運動心肺功能測定(簡)

運動心肺功能測定

廣東省人民醫(yī)院呼吸科黃思賢2/4/20231肺―細胞氣體運輸機制2/4/20232

運動心肺功能測定

(CardiopulmonaryExerciseTesting，CPET)

是指伴有代謝測定(攝氧量VO2，二氧化碳排除量VCO2等氣體交換指標）的心肺運動測驗，不同于一般的只是單純觀察心電圖ST-T的變化或心律變化的運動試驗；也不同于靜態(tài)肺功能。心血管系統(tǒng)與呼吸系統(tǒng)的基本功能是維持細胞呼吸。CPET是綜合心與肺，在一定功率負荷下測出VO2及VCO2等代謝指標、通氣指標及心電圖變化。所以它反映細胞呼吸功能的變化。

2/4/20233

心臟病學家WeberKT指出“心臟病學家和肺病學家不是把注意力集中于左心室，就是把注意力集中于肺泡。這種局限性不能恰當?shù)乩斫夂洼^全面地觀察心肺單元”，因而提出“心肺單元”的概念。呼吸病學家WassermanK更進一步提出“單獨給心或肺增加負荷是不可能的，所有的運動均需要心臟功能和肺臟功能的協(xié)調(diào)，以及周圍循環(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”，并強調(diào)外呼吸―細胞呼吸正常耦聯(lián)（Normalcouplingofexternaltocellularrespiration）即肺-心-活動肌群，因而它反映人體的最大有氧代謝能力和心肺儲備能力，特別強調(diào)心肺聯(lián)合功能測定(見圖1)。

2/4/20234肺-心-運動肌群的氣體運輸機制O2CO22/4/20235圖1運動心肺偶聯(lián)機制（引自WassermanK）2/4/20236

氣體交換處于動態(tài)平衡細胞內(nèi)QO2與呼出氣體VO2是處于動態(tài)平衡的QO2=VO2,QCO2=VCO2血管內(nèi)VO2與肺泡內(nèi)VO2是處于動態(tài)平衡的VO2max=C.Omax×(C(a-v)O2)VO2max=VEmax×(FiO2-FeO2)呼吸商RQ與氣體交換率R是處于動態(tài)平衡的RQ=R;RQ=QCO2/QO2R=VCO2/VO22/4/20237常用參數(shù)意義和正常值

2/4/20238一、耗氧量（Oxygenconsumption，QO2）與

攝氧量（Oxygenuptake，VO2）

機體一定時間內(nèi)消耗的氧氣量稱為耗氧量，反映

細胞中氧的利用程度，包括運動中肌肉細胞氧的利

用情況。

經(jīng)肺泡與肺血流攝取的氧量稱為攝氧量。

通常情況下供氧需氧平衡，攝氧量即為耗氧量，

通過血液循環(huán)將氧輸送至運動肌群。

單位以L/min或ml/min/kg表示，是用氣體分析

法來測定的。

2/4/20239（一）最大攝氧量VO2max

（MaximalOxygenUptake）：

指在運動的最后階段，即竭盡全力階段，循環(huán)和呼吸系統(tǒng)發(fā)揮最

大作用時每分鐘所能攝取的氧量。此時隨著功率的增加，VO2不再增

加而形成一個平臺，相鄰兩次（1分鐘內(nèi)）VO2差值<150ml/min-1,

稱為VO2max。亦可用公斤攝氧量<2ml·kg-1·min-1表示，消除了體重的影

響。通常也稱為最大耗氧量、最大有氧代謝能力等。其計算公式為：

VO2max=COmax×(C（a—v）O2)

⑴

VO2max=VEmax×(FiO2-FeO2）

⑵

由公式（1）可以看出，每分鐘最大攝氧量取決于循環(huán)系統(tǒng)的功能，

主要是心排出量，反映循環(huán)系統(tǒng)氧轉(zhuǎn)運的能力，

由公式（2）可以看出，每分鐘最大攝氧量也取決于呼吸系統(tǒng)的功

能，主要是每分鐘最大通氣量，反映呼吸系統(tǒng)通氣能力。

因而呼吸和循環(huán)受限均是其影響因素。VO2max

減少，說明運動耐量

下降。

其數(shù)值大小與運動方式有關(guān),如平板運動VO2max比踏車運動高5%-11%。2/4/202310(二)峰值攝氧量VO2peak(peakormaximumoxygenuptake)：

指運動過程中出現(xiàn)攝氧量的最高值，正常人VO2peak

與VO2max

二者數(shù)值接近，因最大運動平臺極難出現(xiàn)，峰值攝氧量可以

近似認為是最大攝氧量。

(三)癥狀限制最大攝氧量（VO2maxsymptomlimited）：

通常指患者的運動終點為各種癥狀所限，如呼吸困難、心悸、

心絞痛、血壓過高和心電圖異常等,不能達到竭盡全力的極量

運動階段，此時測出的峰值攝氧量即為癥狀限制最大攝氧量。

2/4/202311VO2max,PeakVO2

2/4/202312三、無氧閾(Anaerobicthreshold,AT或VO2AT)

