CPET在呼吸系统疾病中应用

CPET及其在呼吸系统,疾病中的应用,主要内容,1 、概述,2,、适应症和禁忌症,3 、主要参数及意义,4 、呼吸系统疾病中的应用,5、 展望,CPET,:,（cardiopulmonary exercise testing,),心肺运动功能试验,:,是一种相对,无创性、评价心肺储备功能和运动耐力的检测方法。,综合,应用,呼吸气体监测技术、电子计算机和活动平板或踏车技术，实时检测在不同负荷条件下，机体氧耗量和二氧化碳排出量的动态变化，,客观、定量地,评价心肺储备功能和运动耐力,。,CPET,概念,背景,CPET,的起源,20,世纪,7,0,年代，多应用于心脏功能的临床研究。,ERS,Task Force on Standardization of Clinical Exercise Testing,1997,年指南,ATS/ACCP,Statement on Cardiopulmonary Exercise Testing.,2003,年指南,ERS,Task Force on the Use of Exercise Testing in Clinical Practice,2007,年指南,运动生理功能,Exercise Tolerance,肺气体交换,心血管功能,骨骼肌代谢,CPET,运动方案的选择,Exercise equipment,Variable,Cycle,treadmill,Peak oxygen content (PVo,2,),Lower,Higher,Work rate measurement,Yes,NO,Blood gas collection,Easier,More difficult,Noise and artefacts,Less,More,Safety,Safer,Less safe?,Weight bearing in obese subjects,Less,More,Degree of leg muscle training,Less,More,More appropriate for,Patients,Active normal subjects,Adapted from ATS/ACCP Statement on Cardiopulmonary Exercise Testing,.,Cycle ergometry vs treadmill,适应症,不能解释的呼吸困难的评价,合并存在心肺疾病患者运动受限的评价,肺脏疾病患者的评价,心血管疾病患者的评价,有氧运动能力的评价,药物疗效的评价,制定心肺康复的运动处方,心、肺、上腹部手术的术前风险评价,禁忌症,（,绝对禁忌,）,急性心肌梗死,不稳定型冠心病,严重的心律失常,急性心包炎,心内膜炎,未控制的心力衰竭,夹层动脉瘤,晕厥史,严重主动脉瓣狭窄,严重左心功能受损,急性肺栓塞或肺梗死,下肢血栓,DVT,静息氧饱和小于,85%,严重肢体功能障碍,不能合作的精神障碍,试验前准备,了解患者的检查目的,受试者临床资料,常规通气功能检查,基础,12,导心电图检查,血压,急救设备、器械和药品,必须有医生在场监护,重要参数及临床意义,最大摄氧量（,V02max),：,每分钟摄取的氧气量称为,VO2,。,CPET,在负荷递增到一时刻，,VO2,会出现一个平台，不再因负荷增加而提高，此时的,VO2,即称为,VO2max,。,VO2max,应占其预计值的,84,以上。,VO2max,反映了人体最大有氧代谢和心肺储备能力，是评价有氧运动能力的,金标准,。,重要参数及临床意义,峰值摄氧量,(VO2peak),V02max,在图形上表现为平台期，受试者往往在平台出现之前就终止运动，因此在实际中,常用,运动中,VO2,增长的最高点即,V02peak,来代替,V02max,。,重要参数及临床意义,无氧阈,(AT),在递增的运动中，当,VO2,达到某一点时有氧代谢提供的能量不能满足机体的需求，要动用无氧代谢来补充能量，此时的,VO2,值称为,AT,。,AT,主要,用于,治疗前后的心肺功能、运动耐力的评价以及康复训练的,效果评价。,重要参数及临床意义,运动负荷,；,即单位时间内做功量，用功率表示，单位为瓦特,(W),。,是评估能量消耗和反映运动强度的实用指标。,最大运动通气量（,VEmax,）：,是极量运动时的通气量，正常值可达,70,120L/min.,COPD,由于通气需求增加，,VEmax,往往增加。,重要参数及临床意义,呼吸储备,(BR,),：,正常人的,BR,为,MVV,（最大通气量）测值的,20,50,。,COPD,等呼吸系统疾病中，受试者的运动能力受限，,BR,往往是降低的。,二氧化碳通气当量,(EQCO2),：,相同时间内分钟通气量,(VE),及,VCO2,的比值，即,EQCO2=VE,VC02,。,反映肺的死腔通气，并随着死腔的增大而增加。