运动心肺功能测定定稿

心肺运动试验的临床应用,姜洪，主任医师，医学博士，南京军区福州总医院侨宾科主任、心血管内科副主任中华医学会福建省心脏起搏和电生理学分会副主任委员、无创学组组长中华医学会福建省老年医学分会副主任委员福建省心血管病分会委员、心力衰竭学组副组长福建省康复医学分会常务理事、心血管康复分会副主任委员南京军区重症医学专业委员会副主任委员中国老年医学学会医养结合促进委员会常委海峡两岸医药卫生交流协会老年医学专业委员会常委,1,心肺运动试验的临床应用,南京军区福州总医院 姜 洪,2,心肺运动试验简介,心肺运动试验包括两个部分心电图负荷试验和气逆代谢分析，前者早已广泛引用于临床，用于诊断心肌是否有潜在的缺血，但对心脏的功能状况不能进行评价气体代谢分析是对肺、心脏、血红蛋白携氧、肌肉等系统进行功能评价,3,机体的心脏和肺发生病变时，早期在静态下由于心肺功能处于代偿阶段，应用人们现有的诸如肺功能仪、心脏彩超等仪器往往不能发现异常，从而无法早期诊断运动时，机体的能量需求增加，要求 肺的潮气量和呼吸频率增加，以吸进更多的氧气，排出更多的二氧化碳 心脏的每搏输出量和心率增加，以输送更多的O2和CO2,心肺运动试验简介,4,运动调动了心肺的贮备功能心脏和肺的功能加强，血管扩张、血流加快，以增加供O2和排除CO2任何一个环节（肺心脏肺循环和体循环肌肉）的异常均会造成供O2和/或排除CO2出现异常气体代谢分析就是在运动中对O2和CO2进行实时连续的（breath-by-breath）测定分析以判断心肺等系统的贮备功能,心肺运动试验简介,5,气体传输机制,从血液灌流肌肉中增加提取O2选定周围血管床扩张心输出量的增加（每搏量和心率）增加肺部血液流量（肺血管补充和扩张）通气增加,什么可能使O2利用率增加？,6,功能模型,- 测量气体交换,- 收集相关信息,- . 通过增加运动负荷,- 测量心功能参数,7,通过测量气道内的气体交换，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是伴有代谢测定（摄氧量VO2，二氧化碳排除量VCO2等气体交换指标）的心肺运动测验不同于一般的只是单纯观察心电图ST-T的变化或心律变化的运动试验；也不同于静态肺功能综合心与肺，在一定功率负荷下测量代谢指标、通气指标及心电图变化。反映细胞呼吸功能的变化优于并可代替运动ECG,心肺运动试验的定义（Cardiopulmonary Exercise Testing，CPET）,8,心脏血流,肺,肌肉,O2,肺循环,外周循环,肌肉活动,O2和CO2传输,CO2,O2,O2,O2,CO2,CO2,CO2,环境空气,9,心肺运动发展历史,10,心肺疾病综合途径,11,Ergospirometry氧气供应,心脏4%皮肤11%其他2%大脑4%肾脏3%肌肉73%消化系统3%,12,心肺运动试验测量内容,13,心肺运动试验常用指标及意义,反映运动耐量以及心功能的指标 最大摄氧量、公斤摄氧量、无氧阈、代谢当量、最大氧脉搏、最大心率储备、呼吸商、气体交换率以及摄氧量与运动负荷之间的关系反映通气功能的指标 呼吸储备、最大运动通气量、最大潮气量、最大呼吸频率以及潮气量与深吸气量的比值反映气体交换的指标 动脉氧分压、肺泡与动脉氧分压差、动脉二氧化碳分压、潮气末二氧化碳分压、动脉-潮气末二氧化碳分压差、氧当量、二氧化碳当量、死腔和潮气量的关系,14,反映运动耐量以及心功能的指标,最大摄氧量（VO2max）当在负荷逐渐递增的运动过程中的一定时刻，氧的摄入量（VO2）不再随运动负荷（功率）和心率的增加而增加，出现一个平台，这时的VO2叫做VO2max表示肌体氧利用的最大上限，同时它反映肌体的气体运输系统（肺、心血管、血红蛋白）以及肌肉细胞的有氧代谢是否正常心、肺疾病及贫血等使氧利用和氧流障碍的疾病均可使VO2max下降。正常值：大于预计值的84%,15,反映运动耐量以及心功能的指标,公斤摄氧量(VO2max/kg) 衡量不同的个体完成同样功率负荷的运动能力综合评价心肺功能的客观指标具体评估参考标准见下表,16,根据公斤摄氧量评估运动能力和心肺功能障碍标准,17,反映运动耐量以及心功能的指标,无氧阈（anaerobic threshold，AT）无氧阈是指在负荷递增的运动过程中，肌体内的供能方式由有氧代谢向无氧代谢过渡的临界点，此点时体内乳酸的形成率和从血液中的清除率达到动态的平衡AT值表明体力活动和心肺系统能为肌肉提供足以维持有氧代谢摄氧量的最高水平既可用于运动受限的诊断和鉴别诊断，还可以用于治疗前后的功能评价及锻练效果与运动耐力的评价一般用在AT点时VO2占VO2max的百分数表示AT值正常人AT 40%VO2max,18,反映运动耐量以及心功能的指标,代谢当量（MET）指在1分钟做1kg的功时肌体所能提供的摄氧量用MET为基本单位表示作功量，有助于制定运动处方、评价运动能力是否丧失以及可将不同运动方案的极量与次极量运动负荷标准化通过心肺运动试验所测得的指标，有助于解释病人的运动反应对有呼吸困难症状病人的诊断颇有帮助有学者根据CPET中最大运动负荷时所达到的MET，作为判断心功能是否受损及其程度的指标之一,19,反映运动耐量以及心功能的指标,MET与对应的运动方式和运动量,20,美国纽约心脏病学会（NYHA）1928年心功能分级 级：患者患有心脏病但活动量不受限制，平时一般活动 不引起疲乏、心悸、呼吸困难或心绞痛。 