心肺运动试验培训课件

心肺运动试验概述概述心肺运心肺运动试验（cardiopulmonary exercise testing，CPET）是指在特定）是指在特定的运的运动负荷下，通荷下，通过收集受收集受试者呼出的者呼出的气体并加以分析，气体并加以分析，监测机体在运机体在运动状状态下的各下的各项指指标，并同步心，并同步心电导联监测心心电变化，化，综合合评价心肺等器官系价心肺等器官系统的整的整体功能和体功能和储备能力能力1，与常，与常规肺功能和肺功能和一般心一般心脏负荷荷试验不同。不同。2心肺运动试验3心肺运动试验4心肺运动试验历史史经典的道格拉斯气袋法典的道格拉斯气袋法(Dagalas bag)：早期：早期由于没有流量由于没有流量传感器和气体分析器，所以气体感器和气体分析器，所以气体代代谢测试采用多个采用多个测试气袋，受气袋，受试者的呼出气者的呼出气体体经过三通三通单向向阀全部收集到道格拉斯气袋中，全部收集到道格拉斯气袋中，每隔一定每隔一定时间(30秒或秒或1分分钟)更更换一个气袋，一个气袋，这样整个整个测试过程就需要几十个气袋。程就需要几十个气袋。测试完完成后，使用化学分析方法分析气袋中的氧和二成后，使用化学分析方法分析气袋中的氧和二氧化碳的成分和数量，整个氧化碳的成分和数量，整个过程程缓慢而且非常慢而且非常繁繁琐。5心肺运动试验历史史混合气袋法混合气袋法(Mixing-bag)：由于：由于经典的格拉斯典的格拉斯气袋法不能做到气袋法不能做到测试数据的数据的实时(On-line)分析，分析，于是有人就提出呼出气的于是有人就提出呼出气的动态混合概念，即混混合概念，即混合气袋法合气袋法(Mixing-bag)，借助于当，借助于当时的苹果的苹果II计算机、算机、电子气体子气体浓度分析器和流速度分析器和流速传感器，感器，在在测试的同的同时得到了气体代得到了气体代谢的数据。的数据。这是气是气体代体代谢测试技技术的一次大的的一次大的飞跃。混合气袋法。混合气袋法比比较符合道格拉斯气袋法，缺点是符合道格拉斯气袋法，缺点是动态性能差，性能差，反映反映迟钝。适合于。适合于稳态功率功率负荷的荷的试验，但，但该测试方法不能方法不能满足短足短时间快速精确的快速精确的测量。量。6心肺运动试验历史史每口气法每口气法(Breath by Breath)：随着气体：随着气体浓度度分析器分析速度的不断提高，科学家通分析器分析速度的不断提高，科学家通过提高提高采采样速度减少混合室的大小，速度减少混合室的大小，获得了和得了和传统混混合气袋法一致的合气袋法一致的测试结果，于是就出果，于是就出现了每口了每口气气测试法法(Breath by Breath)，即分析每一口，即分析每一口呼出气的气体成分和通气量，呼出气的气体成分和通气量，这样大大改善了大大改善了混合气袋分析的混合气袋分析的动态性能，克服了性能，克服了传统混合气混合气袋法反袋法反应迟钝，测试样本少的缺点，成本少的缺点，成为测试技技术上的又一次大上的又一次大飞跃。7心肺运动试验概述概述CPET始于始于20世世纪50年代。年代。1973年年Wasserman2等初步介等初步介绍了呼吸系了呼吸系统参数的参数的“每次呼吸法每次呼吸法”测定方法。定方法。1975年年Wasserman3进一步提出，所有的运一步提出，所有的运动均需均需要心肺要心肺协调和周和周围循循环与肺循与肺循环的的协调来完成气体交来完成气体交换作用。作用。近近20余年来，随着科学技余年来，随着科学技术的迅猛的迅猛发展及流行病学研展及流行病学研究的深入，究的深入，CPET能无能无创、定量、敏感地、定量、敏感地评测呼吸系呼吸系统、循循环系系统及肌肉及肌肉摄氧能力之氧能力之间的关系，并且全面的关系，并且全面综合合地地评价全身运价全身运动耐力，耐力，进而更加广泛深入地而更加广泛深入地应用于指用于指导康复治康复治疗，评定康复治定康复治疗效果等。效果等。