,正常,CPET,参数,Variables,Normal value,Peak oxygen content (PVo,2,),84% Predicted,Ventilatory anaerobic threshold(VAT),40% PVo,2,(40%-80%),Maximum heart rate(HRmax),90% Age predicted,Heart rate reserve(HRR),15 Beats/min,Blood pressure(BP),220/90,O,2,pulse (Vo,2,/HR),80%,Ventilatory reserve(VR),MVV-VEmax,11 litres or VEmax/MVV100,80%,Respiratory rate(RR),60 Breaths/min,Minute ventination / carbon dioxide output ratio(VE/Vco,2,) at VAT,34,Adapted from ATS/ACCP Statement on Cardiopulmonary Exercise Testing.,MVV maximal voluntary ventination,；,VE expired ventination,ERS TASK FORCE,Recommendations on the use of exercise,testing in clinical practice,P. Palange*, S.A. Ward#, K-H. Carlsen, R. Casaburi+, C.G. Gallagher1, R. Gosselinke,D.E. ODonnell*, L. Puente-Maestu#, A.M. Schols, S. Singh+ and B.J. Whipp#,Eur Respir J 2007; 29: 185209,CPET,应用,1,心肺功能的综合评价,运动心肺功能试验对受检者运动中的心肺功能、能量代谢和心电图进行同步检测。,借助,VO2/HR,、,HRR,、,AT,心功能进行评价和定量分级；借助,BR,、,RF,、通气当量、,AT,、,SaO2%,及,F-V,曲线等可对肺功能进行评价,并区分通气功能障碍的类型及程度。,肺部疾病病人心肺功能的综合评价提供依据。,李琦,.,运动心肺功能试验在呼吸领域中的应用,J .,当代医学, 2000.5 (6):33,CPET,应用,2,判断,COPD,严重程度,美国医学会根据,VO2max,对,COPD,患者肺损伤程度分级,：,25ml/min/kg,提示肺功能减损,0,9%,20,25ml/min/kg,提示肺功能减损,10,25%,15,20ml/min/kg,提示肺功能减损,26,50%,15ml/min/kg,提示肺功能减损,52,100%,注：,强调,VO2max15 ml/min/kg,叫则为重度心肺功能障碍,CPET VS,肺功能,Fink,等入选了,216,例,COPD,患者，先后用肺功能和,CPET,分级,Fink(,；,Moshe S,Goshen J,，,et a1,Functional evaluatio,：,n inpatients with chronic obstructive pulmonary disease,：,pulmonary function test versus eardiopulmonary exercisetest,J()ecup Environ Med,，,2002,，,44,：,54,发现有,65,例,(30,1,),两者分级结果一致，有,132,例,(61,1,),通过,CPET,评估的严重程度比常规肺功能的结果要轻,.,结果提示：肺功能检查缺少精确性，建议在评估,COPD,严重程度中加用,VO2max,、,AT,、氧脉搏、,BR,等指标。,CPET,应用,3,呼吸困难的鉴别诊断,：,心理性呼吸困难,：,VO2max,有时降低,其他指标均正常。,心源性呼吸困难,：心电图异常，,VO2/HR,降低，,HR,降低，,HR-VO2,关系陡峭和高,BR,。,肺源性呼吸困难,：心电图及,VO2/HR,正常，高,HRR,，低,BR,等。,李琦,.,运动心肺功能试验在呼吸领域中的应用,J .,当代医学, 2000.5 (6):33,CPET,应用,4,评估早期肺动脉高压,PH,测定金标准：,右心导管术,CPET,可评估,COPD,患者是否并发早期,PH,。,目前的研究,9-10,提示在,COPD,合并,PH,患者中，气体交换测定有典型的异常表现，,EQCO2,明显增高具有特征性。,9,Sun XGHansen JEOudiz RJ。et a1Exercise p8thophysiol()gy,in patients with primary pulmonary hypertension,Cireulation。2001104：429435,10Sun XGHansen JEOudiz RJet a1Gas exchange detection,of exercise-induced rightto-left shunt in patients with,primary pulmonary hypertensionCirculation，2002105：54+60,CPET,应用,5,药物治疗的评估,CPET,可以检测,COPD,患者对药物的临床疗效,Maltais,观察噻托溴铵治疗,COPD,患者过程中的,CPET(75,最大做功量恒定功率,),。