亚急性期脑卒中患者心肺适能预测模型的构建及验证

doi:10.3877/cma.j.issn.2095-123X.2025.01.003

目的

构建亚急性期脑卒中患者心肺适能（CRF）-峰值摄氧量（VO_2peak）预测模型并验证其效果。

方法

选取自2023年10月至2024年6月在中国康复研究中心北京博爱医院康复科进行康复治疗的轻度及中度脑卒中患者进行前瞻性研究。根据心肺运动试验（CPET）结果，将VO_2peak≥15 mL/（kg·min）定义为CRF良好组，＜15 mL/（kg·min）定义为CRF较差组。比较2组患者的临床资料，采用多因素Logistic回归分析筛选脑卒中患者VO_2peak的影响因素。按照7∶3的比例随机将患者分为训练集和内部测试集，训练集用于构建基于Logistic回归的预测模型，通过内部测试集验证模型的预测效果。

结果

共纳入80例患者，其中CRF良好组41例，CRF较差组39例；训练集56例，内部测试集24例。2组患者的下肢Brunnstrom分期、Fugl-Meyer运动功能评定量表（FMA）、改良Barthel指数、功能性步行能力量表、6-min步行试验距离比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。多因素Logistic回归分析结果显示FMA评分是VO_2peak的独立影响因素（P=0.038）。构建的预测模型在内部测试集中表现出良好的预测效果，受试者工作特征曲线下面积为0.745（95%CI：0.536～0.954），灵敏度为54.5%，特异度为92.3%。

结论

构建基于FMA评分预测亚急性期脑卒中患者CRF-VO_2peak的预测模型，有助于临床早期识别低VO_2peak患者，制定个性化康复计划。

关键词: 脑卒中, 心肺适能, 峰值摄氧量, Fugl-Meyer运动功能评定量表, 预测模型

Objective

To construct a predictive model of cardiorespiratory fitness （CRF） - peak oxygen uptake （VO_2peak） in stroke patients in the subacute phase based on influencing factors and to validate its effectiveness.

Methods

Mild and moderate severity stroke patients who underwent rehabilitation in the Neurorehabilitation Department of Beijing Boai Hospital from October 2023 to June 2024 were selected for prospective study. Based on the results of cardiopulmonary exercise test （CPET），VO_2peak≥15 mL/（kg·min） was defined as the good CRF group， and ＜15 mL/（kg·min） was defined as the poor CRF group. The clinical data of 2 groups were compared， and multifactorial Logistic regression analysis was used to screen the influencing factors of VO_2peak in stroke patients. The patients were randomly divided into a training set and an internal test set according to the ratio of 7∶3. The training set was used to construct a prediction model based on Logistic regression， and the prediction effect of the model was verified by the internal test set.

Results

A total of 80 patients were included， including 41 patients in the good CRF group and 39 patients in the poor CRF group， 56 patients in the training set and 24 patients in the internal test set. The lower limb Brunnstrom staging， Fugl-Meyer assessment scale（FMA）， modified Barthel index， functional walking ability scale， and 6-min walk test distance comparison，the differences were statistically significant （P＜0.05）. The results of multifactorial Logistic regression analysis showed that FMA score was an independent influence on VO_2peak （P=0.038）. The constructed prediction model showed good predictive effect in the internal test set， with an area under the receiver operating characteristic curve of 0.745 （95%CI： 0.536-0.954）， a sensitivity of 54.5%， and a specificity of 92.3%.

Conclusion

Constructing a prediction model for predicting CRF-VO_2peak in stroke patients in the subacute stage based on FMA scores helps to identify patients with low VO_2peak early in the clinic and formulate personalized rehabilitation plans.