8心肺运动试验概述概述目前，目前，对于心肺运于心肺运动试验在在临床上的床上的应用价用价值已研究多年，它可以反映人体的已研究多年，它可以反映人体的气体代气体代谢能力、最大运能力、最大运动能力，揭示心能力，揭示心肺病理和病理生理，指肺病理和病理生理，指导心肺康复和出心肺康复和出院后治院后治疗。但是在外科。但是在外科术前前预后，及其后，及其它系它系统（如，中（如，中风后患者、后患者、肿瘤患者等）瘤患者等）的具体的具体评定方法、运定方法、运动训练方案等，仍方案等，仍需要需要进一步深入研究。一步深入研究。9心肺运动试验测试系系统随着随着电子子计算机和算机和电子子传感器技感器技术的的发展，运展，运动负荷、心荷、心电图和气体代和气体代谢变化化的的测量有机量有机结合合产生了生了CPET（运（运动负荷荷气体交气体交换法）。法）。CPET包括运包括运动气体代气体代谢分析和运分析和运动心心电负荷荷试验两部分。两部分。10心肺运动试验测试系系统气体代气体代谢测试通通过采集气体采集气体样本，使用本，使用一口气法、每次呼吸法、运一口气法、每次呼吸法、运动过程中内程中内呼吸法、呼吸法、动态流量流量环等多种分析法，等多种分析法，获得每口气中得每口气中摄氧量、二氧化碳排出量等氧量、二氧化碳排出量等参数，参数，评测运运动过程中心程中心脏、肺、肺脏及肌及肌肉的功能及肉的功能及协调能力；能力；心心电负荷荷试验通通过监测安静和运安静和运动状状态下的心下的心电反反应，为心心脏功能及其病理研功能及其病理研究提供重要参考依据。究提供重要参考依据。11心肺运动试验评估指估指标摄氧量氧量(oxygen uptake，VO2)最大最大摄氧量（氧量（maximal oxygen uptake，VO2max）和峰）和峰值摄氧量（氧量（peak oxygen uptake，Peak VO2）是机体有）是机体有氧代氧代谢能力的两能力的两项重要指重要指标。VO2max是指在最大努力运是指在最大努力运动时摄取的取的最高氧量，最高氧量，Peak VO2指运指运动过程中出程中出现摄氧量的最氧量的最高高值，正常人两者数正常人两者数值接近。接近。由于最大运由于最大运动平台极平台极难出出现，通常采用，通常采用Peak VO2表示最大有氧能力。一般来表示最大有氧能力。一般来说，Peak VO2占占预计值百分比百分比84%提示提示Peak VO2下降。下降。12心肺运动试验13心肺运动试验评估指估指标代代谢当量当量(metabolic equivalent，METs)METs是运是运动生理学和康复医学生理学和康复医学领域中域中最常用来表达各种活最常用来表达各种活动时的相的相对能量代能量代谢水平的指水平的指标，1MET相当于正常成人相当于正常成人安静坐位状安静坐位状态下的下的VO2（平均（平均为3.5ml/kgmin）。）。14心肺运动试验评估指估指标代代谢当量当量(metabolic equivalent，METs)判断体力活判断体力活动能力和能力和预后。后。将运将运动试验所能达到的最高所能达到的最高VO2折算折算为METs或采用或采用间接判断方式确定接判断方式确定METs，用以判断体力活用以判断体力活动水平和水平和预后以及是否后以及是否手手术治治疗的的选择参考。参考。15心肺运动试验判断体力活判断体力活动能力和能力和预后后5METs 65岁以下的患者预后不良5METs 日常生活受限，相当于急性心肌梗塞恢复期的功能储备10METs 正常健康水平，药物治疗预后与其它手术或介入治疗效果相当13METs 即使运动试验异常，预后仍然良好18METs 有氧运动员水平22METs 高水平运动员16心肺运动试验表示运表示运动强度，制定运度，制定运动处方方运运动强度度靶心率靶心率问题：运：运动时测定困定困难；心血管活性；心血管活性药物广泛使用，心率反物广泛使用，心率反应难以直接反映运以直接反映运动情况情况代代谢当量表示运当量表示运动强度度/控制能量控制能量摄取与取与消耗比例，例如糖尿病和肥胖症的康复，消耗比例，例如糖尿病和肥胖症的康复，采用代采用代谢当量是最佳当量是最佳选择。