首頁資訊心肺運動試驗的指標及結果解讀心臟康復網—心臟康復領域專業(yè)學術平臺

心肺運動試驗的指標及結果解讀心臟康復網—心臟康復領域專業(yè)學術平臺

來源：泰然健康網時間：2024年12月01日 06:45

心肺運動試驗（CPET）起源于20世紀50年代，最初只用于評估肺部疾病患者的運動功能。但隨著技術的不斷提高，以及心臟康復醫(yī)學的逐步發(fā)展，CPET已慢慢成為心臟康復的重要評估手段，而準確判讀CPET測試結果已成為心臟康復實施的必備技能之一。

一、心肺運動的生理基礎及概念

機體運動的本質是心血管以及呼吸系統(tǒng)相互協(xié)作以滿足肌肉運動時所需氧的增加并排出生成的二氧化碳，大致過程包括：肺通氣，肺與血液氧氣、二氧化碳交換（外呼吸），氧氣和二氧化碳通過血液轉運，毛細血管與周圍肌肉組織進行氧氣與二氧化碳交換（內呼吸）４個過程，即外呼吸、內呼吸、循環(huán)系統(tǒng)及所參與的肌肉功能等（圖１）。

心肺運動試驗（CPET）是指通過測量氣道內的氣體交換而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。它監(jiān)測患者從平靜到極限運動以及運動后恢復狀態(tài)下連續(xù)氣體交換、血壓、心電、血氧飽和度等指標的變化，強調氣體交換在運動時心肺功能的整體作用以及內外呼吸的耦聯，測定運動狀態(tài)下外呼吸與內呼吸的異常，從而能夠客觀、定量、全面地評價心肺儲備功能和運動耐力，評估患者整體功能狀態(tài)，由此實現病情評估、疾病診斷、治療效果評估以及預后轉歸預測的功能。

二、CPET的主要測定指標及其生理學意義

CPET指標包括３個方面：

①反映運動耐量以及心功能的指標：最大攝入氧氣含量（ＶＯ2max）、無氧閾、代謝當量、心率儲備、攝入氧氣含量（ＶＯ２）與功率斜率等。

②反映通氣功能的指標：呼吸儲備、最大潮氣量、最大分鐘通氣量、潮氣量與深吸氣量比值等。

③反映氣體交換的指標：二氧化碳通氣當量、潮氣末二氧化碳分壓、動脈氧分壓、動脈血二氧化碳分壓等。

2.1 反映運動耐量以及心功能的指標

2.1.1 VO2max和峰值攝氧量（peak VO2）

ＶＯ2max指人體在進行有大肌肉群參加的負荷運動過程中，當氧運輸系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的儲備都已被動員達到最高水平時，即人體單位時間內所能攝取的最大氧量。在運動負荷逐漸遞增的運動過程中，VO2不再隨著運動負荷的增加而增加，出現一個平臺，把這個時候的VO2叫VO2max，然而受試者往往在平臺出現之前就終止運動，因此臨床上常用運動中的VO2達到最高點即peak VO2來替代VO2max。

VO2max是目前公認的反映心肺運動功能的重要指標，是評估有氧運動能力的金指標。它隨年齡、性別、身高、體質量、運動種類以及日?；顒铀降牟煌休^大的個體差異，VO2max隨著年齡的增加而下降，女性的 VO2max低于男性。VO2max與運動方案有關，參與運動的肌群越多，其數值越大，故平板運動一般比踏車運動所測值高10％～11％。臨床上采用VO2max的實測值與預測值的百分比來表示，一般正常值應大于預測值的86％。

測定時的注意事項：以下４項中至少滿足３項方可判定為 VO2max，①心率≥１８０次／ｍｉｎ；②呼吸交換率≥1.15；③運動負荷增加，VO2不再增加或稍有下降；④受試者主觀感覺精疲力竭，雖經反復鼓勵仍不能維持設定速率。

2.1.2 無氧閾

無氧閾是指人體在遞增負荷的運動過程中能量消耗從有氧代謝轉為由有氧代謝和無氧代謝共同供應的轉折點，是人體還未發(fā)生無氧代謝的最高氧耗量。正常值應大于peak VO2的40％以上。相對于peak VO2，無氧閾更能反映肌肉線粒體利用氧的能力，它不受患者主觀因素的影響，無氧閾通常用于制定個體運動處方中運動強度的推薦。

