運(yùn)動心肺功能測定定稿培訓(xùn)課件

1、心肺運(yùn)動試驗(yàn)的臨床應(yīng)用南京軍區(qū)福州總醫(yī)院 姜 洪1運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022心肺運(yùn)動試驗(yàn)的臨床應(yīng)用南京軍區(qū)福州總醫(yī)院 1運(yùn)動心肺功能測心肺運(yùn)動試驗(yàn)簡介心肺運(yùn)動試驗(yàn)包括兩個部分心電圖負(fù)荷試驗(yàn)和氣逆代謝分析，前者早已廣泛引用于臨床，用于診斷心肌是否有潛在的缺血，但對心臟的功能狀況不能進(jìn)行評價氣體代謝分析是對肺、心臟、血紅蛋白攜氧、肌肉等系統(tǒng)進(jìn)行功能評價2運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022心肺運(yùn)動試驗(yàn)簡介心肺運(yùn)動試驗(yàn)包括兩個部分2運(yùn)動心肺功能測定定機(jī)體的心臟和肺發(fā)生病變時，早期在靜態(tài)下由于心肺功能處于代償階段，應(yīng)用人們現(xiàn)有的諸如肺功能儀、心臟彩超等儀器往往不能發(fā)現(xiàn)異常，從而無法早期診

2、斷運(yùn)動時，機(jī)體的能量需求增加，要求 肺的潮氣量和呼吸頻率增加，以吸進(jìn)更多的氧氣，排出更多的二氧化碳 心臟的每搏輸出量和心率增加，以輸送更多的O2和CO2心肺運(yùn)動試驗(yàn)簡介3運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022機(jī)體的心臟和肺發(fā)生病變時，早期在靜態(tài)下由于心肺功能處于代償階運(yùn)動調(diào)動了心肺的貯備功能心臟和肺的功能加強(qiáng)，血管擴(kuò)張、血流加快，以增加供O2和排除CO2任何一個環(huán)節(jié)（肺心臟肺循環(huán)和體循環(huán)肌肉）的異常均會造成供O2和/或排除CO2出現(xiàn)異常氣體代謝分析就是在運(yùn)動中對O2和CO2進(jìn)行實(shí)時連續(xù)的（breath-by-breath）測定分析以判斷心肺等系統(tǒng)的貯備功能心肺運(yùn)動試驗(yàn)簡介4運(yùn)動心肺功能測定定稿

3、10/9/2022運(yùn)動調(diào)動了心肺的貯備功能心肺運(yùn)動試驗(yàn)簡介4運(yùn)動心肺功能測定定氣體傳輸機(jī)制從血液灌流肌肉中增加提取O2選定周圍血管床擴(kuò)張心輸出量的增加（每搏量和心率）增加肺部血液流量（肺血管補(bǔ)充和擴(kuò)張）通氣增加什么可能使O2利用率增加？5運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022氣體傳輸機(jī)制從血液灌流肌肉中增加提取O2什么可能使O2利用率功能模型- 測量氣體交換- 收集相關(guān)信息- . 通過增加運(yùn)動負(fù)荷- 測量心功能參數(shù)6運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022功能模型- 測量氣體交換- 收集相關(guān)信息- . 通過增加通過測量氣道內(nèi)的氣體交換，同步評估心血管系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)對同一運(yùn)動應(yīng)激的反應(yīng)情況是伴有代

4、謝測定（攝氧量VO2，二氧化碳排除量VCO2等氣體交換指標(biāo)）的心肺運(yùn)動測驗(yàn)不同于一般的只是單純觀察心電圖ST-T的變化或心律變化的運(yùn)動試驗(yàn)；也不同于靜態(tài)肺功能綜合心與肺，在一定功率負(fù)荷下測量代謝指標(biāo)、通氣指標(biāo)及心電圖變化。反映細(xì)胞呼吸功能的變化優(yōu)于并可代替運(yùn)動ECG心肺運(yùn)動試驗(yàn)的定義（Cardiopulmonary Exercise Testing，CPET）7運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022通過測量氣道內(nèi)的氣體交換，同步評估心血管系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)對同一心臟血流肺肌肉O2QO2.QCO2.肺循環(huán)外周循環(huán)肌肉活動 O2和CO2傳輸通氣(VA + VD = VE).VO2.VCO2.CO2O2

