心肺運動試驗 概要

臨床應(yīng)用解讀心臟康復(fù)區(qū)郭蘭心肺運動試驗?zāi)夸浉攀鲞\動生理基礎(chǔ)重要指標(biāo)的解讀臨床應(yīng)用新應(yīng)用22024/8/14概述CPX(CardiopulmonaryExerciseTesting或CPET)

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V?O2及V?CO2等代謝指標(biāo)、通氣指標(biāo)及心電圖、心率、血壓變化。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。CPX更能全面客觀評價心肺功能儲備和功能受損程度引自《心肺運動試驗的原理及其解讀——病理生理及臨床應(yīng)用》WassermanK主編，文富強主譯引自《心肺運動試驗的臨床應(yīng)用》黃思賢，譚新洪主編2024/8/143運動生理基礎(chǔ)肺-心-活動肌群偶聯(lián)機制（參考WassermanK）吸入O2運送O2消耗O2肺循環(huán)外周循環(huán)大氣線粒體生理反應(yīng)：①VT

↑RR↑②SV↑HR↑③QCO2↑QO2↑外呼吸內(nèi)呼吸42024/8/14呼出CO2排出CO2生成CO2WassermanK: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。即外呼吸-細(xì)胞呼吸正常耦聯(lián)，肺-心-活動肌群。運動生理基礎(chǔ)運動時相應(yīng)的生理過程VO2↑(為安靜時6倍)：C.O.=HR↑×SV↑血流重新分布，肺部血流↑，動-靜脈氧差↑VE↑，VD↑，VT↑，正常V/Q比許多疾病限制了V/Q：肺部疾?。篊OPD…心臟疾?。篊HF…Essentialsofcardiopulmonaryexercisetesting.Champaign,Ⅲ:HumanKinetics;199652024/8/141.反映運動耐量以及心功能的指標(biāo)

V?O2max、V?O2/kgmax、V?O2/kg@AT、MET、V?O2/HRmax、HRRmax、R(呼吸商)、RQ以及ΔV?O2/ΔW等2.反映通氣功能的指標(biāo)BR、V?Emax、VTmax、RRmax、VT/IC以及F/V環(huán)等