17心肺运动试验METs和和热卡的关系卡的关系热卡是指能量消耗的卡是指能量消耗的绝对值，代，代谢当量当量是能量消耗水平的相是能量消耗水平的相对值，两者之，两者之间有有明确的明确的线性关系：性关系：热卡卡METs3.5kg20018心肺运动试验METs应用用确确定定每每周周能能耗耗总量量（运运动总量量）以以及及运运动训练次数或天数。次数或天数。将每周将每周总量分解量分解为每天每天总量。量。确确定定运运动强度度，查表表选择适适当当的的活活动方方式。式。将将METs总量量分分解解到到各各项活活动中中，形形成成运运动处方。方。19心肺运动试验患者男性，肥胖症，患者男性，肥胖症，100公斤，公斤，计划减肥划减肥500克克/周，每克脂肪周，每克脂肪热价价9千卡，需要千卡，需要额外消耗外消耗4500千卡。千卡。计划每周划每周锻炼5天。天。4500千卡千卡5天天=900千卡千卡/天。天。900千卡千卡=520METs确定采用步行作确定采用步行作为主要主要锻炼方式，每天方式，每天2次。次。查表知步行表知步行4公里公里/时=3METs，6.5公里公里/时=5.6METs步行步行4公里公里/时作作为准准备活活动：315=45METs步行步行6.5公里公里/时作作为基本基本训练：5.630=168METs步行步行4公里公里/时作作为准准备活活动：320=60METs273METs/次次2次次=546METs20心肺运动试验区分残疾程度区分残疾程度最大最大METs5作作为残疾残疾标准。准。21心肺运动试验指指导日常生活活日常生活活动与与职业活活动确确定定患患者者的的安安全全运运动强度度之之后后，查表表选择合适的活合适的活动。职业活活动(每每天天8小小时)的的平平均均能能量量消消耗耗水水平平不不应该超超过患患者者峰峰值代代谢当当量量的的40%，峰峰值强度度不不可可超超过峰峰值代代谢当当量量的的70%80%。22心肺运动试验指指导日常生活活日常生活活动与与职业活活动7METs：可参加重体力：可参加重体力劳动，METs 2.83.2，峰，峰值METs 5.66.45METs：可参加中度体力：可参加中度体力劳动，METs2.0，峰，峰值METs4.034METs：可参加：可参加轻体力体力劳动，METs1.21.6，峰，峰值METs 2.43.223METs：休息：休息时无不适，可参加坐位工作，无不适，可参加坐位工作，不能跑、跪、爬，站立或走不能跑、跪、爬，站立或走动时间不能超不能超过10%工作工作时间。23心肺运动试验常用常用METs值生活活生活活动修面修面 1.0 步行步行1.6公里公里/时 1.5-2.0自己自己进食食 1.4 步行步行2.4公里公里/时 2.0-2.5床上用便盆床上用便盆 4.0 散步散步4.0公里公里/时 3.0坐坐厕 3.6 步行步行5.0公里公里/时 3.4穿衣穿衣 2.0 步行步行6.5公里公里/时 5.6站立站立 1.0 步行步行8.0公里公里/时 6.7坐床坐床边 2.0 骑车(中速中速)5.724心肺运动试验常用常用METs值自我自我护理理坐位自己吃坐位自己吃饭 1.5 备饭 3.0上下床上下床 1.65 铺床床 3.9穿脱衣穿脱衣 2.5-3.5 扫地地 4.5站立站立热水淋浴水淋浴 3.5 擦地擦地(跪姿跪姿)5.3挂衣挂衣 2.4 擦窗擦窗 3.4园园艺工作工作 5.6 拖地拖地 7.7劈木劈木 6.725心肺运动试验常用常用METs值职业活活动 秘秘书(坐坐)1.6 焊接工接工 3.4机器机器组装装 3.4 轻的木工活的木工活 4.5砖瓦工瓦工 3.4 油漆油漆 4.5挖坑挖坑 7.8 开开车 2.826心肺运动试验娱乐活活动的代的代谢当量当量交交谊舞舞(慢慢)2.9 排球排球(非非竞赛性性)2.9交交谊舞舞(快快)5.5 羽毛球羽毛球 5.5有氧舞蹈有氧舞蹈 6.0 游泳游泳(慢慢)4.5跳跳绳 12.0 游泳游泳(快快)7.0 网球网球 6.0 乒乓球球 