5、O2O2CO2CO2CO2環(huán)境空氣8運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022心臟血流肺肌肉O2QO2.QCO2.肺循環(huán)外周循環(huán)肌肉活動 心肺運(yùn)動發(fā)展歷史9運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022心肺運(yùn)動發(fā)展歷史9運(yùn)動心肺功能測定定稿10/3/2022心肺疾病綜合途徑 心輸出量通氣氣體彌散O2 萃取10運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022心肺疾病綜合途徑 心輸出量通氣氣體彌散O2 萃取10運(yùn)動心肺Ergospirometry氧氣供應(yīng) 心臟4%皮膚11%其他2%大腦4%腎臟3%肌肉73%消化系統(tǒng)3%11運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022Ergospirometry氧氣供應(yīng) 心臟4%11運(yùn)動心肺心

6、肺運(yùn)動試驗(yàn)測量內(nèi)容12運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022心肺運(yùn)動試驗(yàn)測量內(nèi)容12運(yùn)動心肺功能測定定稿10/3/202心肺運(yùn)動試驗(yàn)常用指標(biāo)及意義反映運(yùn)動耐量以及心功能的指標(biāo) 最大攝氧量、公斤攝氧量、無氧閾、代謝當(dāng)量、最大氧脈搏、最大心率儲備、呼吸商、氣體交換率以及攝氧量與運(yùn)動負(fù)荷之間的關(guān)系反映通氣功能的指標(biāo) 呼吸儲備、最大運(yùn)動通氣量、最大潮氣量、最大呼吸頻率以及潮氣量與深吸氣量的比值反映氣體交換的指標(biāo) 動脈氧分壓、肺泡與動脈氧分壓差、動脈二氧化碳分壓、潮氣末二氧化碳分壓、動脈-潮氣末二氧化碳分壓差、氧當(dāng)量、二氧化碳當(dāng)量、死腔和潮氣量的關(guān)系13運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022心肺運(yùn)動試驗(yàn)

7、常用指標(biāo)及意義反映運(yùn)動耐量以及心功能的指標(biāo)13反映運(yùn)動耐量以及心功能的指標(biāo)最大攝氧量（VO2max）當(dāng)在負(fù)荷逐漸遞增的運(yùn)動過程中的一定時刻，氧的攝入量（VO2）不再隨運(yùn)動負(fù)荷（功率）和心率的增加而增加，出現(xiàn)一個平臺，這時的VO2叫做VO2max表示肌體氧利用的最大上限，同時它反映肌體的氣體運(yùn)輸系統(tǒng)（肺、心血管、血紅蛋白）以及肌肉細(xì)胞的有氧代謝是否正常心、肺疾病及貧血等使氧利用和氧流障礙的疾病均可使VO2max下降。正常值：大于預(yù)計(jì)值的84%14運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022反映運(yùn)動耐量以及心功能的指標(biāo)最大攝氧量（VO2max）14運(yùn)反映運(yùn)動耐量以及心功能的指標(biāo)公斤攝氧量(VO2max/

8、kg) 衡量不同的個體完成同樣功率負(fù)荷的運(yùn)動能力綜合評價心肺功能的客觀指標(biāo)具體評估參考標(biāo)準(zhǔn)見下表15運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022反映運(yùn)動耐量以及心功能的指標(biāo)公斤攝氧量(VO2max/kg)根據(jù)公斤攝氧量評估運(yùn)動能力和心肺功能障礙標(biāo)準(zhǔn) 運(yùn) 動 級 別 公斤攝氧量VO2/kg（ml/kg 運(yùn) 動 能 力 備 注 160-80 最高強(qiáng)度的競技比賽：如馬拉松、游泳、劃船等 優(yōu)秀運(yùn)動員 250-59 高強(qiáng)度的娛樂比賽：如爬山、滑雪、踢足球等 34049 中等強(qiáng)度的娛樂比賽：如舞蹈、滑冰等 42539 低強(qiáng)度的娛樂比賽：如賽馬、高爾夫球等 勝任日常工作 52024 娛樂運(yùn)動：如走路（7km/h）

9、、騎車（14km/h）等 61019 休閑活動：如走路（5km/h）、作家務(wù)活動等 769 少量活動：如坐著或站著干點(diǎn)輕微小活等 來自美國心臟和胸科協(xié)會對心肺功能障礙的評估標(biāo)準(zhǔn)（VO2max/kg）(ml/kg) 116-20 輕度心肺功能障礙 可康復(fù)治療 210-15 中度心肺功能障礙 勝任外科手術(shù) 369 重度心肺功能障礙 能耐受手術(shù)，但并發(fā)癥較多發(fā) 440%VO2max17運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022反映運(yùn)動耐量以及心功能的指標(biāo)無氧閾（anaerobic th反映運(yùn)動耐量以及心功能的指標(biāo)代謝當(dāng)量（MET）指在1分鐘做1kg的功時肌體所能提供的攝氧量用MET為基本單位表示作功量，

