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1、运动心肺功能测定运动心肺功能测定 广东省人民医院呼吸科广东省人民医院呼吸科黄思贤黄思贤2022-8-22肺肺细胞气体运输机制细胞气体运输机制 运动心肺功能测定运动心肺功能测定 (Cardiopulmonary Exercise Testing(Cardiopulmonary Exercise Testing，CPETCPET) )是指伴有是指伴有代谢测定代谢测定( (摄氧量摄氧量VOVO2 2，二氧化碳排除量，二氧化碳排除量VCOVCO2 2等气等气体交换指标）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察心电图ST-TST-T的变化或心律变
2、化的运动试验；也不同于静的变化或心律变化的运动试验；也不同于静态肺功能。心血管系统与呼吸系统的基本功能是维持态肺功能。心血管系统与呼吸系统的基本功能是维持细胞细胞呼吸呼吸。CPETCPET是综合心与肺，在一定功率负荷下测出是综合心与肺，在一定功率负荷下测出 VOVO2 2及及VCOVCO2 2等代谢指标、通气指标及心电图变化。等代谢指标、通气指标及心电图变化。所以它反映细所以它反映细胞呼吸功能的变化。胞呼吸功能的变化。2022-8-24 心脏病学家心脏病学家 Weber KT Weber KT 指出指出 “心脏病学家和肺病学家不是把注意心脏病学家和肺病学家不是把注意力集中于左心室，就是把注意力
3、集中于肺泡。这种局限性不能恰当地理力集中于左心室，就是把注意力集中于肺泡。这种局限性不能恰当地理解和较全面地观察心肺单元解和较全面地观察心肺单元”，因而提出，因而提出“心肺单元心肺单元”的概念。的概念。 呼吸病学家呼吸病学家 Wasserman K Wasserman K 更进一步提出更进一步提出“单独给心或肺增加负荷单独给心或肺增加负荷是不可能的，所有的运动均需要是不可能的，所有的运动均需要心脏功能心脏功能和和肺脏功能肺脏功能的协调，以及的协调，以及周围周围循环循环和和肺循环肺循环的协调作用来完成生存和工作所需要的气体交换作用的协调作用来完成生存和工作所需要的气体交换作用”，并强调并强调外呼
4、吸外呼吸细胞呼吸正常耦联细胞呼吸正常耦联（Normal coupling of external Normal coupling of external to cellular respirationto cellular respiration）即）即肺肺- -心心- -活动肌群活动肌群，因而它反映人体的最，因而它反映人体的最大有氧代谢能力和心肺储备能力，特别强调心肺联合功能测定大有氧代谢能力和心肺储备能力，特别强调心肺联合功能测定( (见图见图1)1)。2022-8-25肺肺- -心心- -运动肌群的气体运输机制运动肌群的气体运输机制O2CO2 图1 运动心肺偶联机制（引自Wasserma
5、n K）2022-8-27 气体交换处于动态平衡气体交换处于动态平衡细胞内细胞内 QOQO2 2与呼出气体与呼出气体 VOVO2 2是处于是处于动态平衡动态平衡的的QOQO2 2=VO=VO2 2, QCO, QCO2 2=VCO=VCO2 2血管内血管内 VOVO2 2与肺泡内与肺泡内 VOVO2 2是处于是处于动态平衡动态平衡的的VOVO2 2max = C.O maxmax = C.O max(C(C(a-v)(a-v)O O2 2) ) VOVO2 2max = Vmax = VE Emaxmax(FiO(FiO2 2-FeO-FeO2 2) )呼吸商呼吸商 RQRQ与气体交换率与气体
6、交换率 R R是处于是处于动态平衡动态平衡的的RQ=R; RQ=QCORQ=R; RQ=QCO2 2/QO/QO2 2 R=VCOR=VCO2 2/VO/VO2 2常用参数意义和正常值常用参数意义和正常值 一、耗氧量（一、耗氧量（Oxygen consumptionOxygen consumption，QOQO2 2）与）与 摄氧量（摄氧量（Oxygen uptakeOxygen uptake，VOVO2 2） 机体一定时间内消耗的氧气量称为机体一定时间内消耗的氧气量称为耗氧量耗氧量，反映，反映 细胞细胞中氧的利用程度，包括运动中肌肉细胞氧的利中氧的利用程度，包括运动中肌肉细胞氧的利 用情况。
