心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)概要

1、臨床應(yīng)用解讀,心臟康復(fù)區(qū) 郭蘭,心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn),目錄,概述運(yùn)動(dòng)生理基礎(chǔ)重要指標(biāo)的解讀臨床應(yīng)用新應(yīng)用,2,2024/3/23,概述,CPX (Cardiopulmonary Exercise Testing 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(yùn)動(dòng)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-

2、T的變化和/或心律變化的運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)；也不同于靜態(tài)肺功能。CPX更能全面客觀評價(jià)心肺功能儲(chǔ)備和功能受損程度引自《心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)的原理及其解讀——病理生理 及臨床應(yīng)用》 Wasserman K主編，文富強(qiáng)主譯引自《心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)的臨床應(yīng)用》 黃思賢，譚新洪主編,2024/3/23,3,運(yùn)動(dòng)生理基礎(chǔ),肌肉,循環(huán),肺通氣,肺-心-活動(dòng)肌群偶聯(lián)機(jī)制（參考Wasserman K）,吸入O2,,運(yùn)送O2,,消耗O2,,肺循環(huán),外周循環(huán),大

3、氣,線粒體,生理 反應(yīng)：①VT ↑ RR↑ ②SV↑ HR↑ ③QCO2↑ QO2↑,外呼吸,內(nèi)呼吸,4,2024/3/23,呼出CO2,排出CO2,生成CO2,Wasserman K: 單獨(dú)給心或肺增加負(fù)荷是不可能的，所有的運(yùn)動(dòng)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-

4、心-活動(dòng)肌群。,運(yùn)動(dòng)生理基礎(chǔ),運(yùn)動(dòng)時(shí)相應(yīng)的生理過程VO2↑(為安靜時(shí)6倍)： C.O. = HR↑× SV↑血流重新分布，肺部血流↑，動(dòng)-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…心臟疾病：CHF…Essentials of cardiopulmonary exercise testing. Champaign, Ⅲ: Human Kinetics; 1996,5,

5、2024/3/23,1.反映運(yùn)動(dòng)耐量以及心功能的指標(biāo) V?O2max、V?O2/kg max、 V?O2/kg@ AT、MET、V?O2/HR max、 HRR max、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

6、-et)CO2、以及VD/VT等引自：？,2024/3/23,6,重要指標(biāo)的解讀,重要指標(biāo)的解讀,VO2max or Peak VO2Fick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(yùn)動(dòng)耐量,7,2024/3/23,重要指標(biāo)的解讀,代謝當(dāng)量(MET)指安靜時(shí)平均VO2，相當(dāng)于3.5ml/(kg · min)的攝氧量，用來衡量運(yùn)動(dòng)強(qiáng)

7、度，生活活動(dòng)強(qiáng)度，如用于運(yùn)動(dòng)處方制定,8,2024/3/23,自身保健活動(dòng)的能量消耗,娛樂活動(dòng)的能量消耗,9,2024/3/23,家務(wù)活動(dòng)的能量消耗,職業(yè)活動(dòng)的能量消耗,10,2024/3/23,VO2max，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(yùn)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(yùn)動(dòng)耐量下降由V?O

8、2/kg換算出來的MET ，適用于衡量運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和生活活動(dòng)強(qiáng)度，如用于康復(fù)運(yùn)動(dòng)處方健康人VO2max約為2~3L/min，正常值：大于預(yù)計(jì)值的84%,2024/3/23,11,重要指標(biāo)的解讀,重要指標(biāo)的解讀,AT or LT or VTAT：攝氧量＜需氧，啟動(dòng)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(jī)體產(chǎn)生CO2↑，通過VE↑來清除多余的CO2反映運(yùn)動(dòng)時(shí)有氧代謝的能力,12,2024/3/23,重要

9、指標(biāo)的解讀,確定AT的方法：①乳酸法：取動(dòng)脈血作血?dú)夥治鰴z測乳酸水平，出現(xiàn)乳酸性酸中毒即為AT②V-slope③通氣當(dāng)量法,②,③,13,2024/3/23,重要指標(biāo)的解讀,心功能分級 （Weber KT 標(biāo)準(zhǔn)）,14,2024/3/23,V?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(jià)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(yùn)動(dòng)試驗(yàn)，對心

10、肺疾患患者或老年人具有一定危險(xiǎn)性。對此類患者測定AT更有意義，更能反映心功能狀況,2024/3/23,15,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(yùn)動(dòng)時(shí)V?E/V?O2最低點(diǎn)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(diǎn)時(shí)，V?E/V?CO2約為29±4.

