Exergame 对高心血管风险患者的影响。

心血管 (CV) 疾病是全世界过早死亡和发病的主要原因。 众所周知,年龄、性别、高血压、血脂异常、糖尿病和吸烟是导致心血管疾病的主要危险因素[1]。 最近的研究已经确定了许多其他 CV 风险因素及其标志物。 其中，心肺适能 (CRF) 和内皮功能障碍是发生 CV 疾病风险的有力预测因子 [2, 3]。 此外，心外膜脂肪组织是一种内脏脂肪，堆积在心脏的心外膜，最近被认为是心血管风险的新指标[4, 5]。

众所周知，定期锻炼（身体活动）可通过改善健康相关的健康状况来有效预防和治疗 CV 危险因素 [6]。 尽管定期锻炼对健康有益，但许多具有 CV 风险因素的患者往往由于缺乏时间、动力或兴趣等原因不参加定期锻炼。

近年来，由于游戏和虚拟现实程序的技术进步，开发了一种称为 exergame 的新锻炼程序。 Exergames 是一种交互式视频游戏，它通过要求整个身体的运动来提供增加身体活动的机会[7]，并且被证明是一种替代的锻炼方式。 此外，运动游戏还用于对抗儿童肥胖症[8]、提高老年人的身体机能[9]，并促进中风后运动康复[10]。 然而，只有少数研究调查了运动游戏对 CV 或慢性病相关风险因素的影响。 此外，为了使运动游戏在未来作为预防和治疗心血管疾病的康复计划取得进展，有必要将其与传统的有氧运动进行比较。

因此，本研究的目的是比较运动游戏与跑步机运动对心血管高风险患者的心肺适能 (CRF)、内皮功能、心外膜脂肪、心脏代谢和人体测量参数的影响。

方法参与者和研究设计这项单中心研究得到了 Kosin 大学福音医院机构审查委员会的批准（方案编号： KUGH 2016-06-029）。 64 名 Framingham CV 疾病 10 年风险评分高于 20% 的女性患者参加了这项研究 [11, 12]。 所有参与者均自愿参与研究并签署了同意研究过程的同意书。 为了最大程度地减少由于性别差异和生理反应引起的误差，考虑到月经期间发生的荷尔蒙变化，仅招募了绝经后妇女。 纳入标准为年龄≤80 岁且在过去 3 个月内没有参加定期运动史的绝经后妇女。 排除标准是顽固性高血压、任何全身性疾病，包括严重的肝病、神经系统疾病、恶性疾病、肾功能衰竭、慢性阻塞性肺病、心脏瓣膜病、平板试验阳性、急性冠脉综合征病史、心肌梗塞或任何血运重建程序，或无法进行运动的肌肉骨骼患者。 患者被随机分为运动游戏 (EG: n=22)、跑步机 (TM: n=22) 或对照组 (n=20)。

在 3 个月的培训前后，所有受试者都接受了为期两天的测试。 第一次就诊时，在禁食 8 小时后获取受试者的身高、体重、腰围 (WC)、血液样本和血压 (BP)。 在第二次就诊时，在禁食 4 小时后进行了肱动脉血流介导的扩张 (FMD)、通过超声心动图测量的心外膜脂肪厚度 (EFT) 和 CRF 测试。 此外，要求受试者在所有测试前 24 小时内避免过度运动、暴饮暴食和摄入咖啡因。

使用跑步机测试方案评估心肺健康 CRF [13]。 该测试是在可编程跑步机（GE CASE T2100；GE Medical Systems，Milwaukee，WI，USA）上使用 Ramp 协议进行的，直到在温度受控的房间（21-23°C）中筋疲力尽。 用 12 导联心电图系统连续监测心律。 使用自动化设备（Suntech Tango；Suntech Medical，Morrisville，NC，USA）进行 BP 监测。 使用计算机化系统（Cosmed K4b2，Cosmed Ltd.，罗马，意大利）测量通气量 (VE)、摄氧量 (VO2) 和二氧化碳输出量 (VCO2)。 当受试者的额定感知运动量 (RPE) 大于 17、呼吸交换比大于 1.05、尽管工作量增加但氧气摄入量已达到稳定状态或受试者要求终止测试时，就会终止测试。 记录的最高氧气摄入量定义为每个人的 VO2 峰值。