10、有助于制定運(yùn)動處方、評價運(yùn)動能力是否喪失以及可將不同運(yùn)動方案的極量與次極量運(yùn)動負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)化通過心肺運(yùn)動試驗(yàn)所測得的指標(biāo)，有助于解釋病人的運(yùn)動反應(yīng)對有呼吸困難癥狀病人的診斷頗有幫助有學(xué)者根據(jù)CPET中最大運(yùn)動負(fù)荷時所達(dá)到的MET，作為判斷心功能是否受損及其程度的指標(biāo)之一18運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022反映運(yùn)動耐量以及心功能的指標(biāo)代謝當(dāng)量（MET）18運(yùn)動心肺功反映運(yùn)動耐量以及心功能的指標(biāo)MET與對應(yīng)的運(yùn)動方式和運(yùn)動量MET 相對應(yīng)的運(yùn)動方式和量 35用掃耙掃落葉、作輕木工活、打高爾夫球、以4.86.8公里/小時的速度散步。 57做外部木工活、網(wǎng)球輕打、輕負(fù)荷背包徒步旅行。 9重體力生產(chǎn)勞

11、動、打手球、打網(wǎng)球、以9.7公里/小時的速度跑步。 19運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022反映運(yùn)動耐量以及心功能的指標(biāo)MET與對應(yīng)的運(yùn)動方式和運(yùn)動量M美國紐約心臟病學(xué)會（NYHA）1928年心功能分級 級：患者患有心臟病但活動量不受限制，平時一般活動 不引起疲乏、心悸、呼吸困難或心絞痛。 級：心臟病患者的體力活動受到輕度的限制，休息時無 自覺癥狀，但平時一般活動下可出現(xiàn)疲乏、心悸、 呼吸困難或心絞痛。 級：心臟病患者體力活動明顯限制，小于平時一般活動 即引起上述的癥狀。 級：心臟病患者不能從事任何體力活動。休息狀態(tài)下也 出現(xiàn)心衰的癥狀，體力活動后加重。 20運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2

12、022美國紐約心臟病學(xué)會（NYHA）1928年心功能分級20運(yùn)動心6分鐘步行試驗(yàn) 要求患者盡可能快的行走，測定六分鐘步行的距離。 如150m，為重度心功能不全； 150425m，為中度心功能不全； 426550m，為輕度心功能不全。 21運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/20226分鐘步行試驗(yàn)21運(yùn)動心肺功能測定定稿10/3/2022MET量化心衰病人的心功能分級標(biāo)準(zhǔn) 心功能-代謝當(dāng)量（METs） 級：-7 級：-57 級：-25 級：-2 衡量體力： 5METs： 65歲以下的病人5METs則預(yù)后不良； 5METs： 日常生活受限，通常是急性心肌梗死病人恢復(fù)的功能儲量； 10METs： 屬于相當(dāng)

13、正常的健康水平，藥物治療的預(yù)后和冠脈搭橋術(shù)一 樣好； 13METs： 雖然運(yùn)動試驗(yàn)有異常表現(xiàn)，但是預(yù)后好； 18METs： 有氧運(yùn)動員的體力； 22METs： 有充分運(yùn)動的競技運(yùn)動員才能達(dá)到的運(yùn)動量。反映運(yùn)動耐量以及心功能的指標(biāo)22運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022MET量化心衰病人的心功能分級標(biāo)準(zhǔn) 心功能-反映運(yùn)動耐量以及心功能的指標(biāo)氧脈搏(O2.pulse,VO2/HR)評價心功能常用的指標(biāo)之一由VO2/HR計(jì)算出來的當(dāng)心功能不全時，心搏量不能隨著運(yùn)動負(fù)荷的增加而增加，心臟只有通過HR的增加來滿足運(yùn)動著的肌體對氧的需求，HR增大，VO2/HR就減小，反應(yīng)了心臟的儲備功能降低氧脈搏降低也

