心肺運動試驗概要

1、臨床應用解讀,心臟康復區(qū) 郭蘭,心肺運動試驗,目錄,概述運動生理基礎重要指標的解讀臨床應用新應用,2,2024/3/23,概述,CPX (Cardiopulmonary Exercise Testing 或 CPET)通過測量氣道內氣體交換同步評估心血管系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)對同一運動應激的反應情況。在一定功率負荷下測出 V?O2及V?CO2等代謝指標、通氣指標及心電圖、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 及臨床應用》 Wasserman K主編，文富強主譯引自《心肺運動試驗的臨床應用》 黃思賢，譚新洪主編,2024/3/23,3,運動生理基礎,肌肉,循環(huán),肺通氣,肺-心-活動肌群偶聯機制（參考Wasserman K）,吸入O2,,運送O2,,消耗O2,,肺循環(huán),外周循環(huán),大

3、氣,線粒體,生理 反應：①VT ↑ RR↑ ②SV↑ HR↑ ③QCO2↑ QO2↑,外呼吸,內呼吸,4,2024/3/23,呼出CO2,排出CO2,生成CO2,Wasserman K: 單獨給心或肺增加負荷是不可能的，所有的運動均需要心臟功能和肺臟功能的協調，以及外周循環(huán)和肺循環(huán)的協調作用來完成生存和工作所需要的氣體交換作用。即外呼吸-細胞呼吸正常耦聯，肺-

4、心-活動肌群。,運動生理基礎,運動時相應的生理過程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…Essentials of cardiopulmonary exercise testing. Champaign, Ⅲ: Human Kinetics; 1996,5,

5、2024/3/23,1.反映運動耐量以及心功能的指標 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 BR、V?Emax、VTmax、RRmax、VT/IC以及F/V環(huán)等3.反映通氣效率的指標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,重要指標的解讀,重要指標的解讀,VO2max or Peak VO2Fick公式：VO2max = (HR × SV) [C(a-v)O2]最重要的測量指標取決于循環(huán)系統(tǒng)與呼吸系統(tǒng)功能反映運動耐量,7,2024/3/23,重要指標的解讀,代謝當量(MET)指安靜時平均VO2，相當于3.5ml/(kg · min)的攝氧量，用來衡量運動強

7、度，生活活動強度，如用于運動處方制定,8,2024/3/23,自身保健活動的能量消耗,娛樂活動的能量消耗,9,2024/3/23,家務活動的能量消耗,職業(yè)活動的能量消耗,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?O

8、2/kg換算出來的MET ，適用于衡量運動強度和生活活動強度，如用于康復運動處方健康人VO2max約為2~3L/min，正常值：大于預計值的84%,2024/3/23,11,重要指標的解讀,重要指標的解讀,AT or LT or VTAT：攝氧量＜需氧，啟動無氧代謝供能LT：無氧代謝產生乳酸↑VT：當乳酸轉化成乳酸鹽，機體產生CO2↑，通過VE↑來清除多余的CO2反映運動時有氧代謝的能力,12,2024/3/23,重要

9、指標的解讀,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，出現乳酸性酸中毒即為AT②V-slope③通氣當量法,②,③,13,2024/3/23,重要指標的解讀,心功能分級 （Weber KT 標準）,14,2024/3/23,V?O2max 和 AT的臨床意義V?O2max和AT可以識別疾病的嚴重程度，預測最大心排出量，客觀評價患者功能容量，故用以標志心功能損害程度直接測定V?O2max需要進行力竭運動試驗，對心

10、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,2024/3/23,15,重要指標的解讀,重要指標的解讀,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VE/VCO2 ：二氧化碳通氣當量（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.

11、3。若升高，表明過度通氣、死腔增加,16,2024/3/23,VE/VCO2 slope：運動時的通氣反應（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測指標之一心衰患者該斜率通常明顯增加，可達到80，且隨心衰程度加重斜率越陡峭經有氧運動訓練和治療可以得到改善；VE/VCO2斜率可提示預后VE/VO2, VE/VCO2, VE/VCO2 slope反映呼吸效率，遞增功率運動試驗通氣當量

12、可用作判斷VA/Q不均的指標,2024/3/23,17,重要指標的解讀,重要指標的解讀,運動心電圖心率血壓血氧飽和度,18,2024/3/23,臨床應用—適應癥,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/ACCP statement on cardiopulmon