7、用情况。 经经肺泡肺泡与与肺血流肺血流摄取的氧量称为摄取的氧量称为摄氧量摄氧量。 通常情况下供氧需氧平衡，摄氧量即为耗氧量通常情况下供氧需氧平衡，摄氧量即为耗氧量， 通过血液循环将氧输送至运动肌群。通过血液循环将氧输送至运动肌群。 单位以单位以L/min L/min 或或 ml/min/kgml/min/kg表示，是用气体分析表示，是用气体分析 法来测定的。法来测定的。 （一）最大摄氧量（一）最大摄氧量VOVO2max2max （Maximal Oxygen UptakeMaximal Oxygen Uptake）：）： 指在运动的指在运动的最后阶段最后阶段，即竭尽全力阶段，循环和呼吸系统发挥
8、最即竭尽全力阶段，循环和呼吸系统发挥最 大作用时每分钟所能摄取的氧量大作用时每分钟所能摄取的氧量。此时随着功率的增加，。此时随着功率的增加，VOVO2 2不再增不再增 加而形成一个平台，相邻两次（加而形成一个平台，相邻两次（1 1分钟内）分钟内）VOVO2 2 差值差值 150ml/min 150ml/min-1-1, , 称为称为VOVO2max2max。亦可用。亦可用公斤摄氧量公斤摄氧量2ml20 14 20 14 B B 级级 16-20 11-14 16-20 11-14 C C 级级 10-16 8-1110-16 8-11 D D 级级 10 8 10 8 2022-8-219(
9、(六六) )美国医学会肺功能不全分级标准（美国医学会肺功能不全分级标准（20002000年）年） 表表1. 美国医学会肺功能不全分级标准（美国医学会肺功能不全分级标准（2000年）年）肺功能指标肺功能指标 一级一级 二级二级 三级三级 四级四级 （功能减损（功能减损 （功能减损（功能减损 （功能减损（功能减损 （功能减损（功能减损 0%9%） 10%25%） 26%50%） 51% 100%) FVC 正常低限正常低限 6079 5159 50FEV1 正常低限正常低限 6079 4159 40DLco 正常低限正常低限 6079 4159 40VO2/kg 25 2025 1520 15四、
10、心率与摄氧量四、心率与摄氧量 正常情况下，随着运动负荷增加，正常情况下，随着运动负荷增加，心输出量与心率呈线心输出量与心率呈线 形递增形递增。而。而心脏病患者心脏病患者由于心搏出量减低，随着由于心搏出量减低，随着VOVO2 2的增的增 加，心率呈陡直上升；加，心率呈陡直上升；冠状动脉供血不足冠状动脉供血不足之患者由于心之患者由于心 肌缺血，肌缺血，VOVO2 2通常随着功率的增加缓慢递增，因而心输出通常随着功率的增加缓慢递增，因而心输出 量不能与负荷增加同步；量不能与负荷增加同步；肺血管病肺血管病时，由于肺血管压力时，由于肺血管压力 增加，左心室输出量减低，也表现为随负荷增加，心率增加，左心室
11、输出量减低，也表现为随负荷增加，心率 增加呈陡直反映增加呈陡直反映( (见图见图5)5)。HRVO2 六、血压六、血压 动脉血压决定于动脉血压决定于心输出量心输出量和和末梢血管阻力末梢血管阻力，运动时，由于心，运动时，由于心排出量大幅度增加，收缩压上升，上升程度与运动强度、心排出排出量大幅度增加，收缩压上升，上升程度与运动强度、心排出量密切相关。正常情况下，运动量越大，血压越高。量密切相关。正常情况下，运动量越大，血压越高。收缩压收缩压增加增加大于舒张压的增加，而由于运动时外周总阻力下降，大于舒张压的增加，而由于运动时外周总阻力下降，舒张压舒张压通常通常不变或稍下降。运动时血压不能正常上升反而
12、不变或稍下降。运动时血压不能正常上升反而下降下降表明左心室功表明左心室功能低下，要警惕冠心病心肌缺血的发生。能低下，要警惕冠心病心肌缺血的发生。 当运动时当运动时收缩压高于收缩压高于240mmHg240mmHg（我院为（我院为220mmHg220mmHg）、舒张压高）、舒张压高于于115mmHg115mmHg时运动要立即停止。时运动要立即停止。 正常情况下正常情况下, ,最大运动时最大运动时收缩压收缩压可升至可升至180-220mmHg180-220mmHg、舒张压舒张压可升至可升至70-90mmHg70-90mmHg，若舒张压升高超过，若舒张压升高超过15mmHg15mmHg，要警惕隐性高血
