精神焦虑，交感神经活力过高者，在运动试验的初期3min内，常有短暂的收缩压降低，多同时伴有心率减慢，而在随后的运动期间收缩压即开始升高呈现正常的血压反应。
2）健康人在高运动负荷或接近极量心率时，部分人亦可出现短暂性血压下降，偶尔下降可大于10mmHg，如不伴有其他心肌缺血的表现，则可能是正常的血压反应。
3）在应用β受体阻滞剂，钙离子拮抗剂或其他心血管扩张剂者，运动中的低血压反应是较普遍的，而无诊断意义。
除外上述正常变异，心肌病，瓣膜病及高血压、预激综合征，左束支传导阻滞等假阳性心电图指标，运动期出现的低血压反应 ，则是冠心病的重要依据。
3 显著血压升高：运动试验期间收缩压升高至大于220mmHg。异常血压升高的临床意义尚不确切，但运动试验中收缩压大于220mmHg应是终止运动的指标。
三、心率
运动试验中及恢复期心率相对较快，多见于外周阻力降低、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；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。运动停止后最初1min心率≤18次/分或运动后最大心率与运动终止2min后心率的差值≤22次/分为异常，是预测病死率的一个强有力的因子；血压心率乘积可预测三支或左主干病变的可能性。
病例分析2
男性，36岁。平板运动试验下壁、侧壁可疑阳性。运动结束后2分钟内心率恢复5次/分。冠脉造影示前降支近中段弥漫性狭窄75％，第一对角支开口处局限性狭窄80％；回旋支近中段弥漫性狭窄85％；第一钝缘支弥漫性狭窄最重90％；右冠远段弥漫性狭窄70％；左室后支闭塞。对回旋支、第一钝缘支进行介入治疗。
既往研究发现，运动结束后1min内心率恢复的减小与6年死亡相对风险的增加成正比。
病例分析3
男性，67岁，拟行平板运动试验检查，运动前心率较慢，约40次/分，患者无规律锻炼身体生活史，考虑为心源性。建议其行动态心电图监护后：出现交界性逸搏心律，心室率进行性降低，后植入起搏器。
四、运动耐量
运动耐量为受试者在运动试验中所能达到的最大运动量，是反映冠脉严重程度的一项重要指标，是预测病死率强有力的因子。用METs作为运动量的计量单位。一般认为最大运动量女性＜5METs，男性 ＜7METs为异常。
METs＜7的患者发生严重左室缺血的风险是METs＞10者的18倍。
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。
病例分析4
患者男性，59岁，既往有高脂血症、高血压4年，吸烟40年，30支/天。运动前心电图：窦性心律，心电图不正常ST。患者因右上腹点痛拟行胃镜检查，行常规心电图检查时，出现心电图ST段稍有改变，行运动试验。运动1’50’’至运动结束后11’50’’，II、III、aVF、V4—V6导联ST段水平型、下斜型下降0.05-0.33mv，持续16’00’’， 运动结束后2’50’’ ，V2、V3导联ST段水平型下降0.05-0.24mv，运动结束后3’50’’至8’50’’，V3导联ST段水平型下降0.035-0.105mv，持续6’，自觉右腹隐痛，aVR导联ST段抬高大于1mm。运动时间4’05’，未达到次极量目标心率，最大心率114bpm，METS：5.90。运动试验结果：下壁、前壁、前侧壁强阳性。冠状动脉造影结果：左主干局限性狭窄75％，前降支近中段弥漫性狭窄85％，回旋支远段弥漫性狭窄85％，右冠近段闭塞100％，结论：左主干+三支病变 转搭桥治疗。
五、心电图变化
（一） ST段压低：
运动引起的ST段下降，是常见的心电图异常，最常见的病因是冠心病心肌缺血，是运动试验时最重要的检测项目的。
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；恢复期ST段压低也与冠心病的严重程度相关。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＜1.5mm应视为正常。