指運動時有氧供能尚未需要無氧代謝補充供能

時的最大VO2值，即尚未發(fā)生乳酸性酸中毒時的最高

VO2,反映了機體耐受負荷的潛能,同時也反映了乳酸

鹽和乳酸鹽/丙酮酸比率在肌肉和動脈血中增加,它

取決于無氧代謝時乳酸產(chǎn)量，是運動時無氧代謝能

力的標志。

用于運動醫(yī)學、運動訓練、生理及航空醫(yī)學

等方面。2/4/202313

ATV-Slope

VCO2,VO2

A

正常反映

斜率=1

S1，S2

B異常反映

①弱體質(zhì)，心臟病

②McArdle’sdisease

糖原代謝病Ⅴ型

（肌型，缺少磷酸化酶）

2/4/202314

AT

通氣當量法

2/4/202315

AT2/4/202316VO2max和AT的臨床意義

VO2max

和AT

可以識別疾病的嚴重程度,預測最大心排出量,客觀評價患者功能容量,故用以標誌心功能損害程度。直接測定VO2max需要進行力竭運動試驗,易受主觀客觀因素的影響，對心肺疾患患者或老年人具有一定危險性。當前臨床傾向亞極量運動。對慢性心肺功能不全的患者測定AT更有意義，更能反映心功能狀況。反映組織灌注的變化AT較VO2max敏感，且相對與用力無關(guān)。VO2max同受心血管儲備功能及肌肉利用氧能力的影響，代表循環(huán)系統(tǒng)輸送氧的能力。而運動耐力較多取決于肌肉線粒體利用氧的能力,與AT關(guān)係較密切.2/4/202317

VO2max與AT最重要的一個方面是可根據(jù)其數(shù)值確定運動者的心功能狀態(tài)，不同于NYHAⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分級。心功能分級系根據(jù)

WeberKT標準，按VO2max/kg及AT分級：

心功能分級(ml·min-1·kg-1)

VO2max/kgATA級

>20>14B級

16-2011-14C級

10-168-11D級

<10<82/4/202318(六)美國醫(yī)學會肺功能不全分級標準（2000年）

表1.美國醫(yī)學會肺功能不全分級標準（2000年）肺功能指標一級二級三級四級（功能減損（功能減損（功能減損（功能減損

0%～9%）10%～25%）26%～50%）51%～100%)FVC≥正常低限60～7951～59≤50FEV1≥正常低限60～7941～59≤40DLco≥正常低限60～7941～59≤40VO2/kg≥2520～2515～20152/4/202319四、心率與攝氧量

正常情況下，隨著運動負荷增加，心輸出量與心率呈線

形遞增。而心臟病患者由于心搏出量減低，隨著VO2的增

加，心率呈陡直上升；冠狀動脈供血不足之患者由于心

肌缺血，VO2通常隨著功率的增加緩慢遞增，因而心輸出

量不能與負荷增加同步；肺血管病時，由于肺血管壓力

增加，左心室輸出量減低，也表現(xiàn)為隨負荷增加，心率

增加呈陡直反映(見圖5)。

2/4/202320HR

VO2

2/4/202321六、血壓

動脈血壓決定于心輸出量和末梢血管阻力，運動時，由于心排出量大幅度增加，收縮壓上升，上升程度與運動強度、心排出量密切相關(guān)。正常情況下，運動量越大，血壓越高。收縮壓增加大于舒張壓的增加，而由于運動時外周總阻力下降，舒張壓通常不變或稍下降。運動時血壓不能正常上升反而下降表明左心室功能低下，要警惕冠心病心肌缺血的發(fā)生。

當運動時收縮壓高于240mmHg（我院為220mmHg）、舒張壓高于115mmHg時運動要立即停止。

正常情況下,最大運動時收縮壓可升至180-220mmHg、舒張壓

可升至70-90mmHg，若舒張壓升高超過15mmHg，要警惕隱性高血壓。

2/4/202322七、反映通氣變化的幾個指標：

1.潮氣量（VT）與深吸氣量（IC）的比值（VT/IC）

運動時正常人VT通常小于靜息時IC的70%，VT/IC罕見超過0.8。由于VC

測定影響因素較多，

VT/IC比

VT/VC更有價值。

2/4/2023232.通氣量(VE)、最大運動通氣量(VEmax)與呼吸頻率（RR）

VE常指每一分鐘進入或從肺中排出的氣體量。等于VT與RR的乘積。隨著運動量的增加V?E呈不同程度的增加。VE與患者身高、年齡、性別、死腔通氣等有關(guān)。

VEmax是指極量運動時的通氣量。安靜時VE為5-8L/min,最大運動時VEmax可達70-120L/min。無氧閾以下的運動負荷，通氣量與運動負荷呈線性相關(guān)。無氧閾以上運動負荷,通氣量與VO2呈非線性關(guān)系,通氣量增加超過了攝氧量的增加。

RR是指呼吸頻率,正常人最大運動時RR可達34-46bpm，很少超過50

bpm。2/4/202324

3.呼吸儲備（BR）

反映最大運動時的最大呼吸能力，BR降低通常為運動受限的因素之一，由于通氣功能障礙，通氣能力減低（MVV低）所致。故限制性或阻塞性肺疾患常導致低BR(見圖8),而因心血管因素運動受限者

BR升高。

公式BR=（MVV-VEmax）或

（MVV-VEmax)/MVV%

（正常值：38±22L/min，或20-50%）

2/4/202325VT,IC,VE,MVV,BR

2/4/202326MVV與運動中潮氣流量-容積環(huán)（extFVL）比較1.左圖，MVV為自主性，在MFVL中，位于FRC之上，是在高肺容量部位進行，EELV增加，EILV接近TLC，于高彈性負荷下呼吸，在一開始呼氣就要用較高胸內(nèi)壓以獲取高流量，是處于用力依賴部分，呼吸功增加。它不能提供通氣受限類型。2.右圖，實際運動之呼吸類型，最大運動時EELV降低，extFVL在MEFV中是在肺胸壓力/容積曲線的最佳部位下進行，呼吸功低。2/4/202327八、V/Q不均的測定（一）死腔通氣：生理死腔與潮氣量比值（VD/VT）