4.5 27心肺运动试验娱乐活活动的代的代谢当量当量织毛毛线 1.5-2.0 桌球桌球 2.3打牌打牌 1.5-2.0 弹钢琴琴 2.5缝纫(坐坐)1.6 长笛笛 2.0写作写作(坐坐)2.0 击鼓鼓 3.8手手风琴琴 2.3 小提琴小提琴 2.628心肺运动试验评估指估指标通气当量通气当量二氧化碳通气当量是指呼出二氧化碳通气当量是指呼出1升二氧化碳升二氧化碳时，所需要，所需要的通气量（的通气量（ventilation，VE），即），即VE与二氧化碳排与二氧化碳排出量（出量（carbon dioxide output，VCO2）比）比值，简写写为VE/VCO2。通常通常VE/VCO2斜率更具有斜率更具有临床意床意义，且不受运，且不受运动模模式和式和测试方案影响方案影响4，VE/VCO2斜率斜率30被被认为是正常范是正常范围。氧通气当量是指排出氧通气当量是指排出1升氧气升氧气时所需要的所需要的VE，简写写为VE/VO229心肺运动试验评估指估指标无氧无氧阈(anaerobic threshold，AT)AT是指体内无氧代是指体内无氧代谢比比值突然突然显著升高的著升高的临界点。界点。未达未达AT前，前，VE的增加与的增加与摄氧量、二氧化碳氧量、二氧化碳排出量及运排出量及运动量相关；量相关；而达无氧而达无氧阈后，后，VE/VCO2比比VE/VO2更相更相关，故当关，故当VE/VO2急急剧升高升高时，而，而VE/VCO2没有立即升高，以此没有立即升高，以此时间点来点来测定定AT，是目前，是目前认为的最敏感方法。的最敏感方法。30心肺运动试验评估指估指标氧脉搏氧脉搏(oxygen pulse)也是重要参数之一，不是直接也是重要参数之一，不是直接测量量获得，得，而是通而是通过VO2除以同步除以同步测定之而来心率定之而来心率（heart rate，HR），即），即VO2/HR。VO2/HR指心指心脏每搏每搏动一次周一次周围组织所所能能摄取的氧量或取的氧量或进入肺入肺-血液中的氧量，血液中的氧量，反映心反映心脏每次搏每次搏动输出的血量所出的血量所摄取的取的氧量，常以氧量，常以ml/次表示。次表示。氧脉搏越高氧脉搏越高说明心肺功能越好，效率越明心肺功能越好，效率越高。高。31心肺运动试验32心肺运动试验评估指估指标呼吸交呼吸交换率率(respiratory exchange rate，RER)RER是指肺内是指肺内VCO2与与VO2之比之比值(VCO2/VO2)。峰峰值RER1.10通常表示受通常表示受检者尽到努者尽到努力，但不是力，但不是终止指征止指征1。33心肺运动试验评估指估指标摄氧量与功率氧量与功率（oxygen uptake related to work rate）34心肺运动试验临床床应用用心血管系心血管系统心血管系心血管系统的主要功能是气体交的主要功能是气体交换，向，向工作肌群供工作肌群供给氧气和其他能源，并将代氧气和其他能源，并将代谢产生的二氧化碳清除。生的二氧化碳清除。大部分心血管障碍患者的大部分心血管障碍患者的CPET参数主要参数主要表表现为PeakVO2和和AT明明显降低，降低，VO2与与功率（功率（work rate，WR）的比）的比值（VO2/WR）降至正常）降至正常值（10ml/min/W）以下。）以下。CPET为心衰患者和成人先心病（心衰患者和成人先心病（adult congenital heart disease，ACHD）患）患者提供了者提供了强有力的有力的预测信息。信息。35心肺运动试验临床床应用用呼吸系呼吸系统CPET应用于呼吸系用于呼吸系统疾病疾病诊断及断及预后的后的优越性在于，通越性在于，通过运运动诱发患者的病理患者的病理性改性改变，分析得出参数，如，分析得出参数，如Peak VO2、VE/VCO2、血氧、血氧饱和度（和度（blood oxygen saturation，SPO2），），协助做出更客助做出更客观准确的判断。准确的判断。