心肺运动试验-课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,概述,CPX (Cardiopulmonary Exercise Testing,或,CPET),通过测量气道内气体交换同步评估心血管系统和呼吸系统对同一运动应激的反应情况。在一定功率负荷下测出,VO,2,及,VCO,2,等代谢指标、通气指标及心电图、心率、血压变化。,不同于一般的只是单纯观察心电图,ST-T,的变化和,/,或心律变化的运动试验；也不同于静态肺功能。,CPX,更能,全面客观评价心肺功能储备和功能受损程度,引自,心肺运动试验的原理及其解读,病理生理 及临床应用, Wasserman K,主编，文富强主译,引自,心肺运动试验的临床应用,黄思贤，谭新洪主编,2024/11/19,1,概述CPX (Cardiopulmonary Exercis,运动生理基础,肺,-,心,-,活动肌群偶联机制（参考,Wasserman K,）,吸入,O2,运送,O2,消耗,O2,肺,循环,外,周,循环,大气,线粒体,生理 反应：,V,T,RR, ,SV,HR, ,QCO2,QO2,外呼吸,内呼吸,2,2024/11/19,呼出,CO2,排出,CO2,生成,CO2,Wasserman K:,单独给心或肺增加负荷是不可能的，所有的运动均需要心脏功能和肺脏功能的协调，以及外周循环和肺循环的协调作用来完成生存和工作所需要的气体交换作用。即外呼吸,-,细胞呼吸正常耦联，肺,-,心,-,活动肌群。,运动生理基础 肺-心-活动肌群偶联机制（参考Wasserma,运动生理基础,运动时相应的生理过程,VO2,(,为安静时,6,倍,),：,C.O. = HR, SV,血流重新分布，肺部血流，动,-,静脉氧差,VE,，,VD,，,VT,，正常,V/Q,比,许多疾病限制了,V/Q,：,肺部疾病：,COPD,心脏疾病：,CHF,Essentials of cardiopulmonary exercise testing. Champaign, : Human Kinetics; 1996,3,2024/11/19,运动生理基础运动时相应的生理过程32023/9/13,1.,反映运动耐量以及心功能的指标,VO,2,max,、,VO,2,/kg max,、,VO,2,/kg AT,、,MET,、,VO,2,/HR max,、,HRR max,、,R(,呼吸商,),、,RQ,以及,VO,2,/,W,等,2.,反映通气功能的指标,BR,、,VEmax,、,VTmax,、,RRmax,、,VT/IC,以及,F/V,环等,3.,反映通气效率的指标,VE/VO,2,、,VE/VCO,2,、,PaO,2,、,P(A-a)O,2,、,PaCO,2,、,PetCO,2,、,P(a-et)CO,2,、以及,VD/VT,等,引自：？,2024/11/19,4,重要指标的解读,1.反映运动耐量以及心功能的指标2023/9/134重要指标,重要指标的解读,VO2max or Peak VO2,Fick,公式：,VO2max = (HR SV) C(a-v)O2,最重要的测量指标,取决于循环系统与呼吸系统功能,反映运动耐量,5,2024/11/19,重要指标的解读VO2max or Peak VO25202,重要指标的解读,代谢当量,(MET),指安静时平均,VO2,，相当于,3.5ml/(kg min),的摄氧量，用来衡量运动强度，生活活动强度，如用于运动处方制定,活动度,代谢（,METS,）,心脏输出量（,COS,）,最低,1.5,1.25,轻度,1.5-2.5,1.25-1.5,中度,2.5-3.5,1.5-2.0,重度,3.5-5.0,2.0-2.5,极度,5.0-7.0,2.5-3.0,超极度,7.0,3.0-4.0,6,2024/11/19,重要指标的解读代谢当量(MET)活动度代谢（METS）心脏输,自身保健活动的能量消耗,活动量,千卡,/,分,METS,卧床休息,1.0,1.0,坐位,1.2,1.0,站位肌肉放松,1.4,1.0,进餐,1.4,1.0,谈话,1.4,1.0,穿或脱衣服,2.3,2.0,洗手、洗脸,2.5,2.0,床边大、小便,3.6,3.0,步行（,4km/h,）,3.6,3.0,淋浴,4.2,3.5,床上用便盆,4.7,4.0,步行下楼,5.2,4.5,步行（,6km/h,）,5.6,5.5,用轮椅前行,6.4,6.0,用支撑器,/,拐杖步行,8.0,6.5,娱乐活动的能量消耗,活动量,千卡,/,分,METS,坐位绘画,2.0,1.5,弹钢琴,2.5,2.0,驾驶车辆,2.8,2.0,划独木舟（,4km/h,）,3.0,2.5,骑马慢行,3.0,2.5,打排球,3.0,2.5,打滚球,4.4,3.5,骑自行车（,8.8km/h,）,4.5,3.5,骑自行车（,20.