正常值：男性<40歲，

靜息時≤0.40，

AT時≤0.25，

最大運動時≤0.21；

男性>40歲，

靜息時

0.30±0.08，

AT時

0.20±0.07，

最大運動時

0.19±0.07。

A正常V/Q≈0.8B靜-動脈分流V/Q0.8C死腔通氣V/Q0.82/4/202328V/Q不均,VD/VT

2/4/202329（二）肺泡-動脈氧分壓差[P(A-a)O2]

PaO2正常值：休息時約為80mmHg以上，最大運動時稍有升高。P(A-a)O2正常值：

20-39歲

靜息為8mmHg，

AT時為11mmHg，最大運動為15mmHg；

40-69歲

靜息為6-20mmHg，

AT時為10-24mmHg，最大運動為10-28mmHg。

2/4/202330P(A-a)O2

2/4/202331(三)動脈血與潮氣末二氧化碳分壓差P(a-ET)CO2

P(a-ET)CO2反映V/Q不均、肺泡死腔變化。PETCO2是肺泡內(nèi)最高的PCO2，而動脈PCO2代表的是平均肺泡PCO2，運動時因CO2產(chǎn)量增加，運送到肺的

CO2增加，由于呼氣時新鮮空氣不稀釋肺泡內(nèi)氣體，此時的肺泡PETCO2接近靜脈PCO2，PETCO2明顯高于PaCO2。

運動時PETCO2高于PaCO2,P(a-ET)CO2為負值-4mmHg左右。

休息時稍呈正值，PaCO2高于PETCO22mmHg左右。

2/4/202332PaCO2,PETCO2

2/4/202333P(a-ET)CO2

2/4/202334（四）

二氧化碳通氣當量（VE/VCO2）氧通氣當量（VE/VO2）

二氧化碳通氣當量（VE/VCO2）

VE/VCO2是死腔通氣的指標之一。顯示排除1升CO2所需的通氣量，反映通氣效率。計算公式：VE/VCO2=K/[PaCO2×(1-VD/VT）]公式中可以看出：1、當VD/VT增大時，VE/VCO2隨之增加；2、過度通氣時，PaCO2下降，VE/VCO2增加。正常值在AT點時，VE/VCO2約為29±4.3。若升高，表明過度通氣、死腔增加。

2/4/202335

氧通氣當量（VE/VO2）指攝入或消耗1升氧量所用的通氣量。VE/VO2反映氧提取效率，運動時其最低點反映無氧閾的位置，是確定無氧閾最敏感的指標，也反映化學感受器的敏感度。當化學感受器不敏感時，V?E/V?O2到運動終末時才下降。

COPD

時V/Q不均，運動最大耗氧量減低，VE/VO2就增加；

代酸時，通過過度通氣代償酸中毒，因而VE/VCO2也增加。

過度通氣的氣體代謝特點是VD/VT升高,PaCO2減低,VE/VCO2

及VE/VO2增加。正常值在AT點時，VE/VO2約為26.5±5.4。

2/4/202336VE/VCO2,VE/VO2

2/4/202337九、最大二氧化碳產(chǎn)量（VCO2max）反映機體清除代謝產(chǎn)物二氧化碳的量。在遞增運動初始階段，隨著運動負荷的增加，VCO2也不斷增加，增加幅度近似于耗氧量的增加。一旦到達無氧閾，VCO2增加比VO2增加要快，這時就需要HCO3-/H2CO3緩沖機制來調(diào)節(jié)。

最大運動時VCO2可增加到約為正常靜息時的20倍左右。

2/4/202338觀察指標可分為三大類：1.反映運動耐量以及心功能的指標

VO2max、VO2max/kg、AT、MET、VO2/HRmax、HRRmax、R、RQ

以及ΔVO2/ΔW等；

2.反映通氣功能的指標

BR、VEmax、VTmax、RRmax

、VT/IC以及F/V環(huán)等；

3.反映氣體交換的指標

PaO2、P(A-a)O2、PaCO2、PETCO2、P(a-ET)CO2、VE/VO2、VE/VCO2、以及VD/VT等。2/4/202339

表1.CPET各參數(shù)正常值范圍（最大運動時）

參數(shù)

正常范圍

攝氧量

VO2max>84%預計值

AT>40%VO2maxpred

ΔVO2/ΔWR>8.29ml/min.w-1(10.3±1.0)

心血管反應

VO2/HR（O2pulse）

>80%predHRreserve<15bpmHRresponse<50bpmBP<220/90mmHg

通氣反應

DImax

VEmax/MVV<75%

BRmaxMVV-VEmax>11LRR<50bpmVT/VC<55%VT/IC<80%

氣體交換

VE/VCO2@AT<34VE/VO2@AT<30VD/VT<0.28P(a-ET)CO2<0PaO2>80mmHgP(A-a)O2<35mmHgSaO2<4%2/4/202340運動心肺功能試驗的臨床應用