此外，此外，CPET可以很好地可以很好地预测COPD患者患者和肺和肺动脉高脉高压患者死亡率。患者死亡率。36心肺运动试验临床床应用用其他系其他系统CPET对于于协助助诊断断线粒体性肌病也有其粒体性肌病也有其特异性。特异性。患者在静息患者在静息时的数据与健康人相似，但的数据与健康人相似，但达到峰达到峰值运运动时，线粒体性肌病患者的粒体性肌病患者的运运动能力及能力及VO2显著偏低，著偏低，虽然心然心输出出量差异不大，全身量差异不大，全身动静脉氧差却静脉氧差却显著偏著偏低。低。此外，最具特征性的指此外，最具特征性的指标为心心输出量改出量改变和和VO2改改变之之间的斜率的斜率显著增加，著增加，约为健康人健康人3倍。倍。37心肺运动试验临床床应用用其他系其他系统心因性障碍（心因性障碍（psychogenic disorders）患者的患者的CPET参数参数显示，有正常或者接近示，有正常或者接近正常的运正常的运动耐力，在静息或者耐力，在静息或者预测试时出出现与代与代谢反反应水平不相符的水平不相符的规律且浅律且浅快的呼吸快的呼吸频率率(breathing frequency，BF)。肥胖症患者的肥胖症患者的VO2、HR和和VE增加，每公增加，每公斤斤摄氧量（氧量（VO2/kg）却）却显著下降。著下降。38心肺运动试验心肺运心肺运动试验与心与心脏康复康复心心脏康复是指康复是指综合采用主合采用主动积极的医极的医疗、心理、教育、行心理、教育、行为及社会活及社会活动进行行训练与再与再训练，帮助患者，帮助患者缓解症状，改善心解症状，改善心血管功能。血管功能。心心脏康复涵盖冠心病、高血康复涵盖冠心病、高血压、慢性心、慢性心衰、冠状衰、冠状动脉分流脉分流术(coronary artery bypass grafting，CABG)后和冠状后和冠状动脉脉腔内成型腔内成型术(percutaneous transluminal coronary Angioplasty，PTCA)后等。其中，康复后等。其中，康复领域面域面临的最的最主要疾病是冠心病主要疾病是冠心病5。39心肺运动试验心肺运心肺运动试验与心与心脏康复康复CPET可通可通过测定人体在静息、运定人体在静息、运动及运及运动结束后恢复期束后恢复期VO2、VCO2、VE及及HR、血血压、心、心电图以及以及METs等相关指等相关指标，掌握患者运掌握患者运动时出出现症状，全面客症状，全面客观地地把握患者的运把握患者的运动反反应、心肺功能、心肺功能储备和和功能受功能受损程度，是程度，是实施心施心脏康复、制定康复、制定有氧运有氧运动处方的客方的客观综合依据合依据11。40心肺运动试验心肺运心肺运动试验与心与心脏康复康复研究表明，康复运研究表明，康复运动训练可促可促进缺血心缺血心肌肌侧支循支循环的建立的建立,增增强心心脏功能，提高功能，提高冠状冠状动脉脉储备功能和患者运功能和患者运动能力。因能力。因此，心此，心脏康复已成康复已成为冠心病患者的常冠心病患者的常规治治疗手段之一手段之一6。而指。而指导运运动训练最重最重要的是制定合适的个性化的运要的是制定合适的个性化的运动处方。方。41心肺运动试验心肺运心肺运动试验与心与心脏康复康复运运动处方包括四个要素：运方包括四个要素：运动方式、方式、频率、持率、持续时间和运和运动强度、注意事度、注意事项7，其中核心，其中核心为运运动强度，一般用度，一般用VO2绝对值或相或相对值（%VO2max）来表示，也）来表示，也有国家采用有国家采用METs表示。表示。运运动方式通常方式通常为有氧运有氧运动，如快步走、，如快步走、慢跑、游泳等，采取哪种运慢跑、游泳等，采取哪种运动形式最形式最为合适，取决于康复治合适，取决于康复治疗患者机体状况、患者机体状况、治治疗目的、目的、环境条件、运境条件、运动习惯等，可等，可从从这些方面些方面进行考行考虑8。运运动强度可以根据度可以根据CPET测出的最大运出的最大运动HR、Peak VO2和和AT来决定，制定个体来决定，制定个体化定量有氧运化定量有氧运动处方，靶心率接近方，靶心率接近AT（60%70%Peak VO2）9。