8km/h,）,11.0,9.0,打高尔夫球,5.0,4.0,游泳（,18.3m/min,）,5.0,4.0,跳舞,5.5,4.5,园艺工作,5.6,4.5,打网球,7.1,6.0,骑马小跑,8.0,6.5,锄,8.6,7.0,滑雪,9.9,8.5,7,2024/11/19,自身保健活动的能量消耗活动量千卡/分METS卧床休息1.01,家务活动的能量消耗,活动量,千卡,/,分,METS,做针线活,1.4,1.0,扫地,1.7,1.5,用机械缝纫,1.8,1.5,擦家具,2.4,2.0,削马铃薯皮,2.9,2.5,站着洗刷,2.9,2.5,洗衣服,3.0,2.5,揉面,3.3,2.5,地板除尘,3.6,3.0,抹窗,3.7,3.0,铺床,3.9,3.0,站着烫衣,4.2,3.5,拖地板,4.2,3.5,用手拧干衣服,4.4,3.5,挂东西,4.5,3.5,敲打地毯,4.9,4.0,职业活动的能量消耗,活动量,千卡,/,分,METS,修表,1.6,1.5,绕线圈,2.2,2.0,装配无线电,2.7,2.5,缝纫机缝纫,2.9,2.5,砌砖,4.0,3.5,泥瓦工,4.1,3.5,拖拉机犁田,4.2,3.5,用马犁田,5.9,5.0,推车（,25kgkm/h,）,5.0,4.0,木工活,6.8,5.5,修剪草坪,7.0,6.5,伐木,8.0,6.5,铲挖,8.5,7.0,负重上楼（,8kg82m/min,）,9.0,7.5,刨,9.1,7.5,司炉,10.2,8.5,负重上楼（,10kg168m/min,）,16.2,13.5,8,2024/11/19,家务活动的能量消耗活动量千卡/分METS做针线活1.41.0,VO,2,max,，,METs,VO,2,max,既取决于循环系统的功能（心排出量），反映循环系统氧转运的能力；也取决于呼吸系统的功能（每分钟最大通气量），反映呼吸系统通气能力,因而呼吸和循环受限均是其影响因素,VO,2,max,减少，说明运动耐量下降,由,VO,2,/kg,换算出来的,MET,，适用于衡量运动强度和生活活动强度，如用于康复运动处方,健康人,VO,2,max,约为23L/min，正常值：大于预计值的84%,2024/11/19,9,重要指标的解读,VO2max，METs2023/9/139重要指标的解读,重要指标的解读,AT or LT or VT,AT,：摄氧量需氧，启动无氧代谢供能,LT,：无氧代谢产生乳酸,VT,：当乳酸转化成乳酸盐，机体产生,CO2,，通过,VE,来清除多余的,CO2,反映运动时有氧代谢的能力,10,2024/11/19,重要指标的解读AT or LT or VT10202,重要指标的解读,确定,AT,的方法：,乳酸法：取动脉血作血气分析检测乳酸水平，出现乳酸性酸中毒即为,AT,V-slope,通气当量法,11,2024/11/19,重要指标的解读确定AT的方法：112023/9/13,重要指标的解读,心功能分级 （Weber KT 标准）,级别,VO2 max/kg,ml/kg min,VO2/kg AT,ml/kg min,A,级,20,14,B,级,16-20,11-14,C,级,10-16,8-11,D,级,10,8,12,2024/11/19,重要指标的解读心功能分级 （Weber KT 标准）级别VO,VO,2,max,和,AT,的临床意义,VO,2,max,和,AT,可以识别疾病的严重程度，预测最大心排出量，客观评价患者功能容量，故用以标志心功能损害程度,直接测定,VO,2,max,需要进行力竭运动试验，对心肺疾患患者或老年人具有一定危险性。对此类患者测定,AT,更有意义，更能反映心功能状况,2024/11/19,13,重要指标的解读,VO2max 和 AT的临床意义2023/9/1313重要,重要指标的解读,VE/VO2,：,指摄入或消耗,1,升,O,2,所用的通气量，反映氧提取效率。运动时,VE/VO,2,最低点反映无氧阈的位置，是确定无氧阈最敏感的指标,VE/VCO2,：,二氧化碳通气当量（,VE/VCO,2,）是排除,1,升,CO,2,所需的通气量，反映通气效率。正常值在,AT,点时，,VE/VCO,2,约为,294.3,。