2/4/202341一、心肺運動試驗在臨床上廣泛開展已有數(shù)十年歷史，主要用于：

1.評價運動受限的病理生理、功能損害的嚴重程度；

2.呼吸困難的鑒別診斷（心、肺、肺血管等）；

3.評定心血管和肺疾患治療方式的效果；

4.評估外科大手術(shù)的危險性及預后；

5.評估器官移植生存潛能（心臟移植、肺移植等）；

6.康復醫(yī)學運動處方個體化制定；

7.運動醫(yī)學、運動計劃、訓練方案的制定；

8.勞動力評定。

2/4/202342各種疾患運動心肺功能試驗特征性反映機制2/4/202343二、運動心肺功能測定對呼吸困難的鑒別診斷2/4/202344

（一）原發(fā)性肺動脈高壓患者運動心肺功能測定參數(shù)項目例1例2

預計值實測值預計值實測值Wmax6480VO2max17288221587740HRmax196136184163VO2/HRmax8.868.54.5VO2AT>691570>631501VO2AT/VO2maxpred>4032.9>4031.7BPrest81/5190/64max96/72132/70VEmax67.551.9VTmax1.41.41RRmax4837BRmax>1526.4>1519.1PaO2rest,max缺,10.110.4,10.5P(A-a)O2rest,max缺,5.74.5,6P(a-ET)CO2rest,max

缺,缺,-0.25,+0.23VD/VTrest,max0.50,0.580.24,0.41HCO3-rest,max缺,16.123.6,16.5VE/VCO2atAT95462/4/202345（二）COPD與MVD運動心肺功能測定比較

2/4/202346二、阻塞性肺疾患CPET特點

COPD

V?/Q?比例失調(diào)

呼吸功

VD/VTPaO2

，pH

氣流阻塞

彈性回縮力

通氣需要

通氣能力

運動限制（呼吸困難）

圖

13.COPD患者運動受限的機制示意圖2/4/202347呼氣流量受限的程度VFL，extFVL，MFVL1.呼氣流量限制百分率VFL/VT%<25%VT(extFVL)2/4/202348呼氣流量受限的程度VFL，extFVL，MFVL2.FRC被動呼氣末肺容積

EELV動態(tài)的FRC，取決于呼氣肌和吸氣肌復原互補和同步。EELV

的下降需最佳化吸氣肌長度和呼氣肌復原，保持extFVL在肺壓力/

容積環(huán)的線性部分，同時降低呼吸時胸壁的彈性負荷，以維持較低

EILV/TLC，保持VT恒定。

EELV反映肺和胸壁壓力流速關(guān)系。

EELV=TLC-IC，EELV/TLC，VC-IC。最大運動時EELV降低。2/4/202349呼氣流量受限的程度VFL，extFVL，MFVL3.EILV潮氣吸氣末肺容積，彈性負荷指標，通常以EILV/TLC，

EILV/VC，VT/IC表示。

當EILV接近TLC時，肺的順應性下降，吸氣彈性阻力增加。

EILV/TLC超過90%時，是通氣受限的一個標志。運動中EILV增加是為了保持較大的VT。在呼氣流速受限情況下EILV不能增加說明發(fā)生吸氣肌疲勞，無力。此時只有通過加快呼吸頻率增加通氣量。2/4/202350COPD患者MFVL與extFVLCOPD患者運動一開始EELL最大運動時VFL/VT80%VTEILV2/4/202351負壓呼氣法(Negativeexpiratorypressure,NEP)

―評估呼氣流量受限NEP后正常人呼氣流量增高COPD患者呼氣流量無改變或一過性釘子狀升高2/4/202352肺間質(zhì)纖維化2/4/202353ILD患者MFVL與extFVLILD患者低運動量時

EILV最大運動時呼氣流量受限

EILV/TLCEILV接近TLCEELV變化不大2/4/202354(三)呼吸困難運動心肺功能測驗的特征性反映項目心臟病慢阻肺肺間質(zhì)肺血管病肥胖用力不足纖維化VO2max↓↓↓↓↓(實際wt)↓HRRN↑↑Nor↑Nor↑Nor↑(VO2/HR)max↓↓↓↓N↓BRN↓↓NNor↑Nor↑AT↓Nor↓Nor↓↓NNVT/ICNN↑NNNRRNN↑NNNVE/VCO2(atAT)Nor↑↑↑↑NNPaO2N↓↓↓NNP(A-a)O2N↑↑↑NNP(a-ET)CO2N↑↑↑NNVD/VT↑↑↑↑NNECGabnNNNNNIC↑↓↓ExtFVL

受限受限Nor受限受限EELV↓↑NEILV↓↑↑△VO2/△WR↓N↓↓N(左移)NEP呼氣流量受限2/4/202355三、運動心肺功能在外科手術(shù)的應用

Older報告了60歲以上老年腹腔大手術(shù)患者187例,用運動時無氧閾(AT,ml/kg.min-1）＞11和＜11為界,對心力衰竭分級，發(fā)現(xiàn)AT＞11者病死率為0.8%；＜11者為18%。

ECG已有心肌缺血者，AT<11病死率為42%，>11者病死率為4%，差異顯著。

2/4/202356運動心肺功能在外科手術(shù)的應用

氧的供需在外科手術(shù)負荷與運動負荷之間主要區(qū)別在于全身氧的提取率(globaloxygenextractionratio,OER)即(CaO2-CvO2)/CaO2。老年患者運動時OER為50%時是在近無氧閾處。外科大手術(shù)OER罕見越過35-46%，通常在30%左右。在相同攝氧量情況下，外科手術(shù)后心排出量比運動負荷下多65-70%，即外科手術(shù)低OER需高心排出量。