14、可見于貧血、高碳氧血紅蛋白或嚴(yán)重的動脈低氧血癥等動脈血氧含量減少的病癥23運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022反映運(yùn)動耐量以及心功能的指標(biāo)氧脈搏(O2.pulse,VO2反映運(yùn)動耐量以及心功能的指標(biāo)呼吸交換率（Respiratory exchange rate,RER或R）指肺內(nèi)每分鐘CO2排出量（VCO2）與每分鐘攝氧量（VO2）之比值是V-Sslop法確定AT點(diǎn)的依據(jù)RER1時，表示無氧運(yùn)動呼吸商(Respiratory Quotient,RQ) 反映細(xì)胞水平的氣體交換率24運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022反映運(yùn)動耐量以及心功能的指標(biāo)呼吸交換率（Respirator反映通氣功能的指

15、標(biāo)呼吸儲備（Breathing reserve, BR） 最大通氣量(MVV)與最大負(fù)荷運(yùn)動通氣量VE之差的絕對值以最大負(fù)荷運(yùn)動通氣量占MVV之百分?jǐn)?shù)表示BR降低是原發(fā)性肺疾病患者通氣限制的特點(diǎn)BR增高是心血管疾病患者運(yùn)動限制的特點(diǎn)25運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022反映通氣功能的指標(biāo)呼吸儲備（Breathing reserv反映通氣功能的指標(biāo)最大每分鐘通氣量（Vemax）是指伴隨著VCO2的上升而增加的VE正常情況運(yùn)動期間的最大通氣量VEmax一般可以達(dá)到MVV的6070%VE的增加取決于肺的代償能力VEmax是呼吸疾病運(yùn)動受限的關(guān)鍵指標(biāo)26運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022反映通

16、氣功能的指標(biāo)最大每分鐘通氣量（Vemax）26運(yùn)動心肺反映氣體交換的指標(biāo)氧通氣當(dāng)量（VE/VO2或EQO2）指消耗一升攝氧量時所需要的通氣量確定無氧閾的最敏感的指標(biāo)二氧化碳通氣當(dāng)量（VE/VCO2或EQCO2）指排出一升二氧化碳時所需要的通氣量評估運(yùn)動試驗(yàn)結(jié)果的重要指標(biāo)27運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022反映氣體交換的指標(biāo)氧通氣當(dāng)量（VE/VO2或EQO2）27運(yùn)其它呼吸參數(shù)潮氣量（Vt）、死腔/潮氣量（Vd/Vt）、潮氣量/吸氣肺總量（Vt/IC）、吸氣時間/呼吸時間（Ti/Ttot）、肺泡氣-動脈氧分壓差（P（A-a）O2）、動脈呼氣末二氧化碳分壓差（P（a-ET）CO2）、經(jīng)皮血氧

17、飽和度（SpO2）等28運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022其它呼吸參數(shù)28運(yùn)動心肺功能測定定稿10/3/2022 CPET各參數(shù)正常值范圍（最大運(yùn)動時） 參數(shù) 正常范圍 攝氧量 VO2 max 84% 預(yù)計(jì)值 AT 40% VO2 max pred VO2/WR 8.29 ml/min.w-1(10.31.0) 心血管反應(yīng) VO2/HR（O2 pulse） 80% pred HR reserve 15 bpm HR response 50 bpm BP 220/90 mmHg 通氣反應(yīng) DI max VE max/MVV 11L RR 50 bpm VT/VC 55% VT/IC 80%

18、氣體交換 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 VO2/WR斜率 N N ECG 異常 N N N N41運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022 各種疾患運(yùn)動心肺功能測定的特征性反應(yīng)41運(yùn)動心肺功能測定定運(yùn)動心肺功能實(shí)驗(yàn)的臨床應(yīng)用心臟疾病胸腔醫(yī)學(xué)運(yùn)動醫(yī)學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)危險分層重病護(hù)理心血管疾病通氣和氣體交換障礙藥物評估手術(shù)前風(fēng)險評估有效的調(diào)整身體活動 能力的測量優(yōu)化康復(fù)治療

19、措施評估康復(fù)和治療過程重癥患者營養(yǎng)控制42運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022運(yùn)動心肺功能實(shí)驗(yàn)的臨床應(yīng)用心臟疾病胸腔醫(yī)學(xué)運(yùn)動醫(yī)學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)?？陀^評價心肺系統(tǒng)對需氧增加時的反應(yīng)測定心血管儲備和在負(fù)荷下心排出量增加的能力運(yùn)動測驗(yàn)攝氧量能反映心功能及氧的運(yùn)輸，代表心臟儲備能力AT的測定反映循環(huán)系統(tǒng)維持氧運(yùn)輸?shù)哪芰π姆喂δ懿蝗?，靜態(tài)肺功能認(rèn)為不宜手術(shù)但又必須手術(shù)者，運(yùn)動負(fù)荷測驗(yàn)將圍手術(shù)期屬高?；颊吲c低危患者區(qū)別開，甚至只需測定AT即可，遠(yuǎn)不需達(dá)到極量運(yùn)動 43運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022客觀評價心肺系統(tǒng)對需氧增加時的反應(yīng)43運(yùn)動心肺功能測定定稿1運(yùn)動試驗(yàn)，尤其是峰值和無氧閾點(diǎn)VO2的測定，