3.反映通氣效率的指標(biāo)V?E/V?O2、V?E/V?CO2、PaO2、P(A-a)O2、PaCO2、PetCO2、P(a-et)CO2、以及VD/VT等引自：？2024/8/146重要指標(biāo)的解讀重要指標(biāo)的解讀VO2maxorPeakVO2Fick公式：VO2max=(HR×SV)[C(a-v)O2]最重要的測量指標(biāo)取決于循環(huán)系統(tǒng)與呼吸系統(tǒng)功能反映運動耐量72024/8/14重要指標(biāo)的解讀代謝當(dāng)量(MET)指安靜時平均VO2，相當(dāng)于3.5ml/(kg·min)的攝氧量，用來衡量運動強度，生活活動強度，如用于運動處方制定活動度代謝（METS）心臟輸出量（COS）最低＜1.5＜1.25輕度1.5-2.51.25-1.5中度2.5-3.51.5-2.0重度3.5-5.02.0-2.5極度5.0-7.02.5-3.0超極度＞7.03.0-4.082024/8/14自身保健活動的能量消耗活動量千卡/分METS臥床休息1.01.0坐位1.21.0站位肌肉放松1.41.0進(jìn)餐1.41.0談話1.41.0穿或脫衣服2.32.0洗手、洗臉2.52.0床邊大、小便3.63.0步行（4km/h）3.63.0淋浴4.23.5床上用便盆4.74.0步行下樓5.24.5步行（6km/h）5.65.5用輪椅前行6.46.0用支撐器/拐杖步行8.06.5娛樂活動的能量消耗活動量千卡/分METS坐位繪畫2.01.5彈鋼琴2.52.0駕駛車輛2.82.0劃獨木舟（4km/h）3.02.5騎馬慢行3.02.5打排球3.02.5打滾球4.43.5騎自行車（8.8km/h）4.53.5騎自行車（20.8km/h）11.09.0打高爾夫球5.04.0游泳（18.3m/min）5.04.0跳舞5.54.5園藝工作5.64.5打網(wǎng)球7.16.0騎馬小跑8.06.5鋤8.67.0滑雪9.98.592024/8/14家務(wù)活動的能量消耗活動量千卡/分METS做針線活1.41.0掃地1.71.5用機械縫紉1.81.5擦家具2.42.0削馬鈴薯皮2.92.5站著洗刷2.92.5洗衣服3.02.5揉面3.32.5地板除塵3.63.0抹窗3.73.0鋪床3.93.0站著燙衣4.23.5拖地板4.23.5用手?jǐn)Q干衣服4.43.5掛東西4.53.5敲打地毯4.94.0職業(yè)活動的能量消耗活動量千卡/分METS修表1.61.5繞線圈2.22.0裝配無線電2.72.5縫紉機縫紉2.92.5砌磚4.03.5泥瓦工4.13.5拖拉機犁田4.23.5用馬犁田5.95.0推車（25kg·km/h）5.04.0木工活6.85.5修剪草坪7.06.5伐木8.06.5鏟挖8.57.0負(fù)重上樓（8kg·82m/min）9.07.5刨9.17.5司爐10.28.5負(fù)重上樓（10kg·168m/min）16.213.5102024/8/14VO2max，METsVO2max既取決于循環(huán)系統(tǒng)的功能（心排出量），反映循環(huán)系統(tǒng)氧轉(zhuǎn)運的能力；也取決于呼吸系統(tǒng)的功能（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V?O2max減少，說明運動耐量下降由V?O2/kg換算出來的MET，適用于衡量運動強度和生活活動強度，如用于康復(fù)運動處方健康人VO2max約為2~3L/min，正常值：大于預(yù)計值的84%2024/8/1411重要指標(biāo)的解讀重要指標(biāo)的解讀ATorLTorVTAT：攝氧量＜需氧，啟動無氧代謝供能LT：無氧代謝產(chǎn)生乳酸↑VT：當(dāng)乳酸轉(zhuǎn)化成乳酸鹽，機體產(chǎn)生CO2↑，通過VE↑來清除多余的CO2反映運動時有氧代謝的能力122024/8/14重要指標(biāo)的解讀確定AT的方法：①乳酸法：取動脈血作血氣分析檢測乳酸水平，出現(xiàn)乳酸性酸中毒即為AT②V-slope③通氣當(dāng)量法②③132024/8/14重要指標(biāo)的解讀心功能分級（WeberKT標(biāo)準(zhǔn)）級別VO2max/kg[ml/kg·min]VO2/kg@AT[ml/kg·min]A級＞20＞14B級16-2011-14C級10-168-11D級＜10＜8142024/8/14V?O2max和AT的臨床意義V?O2max和AT可以識別疾病的嚴(yán)重程度，預(yù)測最大心排出量，客觀評價患者功能容量，故用以標(biāo)志心功能損害程度直接測定V?O2max需要進(jìn)行力竭運動試驗，對心肺疾患患者或老年人具有一定危險性。對此類患者測定AT更有意義，更能反映心功能狀況2024/8/1415重要指標(biāo)的解讀重要指標(biāo)的解讀VE/VO2：指攝入或消耗1升O2所用的通氣量，反映氧提取效率。