大手術(shù)后平均攝氧量（VO2max/kg）約4.5-5，也達6-7。因此運動負荷下AT不能達到8.5-11.5就不能滿足大手術(shù)需氧量增加和繼之引起的心排出量增加，以適應手術(shù)時高代謝狀態(tài)和術(shù)后的組織修復。2/4/202357胸科手術(shù)或上腹部大手術(shù)運動負荷測驗

VO2max/kg>20

罕見并發(fā)癥

10-15高?；颊?/p>

<10

病死率接近30%，并發(fā)癥發(fā)生率接近45%AT>11

危險性低（>基礎代謝2倍以上）

<11

危險性高

最近Bolliger等認為VO2max%(VO2max/VO2maxpred%）相對值更具優(yōu)越性。因VO2max絕對值沒有用性別、年齡作校正。

建議：

VO2max%>75%，無手術(shù)并發(fā)癥，可耐受手術(shù)；

VO2max%<60%，肺葉切除危險性大，應盡量避免作一葉以上肺葉切除；

VO2max%<40%，不適宜作任何剖胸術(shù)。2/4/202358肺切除手術(shù)前VO2max參考值

綜觀1980年至2000年以來VO2max%75%或VO2max20ml/kg?min-1

可承擔肺切除手術(shù);VO2max%60%或VO2max15ml/kg?min-1

可接受手術(shù)風險;VO2max%43%或VO2max10ml/kg?min-1

慎重考慮手術(shù)切除范圍。VO2max%<60%或VO2max10ml/kg?min-115ml/kg?min-1高?；颊?；VO2max%<43%或VO2max<10ml/kg?min-1

禁忌手術(shù)。此標準維持手術(shù)病死率1.5%-4%，手術(shù)并發(fā)癥11%20%之間。

此外,VO2max1000ml可接受手術(shù)風險,VO2max<1000ml相當VO2max<15ml/kg?min-1高危。2/4/202359心臟移植手術(shù)與運動負荷測驗1.MillerLW1998年推薦心臟移植患者peakVO2<15ml/kg?min-1

或peakVO2%<55%應進一步評估考慮移植手術(shù)。2.SchwaiblmairM等1999年報告肺和心肺移植103例

(SLT46例,DLT32例,HLT25例)

術(shù)前peakVO2(10.4±3.8)ml/kg?min1,VO2max%(34±12)%,

術(shù)后(短期)peakVO2(13.1±3.4)ml/kg?min-1明顯上升;VD/VT,VE/VCO2,P(A-a)O2明顯下降。穩(wěn)定期心力衰竭患者如有移植手術(shù)適應癥,應不失時機進行心肺運動負荷測驗或6MWT作為優(yōu)先手術(shù)參考。一般認為:

peakVO2<10ml/kg?min-1

屬極高危,應最優(yōu)先移植手術(shù);

peakVO218ml/kg?min-1

者2年預后良好;

peakVO210ml18ml/kg?min-1者生存期不確定。心肺運動負荷測驗作為外科手術(shù)風險分層很有意義。

2/4/202360

運動心肺功能測定可客觀評價心肺系統(tǒng)對需氧增加時的反應，可測定心血管儲備和在負荷下心排出量增加的能力。運動測驗攝氧量能反映心功能及氧的運輸，代表心臟儲備能力。同樣AT的測定反映循環(huán)系統(tǒng)維持氧運輸?shù)哪芰?，且與患者用力無關(guān)。它關(guān)系到圍手術(shù)期ATP有氧代謝內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。對心肺功能不全，靜態(tài)肺功能認為不宜手術(shù)但又必須手術(shù)者，運動負荷測驗將圍手術(shù)期屬高?；颊吲c低?；颊邊^(qū)別開，甚至只需測定AT即可，遠不需達到極量運動。2/4/202361四、心臟康復

1.心臟病患者心力衰竭患病率，病死率均很高。

20年前治療以臥床使心臟休息為主，休息可改善急性或不穩(wěn)定心力衰竭的血液動力學和降低心室容量；目前主張納入康復運動訓練課程，結(jié)果是增加了運動耐力和改善了生活質(zhì)量，運動可改變心力衰竭臨床過程。很多研究報告指出運動康復訓練可使peakVO2增加12%31%。運動試驗的基本目的是制定運動強度的安全范圍，安撫患者及家屬，確定產(chǎn)生心律失常和心肌缺血的閾值，選擇治療方法和制定運動處方。

2/4/202362美國心臟病學會(AHA)危險分層標準推薦穩(wěn)定期CAD，穩(wěn)定期心血管病即穩(wěn)定期心力衰竭患者其①AHA分級B級或C級；NYHA分級1級或2級；運動耐力5-6METS;EF=40-60%，休息與分級運動時無心絞痛/缺血者，在醫(yī)學監(jiān)督和EKG監(jiān)護下進行運動康復。②中危?高危AHA分級D級；NYHA分級3級；運動耐力<6METS;EF<30%,運動出現(xiàn)心絞痛或缺血(ST壓低4.0mm)者,在康復運動期間，持續(xù)ECG監(jiān)護和醫(yī)學監(jiān)督，直到確保安全已建立為止。因此，準備運動處方前，超聲心動圖評價心室功能，

呼出氣體分析peakVO2是很有幫助的。AHA將D級列入心臟康復，應考慮中國國情，種族和個體差異，宜慎重進行。2/4/202363心臟康復適應證,運動強度①適應證:慢性左心室衰竭,心瓣膜病和冠狀動脈旁路移植后。②初始運動強度應個體化,BraithRW等推薦4060%peakVO2；運動課程進行期中,運動強度可接近最高心率7085%或40%60%peakVO2。詳情請參考康復醫(yī)學。