Key words: Stroke, Cardiorespiratory fitness, Peak oxygen uptake, Fugl-Meyer assessment scale, Prediction model

表1 CRF良好组和CRF较差组患者的临床资料比较

Tab.1 Comparison of clinical data between good CRF group and poor CRF group

因素	CRF良好组（n=41）	CRF较差组（n=39）	t/χ ²/ Z 值	P 值
年龄（岁，Mean±SD）	51.32±13.50	54.13±13.35	0.936	0.352
性别［例（%）］			0.155	0.694
女	7（17.1）	8（20.5）
男	34（82.9）	31（79.5）
患病类型［例（%）］			0.154	0.695
脑梗死	29（70.7）	26（66.7）
脑出血	12（29.3）	13（33.3）
患病时间［d，M（P₂₅，P₇₅）	65（51.5，101）	80（58，134）	-1.829	0.067
BMI［kg/M2，M（P₂₅，P₇₅）］	25.71（23.25，27.36）	25.16（22.55，26.85）	-0.082	0.935
FMA评分［分，M（P₂₅，P₇₅）	85（66.5，96.5）	51（37，87）	-3.593	＜0.001
MBI评分［分，M（P₂₅，P₇₅）	85（62.5，92.5）	65（55，80）	-2.733	0.006
FAC评分［例（%）］			13.412	0.003
2级	4（9.7）	12（30.8）
3级	15（36.6）	19（48.7）
4级	9（22.0）	3（7.7）
5级	13（31.70）	5（12.8）
β受体阻滞剂［例（%）］			3.659	0.056
使用	7（17.1）	14（35.9）
未使用	34（82.9）	25（64.1）
NIHSS评分［分，M（P₂₅，P₇₅）	3（1，4）	3（2，5）	-1.870	0.061
下肢BrunnstroM分期［例（%）			10.959	0.018
Ⅲ期	1（2.4）	7（17.9）
Ⅳ期	14（34.1）	20（51.3）
Ⅴ期	22（53.7）	7（18.0）
Ⅵ期	4（9.8）	5（12.8）
6MWD距离［M，M（P₂₅，P₇₅）］	210（123.5，357）	119（68，229）	-2.941	0.003

表1 CRF良好组和CRF较差组患者的临床资料比较

Tab.1 Comparison of clinical data between good CRF group and poor CRF group

因素	CRF良好组（n=41）	CRF较差组（n=39）	t/χ ²/ Z 值	P 值
年龄（岁，Mean±SD）	51.32±13.50	54.13±13.35	0.936	0.352
性别［例（%）］			0.155	0.694
女	7（17.1）	8（20.5）
男	34（82.9）	31（79.5）
患病类型［例（%）］			0.154	0.695
脑梗死	29（70.7）	26（66.7）
脑出血	12（29.3）	13（33.3）
患病时间［d，M（P₂₅，P₇₅）	65（51.5，101）	80（58，134）	-1.829	0.067
BMI［kg/M2，M（P₂₅，P₇₅）］	25.71（23.25，27.36）	25.16（22.55，26.85）	-0.082	0.935
FMA评分［分，M（P₂₅，P₇₅）	85（66.5，96.5）	51（37，87）	-3.593	＜0.001
MBI评分［分，M（P₂₅，P₇₅）	85（62.5，92.5）	65（55，80）	-2.733	0.006
FAC评分［例（%）］			13.412	0.003
2级	4（9.7）	12（30.8）
3级	15（36.6）	19（48.7）
4级	9（22.0）	3（7.7）
5级	13（31.70）	5（12.8）
β受体阻滞剂［例（%）］			3.659	0.056
使用	7（17.1）	14（35.9）
未使用	34（82.9）	25（64.1）
NIHSS评分［分，M（P₂₅，P₇₅）	3（1，4）	3（2，5）	-1.870	0.061
下肢BrunnstroM分期［例（%）			10.959	0.018
Ⅲ期	1（2.4）	7（17.9）
Ⅳ期	14（34.1）	20（51.3）
Ⅴ期	22（53.7）	7（18.0）
Ⅵ期	4（9.8）	5（12.8）
6MWD距离［M，M（P₂₅，P₇₅）］	210（123.5，357）	119（68，229）	-2.941	0.003