若升高，表明过度通气、死腔增加,14,2024/11/19,重要指标的解读VE/VO2 ：指摄入或消耗1升O2所用的通气,VE/VCO2 slope,：,运动时的通气反应（,VE/VCO,2,slope,），正常值是,20,30,表明了换气效率，是心衰患者最有力的预测指标之一,心衰患者该斜率通常明显增加，可达到,80,，且随心衰程度加重斜率越陡峭,经有氧运动训练和治疗可以得到改善；,VE/VCO,2,斜率可提示预后,VE/VO,2, VE/VCO,2, VE/VCO,2,slope,反映呼吸效率，递增功率运动试验通气当量可用作判断,V,A,/Q,不均的指标,2024/11/19,15,重要指标的解读,VE/VCO2 slope：2023/9/1315重要指标的,重要指标的解读,运动心电图,心率,血压,血氧饱和度,16,2024/11/19,重要指标的解读运动心电图162023/9/13,临床应用,适应症,用于运动耐量评估,确定是否存在功能受损或运动受损,运动受限的原因和病理生理机制,评估未诊断的运动不耐量,共存疾病中是心脏疾病还是肺脏疾病引起,症状与静息心功能 和肺功能测试不符合,找不到原因的呼吸困难,ATS/ACCP statement on cardiopulmonary exercise testing. Am J Resp Crit Care. Jan 15 2003,17,2024/11/19,临床应用适应症用于运动耐量评估172023/9/13,临床应用,适应症,心血管疾病患者的评估,心衰患者的功能评估和预后,心脏移植手术的选择,心脏康复中运动处方的制定和运动训练监测,呼吸系统疾病的患者评估,功能障碍评估,COPD,间质性肺疾病,肺血管疾病,囊胞性纤维症,运动诱发的支气管痉挛,ATS/ACCP statement on cardiopulmonary exercise testing. Am J Resp Crit Care. Jan 15 2003,2024/11/19,18,临床应用适应症心血管疾病患者的评估2023/9/1318,临床应用,适应症,其他临床应用,术前评估：肺切除手术，老年人进行腹部外科手术，肺气肿减容术,肺康复中运动耐量评估和运动处方的制定,残损和残疾的评定,肺移植和心肺移植 的评定,ATS/ACCP statement on cardiopulmonary exercise testing. Am J Resp Crit Care. Jan 15 2003,2024/11/19,19,临床应用适应症其他临床应用2023/9/1319,临床应用,绝对禁忌症,急性心肌梗死（,3-5,天）,不稳定性心绞痛,未控制的心律失常,晕厥,活动性感染性心内膜炎,急性感染性心内膜炎或心包炎,严重的主窄,未控制的心衰,可疑夹层动脉瘤,20,2024/11/19,急性肺栓塞或肺梗塞,未控制的哮喘,肺水肿,呼吸衰竭,下肢深静脉血栓,非心肺系统的急性功能障碍（如肾衰，甲状腺毒症）,休息时空气饱和度,85%,精神疾病导致的不配合,ATS/ACCP statement on cardiopulmonary exercise testing. Am J Resp Crit Care. Jan 15 2003,临床应用绝对禁忌症急性心肌梗死（3-5天）202023/9,临床应用,相对禁忌症,左主干狭窄,心脏瓣膜中度狭窄,休息时高血压,（,SBP,200mmHg,，,DBP,120mmHg,）,心动过速或心动过缓,高度房室传导阻滞,肥厚性心肌病,严重的肺动脉高压,怀孕,电解质紊乱,骨科疾患,2024/11/19,21,ATS/ACCP statement on cardiopulmonary exercise testing. Am J Resp Crit Care. Jan 15 2003,临床应用相对禁忌症左主干狭窄2023/9/1321ATS/,临床应用,终止指标,缺血引起的胸痛,缺血性,ECG,改变,复杂的异位搏动,或,心脏传导阻滞,运动过程中,SBP,下降最高达,20mmHg,高血压,（,SBP,250mmHg,，,DBP,120mmHg,）,血氧饱和度下降,S,P,O,2,80%,突然面色苍白,协调性缺失,精神错乱,眩晕,呼吸衰竭症状,2024/11/19,22,ATS/ACCP statement on cardiopulmonary exercise testing. Am J Resp Crit Care. Jan 15 2003,临床应用终止指标缺血引起的胸痛2023/9/1322ATS,临床应用,症状与处理,23,2024/11/19,症状,处理,1.,阵发性室上性心动过速,颈动脉窦按摩，血管加压素、洋地黄、普萘洛尔,2.,室性心动过速,利多卡因、心律复转,3.,室性纤颤,CPR,、除颤,4.,心动过缓,阿托品、异丙肾上腺素,5.,频繁室性早搏，,10 bpm,休息、给氧、利多卡因,6.,、,度,AVB,或束支传导阻滞,休息、给氧，若,HR,低于,40 bpm,给阿托品或异丙肾上腺素,7.,低血压,仰卧休息,8.,心绞痛,休息、硝酸甘油、给氧,9.,急性冠脉综合证,休息、给氧、硝酸甘油和抢救,10.,过度疲劳或呼吸困难,休息,临床应用症状与处理232023/9/13症状处理1. 