VO2max受心血管儲備功能及肌肉利用氧能力的影響，代表循環(huán)系統(tǒng)輸送氧的能力。無氧閾能更敏感地反映運動期間肌肉組織氧氣供需動態(tài)平衡，且較少受患者主觀努力程度、功率增長速率及代謝底物的影響。而運動耐力較多取決于肌肉線粒體利用氧的能力，與無氧閾關系密切。VO2max和無氧閾可識別疾病的嚴重程度，預測最大心排出量，評估心功能損害程度，確定受試者的心功能狀態(tài)。

以往臨床醫(yī)生主要根據患者的主觀癥狀對心力衰竭患者進行分級，如紐約心臟協(xié)會心功能分級，但是由于不同患者對癥狀的主觀感覺不同，以及不同醫(yī)生對患者所描述的嚴重程度理解不同，可能會導致相同的心功能分級與CPET檢測指標相關性較差。weber等根據 CPET時峰值和無氧閾時的VO2/kg的不同程度，建立了Ａ～Ｄ分級系統(tǒng)，該分級方法可更客觀地評價心功能不全。張煒等通過CPET觀察擴張性心肌病慢性左心衰竭患者的心肺儲備情況，其中peak VO2、無氧閾可定量、較準確地反映患者的運動能力。根據weber標準，按照VO2max/kg和無氧閾進行心功能分級見表１。

2.1.3 氧脈搏

氧脈搏是VO2與心率的比值，是心血管效率的指標，反映心臟每搏輸出量，相當于心臟每搏量與動脈－混合靜脈血氧含氧差（Ｃ（ａ－ｖ）O2）的乘積。能夠導致動脈氧含量下降（如貧血、嚴重低氧血癥、肺血氧合能力降低及右向左分流心臟病等）和每搏輸出量下降（如心力衰竭等）的疾病均可引起最高氧脈搏的下降。運動中隨著負荷的增加，氧脈搏增加，主要是Ｃ（ａ－ｖ）Ｏ２在增加，若心臟每搏輸出量降低，Ｃ（ａ－ｖ）Ｏ２和氧脈搏在低功率時已達最大值，這時，氧脈搏顯示出一低平線，即臨床上常說的氧脈平臺，見于心臟病患者。正常受試者運動終止后氧脈搏迅速降低，但心力衰竭患者可出現暫時性增加，即運動終止后的矛盾性升高，其原因是當終止運動時，血壓立即下降，左心室后負荷突然減低，左心室射血分數改善，每搏輸出量增加導致氧脈搏升高。羅勤等研究發(fā)現冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ü谛牟。┙M患者的峰值氧脈搏明顯低于非冠心病組，這可能與冠心病患者運動時出現心肌缺血、左心功能不全有關。

2.1.4 攝氧量與功率斜率（ΔVO2/ΔＷＲ）

ΔVO2/ΔＷＲ表示VO2增加與功率增加的關系，在一定量做功時所攝取的氧量，測定有氧代謝做功的效率。循環(huán)系統(tǒng)疾病的大多數患者 ΔVO2/ΔＷＲ明顯降低，其原因是肌肉攝取氧氣的能力降低或肌肉血流量迅速增加以滿足氧需求的能力不足。多數冠狀動脈疾病患者心排出量增加的能力不足，所以在最大運動的后期，出現ΔVO2/ΔＷＲ的降低。再結合 ΔVO２/ΔＷＲ、無氧閾降低，更能有助于心血管異常的診斷。不活動成人的ΔVO2/ΔＷＲ，９５％ＣＩ的正常低限為8.6ｍＬ/（ｍｉｎ·Ｗ）。

2.1.5 代謝當量

由休息狀態(tài)下，年齡40歲，70kg體質量男性的平均VO2數值派生出來，即１代謝當量相當于VO2 3.5ｍＬ/（ｍｉｎ·ｋｇ），可通過CPET直接測得，是心臟康復中重要的指標，用于各種活動定量及運動強度判斷。

2.1.6 運動血壓

運動時，交感神經張力增高，循環(huán)中兒茶酚胺增多引起血壓升高。收縮壓一般隨運動量增加而升高，舒張壓增加不明顯或輕度下降４～８ｍｍHｇ（下降≤１０ｍｍＨｇ，１ｍｍＨｇ＝０．１３３ｋＰａ），VO2每增加3.5ｍＬ/（ｍｉｎ·ｋｇ），血壓增加10mmHg左右。功率遞增時，收縮壓及脈壓下降提示心臟功能不全或冠心病，若動脈壓上升突然變慢，提示左心室流出道梗阻，見于主動脈瓣狹窄或肥厚型心肌病。對于高血壓患者，血壓在運動過程中升高的更多，運動高血壓可能是血壓控制差的一個標志。