13、ary exercise testing. Am J Resp Crit Care. Jan 15 2003,19,2024/3/23,臨床應用—適應癥,心血管疾病患者的評估心衰患者的功能評估和預后心臟移植手術的選擇心臟康復中運動處方的制定和運動訓練監(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/ACCP statement on cardiopulmo

14、nary exercise testing. Am J Resp Crit Care. Jan 15 2003,2024/3/23,20,臨床應用—適應癥,其他臨床應用術前評估：肺切除手術，老年人進行腹部外科手術，肺氣腫減容術肺康復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/ACCP statement on cardiopulmonary exercise testing. Am J R

15、esp Crit Care. Jan 15 2003,2024/3/23,21,臨床應用—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膜炎急性感染性心內膜炎或心包炎嚴重的主窄未控制的心衰可疑夾層動脈瘤,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）休息時空氣飽和度≤85%精神疾病導致

16、的不配合,ATS/ACCP statement on cardiopulmonary exercise testing. Am J Resp Crit Care. Jan 15 2003,臨床應用—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阻滯肥厚性心肌病嚴重的肺動脈高壓懷孕電解質紊亂骨科疾患,2024/3/23,23,ATS/A

17、CCP statement on cardiopulmonary exercise testing. Am J Resp Crit Care. Jan 15 2003,臨床應用—終止指標,缺血引起的胸痛缺血性ECG改變復雜的異位搏動Ⅱ°或 Ⅲ°心臟傳導阻滯運動過程中SBP下降最高達20mmHg高血壓（ SBP＞250mmHg，DBP＞120mmHg ）血氧飽和度下降SPO2≤80%突然面色蒼白協調性缺

18、失精神錯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,臨床應用—癥狀與處理,25,2024/3/23,臨床應用— Wasserman K 診斷思路,2024/3/23,26,引自《心肺運動試驗的臨床應用 》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,2024/3/23,27,臨床應用— 呼吸困難查因,臨床應用—心衰,早期評估運動耐量：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應用：評估疾病嚴重程度（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,臨床應用—心衰,Peak VO2預測心衰患者的預后一項對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

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%結合其他指標組成Heart Failure Survival Score，用于評價心衰患者預后，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 多個研究提出其對心衰患者的結局更有預測價值VE/VCO2 （VS Peak VO2）無需運動到最大用力程度最常用分界為：VE/VCO2 slope＞34，預后不佳結合Peak VO2 進行分層Peak VO2 ＜ 10ml/(kg·min) 或VE/VCO2 slope＞40 被認為處于高危組，同時具有這兩項的患者預

24、后非常差新的預后指標：峰值心輸出量×平均動脈壓（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,臨床應用—心衰,運動訓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，預測的MET水平，但是CPX提供許多更精準的評價指標，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,臨床應用—

28、心衰,臨床應用— 心衰,Peak VO2 VO2/kg @AT↓Peak VO2< 14ml/(kg·min) 預后不良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)O2一般正常△VO2/△WR↓,32,2024/3/23,慢性呼吸困難的評估思路,2024/3/23,33,臨床應用— 呼吸困難查因,正常,正常,無結論,肺功能測試

29、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 特定狀況 一般模式,2024/3/23,34,臨床應用— 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,,自主神經功能障礙,變時反應不足,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/低等強度：RPE＜12，＜40%HRreserve+HRrest,＜40%VO2reserve+VO2rest中等強度： RPE

32、12-13，40%-60%HRR+HRr, 40%-60%VO2reserve+VO2rest高等強度： RPE14-16，≥60%HRR+HRr, ≥60%VO2reserve+VO2rest有缺血時，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,臨床應用— 運動處方的制定,Clinician's Guide to cardiopulmonary exerci

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

34、，風險增加肺動脈高壓通氣效率，PETCO2，PETO2VE/VCO2與肺血管阻力相關評估預后,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對運動的反應出現平臺 由VO2/HR平臺持續(xù)時間和?VO2/?WR斜率組成的二維模型對CAD診斷的靈敏性87%特異性74%；標準運動心電圖為靈敏性46%特異性66%心臟起搏植入術后房顫患者的評估……,2024/3/23,37,新應用,Clinician's Guide to cardiopulmonary exercise testing in adults: a scientific sta