13、压。，要警惕隐性高血压。 七、反映通气变化的几个指标：七、反映通气变化的几个指标： 1.1.潮气量（潮气量（VTVT）与深吸气量（）与深吸气量（ICIC）的比值（）的比值（VT/ICVT/IC） 运动时正常人运动时正常人VTVT通常小于静息时通常小于静息时ICIC的的70%70%，VT/ICVT/IC罕见罕见 超过超过0.80.8。由于。由于VCVC 测定影响因素较多，测定影响因素较多， VT/ICVT/IC比比 VT/VCVT/VC更有更有 价值。价值。 2022-8-2242.2.通气量通气量( (V VE E) )、最大运动通气量、最大运动通气量( (V VE Emaxmax) )与呼吸
14、频率（与呼吸频率（RRRR） V VE E常指每一分钟进入或从肺中排出的气体量。等于常指每一分钟进入或从肺中排出的气体量。等于VTVT与与RRRR的乘积。随着运动量的增加的乘积。随着运动量的增加 V VE E呈不同程度的增加。呈不同程度的增加。V VE E与与患者身高、年龄、性别、死腔通气等有关。患者身高、年龄、性别、死腔通气等有关。 V VE Emaxmax是指极量运动时的通气量。安静时是指极量运动时的通气量。安静时 V VE E为为5-8L/min5-8L/min, ,最大运动时最大运动时V VE Emaxmax可达可达70-120 L/min70-120 L/min。无氧阈以下的运动负荷
15、，。无氧阈以下的运动负荷，通气量与运动负荷呈线性相关。无氧阈以上运动负荷通气量与运动负荷呈线性相关。无氧阈以上运动负荷, ,通气通气量与量与 VOVO2 2呈非线性关系呈非线性关系, ,通气量增加超过了摄氧量的增加。通气量增加超过了摄氧量的增加。 RRRR是指呼吸频率是指呼吸频率, ,正常人最大运动时正常人最大运动时RRRR可达可达34-4634-46bpmbpm，很少超过很少超过 5050 bpm bpm。 3. 3.呼吸储备（呼吸储备（BRBR） 反映最大运动时的最大呼吸能力，反映最大运动时的最大呼吸能力，BRBR降低通常为运动受限的降低通常为运动受限的因素之一，由于通气功能障碍，因素之一
16、，由于通气功能障碍，通气能力通气能力减低（减低（MVVMVV低）所致。低）所致。故故限制性限制性或或阻塞性阻塞性肺疾患常导致肺疾患常导致低低BRBR( (见图见图8),8),而因而因心血管因素心血管因素运动受限者运动受限者 BRBR升高升高。 公式公式BRBR= =（MVV-VMVV-VE Emaxmax）或）或 （MVV-VMVV-VE Emaxmax)/MVV%)/MVV% （正常值：（正常值：383822L/min22L/min，或，或20-50%20-50%） VT, IC, VE, MVV, BR 2022-8-227MVVMVV与运动中潮气流量与运动中潮气流量- -容积环（容积环（
17、extFVLextFVL）比较）比较1.1.左图，左图，MVVMVV为自主性，为自主性，在在MFVLMFVL中，位于中，位于FRCFRC之之上，是在高肺容量部位上，是在高肺容量部位进行，进行，EELVEELV增加，增加，EILVEILV接近接近TLCTLC，于高弹性负，于高弹性负荷下呼吸，在一开始呼荷下呼吸，在一开始呼气就要用较高胸内压以气就要用较高胸内压以获取高流量，是处于用获取高流量，是处于用力依赖部分，呼吸功增力依赖部分，呼吸功增加。它不能提供通气受加。它不能提供通气受限类型。限类型。2.2.右图，实际运动之呼右图，实际运动之呼吸类型，最大运动时吸类型，最大运动时EELVEELV降低，降
18、低，extFVLextFVL在在MEFVMEFV中是在肺胸压力中是在肺胸压力/ /容积曲线的最佳部位下容积曲线的最佳部位下进行，呼吸功低。进行，呼吸功低。八、八、V/QV/Q不均不均的测定的测定（一）死腔通气：生理死腔与潮气量比值（一）死腔通气：生理死腔与潮气量比值（VD/VTVD/VT） 正常值正常值：男性：男性 40 40 40岁，岁， 静息时静息时 0.300.300.080.08， ATAT时时 0.200.200.070.07， 最大运动时最大运动时 0.190.190.070.07。 A A 正常正常 V/QV/Q0.80.8 B B 静静- -动脉分流动脉分流 V/QV/Q 0.