QRS起点作为基线点，以J点后60ms或80ms处，ST段水平型及下斜型下降≥0.10mV，持续2min以上有意义。ST段上斜型下降≥0.20mV，有意义。原有ST段下降者，运动引起ST段在原有基础上再下降≥0.10mV，持续2min以上，有意义。ST段下斜型较水平型压低更有意义；运动前已存在ST段基线异常者，运动诱发ST的压低特异性低。
静息ST段压低＜1mm可增加检查敏感性，但降低特异性，不改变整体的准确性。
（二）ST段抬高：
无病理性Q波的导联出现ST段抬高≥1.0mm(V1及aVR导联除外)，被认为是异常反应。
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，意义不同。
1 运动诱发ST段抬高多见于有Q波的的V1、V2导联。
2 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。
3 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。
4 国内外研究表明，运动诱发aVR导联ST段抬高是左主干病变或急性冠脉综合症前降支近段严重狭窄的重要预测因子，且提示预后不良。当aVR伴V1导联ST段抬高，预测左主干病变。
5 ST段快速恢复可能意味成像检查结果阳性可能性低，或表示患者预后情况良好。
病例分析6
患者男性，57岁。临床诊断：冠状动脉粥样硬化性心脏病 不稳定心绞痛 冠状动脉支架植入术后；高血压3级（极高危）；2型糖尿病
运动试验心电图分析：运动前：窦性心律，心电图正常范围。运动至4´09´´时V1-V5时导联ST段抬高，终止试验，立即给予吸氧、含服硝酸甘油，在此过程中ST段继续抬高，最大幅度0.415mV，恢复期II、III、avF导联ST段抬高，伴有胸痛。运动结束即刻4′09″至运动结束后3′50″，V2～V5导联ST段抬高0.01-0.415mV，持续4’19”，同时伴有V2～V4导联T波高尖。运动结束后0′50″至1′50″II，III，aVF导联ST段抬高0.10-0.14mV，持续3’。该患者运动4:09，目标心率的62％,METS:5.90.
运动试验心电图报告：平板运动试验前间、前壁、下壁阳性。
冠状动脉造影结果：2009年出现症状加重，于我院行冠脉造影检查提示：前降支近中段支架内弥漫性狭窄，狭窄程度约90％，植入支架一枚。
病例分析7
患者男性，60岁。临床诊断：冠状动脉粥样硬化性心脏病 不稳定型心绞痛；高血压病3级（极高危）；甲状腺切除术后；高脂血症 。
7月9日运动试验心电图分析：运动前：窦性心律，局限性右束支阻滞。运动结束即刻7′42″至运动结束后2′50″， V1～V5导联ST段抬高0.045-0.435mV，持续3’52” 。运动结束后2’50”至4’50”， II、III、avF、V4-V6导联压低0.04-0.205mV，持续3’。该患者运动7:41，目标心率的80％,METS:9.50.
运动试验心电图报告：前间壁、前壁、下壁阳性。遂急诊收入我院。7月12日行冠状动脉造影。
病例分析8
患者男性，54岁，主因憋气来院就诊，既往有高脂血症，吸烟20年，20支/天。运动前心电图：窦性心律，心电图不正常ST。
运动1’11’’时ST段上斜型下降明显，立即终止运动试验。患者自觉胸闷。运动0’50’’至运动结束后8’50’’，II、III、aVF、V2—V6导联ST段上斜型下降0.05-0.205mv(在原有基础上)，持续10’21’’，aVR导联ST段抬高大于1mm，含硝酸甘油后ST段逐渐回至基线，运动时间1’11’，未达到次极量目标心率，最大心率103bpm，METS：3.10.运动试验结果：下壁、前壁、前侧壁阳性。