阵发,临床应用, Wasserman K,诊断思路,2024/11/19,24,引自,心肺运动试验的临床应用,人民卫生出版社，,2007,临床应用 Wasserman K 诊断思路2023/9/1,心血管（,CHF,）和肺（气道阻塞性疾病）引起的,CPX,表现,2024/11/19,25,临床应用,呼吸困难查因,心血管,肺,Peak VO,2,无氧阈,N,或,VO,2,/,WR,常,N,Peak HR,可能,Peak VO,2,/HR,常,呼吸储备,20%,15%,运动后,FEV1,比休息时不变,比休息时,PaO,2,或,SaO,2,N,常,VD/VT,或,VE/VCO,2,可能,常,心血管（CHF）和肺（气道阻塞性疾病）引起的CPX表现202,临床应用,心衰,早期评估运动耐量：,NYHA,分级，,6MWT,直接测定,Peak VO,2,来评估：最大症状限制的平板或踏车,CPX,应用：,评估疾病严重程度（,a,，,C,级）,心衰是否为运动受限的原因（,a,，,C,级）,制定运动处方（,，,C,级）,评价新药物或设备的疗效,ACC/AHA 2005 guideline update for the diagnosis and management of chronic heart failure in the adult. Circulation. Apr 4 2006,2024/11/19,26,较主观,最客观,临床应用心衰早期评估运动耐量：NYHA分级，6MWT202,临床应用,心衰,Peak VO2,预测心衰患者的预后,一项对,114,位心衰患者开展的前瞻性研究中显示：,VO2,14ml/(kgmin),的患者,1,年、,2,年生存率分别为,94%,，,84%,VO2,14ml/(kgmin),的患者,1,年生存率为,70%,VO2,14ml/(kgmin),合并有其他疾病,1,年、,2,年生存率分别为,47%,和,32%,结合其他指标组成,Heart Failure Survival Score,，用于评价心衰患者预后，若,8.1,，,1,年无事件生存率为,932%,Value of peak exercise oxygen consumption for optimal timing of cardiac transplantation in ambulatory patients with heart failure.,Circulation. Mar 1991,Development and prospective validation of a clinical index to predict survival in ambulatory patients referred for cardiac transplant evaluation. Circulation. Jun 17 1997,2024/11/19,27,临床应用心衰Peak VO22023/9/1327,VE/VCO,2,slope,多个研究提出其对心衰患者的结局更有预测价值,VE/VCO,2,（,VS Peak VO,2,）无需运动到最大用力程度,最常用分界为：,VE/VCO,2,slope,34,，预后不佳,结合,Peak VO,2,进行分层,Peak VO,2,10ml/(kgmin),或,VE/VCO,2,slope,40,被认为处于高危组，同时具有这两项的患者预后非常差,新的预后指标：峰值心输出量,平均动脉压（研究中）,The clinical and research applications of aerobic capacity and ventilatory efficiency in heart failure: an evidence-based review.,Heart Fail Rev. Jun 2008,Development of a ventilatory classification system in patients with heart failure.,Circulation. May 8 2007,Peak Cardiac Power Output, Measured Noninvasively, Is a Powerful Predictor of Outcome in Chronic Heart Failure. Circ-Heart Fail. Jan 2009,2024/11/19,28,临床应用,心衰,VE/VCO2 slope 2023/9/1328临床应用,运动训练后疗效评价,虽然普通的平板测试可以提供运动时间，峰值功率，预测的,MET,水平，但是,CPX,提供许多更精准的评价指标，且不受扶手支持和步长的影响,提供,AT,，评价患者亚极量运动能力,Exercise and heart failure - A statement from the American Heart Association Committee on Exercise, Rehabilitation, and Prevention. Circulation. Mar 