心力衰竭患者運動時,理想狀況是運動強度接近AT,應在AT

以下，因為AT時，氧的供需平衡，不需耐受乳酸性酸中毒，未出現(xiàn)無氧代謝供能。因此,心臟不會發(fā)生過度勞累。在這種負荷水平,體內(nèi)去甲腎上腺素和腎上腺素水平變化小,不會引起交感神經(jīng)系統(tǒng)過度刺激,運動時舒適度較好,患者依從性好,能夠耐受較長一段時間運動負荷,易于接受這種強度的訓練方案，達到康復訓練的目的。運動期間發(fā)生心臟驟停的危險性平均約1/60000病人-小時。2/4/202364心臟康復2.心臟移植可改善癥狀嚴重，EF≤20心力衰竭患者的生存率。主要是恢復生活質(zhì)量,提高運動耐力。積極運動康復已被證實為經(jīng)心臟移植的終末期心力衰竭患者術(shù)后有效的輔助治療。分級運動試驗目的在測定運動能力、制定運動強度提供客觀數(shù)據(jù)以決定患者術(shù)后恢復工作和其它活動時間。間接估計有氧運動能力peakVO2和AT不準確，最好是直接精確測定。

康復初期于術(shù)后第3周開始,可進行有氧運動,包括步行、踏車、爬樓梯、臂式運動和體操等。

初始運動強度RPE12-14(自感勞累分級表)，相當于60-80%

靶心率，相當于心臟移植者AT水平。因此，初始運動強度可略低于RPE1214。具體執(zhí)行康復計劃或課程請參考康復醫(yī)學。2/4/202365五、呼吸康復

1.呼吸康復運動可改善COPD患者運動耐力和減輕勞力性呼吸困難。有利于增加肌絲和肌纖維的數(shù)量，增強運動肌群收縮力和耐力；改善血流分布，使氧流向收縮肌群；減少乳酸產(chǎn)生從而減少CO2和H+

的生成，以減輕通氣驅(qū)動；此外，可緩解緊張、焦慮的心理情緒。

2/4/202366呼吸康復

2.運動方案的核心是運動強度的制定以提高峰值運動耐量。運動試驗的目的是為測定患者運動能力、制定運動強度、評定治療效果提供客觀數(shù)據(jù)。顯然精確確定運動強度的臨界點，對病情輕重不同的患者或健康者，其運動康復訓練計劃的安全性及取得最佳療效的運動方式，就顯得非常重要。CPET是唯一的方法。2/4/202367

運動心肺功能測定的要求及方案的選擇

2/4/202368

一、對醫(yī)務人員的要求

運動心肺功能試驗需要在受過運動生理基礎知識培訓的醫(yī)師指導下進行，并要求醫(yī)務工作人員參加心血管急癥處理培訓學習，技師和醫(yī)師熟悉運動過程中正常和異常反應并能夠認識或預防發(fā)生或者將要發(fā)生的突然事件。

2/4/202369二、受試者準備1.試驗應在餐后2小時進行、禁煙，運動前12小時不進行過分的體力活動；2.確定患者病情屬運動適應證范疇，排除運動禁忌證；3.暫時停用干擾運動反應藥物，如-受體阻滯劑等。4.安靜時12導聯(lián)心電圖和靜態(tài)肺功能測定；5.運動中連續(xù)記錄心電活動和血壓；6.詳細說明運動中的注意事項和如何運動。

2/4/202370三、

禁忌癥

1.吸入室內(nèi)空氣情況下PaO2<45mmHg；

2.PaCO2>70mmHg；

3.FEV1<30%pred；

4.近期心肌梗死；

5.不穩(wěn)定心絞痛；

6.急性肺栓塞或者肺梗塞；

7.IIO-IIIO心臟房室傳導阻滯；

8.快速室性/房性心律失常；

9.嚴重身體畸形未糾正者；

10.嚴重的主動脈狹窄；

11.充血性心力衰竭；

12.未控制的高血壓；

13.神經(jīng)系統(tǒng)疾病所致的運動受限；

14.室壁動脈瘤；

15.嚴重的肺動脈高壓。

2/4/202371四、運動心肺試驗可能出現(xiàn)的并發(fā)癥如下：

1.心動過緩的心律失常；

2.猝死（室性心動過速/室顫）；

3.心肌梗死；

4.充血性心力衰竭；

5.低血壓和休克；

6.肌肉骨骼損傷；

7.嚴重疲勞，頭暈，乏力，全身不適，身體疼痛和持續(xù)數(shù)日的疲乏等。

2/4/202372五、終止運動的指征1.新出現(xiàn)或者加重的心絞痛；2.中樞神經(jīng)癥狀，如共濟失調(diào)、頭暈、或接近暈厥；3.末梢低灌注情況，如紫紺、蒼白；4.疲乏、氣促、喘息、腿痙攣或者間歇性跛行；5.運動中收縮壓較基礎值下降>10mmHg，運動功率增加血壓不升，并伴有缺血癥狀；或高血壓反應（無明顯癥狀時，收縮壓>250mmHg,我院為220mmHg)和/或舒張壓>115mmHg；6.在無Q波的導聯(lián)（不包括V1和aVR導聯(lián)）出現(xiàn)ST段抬高

(1.0mm),此外,ST段持續(xù)性壓低，或者心電軸明顯偏移；7.較嚴重的心律失常，室上性心動過速,高度室性心律失常如多源性、短陣室速等。2/4/202373