冠状动脉造影结果：左主干全程弥漫性狭窄，最重95％.植入支架一枚。
病例分析9
男性，38y，170cm/80kg，冠心病；饮酒少量。运动心电图如下图
运动试验结果：
运动时间：0.50
METS: 2.40
最高心率：95（50％）
结果：运动0：50时，V3-V6导联ST段在提早复极基础上抬高0.05mv左右，询问患者，诉胸前区稍有不适，立即终止试验；平板运动试验前侧壁、前壁阳性；平板运动试验前侧壁、前壁阳性。
提示：正常早期复极时，心率加快J点下移，否则提示缺血性改变。
（三）T波改变
主要是运动引起一过性巨大高耸T波，是急性心内膜下心肌缺血的反应。
（四）Q－T间期3
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间期缩短，冠心病患者运动使QTc间期延长或不变。
（五）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。有些情况下U波倒置是运动试验中唯一的异常改变。静息ECG正常，运动诱发U波倒置提示心肌缺血病变在左前降支近端或左主干，能更好地反应心肌缺血的存在。
六、心律失常
（一）室性早搏：室性早搏是运动中最常见的心律失常。
正常人在心率很快的阶段可出现偶发室早，常起源于右室，一般随体力活动的进展而消失。冠心病人在心率并不很快时出现室性早搏者较正常人多，多起源于室间隔或左室。
运动中多源、频发或呈联律的室性早搏死亡率明显增加。在冠心病的高危人群，可将这类早搏看作冠脉病变的确切诊断指标。
运动后发生的室性早搏则是良性的，没有运动期间发生的室早重要。运动诱发心绞痛发作，同时出现严重室性心律失常，即使无ST段的改变也应视为存在心肌缺血。
病例分析10
男性，51岁，运动结束后出现频发室性早搏。
（二）预激综合征：
运动可诱发、终止或不干扰预激综合征患者异常的房室传导。运动常不能阻止异常的房室传导，但如果能阻止的话提示旁道的不应期长，这些病人发生室速的危险小。运动如不干扰已存在的异常房室传导，运动试验可发现明显的ST段的压低，但这种情况并不代表心肌缺血。
尽管认为运动是诱发预激综合征患者发生心动过速的原因，但运动中或运动后发生心动过速者并不多见。部分预激综合征运动中转变为正常传导。
病例分析11
女性，58岁，运动结束后恢复期2：20出现室上性心动过速。运动前后出现间歇性心室预激波。
病例分析12
男性，46岁。临床诊断：胸痛待查 冠心病？；高血压病Ⅲ级 极高危；高脂血症；心律失常 预激综合征 。
运动试验心电图分析：运动前：窦性心律，心电图不正常T，左心室高电压。运动中：5′50″至运动结束即刻9′12″，Ⅱ、Ⅲ、aVF、V4～V6导联ST段上斜型、水平型下降0.03～0.23 mV，持续4′22″。该患者运动9：12，目标心率的81％，METS：10.40。
运动试验心电图报告：前侧壁阳性、下壁可疑阳性
当地医院冠脉造影示：前降支开口70％狭窄、前降支中段心肌桥。
（三）束支阻滞：运动可诱发束支阻滞。运动前存在的束支阻滞可在运动中消失。运动诱发频率依赖性室内阻滞，之后可能在静息状态出现慢性阻滞。
1 存在左束支阻滞时，运动心电图难以评价心肌缺血，运动中心率在125次／分以下时出现左束支阻滞伴典型心绞痛者提示与冠心病相关。心率大于125次／分时出现左束支阻滞多见于冠脉正常的人群。有报道左束支阻滞在运动中可正常化。
左束支阻滞患者进行运动心电图检查时假阳性结果发生率高，因此需要新增成像检查。
2 运动心电图在右束支阻滞患者中的效果不明确。
除V1、V2导联（其ST段压低）外，已有的右束支阻滞不影响运动试验结果。
当窦性心率达到某一阈值时出现频率相关的传导阻滞现象，应注意室内阻滞与室速的鉴别。
病例分析13
