运动心肺功能测定定稿PPT课件

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1、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 心肺运动试验的临床应用 南京军区福州总医院 姜 洪 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

2、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 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 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

3、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 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？ 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 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 V

4、O2，二氧化碳排除量 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） 心脏血流 肺 肌肉 O2 QO2 . QCO2 . 肺循环 外周循环 肌肉活动 O2和 CO2 传输 通气 (VA + VD = VE) . . . VO2 . VCO2 . CO2 O2 O2 CO2 CO

5、2 CO2 环境 空气 心肺运动发展历史 心肺疾病综合途径 心输出量 通气 气体弥散 O2 萃取 Ergospirometry氧气供应 0 10 20 30 40 50 60 70 80 心脏 4% 皮肤 11% 其他 2% 大脑 4% 肾脏 3% 肌肉 73% 消化系统 3% 心肺运动试验测量内容 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

6、 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 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% 反映运动耐量以及心功能

7、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 根据公斤摄氧量评估运动能力和心肺功能障碍标准 运 动 级 别 公斤摄氧量 VO2/kg（ ml/kg 运 动 能 力 备 注 1 60-80 最高强度的竞技比赛：如马拉松、游泳、划船等 优秀运动员 2 50-59 高强度的娱乐比赛：如爬山、滑雪、踢足球等 3 40 49 中等强度的娱乐比赛：如舞蹈、滑冰等 4 25 39 低强度的娱乐比赛：如赛马、高尔夫球等 胜任日常工作 5 20 24 娱乐运动：如走路（ 7km/h）、骑车（ 14km/h）等 6 10

8、19 休闲活动：如走路（ 5km/h）、作家务活动等 7 6 9 少量活动：如坐着或站着干点轻微小活等 来自美国心脏和胸科协会对 心肺功能障碍 的评估标准（ VO2max/kg） (ml/kg) 1 16-20 轻度心肺功能障碍 可康复治疗 2 10-15 中度心肺功能障碍 胜任外科手术 3 6 9 重度心肺功能障碍 能耐受手术，但 并发症较多发 4 40%VO2max 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

9、 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 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 MET 相对应的运动方式和量 35 用扫耙扫落叶、作轻木工活、打高尔夫球、 以 4.86.8公里 /小时的速度散步。 57 做外部木工活、网球轻打、轻负荷背包徒步 旅行。 9 重体力生产劳动、打手球、打网球、以 9.7 公里 /小时的速度跑步。 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

10、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。 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 150m，为重度心功能不全； 150425m，为中度心功能不全； 426550m，为轻度心功能不全。 MET量化心衰病人的心功能分级标准 心功能 -代谢当量（ METs） 级： - 7 级： - 5 7 级： -

11、2 5 级： - 2 衡量体力： 5METs： 65岁以下的病人 5METs则预后不良； 5METs： 日常生活受限，通常是急性心肌梗死病人恢复的功能储量； 10METs： 属于相当正常的健康水平，药物治疗的预后和冠脉搭桥术一 样好； 13METs： 虽然运动试验有异常表现，但是预后好； 18METs： 有氧运动员的体力； 22METs： 有充分运动的竞技运动员才能达到的运动量。 反映运动耐量以及心功能的指标 反映运动耐量以及心功能的指标 氧脉搏 (O2.pulse,VO2/HR) 评价心功能常用的指标之一 由 VO2/HR计算出来的 当心功能不全时，心搏量不能随着运动负荷的增加而增加，心 脏

12、只有通过 HR的增加来满足运动着的肌体对氧的需求， HR增大， VO2/HR就减小，反应了心脏的储备功能降低 氧脉搏降低也可见于贫血、高碳氧血红蛋白或严重的动脉低氧 血症等动脉血氧含量减少的病症 反映运动耐量以及心功能的指标 呼吸交换率（ Respiratory exchange rate,RER或 R） 指肺内每分钟 CO2排出量（ VCO2）与每分钟摄氧量（ VO2）之比 值 是 V-Sslop法确定 AT点的依据 RER1时，表示无氧运动 呼吸商 (Respiratory Quotient,RQ) 反映细胞水平的气体交换率 反映通气功能的指标 呼吸储备（ Breathing reserv

13、e, BR） 最大通气量 (MVV)与最大负荷运动通气量 VE之差的绝对值 以最大负荷运动通气量占 MVV之百分数表示 BR降低是原发性肺疾病患者通气限制的特点 BR增高是心血管疾病患者运动限制的特点 反映通气功能的指标 最大每分钟通气量（ Vemax） 是指伴随着 VCO2的上升而增加的 VE 正常情况运动期间的最大通气量 VEmax一般可以达到 MVV 的 6070% VE的增加取决于肺的代偿能力 VEmax是呼吸疾病运动受限的关键指标 反映气体交换的指标 氧通气当量（ VE/VO2或 EQO2） 指消耗一升摄氧量时所需要的通气量 确定无氧阈的最敏感的指标 二氧化碳通气当量（ VE/VCO

14、2或 EQCO2） 指排出一升二氧化碳时所需要的通气量 评估运动试验结果的重要指标 其它呼吸参数 潮气量（ Vt）、死腔 /潮气量（ Vd/Vt）、潮气量 /吸气肺 总量（ Vt/IC）、吸气时间 /呼吸时间（ Ti/Ttot）、肺泡 气 -动脉氧分压差（ P（ A-a） O2）、动脉呼气末二氧化碳 分压差（ P（ a-ET） CO2）、经皮血氧饱和度（ SpO2）等 CPET各参数正常值范围 （ 最大运动时 ） 参数 正常范围 摄氧量 VO2 max 84% 预计值 AT 40% VO2 max pred VO 2/WR 8.29 ml/min.w-1(10.3 1.0) 心血管反应 VO2

15、/HR（ O2 pulse） 80% pred HR reserve 15 bpm HR response 50 bpm BP 220/90 mmHg 通气反应 DI max VE max/MVV 11L RR 50 bpm VT/VC 55% VT/IC 80% 气体交换 VE/VCO2 AT 34 VE/VO2 AT 30 VD/VT 0.28 P(a-et)CO2 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 VO 2/WR 斜率 N N ECG 异常 N N

16、N N 运动心肺功能实验的临床应用 心脏疾病 胸腔医学 运动医学 康复医学 危险分层 重病护理 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 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 运动试验，尤其是峰值和无氧阈

17、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 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 VO210ml/(minkg ）或峰值 VO260%预计值可行手术，若 60%则需行核 素量肺成像检测； FEV1、

18、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 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者为 18%。 ECG已有心肌缺血者， AT11者病死

19、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 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 禁忌症 1. 吸入室内空气情况下 PaO270mmHg； 3. FEV1 10mmHg，

20、 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 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 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

21、与临床医学的裂痕 应对非传染性疾病（ NCD）的严峻挑战 弥合伤痕，迎接挑战 为什么产生“裂痕” 面对传染病威胁时，公共卫生 /预防医学与临床医 学分离 苏联防疫站体系、美国疾病控制中心（ CDC） 面临 NCD严峻挑战，防不治的“裂痕”日益加深， 弊病日益凸显 弥合伤痕，迎接挑战 心脏康复 /二级预防的 整合医学模式，架起 健康教育和行为改变的桥梁，把碎片式的 医疗模式转变为覆盖生命全程的系统化医 疗保健体系 将生活方式治疗纳入医疗服务项目与医保 支付范围 弥合防治裂痕， 实现 NCD/ASCVD前防后管、 防治康养 59 THANK YOU SUCCESS 2021/1/24 60 可编辑