根據(jù)試驗的條件和目的的不同,可有許多種運動試驗的方案，如以

1.運動量分類的極量運動方案和次極量運動方案；

2.運動時相分類有連續(xù)運動和間歇運動；

3.運動功率改變方式的遞增功率運動和恒定功率運動；

4.運動器械分類的功率自行車和平板運動,本節(jié)以功率改變形式的運動方案為基礎分述如下：

六、運動試驗方案2/4/202374

(一）

遞增功率運動

是一種進行性多階梯試驗，功率以1-6分鐘間隔增加?，F(xiàn)在多推薦1分鐘斜坡式遞增(ramp)運動方式,使運動更均勻，運動參數(shù)變化連續(xù)和減少判斷者之間的分析差異。

2/4/202375（二）恒定功率運動

適宜于測量穩(wěn)定代謝條件下心肺功能參數(shù)。該方式對于測量一已知功率負荷，用于評價各種治療或藥物因素對運動能力的作用等。

遞增功率運動方式用來測量患者的最大耐受功率負荷，而恒定功率運動則用來評價低于最大運動水平如50%和75%最大功率負荷時對特殊參數(shù)的評價。

2/4/202376（三）功率自行車

功率自行車是連接功率計的踏車。與平板相比，功率自行車較為便宜、占地小、噪音低，并且通過調(diào)節(jié)阻力改變功率負荷。踏車的功率單位用電功率計表示為瓦（Watt，W），轉(zhuǎn)速維持40-70（rpm）。在限定踏車速度40-80rpm時,運動功率可被準確測量出(1watt=6kpm)。

2/4/202377踏車遞增功率試驗方案熟悉情況受試者準備（記錄ECG,BP,ABG,SaO2，F(xiàn)/V環(huán)）各期測心肺指標1-3min靜息期（VE,VO2,VCO2,HR,extFVL1-3min熱身期（0W空載）等各參數(shù)）

10min遞增功率負荷期（5-30W）

10min恢復期（3min空載，記錄EKG,BP,ABG,SaO2等）2/4/202378（四）平板試驗

運動方案選擇完全根據(jù)試驗的目的和設備條件而定，應用的方案有數(shù)種，以Bruce方案最常用，Bruce多級平板運動試驗：I級1.7mph、10%坡斜度，II級2.5mph、12%坡度，III級3.4mph、14%坡度，各級運動3分鐘。此外，也有用改良Bruce方案。Bruce方案的優(yōu)點是大多數(shù)受試者不能達到最后一級，缺點是功率遞增速度較大，影響VO2max的準確測量。目前許多實驗室采用Balke運動方案，功率階梯狀增加按照MET水平均勻增加。改良Bruce和Balke運動方案。2/4/202379（五）次極量運動和極量運動

目前次極量的運動未有一公認的標準，有研究按照年齡預計最大心率的85%，或心率達到200–年齡、190–年齡作為次極量運動試驗的終止運動心率；也有報道按照運動心率達到最大預計心率的90%時作為標準。然而，由于最大心率與年齡關(guān)系的回歸變化范圍較大，對于后者即相同心率對于相同年齡的不同個體，可能有的已達到最大的靶心率，有的超過了運動最大的靶心率，有的甚至僅為次極量運動心率水平。

2/4/202380

極量運動是指受試者表現(xiàn)為運動盡了真正的最大努力（筋疲力竭）時或者其他臨床指標提示達到最大運動量時的運動，其具體標準：1.動脈血HCO3-降低4mmol/L；2.pH下降<7.35，除非受試者運動試驗前為堿血癥；3.盡管功率增加，VO2不再增加；4.R值（VCO2/VO2）上升>1.09。

最大功率運動時達不到上述標準意指次極量。1，2兩項指標需要運動前后即時血氣標本。如無血氣標準則參考3，4項。由于運動終結(jié)通常不易見到VO2平臺出現(xiàn)，故只能參考R值以決定運動是否已達極量或次極量。但R值易導致錯誤，所以氧和二氧化碳分析器必須定期仔細定標和校準。2/4/202381（六）6分鐘步行試驗

6分鐘步行試驗是一簡單的運動功能檢查，是測定在特定的時間內(nèi)受試者可步行的距離。主要用來評價機體的功能狀態(tài)和治療效果，幫助明確外科治療如肺減容術(shù)和肺移植手術(shù)對臨床的影響，作為一種生理儲備指標，6分鐘步行試驗可以預測死亡的危險性或者手術(shù)治療的預后。

該檢查的優(yōu)點在于需用的設備少，結(jié)果重復性好，而且結(jié)果與最大運動試驗的攝氧量相關(guān)，與功能狀況相關(guān)。但是，方法的標準化是一急待解決的至關(guān)重要的問題。

6分鐘步行試驗適應于心肺功能受損較嚴重的患者。2/4/202382施行6分鐘步行試驗的一般準則（1）試驗環(huán)境，最好在室內(nèi)進行。

·連續(xù)的跑道（橢圓形或長方形）。

·步行跑道最小直線長度以25米為限，可以30米，每5米做一標記。標起點線，備掉轉(zhuǎn)方向標志物。

·平坦的跑道，沒有醫(yī)院交通和障礙物妨礙，且拐角最少。

·保持舒適的環(huán)境溫度和濕度。（2）設備

·受試者監(jiān)測設備：聽診器、血壓計、氧脈計、測脈率手表、遙控心電圖。

·其他設備：秒表、便利的氧氣輸送系統(tǒng)、急救藥物及器械（如除顫器等）、供病人休息的椅子、Borg呼吸困難評分表、卷尺。2/4/202383

6分鐘步行試驗預計峰值VO2：1.CahalinLP（Chest1996；110：325-332）報告有癥狀的心力衰竭患者其6分鐘步行距離與峰值VO2關(guān)系，公式如下：