表2 影响亚急性期脑卒中患者VO_2peak的多因素Logistic回归分析

Tab.2 Multivariate Logistic regression analysis of VO_2peak in stroke patients in the subacute phase

因素	偏回归系数	标准误差	Wald 值	P 值	OR（95%CI）
常量	4.310	2.068	4.345	0.037	-
FMA评分	-0.034	0.016	4.288	0.038	0.966（0.936～0.998）
MBI评分	-0.006	0.020	0.090	0.764	0.994（0.956～1.034）
FAC评分	-0.768	0.443	3.007	0.083	0.464（0.195～1.105）
下肢Brunnstrom分期	0.086	0.454	0.036	0.850	1.090（0.447～2.656）
6MWD距离	0.003	0.004	0.667	0.414	1.003（0.995～1.012）

表2 影响亚急性期脑卒中患者VO_2peak的多因素Logistic回归分析

Tab.2 Multivariate Logistic regression analysis of VO_2peak in stroke patients in the subacute phase

因素	偏回归系数	标准误差	Wald 值	P 值	OR（95%CI）
常量	4.310	2.068	4.345	0.037	-
FMA评分	-0.034	0.016	4.288	0.038	0.966（0.936～0.998）
MBI评分	-0.006	0.020	0.090	0.764	0.994（0.956～1.034）
FAC评分	-0.768	0.443	3.007	0.083	0.464（0.195～1.105）
下肢Brunnstrom分期	0.086	0.454	0.036	0.850	1.090（0.447～2.656）
6MWD距离	0.003	0.004	0.667	0.414	1.003（0.995～1.012）

图1 亚急性期脑卒中患者心肺适能预测模型的ROC曲线 A：建模组；B：验证组；ROC：受试者工作特征；AUC：曲线下面积

Fig.1 ROC curve of cardiorespiratory fitness prediction model in patients with subacute stroke