42心肺运动试验心肺运心肺运动试验与心与心脏康复康复有氧运有氧运动通常采用中等通常采用中等强度度（46METs），），剧烈运烈运动是指是指绝对强度度6METs 10。一般而言，运一般而言，运动中中HR比出比出现运运动诱发症症状状时的的HR低低10次次/min7。在确定安全水平后，持在确定安全水平后，持续时间可可视患者患者改善情况改善情况变化，当达到相化，当达到相应运运动水平的水平的HR下降下降时，强度亦可适当增加。度亦可适当增加。43心肺运动试验心肺运心肺运动试验与心与心脏康复康复根据美国根据美国纽约心心脏病病协会（会（New York Heart Association，NYHA）的心功能）的心功能分分级标准，无法客准，无法客观评价一些患者的价一些患者的预后后,尤其尤其对NYHA心功能心功能-级的患者有的患者有时会会过高或高或过低低评估了患者的心功能状估了患者的心功能状态，而心肺运，而心肺运动试验则能客能客观的的评价心价心功能功能,并且能估并且能估计患者的患者的预后后11。44心肺运动试验心肺运心肺运动试验与心与心脏康复康复心心脏康复是冠心病患者的常康复是冠心病患者的常规治治疗手段手段之一。之一。CPET可以无可以无创检测冠心病患者的心肺功冠心病患者的心肺功能能,AT、VO2max与与O2 pulse max值越越低，累及的冠状低，累及的冠状动脉越多，左室功能越脉越多，左室功能越差。差。CPET根据心根据心脏负荷荷试验中中获得的心得的心脏电活活动和血流和血流动力学参数，可以更精确、力学参数，可以更精确、全面地判断冠状全面地判断冠状动脉病脉病变的程度和的程度和预后，后，制定合理运制定合理运动处方和安全日常生活活方和安全日常生活活动能力范能力范围，评价康复运价康复运动效果效果6。45心肺运动试验心肺运心肺运动试验与心与心脏康复康复经过一段一段时间的康复的康复训练后，胆固醇水后，胆固醇水平有所降低，自感平有所降低，自感劳累分累分级（rating of perceived exertion，RPE）等指）等指标均均有改善，有氧运有改善，有氧运动能力增能力增强。RPE是一种是一种简便易控制估便易控制估计运运动强度的度的方法，通常用方法，通常用“稍累稍累”（大（大约相当于相当于60%VO2max）到）到“累累”（80%VO2max）进行分行分级，大多数健康成人的推荐运，大多数健康成人的推荐运动强度在稍累到累之度在稍累到累之间（60%70%VO2max）8。46心肺运动试验心肺运心肺运动试验与心与心脏康复康复Peak VO2可以可以预测心衰患者的心衰患者的预后，峰后，峰值RER可以确定患者是否尽最大努力。可以确定患者是否尽最大努力。Bowen12证实了上述了上述观点，运点，运动达达95%Peak VO2预测值也是可以被慢性心也是可以被慢性心衰患者很好地耐受。衰患者很好地耐受。47心肺运动试验心肺运心肺运动试验与心与心脏康复康复此外，通气功能中的此外，通气功能中的VE/VCO2斜率可以斜率可以在达到在达到VO2max之前之前获得，因此受患者得，因此受患者努力程度影响努力程度影响较小，比小，比Peak VO2更有更有预测价价值，在，在计算运算运动强度方面更科学。度方面更科学。最常用的最常用的临界界值是是VE/VCO2斜率斜率34，随着，随着VE/VCO2斜率从正常斜率从正常值增加到增加到40，死亡，死亡风险也逐也逐渐增加增加,当心衰患者当心衰患者的的VE/VCO2斜率斜率45并且并且Peak VO210ml/kg/min，死亡率，死亡率为8.2%13。48心肺运动试验心肺运心肺运动试验与肺康复与肺康复肺康复是以循肺康复是以循证医学医学为基基础，对有症状、有症状、日常活日常活动受限的慢性呼吸系受限的慢性呼吸系统疾病患者疾病患者进行多学科的行多学科的综合性干合性干预措施，目的是措施，目的是通通过稳定或扭定或扭转疾病所致的全身改疾病所致的全身改变，减少症状，减少症状，优化功能状化功能状态，提高参与程，提高参与程度，减少医度，减少医疗费用用17。