19、8 0.8 C C 死腔通气死腔通气 V/QV/Q 0.80.8V/Q不均不均, VD/VT （二）肺泡（二）肺泡- -动脉氧分压差动脉氧分压差PP(A-a)(A-a)O O2 2 PaOPaO2 2正常值：休息时约为正常值：休息时约为80mmHg80mmHg以上，最大运动时稍有升高。以上，最大运动时稍有升高。P P(A-a)(A-a)O O2 2正常值：正常值： 20-3920-39岁岁 静息为静息为8mmHg8mmHg， ATAT时为时为11mmHg11mmHg， 最大运动为最大运动为15mmHg15mmHg； 40-6940-69岁岁 静息为静息为6-20mmHg6-20mmHg， AT
20、AT时为时为10-24mmHg10-24mmHg， 最大运动为最大运动为10-28mmHg10-28mmHg。 P(A-a)O2 ( (三三) )动脉血与潮气末二氧化碳分压差动脉血与潮气末二氧化碳分压差 P P(a-ET)(a-ET)COCO2 2 P P(a-ET)(a-ET)COCO2 2反映反映V/QV/Q不均不均、肺泡死腔变化肺泡死腔变化。P PETETCOCO2 2是是肺泡肺泡内最高的内最高的PCOPCO2 2， 而而动脉动脉 PCOPCO2 2代表的是代表的是平均肺泡平均肺泡PCOPCO2 2，运动运动时时因因COCO2 2产量增加，运送到肺的产量增加，运送到肺的 COCO2 2增
21、加，由于呼气时新鲜增加，由于呼气时新鲜空气不稀释肺泡内气体，此时的肺泡空气不稀释肺泡内气体，此时的肺泡P PETETCOCO2 2接近接近静脉静脉PCOPCO2 2，P PETETCOCO2 2明显明显高于高于PaCOPaCO2 2 。 运动时运动时P PETETCOCO2 2高于高于PaCOPaCO2 2, ,P P(a-ET)(a-ET)COCO 2 2为负值为负值-4mmHg-4mmHg左右。左右。 休息时休息时稍呈稍呈正值正值，PaCOPaCO2 2高于高于P PETETCOCO2 2 2mmHg 2mmHg左右。左右。 PaCO2, PETCO2 P(a-ET)CO2 2022-8-
22、235（四）（四） 二氧化碳通气当量（二氧化碳通气当量（VE/VCOVE/VCO2 2） 氧通气当量（氧通气当量（VE/VOVE/VO2 2） 二氧化碳通气当量（二氧化碳通气当量（VE/VCOVE/VCO2 2） VE/VCOVE/VCO2 2是死腔通气的指标之一是死腔通气的指标之一。显示。显示排除排除1 1升升COCO2 2所需的所需的通气量通气量，反映，反映通气效率通气效率。计算公式：。计算公式：VE/VCOVE/VCO2 2 = K/PaCO= K/PaCO2 2(1-VD/VT(1-VD/VT） 公式中可以看出：公式中可以看出：1 1、当、当VD/VTVD/VT增大时，增大时， VE/
23、VCOVE/VCO2 2随之增加；随之增加；2 2、过度通气过度通气时，时，PaCOPaCO2 2下降下降， VE/VCOVE/VCO2 2增加。增加。正常值正常值在在ATAT点时，点时，VE/VCOVE/VCO2 2约为约为29294.34.3。若若升高升高，表明，表明过度通气过度通气、死腔增加死腔增加。 氧通气当量（氧通气当量（VE/VOVE/VO2 2） 指指摄入摄入或或消耗消耗1 1升氧量升氧量所用的所用的通气量通气量。VE/VOVE/VO2 2反映反映氧提取效氧提取效率率，运动时其，运动时其最低点最低点反映反映无氧阈无氧阈的位置，是确定无氧阈最敏感的位置，是确定无氧阈最敏感的指标，也
24、反映的指标，也反映化学感受器化学感受器的敏感度。当化学感受器不敏感时，的敏感度。当化学感受器不敏感时，V VE/VE/VO O2 2到运动终末时才下降。到运动终末时才下降。 COPDCOPD 时时V/QV/Q不均，运动最大耗氧量减低，不均，运动最大耗氧量减低，VE/VOVE/VO2 2就增加；就增加； 代酸代酸时，通过过度通气代偿酸中毒，因而时，通过过度通气代偿酸中毒，因而VE/VCOVE/VCO2 2也增加。也增加。 过度通气过度通气的气体代谢的气体代谢特点特点是是VD/VTVD/VT升高升高, ,PaCOPaCO2 2减低减低, ,VE/VCOVE/VCO2 2 及及VE/VOVE/VO2