［1］	《中国卒中中心报告2022》编写组，王陇德. 《中国卒中中心报告2022》概要［J］. 中国脑血管病杂志， 2024， 21（8）： 565-576.DOI： 10.3969/j.issn.1672-5921.2024.08.009.Writing Group for the China Stroke Center Report 2022， Wang LD. Brief report on stroke center in China， 2022［J］. Chin J Cerebrovas Dis， 2024， 21（8）： 565-576. DOI： 10.3969/j.issn.1672-5921.2024.08.009.
［2］	Baricich A， Borg MB， Battaglia M， et al. High-intensity exercise training impact on cardiorespiratory fitness， gait ability， and balance in stroke survivors： a systematic review and meta-analysis［J］. J Clin Med， 2024， 13（18）： 5498. DOI： 10.3390/jcm13185498.
［3］	Larsson P， Edvardsen E， Gay CL， et al. Cardiorespiratory fitness，physical activity， and fatigue three months after first-ever ischemic stroke［J］. Top Stroke Rehabil， 2024， 31（8）： 817-827. DOI： 10.1080/10749357.2024.2333191.
［4］	Chen X， Yin L， Hou Y， et al. Effect of robot-assisted gait training on improving cardiopulmonary function in stroke patients： a metaanalysis［J］. J Neuroeng Rehabil， 2024， 21（1）： 92. DOI： 10.1186/s12984-024-01388-9.
［5］	Kokkinos P， Faselis C， Pittaras A， et al. Stroke incidence in patients with hypertension according to cardiorespiratory fitness［J］.Hypertension， 2024， 81（8）： 1747-1757. DOI： 10.1161/hypertensionaha.124.23066.
［6］	Kim Y， Lai B， Mehta T， et al. Exercise training guidelines for multiple sclerosis， stroke， and parkinson disease： rapid review and synthesis［J］. Am J Phys Med Rehabil， 2019， 98（7）： 613-621.DOI： 10.1097/phm.0000000000001174.
［7］	Marzolini S， Wu CY， Hussein R， et al. Associations between time after stroke and exercise training outcomes： a meta-regression analysis［J］. J Am Heart Assoc， 2021， 10（24）： e022588. DOI： 10.1161/jaha.121.022588.
［8］	李键，程迎，胡丹丹，等. 脑卒中心肺适能康复研究进展［J］. 中国临床研究， 2023， 36（9）： 1397-1401， 1406. DOI： 10.13429/j.cnki.cjcr.2023.09.025.Li J， Cheng Y， Hu DD， et al. Research progress on cardiorespiratory fitness rehabilitation in stroke［J］. Chin J Clin Res， 2023， 36（9）： 1397-1401， 1406. DOI： 10.13429/j.cnki.cjcr.2023.09.025.
［9］	Lapointe T， Houle J， Sia YT， et al. Addition of high-intensity interval training to a moderate intensity continuous training cardiovascular rehabilitation program after ischemic cerebrovascular disease： a randomized controlled trial［J］. Front Neurol， 2022， 13：963950. DOI： 10.3389/fneur.2022.963950.
［10］	中华医学会神经病学分会，中华医学会神经病学分会脑血管病学组. 中国急性缺血性脑卒中诊治指南2018［J］. 中华神经科杂志， 2018， 51（9）： 666-682. DOI： 10.3760/cma.j.issn.1006-7876.2018.09.004.Chinese Society of Neurology； Chinese Stroke Society. Chinese guidelines for diagnosis and treatment of acute ischemic stroke 2018［J］. Chin J Neurol， 2018， 51（9）： 666-682. DOI： 10.3760/cma.j.issn.1006-7876.2018.09.004.
［11］	中华医学会神经病学分会，中华医学会神经病学分会脑血管病学组. 中国脑出血诊治指南（2019）［J］. 中华神经科杂志，2019， 52（12）： 994-1005. DOI： 10.3760/cma.j.issn.1006-7876.2019.12.003.Chinese Society of Neurology； Chinese Stroke Society. Chinese guidelines for diagnosis and treatment of acute intracerebral hemorrhage 2019［J］. Chin J Neurol， 2019， 52（12）： 994-1005. DOI：10.3760/cma.j.issn.1006-7876.2019.12.003.
［12］	Lyden P. Using the national institutes of health stroke scale： a cautionary tale［J］. Stroke， 2017， 48（2）： 513-519. DOI： 10.1161/strokeaha.116.015434.
［13］	毕胜，纪树荣，顾越，等. Fugl-Meyer上肢运动功能评分与上肢运动功能状态评分的响应性研究［J］. 中国康复医学杂志， 2006，21（2）： 118-120. DOI： 10.3969/j.issn.1001-1242.2006.02.008.Bi S， Ji SR， Gu Y， et al. The responsiveness of the motor status score and the Fugl-Meyer assessment scale in brain injury patients［J］. Chin J Rehabil Med， 2006， 21（2）： 118-120. DOI： 10.3969/j.issn.1001-1242.2006.02.008.
［14］	Hesse S， Konrad M， Uhlenbrock D. Treadmill walking with partial body weight support versus floor walking in hemiparetic subjects［J］. Arch Phys Med Rehabil， 1999， 80（4）： 421-427. DOI： 10.1016/s0003-9993（99）90279-4.