根据现行指南 [14]，在肱动脉中测量了流量介导的扩张 FMD。 在受试者以仰卧位充分放松 10 至 20 分钟后，测量基线值。 使用 10 MHz 线性阵列换能器探头进行二维超声检查（Vivid 7；通用电气公司，挪威霍滕）。 基线测量后，通过在前臂上将气动袖带充气至 180-200 mmHg（比 SBP 高 50 mmHg）五分钟来诱导反应性充血。 对于肱动脉的峰值直径，在袖带突然放气后 40-60 秒记录直径。 由反应性充血引起的 FMD 百分比表示为相对于基线的变化（%FMD = 100 × [充血后的直径-基线直径]/基线直径）。 在体表心电图R波的峰值处，在两次心跳中每个直径测量3次，取平均值进行最后分析。

心外膜脂肪厚度心外膜脂肪组织是通过超声心动图评估 EFT 来测量的[15]。 EFT 的超声心动图评估定义为心肌外壁和心包脏层之间的无回声空间。 使用 3.5 MHz 换能器（Philips iE33，Philips Medical Systems，Bothell，WA，USA）对受试者进行左侧卧位的标准二维超声心动图检查。 超声心动图EFT测试是在3个心脏周期中从收缩末期的右心室游离壁垂直进行的。 EFT 测量的主要问题之一是测量位置的不一致。 因此，在本研究中，通过考虑胸骨旁长轴、胸骨旁短轴和顶端 4 腔视图的平均值来记录 EFT 值。 此外，为了尽量减少先验和事后分析中的观察偏差，研究人员对基线值不知情。

锻炼训练 EG 组使用 Exer Heart 设备（D&J Humancare，韩国首尔）进行锻炼，该设备由跑/跳板和连接到板上的屏幕组成（图 1）。 锻炼程序“Alchemist's Treasure”是一款基于跑步的锻炼游戏，根据用户的动作移动化身，并用于锻炼环节。 《炼金术士的宝藏》是一款游戏，用户通过听着刺激的音乐，利用练习板上的前后左右传感器，跟随虚拟形象奔跑，躲避障碍物，赢取物品（图2）。 被试者可以通过调节板上的行走或奔跑速度来控制化身运动的快慢。 此外，Exer Heart 游戏不会伤害关节，因为活动是在运动板的柔软材料上进行的。

由于程序的特点，exergame不能像跑步机运动一样通过固定速度和倾斜度来持续保持强度。 另一方面，exergame 的最大优势是乐趣。 为了让患者享受运动游戏，本研究并未强制执行运动强度。 因此，在训练期间，患者每天以自选配速锻炼40分钟。 相反，我们通过监测心率（Polar RS400sd；美国密歇根州麦迪逊海特）来监测个人运动强度，并记录运动训练期间的静息心率、最小心率、最大值和平均心率。 患者的静息心率为每分钟 79 ± 12 次 (bpm)，最小心率为 98 ± 26 bpm，最大心率为 153 ± 28 bpm，平均心率为 120 ±19。 根据美国运动医学会 (ACSM) 的指南，exergaming 的运动强度范围在心率储备的 42% 到 82% 之间。

TM 组包括以 60-80% 的心率 (HR) 储备步行或慢跑 40 分钟。 使用 Karvonen 方法确定运动强度目标 HR = [运动强度 × (HRmax - 静息 HR)] + 静息 HR。 使用心率监测器（Polar RS400sd；美国密歇根州麦迪逊海特）在每次会议期间记录心率。 对照组被要求在 12 周内保持正常的体力活动水平。

运动训练在甲信大学福音医院U-Healthcare Center进行。 所有受试者均在主任的专家监督下进行运动训练，并训练在运动训练期间如有任何异常症状立即通知主任，并在需要时咨询医生。 对于 EG 和 TM 组，运动训练包括 5 分钟的热身、40 分钟的主要运动和 5 分钟的放松。 经过必要的 2 周初始调整期后，每周进行 3 次运动训练，持续 12 周。 未完成 12 周锻炼计划 80% 以上的受试者被排除在本研究之外。

统计分析所有值均表示为平均值±标准偏差（SD）。 我们对类别类型变量使用了卡方检验。 配对 t 检验用于比较每组 12 周运动干预后的基线和数据。 使用具有重复测量（组×时间）的单因素方差分析来比较组间数据。 进行 Bonferroni 事后分析以评估组间差异。 皮尔逊相关性用于评估变量之间的关系。 统计显着性设置为 p<0.05。 对于统计分析，使用了 SPSS 21.0（SPSS，芝加哥，伊利诺伊州，美国），一种适用于 Windows 的统计程序。