20、對于確定高風(fēng)險的手術(shù)患者（包括那些在靜息時通過臨床評估和測定被判定為心肺功能正常的患者）是很有用的CPET 對于老年人特別有用，因?yàn)檫@些老年人可能患有未知的心肺疾病，其器官系統(tǒng)功能處于臨界狀態(tài)心肺運(yùn)動測試在外科手術(shù)風(fēng)險的術(shù)前評估44運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022運(yùn)動試驗(yàn)，尤其是峰值和無氧閾點(diǎn)VO2的測定，對于確定高風(fēng)險的由于肺量計(jì)、放射核素掃描和動脈血?dú)獠荒艹晒Φ赝耆_認(rèn)所有胸科手術(shù)高?；颊撸瑫r可能會漏掉有心血管疾病的患者，需要通過心肺運(yùn)動試驗(yàn)加以輔助檢查靜息肺功能顯示為“高危”的患者，可以依據(jù)運(yùn)動試驗(yàn)的數(shù)據(jù)做更客觀的評價最大VO210ml/(minkg）或峰值VO260%預(yù)計(jì)值可行

21、手術(shù)，若60%則需行核素量肺成像檢測；FEV1、 DLco240%預(yù)計(jì)值時，患者有很高的圍手術(shù)期死亡率和心肺并發(fā)癥的風(fēng)險，不宜進(jìn)行手術(shù)治療心肺運(yùn)動測試在外科手術(shù)風(fēng)險的術(shù)前評估胸部手術(shù)45運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022由于肺量計(jì)、放射核素掃描和動脈血?dú)獠荒艹晒Φ赝耆_認(rèn)所有胸科大部分心臟病人常伴有不同程度肺心力衰竭，單純的心電圖、心臟超聲等功能性檢查難以準(zhǔn)確判斷心功能衰竭的程度在CPET中AT、VO2peak和心功能分級具有很好的相關(guān)性，能有效分析心臟病人的心功能和病情嚴(yán)重程度，對其做出有效術(shù)前風(fēng)險預(yù)測當(dāng)VO2peak14mL/(kgmin)、 AT 11ml/kg.min-1（單位下同

22、）和11為界對心力衰竭分級，發(fā)現(xiàn)AT11者病死率為0.8%；11者為18%。ECG已有心肌缺血者，AT11者病死率為4%，差異顯著大手術(shù)后平均攝氧量（VO2 max/kg）約4.5-5，也達(dá)6-7。因此運(yùn)動負(fù)荷下AT不能達(dá)到8.5-11.5就不能滿足大手術(shù)需氧量增加和繼之引起的心排出量增加，以適應(yīng)手術(shù)時高代謝狀態(tài)和術(shù)后的組織修復(fù)心肺運(yùn)動測試在外科手術(shù)風(fēng)險的術(shù)前評估腹部手術(shù)47運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022Older報(bào)告了60歲以上老年腹腔大手術(shù)患者187例，用運(yùn)動運(yùn)動心肺功能測定的禁忌癥運(yùn)動心肺試驗(yàn)是一種較為安全的試驗(yàn)，但也有關(guān)于運(yùn)動中出現(xiàn)心肌梗塞甚至死亡的報(bào)道，運(yùn)動試驗(yàn)并發(fā)癥的死亡率在0.01%以下對于肺疾病或心血管疾病患者運(yùn)動前需要仔細(xì)評估保證進(jìn)行運(yùn)動試驗(yàn)的安全性和有效性48運(yùn)動心肺功能測定定稿10/9/2022運(yùn)動心肺功能測定的禁忌癥48運(yùn)動心肺功能測定定稿10/3/2 禁忌癥1. 吸入室內(nèi)空氣情況下 PaO270mmHg；3. FEV1 10mmHg，運(yùn)動功率增加血壓不 升，并伴有缺血癥狀；或高血壓反應(yīng)（無明顯癥狀時，收縮 壓250mmHg）和/或舒張壓115mmHg（六）在無Q波的導(dǎo)聯(lián)（不