心肺運動試驗

心肺運動試驗一、定義心肺運動試驗(CardiopulmonaryExerciseTesting,CPET)或運動心肺試驗，是指通過測量氣道內(nèi)氣體交換同步評估心血管系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)對同一運動應(yīng)激的反應(yīng)情況。在一定功率負(fù)荷下測出VDO2及VDCO2等代謝指標(biāo)、通氣指標(biāo)及心電圖、心率、血壓變化，能反映人體的有氧代謝能力和心肺儲備功能。CPET不同于一般的只是單純觀察心電圖ST-T的變化和/或心律變化的運動試驗；也不同于靜態(tài)肺功能，它更能全面客觀評價心肺功能儲備和功能受損程度。二、國內(nèi)外應(yīng)用情況國外開展此項工作已有數(shù)十年之久，成果累累，有不少這方面專著。新近一本專著是2018年由美國加州大學(xué)洛杉磯分校Harbor—UCLA醫(yī)學(xué)中心KarlmanWasserman、JamesHansen等教授執(zhí)筆，由中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院孫興國主譯、由北京大學(xué)人民醫(yī)院胡大一、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院程顯聲、廣東省立醫(yī)院黃思賢主審，北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社出版的《心肺運動試驗的原理和解讀——病理生理及臨床應(yīng)用第5版》。上世紀(jì)80年代，國內(nèi)在北京、天津、沈陽、上海、廣州、安徽和貴州等地先后開展此項工作，近20年來心肺運動試驗在臨床和運動醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用的文章陸續(xù)見諸報道，但是有關(guān)這方面的專著不多，我國目前該領(lǐng)域系引用國外的數(shù)據(jù)資料為正常參考標(biāo)準(zhǔn)，至今仍未確立適合我們亞洲人群的參考數(shù)據(jù)。三、CPET流程（一）靜息期：1、記錄、測量受試者基本信息（身高、體重、出生年月、既往疾病史、目前用藥情況、近期相關(guān)癥狀、相關(guān)輔助檢查結(jié)果、聯(lián)系方式等）。2、清潔皮膚貼電極，連接導(dǎo)聯(lián)線，采集臥位、坐位心電圖及血壓。3、戴面罩，檢查無漏氣后，測量最大流速-容量環(huán)，取FVC、VCmax、FEV1、FEV1/FVC、MVV等呼吸參數(shù)。4、調(diào)節(jié)座椅高度，受試者上踏車，讓其保持舒適狀態(tài)，安靜3min。5、監(jiān)測并記錄運動前休息時心電圖、血壓、HR、RR、VE、VO2、VCO2、R等參數(shù)，選擇運動方案（試驗持續(xù)時間、功率遞增幅度與方式等）。（二）熱身期：無負(fù)荷（0W）空踩踏車3min,保持勻速踏車60轉(zhuǎn)/分。采集熱身期即將結(jié)束時的心電圖、血壓、HR、RR、VE、VO2、VCO2、R等參數(shù)。（三）功率負(fù)荷期：保持勻速60轉(zhuǎn)/分踏車的狀態(tài)下，持續(xù)增加功率或階梯式增加功率直至受試者受癥狀限制或不能繼續(xù)安全運動為止，大約持續(xù)10min左右。計算機自動記錄以上參數(shù)并繪制坐標(biāo)圖，每2min檢測并記錄血壓。