11、3。若升高，表明過度通氣、死腔增加,16,2024/3/23,VE/VCO2 slope：運(yùn)動(dòng)時(shí)的通氣反應(yīng)（VE/VCO2 slope），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(yùn)動(dòng)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/VCO2 slope反映呼吸效率，遞增功率運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)通氣當(dāng)量

12、可用作判斷VA/Q不均的指標(biāo),2024/3/23,17,重要指標(biāo)的解讀,重要指標(biāo)的解讀,運(yùn)動(dòng)心電圖心率血壓血氧飽和度,18,2024/3/23,臨床應(yīng)用—適應(yīng)癥,用于運(yùn)動(dòng)耐量評估確定是否存在功能受損或運(yùn)動(dòng)受損運(yùn)動(dòng)受限的原因和病理生理機(jī)制評估未診斷的運(yùn)動(dòng)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/ACCP statement on cardiopulmon

13、ary exercise testing. Am J Resp Crit Care. Jan 15 2003,19,2024/3/23,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(yùn)動(dòng)處方的制定和運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)誘發(fā)的支氣管痙攣ATS/ACCP statement on cardiopulmo

14、nary exercise testing. Am J Resp Crit Care. Jan 15 2003,2024/3/23,20,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(yùn)動(dòng)耐量評估和運(yùn)動(dòng)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/ACCP statement on cardiopulmonary exercise testing. Am J R

15、esp Crit Care. Jan 15 2003,2024/3/23,21,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(dòng)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(dòng)脈瘤,22,2024/3/23,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(shí)空氣飽和度≤85%精神疾病導(dǎo)致

16、的不配合,ATS/ACCP statement on cardiopulmonary exercise testing. Am J Resp Crit Care. Jan 15 2003,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(shí)高血壓 （SBP＞200mmHg，DBP＞120mmHg）心動(dòng)過速或心動(dòng)過緩高度房室傳導(dǎo)阻滯肥厚性心肌病嚴(yán)重的肺動(dòng)脈高壓懷孕電解質(zhì)紊亂骨科疾患,2024/3/23,23,ATS/A

17、CCP statement on cardiopulmonary exercise testing. Am J Resp Crit Care. Jan 15 2003,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(dòng)Ⅱ°或 Ⅲ°心臟傳導(dǎo)阻滯運(yùn)動(dòng)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

18、失精神錯(cuò)亂眩暈呼吸衰竭癥狀,2024/3/23,24,ATS/ACCP statement on cardiopulmonary exercise testing. Am J Resp Crit Care. Jan 15 2003,臨床應(yīng)用—癥狀與處理,25,2024/3/23,臨床應(yīng)用— Wasserman K 診斷思路,2024/3/23,26,引自《心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)的臨床應(yīng)用 》人民衛(wèi)生出版社，2007,心血管（CHF）和肺（氣

19、道阻塞性疾?。┮鸬腃PX表現(xiàn),2024/3/23,27,臨床應(yīng)用— 呼吸困難查因,臨床應(yīng)用—心衰,早期評估運(yùn)動(dòng)耐量：NYHA分級，6MWT直接測定Peak VO2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(yùn)動(dòng)受限的原因（Ⅱa，C級）制定運(yùn)動(dòng)處方（Ⅰ，C級）評價(jià)新藥物或設(shè)備的療效 ACC/AHA 2005 guideline update for the diagnos

20、is and management of chronic heart failure in the adult. Circulation. Apr 4 2006,2024/3/23,28,較主觀,最客觀,臨床應(yīng)用—心衰,Peak VO2預(yù)測心衰患者的預(yù)后一項(xiàng)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

21、) 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Heart Failure Survival Score，用于評價(jià)心衰患者預(yù)后，若＞8.1，1年無事件生存率為93±2%Value of peak exercise oxygen consumption for optimal timing of cardiac transplan

22、tation in ambulatory patients with heart failure. Circulation. Mar 1991Development and prospective validation of a clinical index to predict survival in ambulatory patients referred for cardiac transplant evaluation. Ci

