脊柱关节炎的心肺健康评估

脊柱关节炎 (SpA) 是一种影响骶髂关节、脊柱和周围关节的慢性炎症性疾病，通常在 45 岁之前发病。 患病率约为 1.5%，与人群中 HLA-B27 基因型的分布相关。 大多数未经治疗的患者最终会出现脊柱活动受限、疼痛、身体功能下降和疲劳。 生活质量、发病率和工作能力严重受损的可能性相当大。 运动是 SpA 患者治疗的基石，研究表明，监督下的高强度间歇训练与生物免疫调节治疗对疾病活动具有同样的积极作用。 炎症性关节疾病的合并症发病率很高，例如由传统和非传统危险因素驱动的心血管疾病（CVD）。 CVD是包括SpA在内的炎症性关节疾病患者过早死亡的重要原因。肥胖和体力活动水平较低等传统CVD危险因素，加上全身炎症等非传统危险因素是关键的致病因素。

对于 SpA 患者来说，心肺健康是全因死亡率和预期寿命的有力预测因素，改善心肺健康似乎可以定量降低心血管疾病的风险。 测量个人心肺健康的黄金标准以峰值耗氧量 (VO2peak) 表示，被认为是大肌肉群最大程度运动（例如跑步、骑自行车或游泳）期间的直接气体交换测量。 然而，直接气体交换测量非常耗时，需要技术仪器和高技能人员，因此通常使用估算更方便。 为了进行最大运动测试来测量正确的摄氧量峰值水平或估计正确的体能水平，参与者必须愿意并且有能力在技术人员的加油帮助下推动自己，否则摄氧量峰值将被低估。 因此，很明显，所执行的测试的结果取决于所执行的最大努力。

修改后的 Balke 方案是跑步机上最大心肺运动测试 (CPET) 中常用的方案。 根据该协议，工作量会因倾斜度的增加而增加，最多可达 15%。 如果参与者能够进一步增加工作量，则增加跑步机的速度直到参与者精疲力竭。 通过间接测试，VO2peak 根据力竭时间 (TTE)、跑步机的倾斜度和跑步机的速度来估算。 间接测试需要可调节坡度的跑步机、心率监测器和秒表。 直接 VO2 测量是通过 Hans Rudolph 面罩对吸气和呼气的每次呼吸气体交换进行测量，并使用运动肺量计系统进行直接分析。 直接气体测量需要昂贵且精密的设备以及训练有素的人员来执行测试，这在许多门诊诊所中并不标准。 因此，对于参与者和卫生人员来说，间接测试更便宜、更省时，使其成为比直接测量的气体交换更容易进行的心肺健康测试。 据我们所知，身体机能的间接估计尚未通过使用改良 Balke 方案对 SpA 患者进行的直接气体测量进行验证。

假设和研究问题 研究人员假设最大 CPET 估计的 VO2peak 与 SpA 患者通过直接气体测量测得的 VO2peak 密切相关。

测试针对最大 CPET 的改良 Balke 方案 所有参与者都被要求在测试前 2 小时内不要进食，并在测量开始前排空膀胱。 在 CPET 之前，参与者将熟悉跑步机行走，并以 1.5% 的坡度进行 5 分钟的热身。 CPET 的输出设置为 4.5% 坡度和估计输出水平（不健康女性 4.3 km*h-1；不健康男性/正常女性 4.7 km*h-1；健康女性/正常男性 5.3 km*h-1；健康人 5.3 km*h-1)。 坡度每分钟增加 2%，当坡度达到 15% 时，跑步机的配速每分钟增加 0.3 km*h-1，同时坡度保持恒定（15%），直到参与者筋疲力尽。 当参与者达到精疲力尽并且尽管测试技术人员口头鼓励仍无法继续测试时，测试就完成了。 如果测试技术人员观察到异常和/或不利的测试值或患者请求停止，则协议在耗尽之前终止。 Borg RPE ≥ 18、VO2 平台（两次平均 30 秒连续测量）、呼吸交换比的年龄和性别特定参考值、高于年龄参考的血乳酸以及最大心率在年龄预测最大值的 90% 以内（211- (0.64*年龄) 用于验证 CPET 作为测试终止时的最大 CPET。 不满足 4 项要求中至少 2 项的参与者将被排除在分析之外。

计算

对于间接估计，最大 CPET 数据 TTE、倾斜度和速度用于计算 VO2peak。 将使用两个方程进行间接计算：

ACSM 方程：

摄氧量峰值 = (0.1 * 速度 (m*s-1) + (1.8 * 速度(m*s-1) * 倾斜度 (%)) + 3.5

HUNT3 方程：

男性：24.24 + (0.599 * 倾斜度) + (3.97 * 速度) - (0.122 * 体重) - (0.126 * 年龄) 女性：17.21 + (0.582 * 倾斜度) + (3.317 * 速度) - (0.116 * 体重) - (0.099 * 年龄) 将比较两个公式，并根据直接 CPET 和 Kondiskalkulatoren（世界健身水平）的非运动公式验证这些计算结果。

测量 CPET 将在带有 12 导联 ECG 的跑步机上进行，并通过改进的 Borg RPE (6-20) 进行缩放。 在测试开始前测量血压 (mmHg)，并在测试过程中每隔一分钟测量一次血压。 在 CPET 期间连续测量心率，每分钟报告一次 Borg RPE。 HRpeak 与其发生的时间点一起记录。 在CPET之前测量身高（米）、体重（公斤）以及臀围（厘米）和腰围（厘米）。 身体成分通过生物电阻抗分析 (BIA) 进行测量。

将根据指南通过肺活量计评估肺功能，并通过最大呼气流量循环的 3 次尝试记录用力呼气量 (FEV1 L)、用力肺活量 (L) 和峰值呼气流量 (L/min)。 最大通气量（MVV，L/min）将通过 12 秒的快速深呼吸来测量两次。 如果技术较差，MVV 将估计为 FEV1 * 37.5。 气体交换是通过 Hans Rudolph 双向面罩使用逐次呼吸气体分析系统来测量的。 VO2max 定义为两个 30 秒样本的稳定 VO2，VO2peak 定义为测试期间测得的最高 VO2。

在测试完成后 60 秒内测量指尖少量血液样本中的血乳酸浓度，以评估厌氧过程的水平。 在 CPET 之前测量指尖的少量血液样本中的 CRP，以进行 ASDAS 计算。