技師和醫(yī)師協(xié)同觀察受試者的面部表情、手勢，實時觀察以上各參數(shù)變化、心電圖變化，口頭鼓勵受試者盡最大努力運動，如受試者表示痛苦，或收縮壓下降超過10mmHg，或出現(xiàn)明顯心律失常，或心電圖ST段壓低超過2mm，或不能維持踏車在40轉(zhuǎn)/分，須及時終止運動試驗。（四）恢復(fù)期：停止功率負(fù)荷后，繼續(xù)無負(fù)荷緩慢踏車3山山，以免劇烈運動突然終止時血壓驟降，并在無負(fù)荷3min左右采集以上各參數(shù)。而后靜息3min，再次采集以上各參數(shù)，受試者下車，解除各連接，完成檢查。四、運動生理基礎(chǔ)WassermanK指出，單獨給心或肺增加負(fù)荷是不可能的，所有的運動均需要心臟功能和肺臟功能的協(xié)調(diào)，以及外周循環(huán)和肺循環(huán)的協(xié)調(diào)作用來完成生存和工作所需要的氣體交換作用，強調(diào)外呼吸-細(xì)胞呼吸正常偶聯(lián)，即肺-心-活動肌群偶聯(lián)。CPET能反映人體最大有氧代謝能力和心肺儲備能力，強調(diào)心肺聯(lián)合功能測定。五、適應(yīng)癥1.篩查早期心臟病，為冠心病、心肌缺血的診斷提供依據(jù)；2.評價個體心肺健康水平，量化運動能力，評估運動能力受損程度，指導(dǎo)日常生活活動；3.高危職業(yè)的風(fēng)險評估，如飛行員、高原作業(yè)等；4.為冠心病、糖尿病、肥胖患者心肺康復(fù)治療制訂個體化治療方案；5.鑒別呼吸困難和體力下降的原因，是受限于心血管系統(tǒng)抑或呼吸系統(tǒng)；6.評估藥物或康復(fù)治療效果；7.外科手術(shù)前風(fēng)險評估，預(yù)計手術(shù)后并發(fā)癥。六、禁忌癥（一）絕對禁忌癥1、近期內(nèi)心肌梗死。2、休息時心電圖變化提示近期有過急性心臟事件。3、不穩(wěn)定型心絞痛。4、尚未控制的心律失常，如室上性或室性心動過速特別是已影響心排出量。5、三度房室傳導(dǎo)阻滯。6、嚴(yán)重主動脈縮窄及主動脈瘤，可疑夾層動脈瘤。7、急性充血性心力衰竭。8、活動性或懷疑有急性心包炎或心肌炎。9、活動性感染性心內(nèi)膜炎。10、暈厥。11、近期有動脈栓塞或肺栓塞。12、未控制的哮喘。13、肺水腫或明顯肺心病。14、呼吸衰竭。15、休息時血氧飽和度W85%。16、非心肺系統(tǒng)的急性功能障礙（如發(fā)熱，腎衰，甲狀腺毒癥）。17、下肢深靜脈血栓。18、殘疾人或精神疾病導(dǎo)致的不配合者。（二）相對禁忌癥1、高血壓（靜息下收縮壓〉200mmHg,舒張壓〉110mmHg）。2、靜息狀態(tài)下，心動過速或心動過緩。3、高度房室傳導(dǎo)阻滯。4、頻發(fā)室性期前收縮或房性期前收縮。5、肥厚性心肌病。6、中度主動脈縮窄。7、左主干狹窄。8、中度到重度肺動脈高壓。9、心臟瓣膜中度狹窄。10、室壁動脈瘤。11、尚未控制的代謝性疾?。ㄌ悄虿?、甲狀腺毒癥、黏液性水腫）。12、慢性感染性疾?。▎魏思?xì)胞增多癥、肝炎、AIDS）。13、妊娠。14、電解質(zhì)異常（低鉀血癥、低鎂血癥）。15、嚴(yán)重貧血。16、骨科疾患。七、與同種醫(yī)療技術(shù)（平板運動）比較（一）優(yōu)勢：1、踏車功率計可精確計算功率，可坐位或仰臥位進行。2、能區(qū)分階梯遞增運動或斜坡遞增運動的功率。3、能計算做功效率。4、體積小、占地少。5、由于受試者始終有支撐物而更具安全性。