25、 2增加。增加。 正常值正常值在在ATAT点时，点时，VE/VOVE/VO2 2约为约为26.526.55.45.4。 VE/VCO2,VE/VO2 九、最大二氧化碳产量（九、最大二氧化碳产量（VCOVCO2 2maxmax） 反映机体反映机体清除清除代谢产物代谢产物二氧化碳的量二氧化碳的量。 在递增运动初始阶段，随着运动负荷的增加，在递增运动初始阶段，随着运动负荷的增加，VCOVCO2 2也不也不断增加，增加幅度近似于耗氧量的增加。断增加，增加幅度近似于耗氧量的增加。 一旦到达一旦到达无氧阈无氧阈，VCOVCO2 2 增加比增加比VOVO2 2增加要快增加要快，这时就需，这时就需要要HCOH
26、CO3 3- -/H/H2 2COCO3 3缓冲机制来调节。缓冲机制来调节。 最大运动最大运动时时VCOVCO2 2可增加到约为正常静息时的可增加到约为正常静息时的2020倍左右。倍左右。 2022-8-239观察指标可分为三大类：观察指标可分为三大类：1.1.反映反映运动耐量运动耐量以及以及心功能心功能的指标的指标 VOVO2 2maxmax、VOVO2 2max/kgmax/kg、ATAT、METMET、VOVO2 2/HRmax/HRmax、HRRmaxHRRmax、R R、RQRQ 以及以及VOVO2 2/ /W W 等；等；2.2.反映反映通气功能通气功能的指标的指标 BRBR、VE
27、maxVEmax、VTmaxVTmax、RRmax RRmax 、VT/ICVT/IC以及以及F/VF/V环等；环等；3.3.反映反映气体交换气体交换的指标的指标 PaOPaO2 2、P P(A-a)(A-a)O O2 2、PaCOPaCO2 2、P PETETCOCO2 2、P P(a-ET)(a-ET)COCO2 2、VE/VOVE/VO2 2、VE/VCOVE/VCO2 2、 以及以及VD/VTVD/VT等。等。 表表1. CPET1. CPET各参数正常值范围（最大运动时）各参数正常值范围（最大运动时） 参数参数 正常范围正常范围 摄氧量摄氧量 VOVO2 2max 84 %max 8
28、4 %预计值预计值 AT 40 %VOAT 40 %VO2 2max predmax pred VO VO2 2/WR 8.29 ml/min.w/WR 8.29 ml/min.w-1-1(10.3(10.31.0)1.0) 心血管反应心血管反应 VOVO2 2/HR/HR（O O2 2 pulse pulse） 80 %pred 80 %pred HR reserve 15 bpm HR reserve 15 bpm HR response 50 bpm HR response 50 bpm BP 220/90 mmHg BP 220/90 mmHg 通气反应通气反应 DImaxDImax
29、VEmax/MVV 75% VEmax/MVV 11L BRmax MVV-VEmax 11L RR 50 bpm RR 50 bpm VT/VC 55% VT/VC 55% VT/IC 80% VT/IC 80% 气体交换气体交换 VE/VCOVE/VCO2 2 AT 34AT 34 VE/VO VE/VO2 2 AT 30AT 30 VD/VT 0.28 VD/VT 0.28 P P(a-ET)(a-ET)COCO2 2 0 80 mmHg 80 mmHg P P(A-a)(A-a)O O2 2 35 mmHg 35 mmHg SaO SaO2 2 4%691 570 631 501AT
30、691 570 631 501VOVO2 2AT/VOAT/VO2 2max pred 40 32.9 40 31.7max pred 40 32.9 40 31.7BP rest 81/51 90/64BP rest 81/51 90/64 max 96/72 132/70 max 96/72 132/70VEmax 67.5 51.9VEmax 67.5 51.9VTmax 1.4 1.41 VTmax 1.4 1.41 RRmax 48 37RRmax 48 37BRmax 15 26.4 15 19.1 BRmax 15 26.4 15 19.1 P Pa aO O2 2 rest,m
31、ax rest,max 缺缺,10.1 10.4,10.5,10.1 10.4,10.5P P(A-a)(A-a)O O2 2 rest,max rest,max 缺缺, 5.7 4.5, 6, 5.7 4.5, 6P P(a-ET)(a-ET)COCO2 2 rest,max rest,max 缺缺, , 缺缺, -0.25, +0.23, -0.25, +0.23VD/VT rest,max 0.50, 0.58 0.24, 0.41VD/VT rest,max 0.50, 0.58 0.24, 0.41HCOHCO3 3- - rest,max rest,max 缺缺, 16.1 23.