運動時V?E/V?O2最低點反映無氧閾的位置，是確定無氧閾最敏感的指標(biāo)VE/VCO2：二氧化碳通氣當(dāng)量（V?E/V?CO2）是排除1升CO2所需的通氣量，反映通氣效率。正常值在AT點時，V?E/V?CO2約為29±4.3。若升高，表明過度通氣、死腔增加162024/8/14VE/VCO2slope：運動時的通氣反應(yīng)（VE/VCO2slope），正常值是20～30表明了換氣效率，是心衰患者最有力的預(yù)測指標(biāo)之一心衰患者該斜率通常明顯增加，可達(dá)到80，且隨心衰程度加重斜率越陡峭經(jīng)有氧運動訓(xùn)練和治療可以得到改善；VE/VCO2斜率可提示預(yù)后VE/VO2,VE/VCO2,VE/VCO2slope反映呼吸效率，遞增功率運動試驗通氣當(dāng)量可用作判斷VA/Q不均的指標(biāo)2024/8/1417重要指標(biāo)的解讀重要指標(biāo)的解讀運動心電圖心率血壓血氧飽和度182024/8/14臨床應(yīng)用—適應(yīng)癥用于運動耐量評估確定是否存在功能受損或運動受損運動受限的原因和病理生理機制評估未診斷的運動不耐量共存疾病中是心臟疾病還是肺臟疾病引起癥狀與靜息心功能和肺功能測試不符合找不到原因的呼吸困難ATS/ACCPstatementoncardiopulmonaryexercisetesting.AmJRespCritCare.Jan152003192024/8/14臨床應(yīng)用—適應(yīng)癥心血管疾病患者的評估心衰患者的功能評估和預(yù)后心臟移植手術(shù)的選擇心臟康復(fù)中運動處方的制定和運動訓(xùn)練監(jiān)測呼吸系統(tǒng)疾病的患者評估功能障礙評估COPD間質(zhì)性肺疾病肺血管疾病囊胞性纖維癥運動誘發(fā)的支氣管痙攣ATS/ACCPstatementoncardiopulmonaryexercisetesting.AmJRespCritCare.Jan1520032024/8/1420臨床應(yīng)用—適應(yīng)癥其他臨床應(yīng)用術(shù)前評估：肺切除手術(shù)，老年人進(jìn)行腹部外科手術(shù)，肺氣腫減容術(shù)肺康復(fù)中運動耐量評估和運動處方的制定殘損和殘疾的評定肺移植和心肺移植的評定ATS/ACCPstatementoncardiopulmonaryexercisetesting.AmJRespCritCare.Jan1520032024/8/1421臨床應(yīng)用—絕對禁忌癥急性心肌梗死（3-5天）不穩(wěn)定性心絞痛未控制的心律失常暈厥活動性感染性心內(nèi)膜炎急性感染性心內(nèi)膜炎或心包炎嚴(yán)重的主窄未控制的心衰可疑夾層動脈瘤222024/8/14急性肺栓塞或肺梗塞未控制的哮喘肺水腫呼吸衰竭下肢深靜脈血栓非心肺系統(tǒng)的急性功能障礙（如腎衰，甲狀腺毒癥）休息時空氣飽和度≤85%精神疾病導(dǎo)致的不配合ATS/ACCPstatementoncardiopulmonaryexercisetesting.AmJRespCritCare.Jan152003臨床應(yīng)用—相對禁忌癥左主干狹窄心臟瓣膜中度狹窄休息時高血壓（SBP＞200mmHg，DBP＞120mmHg）心動過速或心動過緩高度房室傳導(dǎo)阻滯肥厚性心肌病嚴(yán)重的肺動脈高壓懷孕電解質(zhì)紊亂骨科疾患2024/8/1423ATS/ACCPstatementoncardiopulmonaryexercisetesting.AmJRespCritCare.Jan152003臨床應(yīng)用—終止指標(biāo)缺血引起的胸痛缺血性ECG改變復(fù)雜的異位搏動Ⅱ°或Ⅲ°心臟傳導(dǎo)阻滯運動過程中SBP下降最高達(dá)20mmHg高血壓（SBP＞250mmHg，DBP＞120mmHg）血氧飽和度下降SPO2≤80%突然面色蒼白協(xié)調(diào)性缺失精神錯亂眩暈呼吸衰竭癥狀2024/8/1424ATS/ACCPstatementoncardiopulmonaryexercisetesting.AmJRespCritCare.Jan152003臨床應(yīng)用—癥狀與處理252024/8/14癥狀處理1.陣發(fā)性室上性心動過速頸動脈竇按摩，血管加壓素、洋地黃、普萘洛爾2.室性心動過速利多卡因、心律復(fù)轉(zhuǎn)3.室性纖顫CPR、除顫4.心動過緩阿托品、異丙腎上腺素5.頻繁室性早搏，＞10bpm休息、給氧、利多卡因6.Ⅱ、Ⅲ度AVB或束支傳導(dǎo)阻滯休息、給氧，若HR低于40bpm給阿托品或異丙腎上腺素7.低血壓仰臥休息8.心絞痛休息、硝酸甘油、給氧9.急性冠脈綜合證休息、給氧、硝酸甘油和搶救10.過度疲勞或呼吸困難休息臨床應(yīng)用—WassermanK診斷思路2024/8/1426引自《心肺運動試驗的臨床應(yīng)用》人民衛(wèi)生出版社，2007