结果显示同安慰剂相比，用药,42d,后患者,8h,的运动试验耐受时间,显著增加,，劳力性呼吸困难和运动耐量的改善在用药后,8h,持续存在。,优势,精确、客观指标,Mahais FHamilton A，Marciniuk D，et a1Improvements in,symptom-limited exercise performance over 8 h with once,.,daily tiotropium in patients with COPDChest2005,1 28：11681178,CPET,应用,6,肺减容手术前评估,：,肺减容手术是治疗重度,COPD,的权宜之计，但是对手术病例的选择一直没有统一标准。,美国的一项为期,5,年、随机对照并由,17,个中心共同参及的肺气肿治疗试验于,2002,年结束。,608,例接受肺减容手术患者,610,例经内科治疗患者,CPET,只有当运动耐量降低,(,峰值运动负荷,15%,视为运功性哮喘。,Middleton E,Reed CE,Ellis EF,etal.Allergy:principles and pratice.4th ED.St.Louise:CV Mosby,1993;1343.,CPET,应用,1,0,、,在,COPD,的运动康复中的作用,：,运动康复训练能够提高,COPD,患者的运动耐量并减少其劳力性呼吸困难。在康复训练中，,CPET,能够制定不同患者的个体化运动处方。,临床上常根据,AT,、,V02max,、最大运动负荷、最大心率等指标来决定运动强度，制定运动处方。,美国肺康复协会,(ACCP,AACVPR),循证医学肺康复指南提出：,高强度运动可提高运动耐力,。,高强度运动：超过,AT,，要达到,60,90,VO2max,或峰值运动负荷,。,我国学者也提出高强度的肺康复方案可改善运动耐量和呼吸困难症状。,心肺运动试验应用于慢性阻塞性肺疾病的研究进展 国际呼吸杂志,2011,年,1,月第,31,卷第,1,期,CPET,临床应用,11,肺癌切除术评估作用,肺功能试验,FEV1,预计值,60,无心肺危险因素,60,有心肺危险因素,20,20,高危 禁忌手术,开胸手术,肺切除术是目前治疗肺癌的最有效方法，但有明显的心肺并发症，因此，术前对肺功能评估的准确及否直接关系到手术的安全性及术后病人的生活质量,薄建萍 李黎等 术前,CPET,对肺癌切除病人的评估作用 中华胸心血管外科杂志,2000,年,6,月第,16,卷第,3,期,小结,临床应用,：,心肺功能的综合评价,判断,COPD,严重程度,呼吸困难的鉴别诊断,评估早期肺动脉高压,用于药物治疗的评估,肺减容手术前评估,在间质性肺炎中的应用,对肺囊性纤维化患者病情进行评估,协助诊断运功性哮喘（,EIA,）,在,COPD,的运动康复中的作用,CPET in Clinical Practice,Indication,Recommendation grade,Detection of exercise-induced bronchoconstriction,A,Detection of exercise-induced arterial oxygen desaturation,B,Functional evaluation of subjects with unexplained exertional dyspnoea and/or exercise intolerance and normal resting lung and heart function,D,To recognise specific disease exercise response patterns that may help in the differential diagnosis of ventilatory versus circulatory causes of exercise limitation,C,Functional and prognostic evaluation of patients with COPD,B C,Functional and prognostic evaluation of patients with ILD,B B,Functional and prognostic evaluation of patients with CF,C C,Functional and prognostic evaluation of patients with PPH,B B,Functional and prognostic evaluation of patients with CHF,B B,Evaluation of interventions,Maximal incremental test,C,High-intensity constant work-rate “endurance” tests,B,Prescription of exercise training,B,展望,CPET,是一种相对无创的技术，临床应用范围十分广泛，应用前景广阔。,CPET,是一种新型的测定技术，涉及领域广，知识结构复杂，还有许多空白，有待于进一步的研究和探索,。,