2.1.7 運動心率

運動時的心率變化，通常VO2每增加3.5ｍＬ/（ｍｉｎ·ｋｇ），心率增加10次／min。心臟病患者的心率受β受體阻滯劑的影響，因此最大心率不是運動負荷的終極目標，當心率達到85％最大預測心率時可考慮停止運動試驗。

2.2 反映通氣功能的指標

呼吸儲備：說明最大運動時通氣反應與最大呼吸能力的關系，最大通氣量（ＭＶＶ）與最大運動通氣量之間的差值，或差值占ＭＶＶ的百分數。呼吸儲備較低意味著運動能力可能受通氣能力的限制，如中/重度限制性或阻塞性肺疾病患者。桂珍珍等對慢性阻塞性肺病患者進行CPET評估肺功能時發(fā)現，慢性阻塞性肺病患者的呼吸儲備較正常對照者降低。正常男性呼吸儲備至少有11L/ｍｉｎ或10％～40％。

2.3 反映氣體交換的指標

二氧化碳通氣當量（VE/VCO2）：體內排出1L 二氧化碳所需要的通氣量（VE）。正常人VE和VCO2隨著運動強度的增加而增加，CPET中常用ＶＥ/ＶCO2線性回歸的斜率，即 VE/VCO2斜率來表示運動時的通氣反應，其值一般＜34。ＶＥ/VCO2斜率越大，表明通氣效率越低。近年有研究發(fā)現，心力衰竭患者的ＶＥ/VCO2斜率值與心血管事件的預后密切相關，在預測意義上甚至優(yōu)于peak VO2。心力衰竭程度加重，斜率值增大，有的甚至達到80。也有研究表明，VE/VCO2與心肌缺血存在關聯，Ｍazaheri等研究發(fā)現VE/VCO2這一指標在冠狀動脈造影陰性和陽性患者中差異有統(tǒng)計學意義，其靈敏度和特異度分別為７５％和４０％。

三、CPET結果的解讀流程圖

CPET能夠評價患者的心肺儲備功能和運動耐力，評估患者整體功能狀態(tài)，從而實現病情評估，疾病診斷的功能。當患者主訴運動不耐受時，進行CPET檢查的主要目的之一就是確定患者運動不耐受的原因。下述流程圖（圖２～５）基于生理學的解釋，為判斷運動不耐受的不同疾病提供指導。

點擊查看大圖

四、CPET臨床應用

上述流程圖可對運動不耐受的不同疾病提供參考，對疾病的診斷及鑒別診斷提供依據，特別是冠心病的早期診斷、潛在的心律失常和良性及器質性心律失常的鑒別，有助于鑒別難以解釋的呼吸困難、骨骼肌纖維和線粒體肌病。CPET有助于判斷心力衰竭嚴重程度及預后。2009年美國心臟病學學會/美國心臟協(xié)會成人慢性心力衰竭診斷和治療指南推薦：CPET是診斷評估慢性心力衰竭及評價康復效果的金標準。CPET前后對照，可判斷運動鍛煉和康復治療的效果。鄭宏超等對比59例冠心病患者治療前后的CPET結果，認為在評估臨床治療效率方面，CPET是一個客觀、定量、安全、有效的方法。CPET能更好地進行術前危險分層和預后的判斷。另外，CPET測得的無氧閾、峰值VO2、代謝當量、峰值心率、無氧閾時的心率等，能為各種心血管病運動處方的制定提供依據。

參考文獻（略)

本文作者：沈逸華，林沁，謝良地

作者單位：福建醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院，福建省高血壓研究所

本文來源：中華高血壓雜志

本文由小編選自學術期刊，并整理編排分享，轉載請注明原作者和出處，并注明來源“心臟康復網”

聲明：
1.本網站所有內容，凡是注明 “來源：心臟康復網”的文字、圖片和音視頻資料，授權轉載時須請注明“來源：心臟康復網”。
2.本網所有轉載文章系出于學術分享的目的，版權歸原作者所有。如有侵權，請及時聯系我們更改或刪除。