32、6, 16.5, 16.1 23.6, 16.5VE/VCOVE/VCO2 2 at AT 95 46 at AT 95 46 （二）（二）COPD与与 MVD运动心肺功能测定比较运动心肺功能测定比较n 2022-8-247二、阻塞性肺疾患二、阻塞性肺疾患CPETCPET特点特点 COPD V/Q比例失调比例失调 呼吸功呼吸功 VD/VT PaO2 ，pH 气流阻塞气流阻塞 弹性回缩力弹性回缩力 通气需要通气需要 通气能力通气能力 运动限制（呼吸困难）运动限制（呼吸困难） 图图 13. COPD患者运动受限的机制示意图患者运动受限的机制示意图2022-8-248呼气流量受限的程度呼气流量受限的
33、程度V VFLFL，extFVLextFVL，MFVLMFVL1.1.呼气流量限制百分率呼气流量限制百分率 V VFLFL/VT%/VT% 25 % VT ( extFVL) 25 % VT ( extFVL)2022-8-249呼气流量受限的程度呼气流量受限的程度V VFLFL，extFVLextFVL，MFVLMFVL2.FRC 2.FRC 被动呼气末肺容积被动呼气末肺容积 EELV EELV 动态的动态的 FRCFRC，取决于呼气肌，取决于呼气肌 和吸气肌复原互补和同步。和吸气肌复原互补和同步。EELVEELV 的下降需最佳化吸气肌长度和呼气的下降需最佳化吸气肌长度和呼气 肌复原，保持肌
34、复原，保持 extFVLextFVL在肺压力在肺压力/ / 容积环的线性部分，同时降低呼吸容积环的线性部分，同时降低呼吸 时胸壁的弹性负荷，以维持较低时胸壁的弹性负荷，以维持较低 EILV/TLCEILV/TLC，保持，保持VTVT恒定。恒定。 EELVEELV反映肺和胸壁压力流速关系。反映肺和胸壁压力流速关系。 EELV=TLC-ICEELV=TLC-IC，EELV/TLCEELV/TLC，VC-ICVC-IC。 最大运动时最大运动时 EELV EELV 降低。降低。2022-8-250呼气流量受限的程度呼气流量受限的程度V VFLFL，extFVLextFVL，MFVLMFVL3.EILV
35、 3.EILV 潮气吸气末肺容积，弹性潮气吸气末肺容积，弹性 负荷指标，通常以负荷指标，通常以 EILV/TLCEILV/TLC， EILV/VCEILV/VC，VT/IC VT/IC 表示。表示。 当当 EILV EILV 接近接近 TLC TLC 时，肺的顺时，肺的顺 应性下降，吸气弹性阻力增加。应性下降，吸气弹性阻力增加。 EILV/TLC EILV/TLC 超过超过 90% 90% 时，是通气时，是通气 受限的一个标志。受限的一个标志。 运动中运动中 EILV EILV 增加是为了保持较增加是为了保持较 大的大的 VTVT。在呼气流速受限情况。在呼气流速受限情况 下下 EILV EIL
36、V 不能增加说明发生吸气不能增加说明发生吸气 肌疲劳，无力。此时只有通过加肌疲劳，无力。此时只有通过加 快呼吸频率增加通气量。快呼吸频率增加通气量。2022-8-251COPD COPD 患者患者 MFVL MFVL 与与 extFVLextFVLCOPDCOPD患者患者运动一开始运动一开始EELLEELL最大运动时最大运动时V VFLFL/VT /VT 80% VT80% VTEILVEILV2022-8-252负压呼气法负压呼气法(Negative expiratory pressure,NEP)评估呼气流量受限评估呼气流量受限NEPNEP后后正常人正常人呼气流量增高呼气流量增高COPDC
37、OPD患者患者呼气流量无改变呼气流量无改变或一过性钉子状升高或一过性钉子状升高2022-8-253肺间质纤维化肺间质纤维化2022-8-254ILD ILD 患者患者 MFVL MFVL 与与 extFVLextFVLILD ILD 患者患者 低运动量时低运动量时 EILVEILV最大运动时最大运动时 呼气流量受限呼气流量受限 EILV/TLC EILV/TLC EILV EILV接近接近TLCTLC EELV EELV变化不大变化不大2022-8-255(三三) 呼吸困难运动心肺功能测验的特征性反映呼吸困难运动心肺功能测验的特征性反映 项目项目 心脏病心脏病 慢阻肺慢阻肺 肺间质肺间质 肺血