［15］	Brunnstrom S. Motor testing procedures in hemiplegia： based on sequential recovery stages［J］. Phys Ther， 1966， 46（4）： 357-375.DOI： 10.1093/ptj/46.4.357.
［16］	王赛华，施加加，孙莹，等. 简体版改良Barthel指数在脑卒中恢复期中的信度与效度研究［J］. 中国康复， 2020， 35（4）： 179-182. DOI： 10.3870/zgkf.2020.04.003.Wang SH， Shi JJ， Sun Y， et al. Reliability and validity of the simplified version modified Barthel index in convalescence period of stroke［J］. Chine J Rehabil， 2020， 35（4）： 179-182. DOI： 10.3870/zgkf.2020.04.003.
［17］	Chan WLS， Pin TW. Reliability， validity and minimal detectable change of 2-minute walk test， 6-minute walk test and 10-meter walk test in frail older adults with dementia［J］. Exp Gerontol，2019， 115： 9-18. DOI： 10.1016/j.exger.2018.11.001.
［18］	Pollet J， Buraschi R， Villafañe JH， et al. Gait parameters assessed with inertial measurement unit during 6-minute walk test in people after stroke［J］. Int J Rehabil Res， 2021， 44（4）： 358-363.DOI： 10.1097/mrr.0000000000000498.
［19］	Agarwala P， Salzman SH. Six-minute walk test： clinical role，technique， coding， and reimbursement［J］. Chest， 2020， 157（3）：603-611. DOI： 10.1016/j.chest.2019.10.014.
［20］	张剑，孙毅，贺靖斐，等. 心电图运动负荷试验阳性患者心肺运动试验分析［J］. 中国介入心脏病学杂志， 2019， 27（6）： 334-339.DOI： 10.3969/j.issn.1004-8812.2019.06.007.Zhang J， Sun Y， He JF， et al. Analysis of cardiopulmonary exercise test in patients with positive electrocardiogram exercise test［J］. Chin J Intervent Cardiol， 2019， 27（6）： 334-339. DOI： 10.3969/j.issn.1004-8812.2019.06.007.
［21］	钱贞，卢同波，何俊，等. 精准化运动处方对脑卒中患者心肺适能及睡眠质量的影响研究［J］. 中国全科医学， 2022， 25（20）：2468-2474. DOI： 10.12114/j.issn.1007-9572.2022.0030.Qian Z， Lu TB， He J， et al. Effect of CPET-based precisely prescribed aerobic exercise on cardiopulmonary fitness and sleep quality in stroke patients［J］. Chin Gen Prac， 2022， 25（20）： 2468-2474. DOI： 10.12114/j.issn.1007-9572.2022.0030.
［22］	Oyake K， Baba Y， Ito N， et al. Cardiorespiratory factors related to the increase in oxygen consumption during exercise in individuals with stroke［J］. PLoS One， 2019， 14（10）： e0217453. DOI： 10.1371/journal.pone.0217453.
［23］	Boyne P， Reisman D， Brian M， et al. Ventilatory threshold may be a more specific measure of aerobic capacity than peak oxygen consumption rate in persons with stroke［J］. Top Stroke Rehabil，2017， 24（2）： 149-157. DOI： 10.1080/10749357.2016.1209831.
［24］	Mohan DM， Khandoker AH， Wasti SA， et al. Assessment methods of post-stroke gait： a scoping review of technology-driven approaches to gait characterization and analysis［J］. Front Neurol，2021， 12： 650024. DOI： 10.3389/fneur.2021.650024.
［25］	Blokland IJ， Groot FP， Logt NHG， et al. Cardiorespiratory fitness in individuals post-stroke： reference values and determinants［J］.Arch Phys Med Rehabil， 2023， 104（10）： 1612-1619. DOI： 10.1016/j.apmr.2023.03.035.
［26］	Peniche PDC， Aguiar LT， Ferreira Dos Reis MT， et al. An equation with clinical applicability and adequate validity to predict the maximum oxygen consumption of individuals poststroke［J］. Arch Phys Med Rehabil， 2023， 104（5）： 769-775. DOI：10.1016/j.apmr.2022.11.005.
［27］	郭翃江，符雪彩，朱妍妍，等. 基于影响因素的老年阿尔茨海默病认知功能障碍预测模型构建及电子化认知康复训练的应用价值［J］. 中华脑科疾病与康复杂志（电子版）， 2023， 13（3）： 156-161. DOI： 10.3877/cma.j.issn.2095-123X.2023.03.005.Guo HJ， Fu XC， Zhu YY， et al. Construction of predictive model for cognitive impairment in elderly patients with Alzheimer's disease based on influencing factors and application value of electronic cognitive rehabilitation training［J］. Chin J Brain Dis Rehabil （Electronic Edition）， 2023， 13（3）： 156-161. DOI： 10.3877/cma.j.issn.2095-123X.2023.03.005.