患者男性，68岁，既往有高血压3级，II型糖尿病。运动前心电图：窦性心律，心电图正常。运动1’50’’至运动结束后0’50’’，出现完全性左束支阻滞，运动结束后2’50’’至运动结束后5’50’’，II、III、aVF、V4—V6导联ST段水平型、下斜型下降0.045-0.075mv，持续4’00’’。运动时间2’39’’，未达到次极量目标心率，最大心率134bpm，METS：4.60。运动试验结果：下壁、前侧壁阳性。
冠状动脉造影结果：前降支近中段弥漫性狭窄80％，回旋支开口局限性狭窄80％，远段弥漫性狭窄80％，右冠全程弥漫性狭窄80％，行介入治疗。
（四）房室阻滞：运动中交感张力高，尤其在健康年轻人，随窦性心率的增加PR间期缩短（0.10或 0.11秒）。运动后期或恢复期可出现Ⅰ度房室阻滞。
运动诱发二度Ⅰ型房室阻滞者少见。
运动诱发二度Ⅱ型房室阻滞的意义尚不清楚，也可能是频率依赖性的，当窦性心率达一定水平时出现，也可能提示存在潜在的严重传导系统疾患。一旦出现二度房室阻滞应终止试验。
静息状态下存在的获得性完全性房室阻滞是运动试验的禁忌征。先天性完全性房室阻滞，如未合并严重先天性异常可进行运动试验，运动可使其心房激动下传。运动试验中出现长间歇的窦性静止多发生于严重心肌缺血的心脏病人。
（五）室上性心律失常：房性早搏可出现于正常或有病的心脏。运动诱发的短暂的房颤、房扑可出现于1％的个体，可见于健康人或风湿性心脏病、甲亢、心肌病和预激综合征患者。
运动诱发的阵发性交界性心动过速较少见。
运动诱发的室上性心律失常多与肺部疾患、近期饮酒、过量摄入咖啡因有关，其本身与冠心病关系不大。
病例分析14
女性，50岁，运动后室性早搏诱发室上性心动过速。
七、Duke活动平板评分（DTS）
Duke活动平板评分是根据运动时间、ST段压低和活动中心绞痛程度来进行危险分层的指标。
Duke评分=运动时间（分）-5×ST段下降（mV）-（4×心绞痛指数）
心绞痛指数：0：运动中无心绞痛，1：运动中有心绞痛，2：因心绞痛需中止运动
Duke评分：≥+5分低危，1年病死率0.25％；-10-+4分中危，1年病死率1.25％；≤-10分高危，1年病死率5.25％；75岁以上老年人，Duke评分可能受影响。
入选了1759例非心衰的男性退伍军人，平均年龄57 +/- 12岁；平均随访5.4年。
研究证实：1）排除混杂因素后，心率血压乘积（RPP）是心源性死亡的强预警因子（ Wald Z-score -3.84, p <0.001）；2）将RPP 与年龄以及Duke评分的组成部分逐一引入Cox风险回归模型，只有RPP 与年龄入选（ p <0.00001）；3）应用Cox系数，建立新的评分模型[age - DTS - 3 x (RPP/1,000)] 。其用于评估心源性死亡的AUC面积为0.84，远远高于DTS的0.76；4）加入RPP 与年龄的DTS具有更好地预后评估价值。
八、特殊人群
（一）女性
运动心电图在女性中的准确性较低，荟萃分析显示运动心电图在女性中的敏感性及特异性分别为61％与70％，在男性中为68％与77％。
（二）糖尿病患者
运动心电图在糖尿病与非糖尿病患者中的诊断准确性及预后预测价值相似。但对高危患者（运动耐受性差、肾病、血管疾病或静息心电图异常）而言，心脏成像检查有助其风险分层。
（三）老年人
尽管指南并没有将年龄作为应用运动心电图的考虑因素，但老年人运动功能受限且多存在合并症，因此可能更适用药物负荷成像检查。
小结
衰老与疾病是人类必须面对的两大问题，心血管系统的老化与冠心病病理改变的叠加，使老年冠心病的诊断与治疗更趋复杂化。
平板运动试验作为冠心病的无创检测手段之一，运动过程中，由于老年人心血管系统的代偿能力是有限的，容易出现心功能不全、血压过度增高或跌伤、晕厥等。行检查时更应注意安全性。
正确分析、评估运动试验的运动时间、最大MET值及运动峰值的最高收缩压，对于直到临床诊断冠心病及心脏康复均有重要的意义。
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