级：心脏病患者的体力活动受到轻度的限制，休息时无 自觉症状，但平时一般活动下可出现疲乏、心悸、 呼吸困难或心绞痛。 级：心脏病患者体力活动明显限制，小于平时一般活动 即引起上述的症状。 级：心脏病患者不能从事任何体力活动。休息状态下也 出现心衰的症状，体力活动后加重。,21,6分钟步行试验 要求患者尽可能快的行走，测定六分钟步行的距离。 如 84% 预计值 AT 40% VO2 max pred VO2/WR 8.29 ml/min.w-1(10.31.0) 心血管反应 VO2/HR（O2 pulse） 80% pred HR reserve 11L RR 80mmHg P(A-a)O2 35mmHg SaO2 50 N VT/IC N N 80% N N PaO2 N N P（a-et）CO2 N N VD/VT N N VO2/WR斜率 N N ECG 异常 N N N N,42,运动心肺功能实验的临床应用,心血管疾病通气和气体交换障碍药物评估手术前风险评估有效的调整身体活动 能力的测量优化康复治疗措施评估康复和治疗过程重症患者营养控制,43,客观评价心肺系统对需氧增加时的反应测定心血管储备和在负荷下心排出量增加的能力运动测验摄氧量能反映心功能及氧的运输，代表心脏储备能力AT的测定反映循环系统维持氧运输的能力对心肺功能不全，静态肺功能认为不宜手术但又必须手术者，运动负荷测验将围手术期属高危患者与低危患者区别开，甚至只需测定AT即可，远不需达到极量运动,44,运动试验，尤其是峰值和无氧阈点VO2的测定，对于确定高风险的手术患者（包括那些在静息时通过临床评估和测定被判定为心肺功能正常的患者）是很有用的CPET 对于老年人特别有用，因为这些老年人可能患有未知的心肺疾病，其器官系统功能处于临界状态,心肺运动测试在外科手术风险的术前评估,45,由于肺量计、放射核素扫描和动脉血气不能成功地完全确认所有胸科手术高危患者，同时可能会漏掉有心血管疾病的患者，需要通过心肺运动试验加以辅助检查静息肺功能显示为“高危”的患者，可以依据运动试验的数据做更客观的评价最大VO260%预计值可行手术，若60%则需行核素量肺成像检测；FEV1、 DLco240%预计值时，患者有很高的围手术期死亡率和心肺并发症的风险，不宜进行手术治疗,心肺运动测试在外科手术风险的术前评估胸部手术,46,大部分心脏病人常伴有不同程度肺心力衰竭，单纯的心电图、心脏超声等功能性检查难以准确判断心功能衰竭的程度在CPET中AT、VO2peak和心功能分级具有很好的相关性，能有效分析心脏病人的心功能和病情严重程度，对其做出有效术前风险预测当VO2peak14mL/(kgmin)、 AT 11ml/kg.min-1（单位下同）和11为界对心力衰竭分级，发现AT11者病死率为0.8%；11者病死率为4%，差异显著大手术后平均摄氧量（VO2 max/kg）约4.5-5，也达6-7。因此运动负荷下AT不能达到8.5-11.5就不能满足大手术需氧量增加和继之引起的心排出量增加，以适应手术时高代谢状态和术后的组织修复,心肺运动测试在外科手术风险的术前评估腹部手术,48,运动心肺功能测定的禁忌症运动心肺试验是一种较为安全的试验，但也有关于运动中出现心肌梗塞甚至死亡的报道，运动试验并发症的死亡率在0.01%以下对于肺疾病或心血管疾病患者运动前需要仔细评估保证进行运动试验的安全性和有效性,49,禁忌症1. 吸入室内空气情况下 PaO270mmHg；3. FEV1 10mmHg，运动功率增加血压不 升，并伴有缺血症状；或高血压反应（无明显症状时，收缩 压250mmHg）和/或舒张压115mmHg（六）在无Q波的导联（不包括V1和aVR导联）出现ST段抬高 （1.0mm)，此外，ST段持续性压低，或者心电轴明显偏移（七）较严重的心律失常，室上性心动过速，高度室性心律失常如 多源性、短阵室速等,52,我们的理念是把心肺诊断当做一种艺术来做，为您提供艺术性的解决方案 SCHILLER AG,53,心肺运动试验心血管医生必须掌握的技能,2015年长城会主题 弥合伤痕，迎接挑战弥合公共卫生/预防医学与临床医学的裂痕应对非传染性疾病（NCD）的严峻挑战,54,弥合伤痕，迎接挑战,为什么产生“裂痕” 面对传染