心血管（CHF）和肺（氣道阻塞性疾?。┮鸬腃PX表現(xiàn)2024/8/1427臨床應(yīng)用—呼吸困難查因心血管肺PeakVO2↓↓無氧閾↓N或↓?VO2/?WR?！齆PeakHR可能↓↓PeakVO2/HR?！粑鼉洌?0%＜15%運動后FEV1比休息時不變比休息時↓PaO2或SaO2N?！齎D/VT或VE/VCO2可能↑?！R床應(yīng)用—心衰早期評估運動耐量：NYHA分級，6MWT直接測定PeakVO2來評估：最大癥狀限制的平板或踏車CPX應(yīng)用：評估疾病嚴(yán)重程度（Ⅱa，C級）心衰是否為運動受限的原因（Ⅱa，C級）制定運動處方（Ⅰ，C級）評價新藥物或設(shè)備的療效

ACC/AHA2005guidelineupdateforthediagnosisandmanagementofchronicheartfailureintheadult.Circulation.Apr420062024/8/1428較主觀最客觀臨床應(yīng)用—心衰PeakVO2預(yù)測心衰患者的預(yù)后一項對114位心衰患者開展的前瞻性研究中顯示：VO2＞14ml/(kg·min)的患者1年、2年生存率分別為94%，84%VO2≤14ml/(kg·min)的患者1年生存率為70%VO2≤14ml/(kg·min)合并有其他疾病1年、2年生存率分別為47%和32%結(jié)合其他指標(biāo)組成HeartFailureSurvivalScore，用于評價心衰患者預(yù)后，若＞8.1，1年無事件生存率為93±2%Valueofpeakexerciseoxygenconsumptionforoptimaltimingofcardiactransplantationinambulatorypatientswithheartfailure.Circulation.Mar1991Developmentandprospectivevalidationofaclinicalindextopredictsurvivalinambulatorypatientsreferredforcardiactransplantevaluation.Circulation.Jun1719972024/8/1429VE/VCO2slope多個研究提出其對心衰患者的結(jié)局更有預(yù)測價值VE/VCO2（VSPeakVO2）無需運動到最大用力程度最常用分界為：VE/VCO2slope＞34，預(yù)后不佳結(jié)合PeakVO2

進(jìn)行分層

PeakVO2

＜10ml/(kg·min)或VE/VCO2slope＞40被認(rèn)為處于高危組，同時具有這兩項的患者預(yù)后非常差新的預(yù)后指標(biāo)：峰值心輸出量×平均動脈壓（研究中）Theclinicalandresearchapplicationsofaerobiccapacityandventilatoryefficiencyinheartfailure:anevidence-basedreview.HeartFailRev.Jun2008Developmentofaventilatoryclassificationsysteminpatientswithheartfailure.Circulation.May82007PeakCardiacPowerOutput,MeasuredNoninvasively,IsaPowerfulPredictorofOutcomeinChronicHeartFailure.Circ-HeartFail.Jan20092024/8/1430臨床應(yīng)用—心衰運動訓(xùn)練后療效評價雖然普通的平板測試可以提供運動時間，峰值功率，預(yù)測的MET水平，但是CPX提供許多更精準(zhǔn)的評價指標(biāo)，且不受扶手支持和步長的影響提供AT，評價患者亞極量運動能力Exerciseandheartfailure-AstatementfromtheAmericanHeartAssociationCommitteeonExercise,Rehabilitation,andPrevention.Circulation.Mar42003EfficacyandSafetyofExerciseTraininginPatientsWithChronicHeartFailureHF-ACTIONRandomizedControlledTrial.Jama-JAmMedAssoc.Apr820092024/8/1431臨床應(yīng)用—心衰臨床應(yīng)用—心衰PeakVO2VO2/kg@AT↓PeakVO2<14ml/(kg·min)預(yù)后不良HRR通常無或接近0通氣儲備正常AT點VE/VCO2↑，VE/VCO2

slope↑VD/VT↑PaO2正常，P(A-a)O2一般正?！鱒O2/△WR↓322024/8/14>14，1年生存率94%<14，1年生存率70%<14，合并其他疾病，1年生存率47%>34，預(yù)后不佳<34，預(yù)后良好>40，死亡風(fēng)險增加慢性呼吸困難的評估思路2024/8/1433臨床應(yīng)用—呼吸困難查因病史和體格檢查肺功能檢查、胸片、心電圖、血生化支氣管激發(fā)試驗CPX正常正常無結(jié)論肺功能測試胸片心電圖超聲心動圖其他不正常無異常鑒別診斷氧運輸/利用障礙氣體交換異常呼吸機制異常心臟成像肺成像心導(dǎo)管組織活檢喉鏡檢查治療試驗處方其他特定診斷不正常不正常的反應(yīng)特定狀況一般模式2024/8/1434臨床應(yīng)用—呼吸困難查因高VO2/HR低PeakHR低PeakVO2和AT低?VO2/?WR低VO2/HR高VE/VCO2高VD/VT升高P(A-a)O2低呼吸儲備動態(tài)過度通氣吸氣流速降低呼吸模式不穩(wěn)定AT早或無高C.O./VO2低VO2/HR異常HR或血壓代謝性肌病自主神經(jīng)功能障礙變時反應(yīng)不足低心輸出量肺氣體交換不足CHF聲帶異常過度通氣綜合癥COPD肺血管疾病循環(huán)功能障礙通氣功能障礙O2攝取/利用障礙Clinician'sGuidetocardiopulmonaryexercisetestinginadults:ascientificstatementfromtheAmericanHeartAssociation.Circulation.Jul132010心臟病輕/低等強度：RPE＜12，＜40%HRreserve+HRrest,＜40%VO2reserve+VO2rest中等強度：RPE1