50心肺运动试验心肺运心肺运动试验与肺康复与肺康复心肺耐力心肺耐力训练是肺康复中必要是肺康复中必要组成部分。成部分。通常采用运通常采用运动处方形式方形式进行，其中运行，其中运动强度是决定肺康复效果的关度是决定肺康复效果的关键因素，也因素，也是肺康复研究的是肺康复研究的热点，而通点，而通过心肺运心肺运动试验获得的得的VO2是反映运是反映运动强度的最直度的最直接指接指标。51心肺运动试验心肺运心肺运动试验与肺康复与肺康复与与传统的的6分分钟步行步行试验相比，相比，CPET的的优点在于可以在制定运点在于可以在制定运动方案之前提供方案之前提供很多有价很多有价值的数据（运的数据（运动耐力高低、耐力高低、Peak VO2、VE等），等），评估出患者运估出患者运动水平，从而水平，从而给出运出运动的安全有效范的安全有效范围，使使训练强度得到度得到优化化调整，制定的方案整，制定的方案更更为合理，更有合理，更有针对性。性。52心肺运动试验心肺运心肺运动试验与肺康复与肺康复CPET包括功率自行包括功率自行车和平板运和平板运动试验,在肺康复中常用的是功率自行在肺康复中常用的是功率自行车,它能它能全面客全面客观地地评价运价运动能力和运能力和运动时的反的反应性性,确定运确定运动强度和运度和运动受限原因受限原因,并能准确反映运并能准确反映运动时各个系各个系统的病理生的病理生理机制。理机制。53心肺运动试验心肺运心肺运动试验与肺康复与肺康复肺康复治肺康复治疗在慢性肺疾病治在慢性肺疾病治疗中的效果和科学性已中的效果和科学性已经被被证实，可改善患者呼吸困，可改善患者呼吸困难的症状，提高运的症状，提高运动耐力耐力及生存及生存质量，改善患者心理障碍及社会适量，改善患者心理障碍及社会适应能力。能力。根据根据CPET获得的得的VO2max、最大功率、最大功率(Wmax)和最大和最大心率心率(HRmax)等数据，可以制定出运等数据，可以制定出运动处方。方。运运动处方常取中高方常取中高强度，即度，即50%80%VO2max（或（或Wmax、HRmax）。）。按照方案按照方案训练一段一段时间后，再次后，再次CPET测试，可以，可以对康康复复疗效及运效及运动耐力改善程度客耐力改善程度客观评价，价，进一步一步优化化训练方案。方案。54心肺运动试验心肺运心肺运动试验与肺康复与肺康复另外，另外，处于肺部疾病于肺部疾病稳定期的患者，定期的患者，进行康复行康复训练（如下肢功率踏（如下肢功率踏车训练），），根据每个患者的根据每个患者的CPET结果制果制订针对性运性运动方案，并方案，并对训练过程程进行行实时监测。视个人情况可适当增加运个人情况可适当增加运动强度，使肺度，使肺康复运康复运动训练效果更好。效果更好。此种此种规范化和量化的肺康复运范化和量化的肺康复运动训练方方法，安全有效地提高了患者的运法，安全有效地提高了患者的运动耐力、耐力、运运动中的通气功能和心功能。中的通气功能和心功能。55心肺运动试验心肺运心肺运动试验与肺康复与肺康复CPET已已经越来越多地越来越多地应用于判断肺部疾用于判断肺部疾病的病的预后。后。测试过程中通气受限患者的峰程中通气受限患者的峰值每分通每分通气量占每分最大通气量（气量占每分最大通气量（maximum ventilatory Volume，MVV）比）比值(Peak VE/MVV)通常增高（通常增高（85%），），导致呼吸致呼吸储备（breathing reserve，BR）降低（）降低（30%），），Peak VO2降低，降低，峰峰值心率心率(peak HR)降低，降低，AT可能正常，可能正常，VO2/WR比比值和和O2/HR比比值与达到的运与达到的运动水平一致。水平一致。患者往往由于呼吸功能障碍患者往往由于呼吸功能障碍终止运止运动，未达到心血管最大未达到心血管最大应激反激反应，导致致HRR增高。