6、測量時的偽差小。7、費用顯著低于傳統(tǒng)的平板運動+肺功能測定的總費用。8、踏車運動試驗安全性高，少有嚴(yán)重不良事件發(fā)生，平均每10萬次檢查可發(fā)生2-5例并發(fā)癥。平板運動試驗并發(fā)癥發(fā)生率為每一萬次試驗發(fā)生心肌梗死3.6例、嚴(yán)重的心律失常4.8例、死亡0.5例。（二）不足之處：有些受試者由于受試者因為協(xié)調(diào)性差或缺乏經(jīng)驗而不會踏車，而且踏車時間長了坐位也不舒適。八、不良反應(yīng)1、心血管事件：包括血壓反常性下降、血壓急劇升高、心律失常（如室上速、室速、房顫、頻發(fā)早搏等）、心絞痛、心梗、心源性猝死。2、呼吸系統(tǒng)：嚴(yán)重氣促、呼吸困難、哮喘發(fā)作。3、神經(jīng)系統(tǒng)：頭暈、意識障礙、共濟失調(diào)、感覺障礙、運動功能障礙等。4、運動系統(tǒng)：肌肉關(guān)節(jié)酸痛、疲勞。5、其它：循環(huán)不良，面色蒼白、皮膚濕冷，低血糖反應(yīng)等。九、風(fēng)險防范（一）檢查前1、由經(jīng)過專門培訓(xùn)的有經(jīng)驗的心血管專科醫(yī)師在檢查前對受試者進行評估，了解健康狀態(tài)、相關(guān)檢查報告（如超聲心動圖、胸片等）、既往病史、服藥情況、習(xí)慣活動水平、心肺功能狀態(tài)、血壓情況及肌肉骨骼系統(tǒng)狀態(tài)。2、檢查前須告知并提醒受試者有關(guān)的不適與風(fēng)險、檢查的裨益，征得受試者同意后方能進行。3、檢查前忌空腹，檢查時宜穿著舒適的衣服、運動鞋。4、檢查室配備氧氣、搶救藥品、除顫儀等急救設(shè)備，檢查時需專科醫(yī)師與技師同時在場，護士隨旁。（二）檢查中1、計算機每10秒、15秒、30秒、2分鐘自動記錄全部指標(biāo)（視具體指標(biāo)不同間隔時間不同，如血壓為每2分鐘測量并記錄）。2、檢查過程中技師和醫(yī)師需協(xié)同持續(xù)觀察受試者的面部表情、運動狀態(tài)、監(jiān)視器上顯示的心電圖變化情況及血壓、血氧、氧脈等所有指標(biāo)的變化情況。（三）運動試驗終止指標(biāo)1、急性心肌梗死或懷疑心肌梗死。2、中-重度心絞痛發(fā)作。3、隨功率遞增，血壓下降低于運動前標(biāo)準(zhǔn)最高達(dá)20mmHg。此外，收縮壓〉250mmHg,舒張壓〉120mmHg。4、嚴(yán)重心律失常，如11、111房室傳導(dǎo)阻滯、持續(xù)室性心動過速、頻發(fā)室性早搏、快速房顫等。5、末梢循環(huán)不良，面色蒼白，皮膚濕冷。6、出現(xiàn)氧脈平臺。7、血氧飽和度下降SPO2W86%。8、明顯氣促、呼吸困難，呼吸頻率〉50次/分。9、中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀如眩暈、視覺障礙、共濟失調(diào)、感覺異常、步態(tài)異常、意識障礙。10、功率、心率、代謝當(dāng)量達(dá)預(yù)計值。11、踩速<40次/分。12、心率、呼吸儲備耗盡。13、RER>1.10。14、疲勞，協(xié)調(diào)性缺失。15、受試者示意要求終止檢查。