PeakVO2=0.03×距離（m）+3.93

（r=0.64，r2=0.42，P<0.0001，標準誤=3.32）2.CahalinLP（Chest1995；108：452-459）報告終末期肺疾患患者6分鐘步行距離與峰值VO2關(guān)系:PeakVO2=0.006×距離（ft）+7.38

（r=0.73，r2=0.54，P<0.0001，標準誤=2.82）3.我院6MWT51例健康人,年齡19歲?65歲;男性27例,女性24例,PeakVO2/kg=0.05×距離(m)?6.331(r=0.619,r2=0.383,P0.001)2/4/2023846MWT步行距離與PVO2的相關(guān)性

PVO2與D:VO2/kg=0.05D﹣6.331(r=0.619，r2=0.383，P=0.000＜0.001)2/4/2023856分鐘步行試驗實施

受試者聽到開始口令即立即開始步行。工作人員應在受試者身后輕輕步行，但應避免為其定步速，應該定時告知剩余時間，并給予一些標準的鼓勵性話語。建議使用以下標準語言：

1分鐘后——“努力，還剩下5分鐘?！?/p>

2分鐘后——“盡力，剩下4分鐘了。”

3分鐘后——“干得好，繼續(xù)走。就剩3分鐘了。”

4分鐘后——“走快點，只剩2分鐘了?！?/p>

5分鐘后——“最后剩下1分鐘了，盡全力?！?/p>

·每走完一圈或一個固定長度做一個記號。

·如果受試者停下來，應為其準備椅子休息。每隔15秒重復這樣一句話：“當你感覺可以時，盡快繼續(xù)步行。”

·記錄休息的時間。2/4/202386

6MWT正常參考值

1.EnrightPL等報告(1998年)健康男性117例，女性173例；年齡

40歲-80歲；步行距離中數(shù)男性576m，女性494m。老年人，肥胖者及矮者步行距離短。提出正常人參考方程式(約40%變異)

男性6MWD=7.57高(cm)?5.02年齡?1.76體重(kg)?309m

女性6MWD=2.11高(cm)?2.29體重(kg)?5.78年齡+667m2.Trooster等1999年報告51例健康人，年齡50歲-85歲，

6MWD平均值631m，男性＞女性84m。

3.CooperCB等提出一般正常人放松步行速度

67?80m/min(2.5mph?3.0mph),故6MWD在400m以上，或40歲接近600m；每10年遞減50m,至80歲應達到400m。

4.我院6MWT51例健康人,年齡19歲?65歲;

男性27例,平均步行距離729.31m48.97m,

女性24例,平均步行距離655.04m48.97m。

5.Redelmeier等1997年報告COPD患者平均6MWD達到371m(119m?705m)。2/4/202387

6分鐘步行運動試驗（6MWT）的臨床應用

1.運動訓練。

2.應用6MWT預計發(fā)病率和死亡率：

EnrightPL報告1年后病死的898例心力衰竭患者,其平均6MWD374m。

3.肺移植：運動試驗，包括6MWT，已用于因患肺部疾病行肺減容術(shù)或肺移植術(shù)的病人手術(shù)風險評估，適應癥，禁忌癥以及療效評價。

6MWD<400m的患者在等待肺移植時80%死亡，6MWD<300m者80%在移植前死亡。作者提出以400m作為患者肺功能的損害程度達到肺移植的指征，

6MWD<300m者優(yōu)先移植。

4.肺切除：VO2max的測定已顯著提高對肺部惡性腫瘤切除術(shù)后嚴重并發(fā)癥的高風險患者的鑒別價值。一項研究顯示，所有3例病人6MWD<304米術(shù)后均有嚴重并發(fā)癥，7例6MWD381m的患者無一例有并發(fā)癥。

5.肺減容手術(shù)（LVRS）：有作者認為6MWD<200m和高碳酸血癥PaCO2

＞45mmHg是住院時間延長3周或術(shù)后死亡的最好指標。有報告肺氣腫的患者行肺減容手術(shù)后3?6個月，呼吸力學和6MWT步行距離顯著改善。但一年后，盡管呼吸力學減退，步行距離仍保持穩(wěn)定或持續(xù)增加。

6.心力衰竭：6MWT對不同程度的左室功能不全患者的死亡率和住院率有很強的預計價值。左室功能不全的患者，若6MWD<300m，與6MWD至少450m者相比，其死亡風險增加3.7倍，住院風險增加14倍。2/4/202388肺血管病1.BRH2.VD/VTH3.P(a-et)CO2H4.P(A-a)O2H5.V?O2/HRL6.ΔV?O2/ΔWRL心臟病心衰1.BRH2.VD/VTH3.P(a-et)CO2H4.P(A-a)O2N5.V?O2/HRL6.ΔV?O2/ΔWRL外周動脈疾病1.BRN2.高血壓3.下肢痛4.HRRH5.ΔV?O2/ΔWRL心臟病1.BRN2.ECGabn3.HRvsV?O2

陡4.ΔV?O2/ΔWRL貧血1.BRN2.HBL3.代酸4.V?O2/HRL5.P(