23、rculation. Jun 17 1997,2024/3/23,29,VE/VCO2 slope 多個(gè)研究提出其對心衰患者的結(jié)局更有預(yù)測價(jià)值VE/VCO2 （VS Peak VO2）無需運(yùn)動(dòng)到最大用力程度最常用分界為：VE/VCO2 slope＞34，預(yù)后不佳結(jié)合Peak VO2 進(jìn)行分層Peak VO2 ＜ 10ml/(kg·min) 或VE/VCO2 slope＞40 被認(rèn)為處于高危組，同時(shí)具有這兩項(xiàng)的患者預(yù)

24、后非常差新的預(yù)后指標(biāo)：峰值心輸出量×平均動(dòng)脈壓（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 2008Development of a ventilat

25、ory classification system in patients with heart failure. Circulation. May 8 2007Peak Cardiac Power Output, Measured Noninvasively, Is a Powerful Predictor of Outcome in Chronic Heart Failure. Circ-Heart Fail. Jan 2009,

26、2024/3/23,30,臨床應(yīng)用—心衰,運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后療效評價(jià)雖然普通的平板測試可以提供運(yùn)動(dòng)時(shí)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(jià)指標(biāo)，且不受扶手支持和步長的影響提供AT，評價(jià)患者亞極量運(yùn)動(dòng)能力Exercise and heart failure - A statement from the American Heart Association Committee on Exercise, Rehabi

27、litation, 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 2009,2024/3/23,31,臨床應(yīng)用—

28、心衰,臨床應(yīng)用— 心衰,Peak VO2 VO2/kg @AT↓Peak VO2< 14ml/(kg·min) 預(yù)后不良HRR通常無或接近0通氣儲(chǔ)備正常AT點(diǎn)VE/VCO2↑，VE/VCO2 slope↑VD/VT↑PaO2正常，P(A-a)O2一般正?！鱒O2/△WR↓,32,2024/3/23,慢性呼吸困難的評估思路,2024/3/23,33,臨床應(yīng)用— 呼吸困難查因,正常,正常,無結(jié)論,肺功能測試

29、胸片心電圖超聲心動(dòng)圖其他,不正常,無異常,鑒別診斷,,氧運(yùn)輸/利用障礙,氣體交換異常,呼吸機(jī)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(yàn)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,2024/3/23,34,臨床應(yīng)用— 呼吸困難查因,高 VO2/HR低 Peak HR,低 Pe

30、ak VO2 和AT低?VO2/?WR低VO2/HR,高VE/VCO2高VD/VT升高P(A-a)O2,低呼吸儲(chǔ)備動(dòng)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(shí)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,Clini

31、cian's Guide to cardiopulmonary exercise testing in adults: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation. Jul 13 2010,心臟病輕/低等強(qiáng)度：RPE＜12，＜40%HRreserve+HRrest,＜40%VO2reserve+VO2rest中等強(qiáng)度： RPE

32、12-13，40%-60%HRR+HRr, 40%-60%VO2reserve+VO2rest高等強(qiáng)度： RPE14-16，≥60%HRR+HRr, ≥60%VO2reserve+VO2rest有缺血時(shí)，低于缺血閾10bpm對老年人，HF，心臟移植，起搏器植入，外周血管病等要特殊考慮,2024/3/23,35,臨床應(yīng)用— 運(yùn)動(dòng)處方的制定,Clinician's Guide to cardiopulmonary exerci

33、se testing in adults: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation. Jul 13 2010,新應(yīng)用,成人先天心VE/VCO2 slope≥38,死亡風(fēng)險(xiǎn)增加10倍肺切除術(shù)Peak VO2＞15ml/(kg · min)預(yù)示無增加全葉切除術(shù)風(fēng)險(xiǎn)Peak VO2＜10ml/(kg · min)

34、，風(fēng)險(xiǎn)增加肺動(dòng)脈高壓通氣效率，PETCO2，PETO2VE/VCO2與肺血管阻力相關(guān)評估預(yù)后,36,2024/3/23,Clinician's Guide to cardiopulmonary exercise testing in adults: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation. Jul 13 2010,缺血

35、性心臟病的診斷VO2/HR對運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)出現(xiàn)平臺(tái) 由VO2/HR平臺(tái)持續(xù)時(shí)間和?VO2/?WR斜率組成的二維模型對CAD診斷的靈敏性87%特異性74%；標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)心電圖為靈敏性46%特異性66%心臟起搏植入術(shù)后房顫患者的評估……,2024/3/23,37,新應(yīng)用,Clinician's Guide to cardiopulmonary exercise testing in adults: a scientific sta