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心肺功能运动试验(CPET)

心肺功能运动试验(CPET)概述

心肺功能运动试验为一种诊察手段,在负荷递增的运动中反映人体的心肺功能指标,经过对各项参数的综合分析,了解心脏、肺脏和循环系统之间的相互作用与贮备能力。 常用指标:最大摄氧量(maximaloxygen.uptake,VO2max)、代谢当量(metabolicequivalent,MET)、氧通气等量(VE/Vo2)、无氧阈(anaerobicthreshold,AT)、运动最大通气量(MVV)、心排血量(cardiac output,CO)、每搏量(stroke volume,SV)、每搏氧耗量(O2 pulse)、二氧化碳排出量(carbon dioxide output,Vco2)、每分钟通气量(VE)、终末潮气氧分压(PETo2)、终末潮气CO2分压(PETco2)、生理死腔(Vd/Vt)、呼吸困难指数(Dyspnea index)、肺泡-动脉血氧分压差(PA-aDO2)。

心肺功能运动试验(CPET)正常值

  • (1)VO2max(L/min)=0.001B×(61.45-10.7Z-0.372Y),其中B为体重(kg),Z=1(男)或2(女),Y为年龄(岁)。
    (2)最快心率(次数/min)=210-0.65Y,其中Y=年龄(岁)。
    (3)最大每搏氧量(ml/每搏)=VO2max(ml/min)/最快心率(次数/min)。
    (4)VEmax/MVV(%)<70 %。
    (5)最快呼吸频率(次数/min)=35-50。
    (6)PA-aDO2(kPa)<(11.4+0.43Y)×0.133,其中Y=年龄(岁),0.133=mmHg转换为kPa的系数。

心肺功能运动试验(CPET)临床意义

  • 临床用途:用于探讨循环与呼吸系统的生理和病理生理,了解病程进展程度,判断疗效及预后,对劳动力鉴定、康复医疗有价值。
    (1)阻塞性通气功能障碍时,由于VA/Q失调,休息时Vd/Vt可增高,运动期间不下降,VE/Vco2、VE/Vo2、PA-aDO2亦增高。VO2max峰值未能形成平台,最大每搏氧量下降,最快心率下降。由于呼吸功增加,功效减低,VEmax/MVV增加。
    (2)限制性通气功能障碍时,由于肺顺应性减低引起呼吸频率增快,特别当增加运动负荷后,Vt减少。由于肺泡毛细血管床减少与VA/Q失调,引起Vd/vt与PA-aDO2增高。由于低氧血症对通气的刺激,引起VE/VCO2、VE/VO2增高,其他改变有VEmax/MVV增加,VO2max与最快心率减低。
    (3)胸壁疾病时,由于对通气的机械限制,引起VEmax、最快心率与VO2max的减低,而PaCO2增高。
    (4)运动诱发性哮喘时,由于支气管痉挛,在剧烈运动后2~15 minPEF与FEV1均减低。
    (5)肺血管疾病时,由于肺泡毛细血管床减少与VA/Q失调,引起Vd、Vd/Vt、VE/VCO2、VE/Vo2增高,肺动脉压增高,VO2max减低,最快心率正常或减低。

心肺功能运动试验(CPET)检查方法

  • 准备:
    1.试验前仪器准备。
    2.测试前应了解患者的病情、诊断及临床医师申请目的。
    3.应备有必要的急救药物、器械、氧气等,以备应急使用。
    4.向患者说明试验方法,取得合作。
    5.运动前准备
    (1)检查标准12导联心电图,证实无严重心律失常和心肌缺血表现。
    (2)测量平卧位和直立位的血压。
    (3)停止使用各种支气管扩张药(表1)。
    方法:
    1.常用的运动器械 自行车功量仪和活动平板是运动试验中常用的器械。自行车功量仪安全性、舒适性和稳定性较好,易于观察和测定各项生理参数,如心电监测、血压监测和抽取动脉血做血气分析及乳酸测定,且患者的做功量与体重无关:活动平板测得的最大摄氧量(maximal oxygen intake,VO2max)较自行车功量仪高10%~15%,但在收集或测定一些生理参数时没有自行车功量仪方便,而且患者的体重、行走方式等都可能影响做功量。呼吸系统疾病中常用自行车功量仪作为运动器械。
    2.常用的临床运动试验方法
    (1)6分钟步行试验:受试者按其自己的步行频率行走6min,记录最大的运动距离。该方法简单易行,不受场地和仪器的限制,主要用于肺切除术、肺减容术的术前和术后运动肺功能的评价;监测治疗干预的反应;肺部疾病的康复治疗;以及预测心肺疾病患者的病死率和发生率。
    (2)运动激发试验:主要用于运动性哮喘的诊断及防治疗效的评价。
    ①活动平板法:测量基础肺功能,以FEV1作为观察指标。受试者立于活动平板上,双手握柄随平板速度踏跑。以较低的速度和坡度开始,2~3min迅速增加,直至达到最大预计心率(220-年龄)的70%~80%或最大通气量(FEV1×35)的40%~60%,并在此基础上维持至少4min。整个运动过程最好在6~8min完成。于运动停止后1、5、10、15、20、30min再次测量FEV1,以FEV1较运动前下降>15%为阳性标准。
    ②自行车功量仪法:根据受试者运动前的FEV1,计算出目标运动负荷(53.76×FEV1-11.07)。运动开始后,在1、2、3、4min,使运动负荷分别达到目标负荷的60%、75%、90%和100%,同样使用心率和(或)分钟通气量来监测是否达到运动强度。在达到目标运动强度后,再维持4~6min。运动停止后测定FEV1的时间同上,其最大降低值>15%为试验阳性。
    (3)心肺运动耐力试验
    ①症状自限的负荷递增运动试验:临床上常用的方法,运动负荷每间隔一定时间增加一定的负荷量,直至最大症状自限。运动负荷以斜坡式递增,其增幅视患者情况不同而不同,从每分钟递增5~25W不等。患者在8~12min达到最大运动比较理想。具体步骤如下(以自行车功量仪为例):接好口器、血压袖带和ECG导联后,休息3min,无负荷热身3min,踏车负荷以5~25W/min的速度递增,转速保持在60r/min,直至出现呼吸困难、腿部肌肉酸痛、全身疲劳,不能再进行运动或转速<40r/min,以0W恢复2min。将维持1min的最高负荷水平定为最大运动负荷。
    ②恒定负荷运动试验:运动负荷在一定时间内(一般为6min)维持在恒定水平,心率、摄氧量和分钟通气量在1min内保持不变,则为达到恒定状态,常以负荷递增运动试验中最大运动负荷的70%做为其运动负荷。主要用于评价治疗干预后疗效的判断。 

心肺功能运动试验(CPET)注意事项

  • 1.绝对禁忌证:急性心肌梗死、急性快速心律失常、肺水肿、重度主动脉瓣狭窄。
    2.相对禁忌证:未控制的高血压病、严重贫血、中度主动脉瓣狭窄、不合作患者。
    3. 检查时如果出现如下情况时,应立即终止心肺运动试验:
    (1)出现急性损害情况面色苍白、大汗、恐惧、头晕、迷糊。
    (2)严重呼吸困难,出现新的发绀。
    (3)复杂的室性心律失常、室上性心动过速、显著的心动过缓。
    (4)出现心前区疼痛,伴缺血性ST、改变大于2mm。
    (5)严重高血压(240/140mmHg)。
    (6)收缩压下降>10mmHg时。
    (7)严重疲劳、严重腿痛或间歇跛行不能踏板者。 

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