38、管病肺血管病 肥胖肥胖 用力不足用力不足 纤维化纤维化VO2 max (实际实际wt) HRR N N or N or N or (VO2/HR)max N BR N N N or N orAT N or N or N NVT/IC N N N N NRR N N N N NVE/VCO2(at AT) N or N NPaO2 N N NP(A-a)O2 N N NP(a-ET)CO2 N N NVD/VT N NECG abn N N N N NIC ExtFVL 受限受限 受限受限 N or受限受限 受限受限EELV NEILV VO2/WR N N(左移左移)NEP 呼气流量受限呼气流
39、量受限 2022-8-256三、运动心肺功能在外科手术的应用三、运动心肺功能在外科手术的应用 Older Older报告了报告了6060岁以上老年岁以上老年腹腔大手术腹腔大手术患者患者187187例例, ,用运动时无氧阈用运动时无氧阈( (ATAT,ml/kg.min,ml/kg.min-1-1）1111和和1111为界为界, ,对对心力衰竭心力衰竭分级，发现分级，发现ATAT1111者者病死率为病死率为0.8%0.8%；1111者为者为18%18%。 ECGECG已有已有心肌缺血心肌缺血者，者，AT11AT1111者者病死率为病死率为4%4%，差异显著。，差异显著。 2022-8-257运动
40、心肺功能在外科手术的应用运动心肺功能在外科手术的应用 氧的供需在外科手术负荷与运动负荷之间主要区别在于氧的供需在外科手术负荷与运动负荷之间主要区别在于全身氧的提取率全身氧的提取率(global oxygen extraction ratio,(global oxygen extraction ratio,OEROER) )即即(CaO(CaO2 2-CvO-CvO2 2)/CaO)/CaO2 2。老年患者运动时。老年患者运动时OEROER为为50%50%时是在近时是在近无氧无氧阈处阈处。外科大手术。外科大手术OEROER罕见越过罕见越过35-46%35-46%，通常在，通常在30%30%左右。
41、在左右。在相同摄氧量情况下，外科手术后心排出量比运动负荷下多相同摄氧量情况下，外科手术后心排出量比运动负荷下多65-70%65-70%，即外科手术，即外科手术低低OEROER需高心排出量需高心排出量。 大手术后平均摄氧量大手术后平均摄氧量（VOVO2max2max/kg/kg）约）约4.5-54.5-5，也达，也达6-76-7。因此运动负荷下因此运动负荷下ATAT不能达到不能达到8.5-11.58.5-11.5就不能满足大手术需氧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。态和术后的组织修复。
42、胸科手术或上腹部大手术运动负荷测验胸科手术或上腹部大手术运动负荷测验 VOVO2 max2 max/kg /kg 20 20 罕见并发症罕见并发症 10-15 10-15 高危患者高危患者 AT 11 11 危险性低（危险性低（ 基础代谢基础代谢2 2倍以上）倍以上） 75%75%，无手术并发症，可耐受手术；，无手术并发症，可耐受手术； VOVO2max2max% % 60%60%，肺叶切除危险性大，应尽量避免作一叶以上肺叶切除；，肺叶切除危险性大，应尽量避免作一叶以上肺叶切除； VOVO2max2max% % 40%40%，不适宜作任何剖胸术。，不适宜作任何剖胸术。2022-8-259肺切除
43、手术前肺切除手术前VOVO2 2maxmax参考值参考值 综观综观19801980年至年至20002000年以来年以来VOVO2 2max%max% 75%75%或或 VOVO2 2maxmax 20ml/kg20ml/kgminmin-1-1 可承担肺切除手术可承担肺切除手术; ;VOVO2 2max%max% 60%60%或或 VOVO2 2maxmax 15ml/kg15ml/kgminmin-1-1 可接受手术风险可接受手术风险; ;VOVO2 2max%max% 43%43%或或 VOVO2 2maxmax 10ml/kg10ml/kgminmin-1-1 慎重考虑手术切除范围。慎重
44、考虑手术切除范围。 VOVO2 2maxmax% %60%60%或或 VOVO2 2maxmax10ml/kg10ml/kgminmin-1-1 15ml/kg15ml/kgminmin-1-1高危患者；高危患者；VOVO2 2maxmax% %43%43%或或 VOVO2 2maxmax10ml/kg10ml/kgminmin-1-1 禁忌手术。禁忌手术。 此标准维持手术病死率此标准维持手术病死率1.5%-4%1.5%-4%，手术并发症，手术并发症11%11% 20%20%之间。之间。 此外此外,VO,VO2 2maxmax 1000ml1000ml可接受手术风险可接受手术风险,VO,VO2