4 2003,Efficacy and Safety of Exercise Training in Patients With Chronic Heart Failure HF-ACTION Randomized Controlled Trial.,Jama-J Am Med Assoc. Apr 8 2009,2024/11/19,29,临床应用,心衰,运动训练后疗效评价2023/9/1329临床应用心衰,临床应用,心衰,Peak VO,2,VO,2,/kg AT,Peak VO,2,14,，,1,年生存率,94%,14,，,1,年生存率,70%,34,，预后不佳,40,，死亡风险增加,临床应用 心衰Peak VO2 VO2/kg AT,慢性呼吸困难的评估思路,2024/11/19,31,临床应用,呼吸困难查因,病史和体格检查,肺功能检查、胸片、,心电图、血生化,支气管激发试验,CPX,正常,正常,无结论,肺功能测试,胸片,心电图,超声心动图,其他,不正常,无异常,鉴别,诊断,氧运输,/,利用障碍,气体交换异常,呼吸机制异常,心脏成像,肺成像,心导管,组织活检,喉镜检查,治疗试验处方,其他,特定诊断,不正常,慢性呼吸困难的评估思路2023/9/1331临床应用 呼吸,不正常的反应,特定状况,一般模式,2024/11/19,32,临床应用,呼吸困难查因,高,VO2/HR,低,Peak HR,低,Peak VO2,和,AT,低,VO2/,WR,低,VO2/HR,高,VE/VCO2,高,VD/VT,升高,P(A-a)O2,低呼吸储备,动态过度通气,吸气流速降低,呼吸模式不稳定,AT,早或无,高,C.O./VO2,低,VO2/HR,异常,HR,或血压,代谢性肌病,自主神经功能障碍,变时反应不足,低心输出量,肺气体交换不足,CHF,声带异常,过度通气综合症,COPD,肺血管疾病,循环功能障碍,通气功能障碍,O2,摄取,/,利用障碍,Clinicians Guide to cardiopulmonary exercise testing in adults: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation. Jul 13 2010,不正常的反应 特,心脏病,轻,/,低等强度：,RPE,12,，,40%HRreserve+HRrest,40%VO,2,reserve+VO,2,rest,中等强度：,RPE12-13,，,40%-60%HRR+HRr,40%-60%VO,2,reserve+VO,2,rest,高等强度：,RPE14-16,，,60%HRR+HRr,60%VO,2,reserve+VO,2,rest,有缺血时，低于缺血阈,10bpm,对老年人，,HF,，心脏移植，起搏器植入，外周血管病等要特殊考虑,2024/11/19,33,临床应用,运动处方的制定,Clinicians Guide to cardiopulmonary exercise testing in adults: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation. Jul 13 2010,心脏病2023/9/1333临床应用 运动处方的制定Cli,新应用,成人先天心,VE/VCO,2,slope,38,死亡风险增加,10,倍,肺切除术,Peak VO,2,15,ml/(kg min),预示无增加全叶切除术风险,Peak VO,2,10,ml/(kg min),，风险增加,肺动脉高压,通气效率，,PETCO,2,，,PETO,2,VE/VCO,2,与肺血管阻力相关,评估预后,34,2024/11/19,Clinicians Guide to cardiopulmonary exercise testing in adults: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation. Jul 13 2010,新应用成人先天心342023/9/13Clinicians,缺血性心脏病的诊断,VO,2,/HR,对运动的反应出现平台,由,VO,2,/HR,平台持续时间和,VO,2,/,WR,斜率组成的二维模型对,CAD,诊断的灵敏性,87%,特异性,74%,；标准运动心电图为灵敏性,46%,特异性,66%,心脏起搏植入术后,房颤患者的评估,2024/11/19,35,新应用,Clinicians Guide to cardiopulmonary exercise testing in adults: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation. Jul 13 2010,缺血性心脏病的诊断2023/9/1335新应用Clinici,