增高。56心肺运动试验心肺运心肺运动试验与肺康复与肺康复肺肺换气功能异常（气功能异常（间质性肺病、肺血管性肺病、肺血管疾病等）者表疾病等）者表现为肺通气肺通气/灌注比灌注比（ventilation/perfusion，V/Q）失常，）失常，高高V/Q比比值导致呼吸中死腔量致呼吸中死腔量（physiological dead space/tidal volume ratio，VD/VT）和）和动脉脉-潮气潮气末二氧化碳分末二氧化碳分压差增加；差增加；低低V/Q比比值导致致动脉血氧不足，表脉血氧不足，表现为达到峰达到峰值运运动水平水平时，肺泡，肺泡-动脉血氧分脉血氧分压差增加（差增加（30mmHg），伴随），伴随SPO2降降低（低（88%），肺泡氧分），肺泡氧分压降低降低（55mmHg）。）。57心肺运动试验心肺运心肺运动试验与肺康复与肺康复测试过程中因症状限制而程中因症状限制而终止运止运动时，Peak VO2被被认为是更准确和可重复性的是更准确和可重复性的运运动耐量方法，同耐量方法，同时也是更也是更强有力的有力的预测因子。因子。例如慢性阻塞性肺病（例如慢性阻塞性肺病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD)患者，通患者，通过CPET试验测得的运得的运动耐力可以很好地耐力可以很好地预测COPD患者死亡患者死亡风险。Hiraga18等人等人显示出相似的示出相似的结果，果，Peak VO210ml/min/kg患者的死亡患者的死亡风险为62%。58心肺运动试验心肺运心肺运动试验与肺康复与肺康复使用特殊的使用特殊的测试方案，方案，CPET还可以可以为肺肺动脉高脉高压患者提供安全、可靠、可重复患者提供安全、可靠、可重复的的评估和估和预后。后。这些患者通常有些患者通常有显著下降的通气效能和著下降的通气效能和静息及运静息及运动时更低的更低的SPO2，静息，静息时、AT时和和Peak VO2时的潮气末二氧化碳的潮气末二氧化碳分分压（end tidal carbon dioxide partial pressure，PETCO2）值与与Peak VO2预计值的百分比成比例的下降，并的百分比成比例的下降，并且平均肺且平均肺动脉高脉高压增高，增高，VD/VT增高，增高，而而AT低于低于预计值。59心肺运动试验心肺运心肺运动试验与肺康复与肺康复CPET可以可以对肺囊性肺囊性纤维化患者的病情化患者的病情进行行预测，Pouliou E等等19发现最大运最大运动后的后的VO2快快速恢复到日常水平的速恢复到日常水平的时间是是对病情程度病情程度很好的很好的预测指指标；而而Nixon PA20等等则通通过患者的有氧运患者的有氧运动最高水平来最高水平来评估估预后，当后，当VO2 Peak在在高于高于82预计值范范围时，患者八年内的，患者八年内的存活率可达存活率可达83%；当；当VO2 Peak在在5981预计值范范围时，八年内存活率可，八年内存活率可达达28%51%；当；当V02 Peak在低于在低于58%预计值范范围时，八年内存活率，八年内存活率则低于低于28。60心肺运动试验心肺运心肺运动试验与肺康复与肺康复这也也为何何时进行肺移植提供了依据和参行肺移植提供了依据和参考。考。另外，另外，CPET对于有血管侵及的肺癌患者于有血管侵及的肺癌患者行全肺切除行全肺切除术(特特别是行左全肺切除是行左全肺切除术)，预测患者患者术后的呼吸衰竭、后的呼吸衰竭、为全肺切全肺切除除术的适的适应证评估提供依据，均具有重估提供依据，均具有重要意要意义。61心肺运动试验总结心肺运心肺运动试验的的应用：用：1.评估受估受试者最大运者最大运动负荷和荷和劳力性呼吸困力性呼吸困难2.评估心估心脏病及呼吸系病及呼吸系统疾病疾病3.康复医学康复医学4.外科外科围手手术期期评估估5.健康健康监督，督，劳动力力鉴定定6.运运动医学、航空医学等。医学、航空医学等。62心肺运动试验谢谢！63心肺运动试验