45、 2maxmax1000ml1000ml相当相当VOVO2 2maxmax15ml/kg15ml/kgminmin-1-1高危。高危。2022-8-260心脏移植手术与运动负荷测验心脏移植手术与运动负荷测验1.Miller LW19981.Miller LW1998年推荐心脏移植患者年推荐心脏移植患者 peakVOpeakVO2 215ml/kg15ml/kgminmin-1-1 或或 peakVOpeakVO2 2%55%55%应进一步评估考虑移植手术。应进一步评估考虑移植手术。2.Schwaiblmair M2.Schwaiblmair M等等19991999年报告肺和心肺移植年报告肺和心
46、肺移植103103例例 (SLT46(SLT46例例,DLT 32,DLT 32例例,HLT 25,HLT 25例例) ) 术前术前peakVOpeakVO2 2(10.4(10.43.8)ml/kg3.8)ml/kgminmin1 1,VO,VO2 2max%(34max%(3412)%,12)%, 术后术后( (短期短期) peakVO) peakVO2 2(13.1(13.13.4)ml/kg3.4)ml/kgminmin-1-1明显上升明显上升; ; VD/VT,VE/VCO VD/VT,VE/VCO2 2,P(A-a)O,P(A-a)O2 2明显下降。明显下降。 稳定期心力衰竭患者如
47、有移植手术适应症稳定期心力衰竭患者如有移植手术适应症, ,应不失时机进行心应不失时机进行心 肺运动负荷测验或肺运动负荷测验或6MWT6MWT作为优先手术参考。一般认为作为优先手术参考。一般认为: : peakVOpeakVO2 210ml/kg10ml/kgminmin-1-1 属极高危属极高危, ,应最优先移植手术应最优先移植手术; ; peakVOpeakVO2 2 18ml/kg18ml/kgminmin-1-1 者者2 2年预后良好年预后良好; ; peakVOpeakVO2 210ml10ml 18ml/kg18ml/kgminmin-1-1者生存期不确定。者生存期不确定。 心肺运动
48、负荷测验作为外科手术风险分层很有意义。心肺运动负荷测验作为外科手术风险分层很有意义。 运动心肺功能测定可客观评价心肺系统对运动心肺功能测定可客观评价心肺系统对需氧需氧增加增加时的反应，可测定心血管时的反应，可测定心血管储备储备和在和在负荷下负荷下心排心排出量出量增加增加的的能力能力。运动测验。运动测验摄氧量摄氧量能反映能反映心功能心功能及及氧的运输氧的运输，代表心脏，代表心脏储备能力储备能力。同样。同样ATAT的测定反映的测定反映循环系统循环系统维持氧运输维持氧运输的的能力能力，且与患者，且与患者用力无关用力无关。 它关系到围手术期它关系到围手术期ATPATP有氧代谢内环境的稳定。有氧代谢内环
49、境的稳定。对心肺功能不全，静态肺功能认为不宜手术但又必对心肺功能不全，静态肺功能认为不宜手术但又必须手术者，须手术者，运动负荷测验运动负荷测验将围手术期属将围手术期属高危患者高危患者与与低危患者低危患者区别开，甚至只需测定区别开，甚至只需测定ATAT即可，远不需达即可，远不需达到极量运动。到极量运动。2022-8-262四四、心脏康复心脏康复 1.1.心脏病患者心力衰竭患病率，病死率均很高。心脏病患者心力衰竭患病率，病死率均很高。 2020年前治疗以卧床使心脏休息为主年前治疗以卧床使心脏休息为主，休息可改，休息可改 善急性或不稳定心力衰竭的血液动力学和降低善急性或不稳定心力衰竭的血液动力学和降
50、低 心室容量；心室容量；目前主张纳入康复运动训练课程目前主张纳入康复运动训练课程， 结果是增加了运动耐力和改善了生活质量，运结果是增加了运动耐力和改善了生活质量，运 动可改变心力衰竭临床过程。很多研究报告指动可改变心力衰竭临床过程。很多研究报告指 出出运动康复训练可使运动康复训练可使peakVOpeakVO2 2增加增加12%12% 31%31%。 运动试验的基本运动试验的基本目的目的是是制定制定运动强度的安全范运动强度的安全范 围，围，安抚安抚患者及家属，患者及家属，确定确定产生心律失常和心产生心律失常和心 肌缺血的阈值，肌缺血的阈值，选择选择治疗方法和治疗方法和制定制定运动处方。运动处方。