[1]	王昕玥, 袁亚, 束华, 曹琨芃, 叶新华, 李璐. 基于LightGBM 算法构建超声引导下凝血酶治疗假性动脉瘤剂量预测模型[J/OL]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2025, 22(02): 153-161.
[2]	袁强, 张华宇, 闫璋哲, 朱含放, 陈光, 孙亮, 吕远, 陈纲, 赵锁. cN0峡部偏侧甲状腺乳头状癌中央区淋巴结转移的术前预测模型[J/OL]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2025, 19(03): 333-336.
[3]	朱宗恒, 张志火. 甲状腺乳头状癌对侧中央区淋巴结转移的危险因素分析及预测模型构建[J/OL]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2025, 19(03): 337-340.
[4]	奚玲, 仝瀚文, 缪骥, 毛永欢, 沈晓菲, 杜峻峰, 刘晔. 基于肌少症构建的造口旁疝危险因素预测模型[J/OL]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2025, 19(01): 48-51.
[5]	李鑫, 李乐, 陈金明, 刘蕊. 基于Meta 分析构建肝癌微血管侵犯的术前预测模型[J/OL]. 中华肝脏外科手术学电子杂志, 2025, 14(01): 74-80.
[6]	任船, 葛荣忠, 邱正才, 朱莉. 肠癌患者术后代谢性酸中毒的预测模型构建及应用价值评价[J/OL]. 中华消化病与影像杂志(电子版), 2025, 15(01): 34-39.
[7]	李娇娇, 回雪, 杨美荣, 周红军. 穴位电刺激联合中药脐部热熨辅助治疗脑卒中后便秘患者的疗效研究[J/OL]. 中华消化病与影像杂志(电子版), 2025, 15(01): 69-72.
[8]	侯志博, 李秋璇, 逯瑶, 张苗, 於帆, 卢洁. 多延迟动脉自旋标记成像与CT灌注成像在急性缺血性脑卒中的应用研究[J/OL]. 中华临床医师杂志(电子版), 2024, 18(12): 1090-1096.
[9]	洪凡, 王志坚. 瘢痕子宫再妊娠并发症预测模型的研究进展[J/OL]. 中华产科急救电子杂志, 2025, 14(01): 20-25.
[10]	马钰杰, 游雨禾, 朴哲, 薛洪省, 曹文军, 王珍, 赵志龙. 人工智能在肺结节预测模型中应用的研究现状[J/OL]. 中华胸部外科电子杂志, 2025, 12(01): 39-48.
[11]	国家卫生健康委加强脑卒中防治工作减少百万新发残疾工程专家委员会, 吉训明. 国家脑卒中防治与百万减残工程工作进展[J/OL]. 中华脑血管病杂志(电子版), 2025, 19(01): 1-5.
[12]	张丽华, 张炜, 薛海丽, 朱向阳. 脑心健康管理师主导的认知行为疗法对脑卒中后焦虑、抑郁的影响[J/OL]. 中华脑血管病杂志(电子版), 2025, 19(01): 19-24.
[13]	马一茁, 胡叶文. 脑卒中患者营养风险筛查与评估工具的研究进展[J/OL]. 中华脑血管病杂志(电子版), 2025, 19(01): 54-57.
[14]	游洪, 乔杉, 张宇. 脑卒中患者居家延续护理模式的研究新进展[J/OL]. 中华脑血管病杂志(电子版), 2025, 19(01): 63-67.
[15]	李芳, 郭廷昊, 程峙娟, 涂江龙. 卒中后检测到的心房颤动研究进展[J/OL]. 中华脑血管病杂志(电子版), 2025, 19(01): 68-73.

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Construction and validation of a cardiorespiratory fitness prediction model for subacute stroke patients based on influencing factors

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