十、常用指標(biāo)解讀（一）指標(biāo)概況1、反映運動耐量以及心功能的指標(biāo)：如最大攝氧量、公斤攝氧量、無氧閾、代謝當(dāng)量、最大氧脈、最大心率儲備、呼吸商、氣體交換率以及攝氧量與運動負(fù)荷之間的關(guān)系等；2、反映通氣功能的指標(biāo)：如呼吸儲備、最大運動通氣量、最大潮氣量、最大呼吸頻率以及潮氣量與深吸氣量的比值等；3、反映氣體交換的指標(biāo)：如動脈氧分壓、肺泡與動脈氧分壓差、動脈二氧化碳分壓、潮氣末二氧化碳分壓、動脈-潮氣末二氧化碳分壓差、氧當(dāng)量、二氧化碳當(dāng)量、死腔和潮氣量的關(guān)系等。（二）主要指標(biāo)：1、峰值攝氧量（PeakVO2）——運動耐量指標(biāo)：（1）最大攝氧量（VOmax）：VO2max是指人體在極量運2動時最大耗氧能力，代表人體供氧能力的極限水平，即當(dāng)功率增加，VO2不增加形成的平臺。是反映心肺功能的國際“金指標(biāo)”，繼呼吸、體溫、血壓、脈搏后的第五生命體征。凡是影響血液系統(tǒng)中氧攜帶能力（血紅蛋白、氧分壓等）、心功能循環(huán)狀態(tài)（心率、每搏輸出量等）、組織攝氧能力（線粒體密度及功能、組織血液灌注等）的因素均可導(dǎo)致VO2max下降,低于預(yù)測值的80%時定義為VO2max降低。（2）峰值攝氧量（PeakVO2）：實際測試中，有的受試者不能維持功率繼續(xù)增加而達(dá)到最大運動狀態(tài)，沒有平臺出現(xiàn)，這種情況被稱為峰值攝氧量（peakVO2）,通常以peakVO2代替VO2max。正常人運動時peakVO2隨年齡、性別、體質(zhì)量、活動水平及運動類型的不同而變化。PeakVO2既是反映極量運動負(fù)荷時人體心肺功能水平高低的一個主要指標(biāo)，也是從事劇烈體力活動能力的一項生理指標(biāo)，代表心肺貯備能力。峰值攝氧量越高，代表心肺功能越強，預(yù)后越好，預(yù)期壽命更長。（3）峰值攝氧量的參考范圍與臨床意義：正常PeakVO2值三80%VO2maxpred（最大預(yù)計值）PeakV02V80-65%預(yù)計值，提示運動耐量輕度減退；PeakV02V65-50%預(yù)計值，提示運動耐量中度減退；PeakV02V50-35%預(yù)計值，提示運動耐量重度減退。PeakVO2<35%預(yù)計值，提示運動耐量極重度減退。

2、峰值公斤攝氧量（PeakVO2/kg）——運動能力指標(biāo)：是衡量不同個體完成同樣功率負(fù)荷的運動能力，去除了體重對攝氧量的影響，臨床意義基本同峰值攝氧量。表-1峰值公斤攝氧量相對應(yīng)的運動能力峰值公斤攝氧量VO/kg2（單位ml/kg/min）運動能力備注60-80最高強度的競技比賽，如馬拉松、游泳、劃船等優(yōu)秀運動員50-59高強度的娛樂比賽，如爬山、滑雪、足球等40-49中等強度的娛樂比賽，如舞蹈、滑水等普通運動員25-39一般強度的娛樂比賽，如賽馬、高爾夫球等勝任日常工作20-24娛樂運動，如走路（7km/h）、騎車（14km/）等10-19休閑活動，如走路（5km/h）、家務(wù)勞動等6-9少量活動，如坐著或站著干點小活等表-2心肺功能障礙分級（Weber"標(biāo)準(zhǔn)）VO/kg-max2VO/kg-AT2無心肺功能障礙三20三14健康輕度心肺功能障礙16Wx<201Kx<14可康復(fù)治療中度心肺功能障10Wx<168Wx<11勝任外科手術(shù)重度心肺功能障礙6<x<106<x<8勝任外科手術(shù)極重度心肺功能障礙<6<4手術(shù)禁忌3、無氧閾值（AT）：（1）無氧閾是在負(fù)荷遞增的運動過程中，肌體內(nèi)的供能方式由有氧代謝向無氧代謝過渡的臨界點，是指運動中有氧代謝尚