运动心肺功能测定-2003.9.15

1.乳酸法：即挠动脉插管后持续取动脉血作血气分析检测乳酸
水
平，出现乳酸性酸中毒时即为无氧阈； 2.V-slope法； 3.通气当量法：根据VO2, VCO2,VE,VE/VO2,VE/VCO2趋势图AT点上 ① VE,VCO2 突然非线性增加使直线呈角度上升，而VO2仍呈线 性不变； ② VE/VO2开始增加，而没有VE/VCO2 的相应增加。后者增加 为呼吸代偿点（RC点）； ③ PetO2开始增加，而PetCO2处于平段，尚未降低，后者降低 时为RC点(见图4)。
图1
运动心肺偶联机制
常用参数意义和正常值
观察指标可分为三大类： ①反映运动耐量以及心功能的指标，如最大摄氧量、 公斤摄氧量、无氧阈、代谢当量、最大氧脉、最大 心率储备、呼吸商、气体交换率以及摄氧量与运动 负荷之间的关系等； ②反映通气功能的指标，如呼吸储备、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 气量的比值等； ③反映气体交换的指标，如动脉氧分压、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等。现简要分析如 下
VO2max , PeakVO2
VO2
max自然变动
广东省人民医院观察健康医务工作者14例前后平 均11年（7-13年）的运动心肺功能测验自然变动。 男7例，平均年龄由30.3±6.7岁增长至41.0±8.3 岁； 女7例，平均年龄由29.0±6.6岁增长至39.0±5.5 岁。结果表明男女两性运动耐力或有氧代谢能力随年 龄增长均有下降。 VO2 max/kg 男性平均每年下降1 %， 女性平均每年下降1.3 %。
VO2max实测值必须与预计值相比较，达到预计值的84%以上为正常。 VO2max预计值公式取自Wasserman K（小于预计体重20%为消瘦，超过预计体重20%为肥 胖）。 男性： (1)正常体重预计值 = 0.79×H-60.7 (2)正常体重者最大耗氧量预计值VO2 max pred（ml/min）= 实际体重×（50.720.372×年龄） 消瘦者VO2 max pred（ml/min）=[（实际体重+预计体重）/2] ×（50.720.372×年龄） 肥胖者VO2 max pred（ml/min）=[预计体重×（50.72-0.372×年龄）]+6× （实际体重-预计体重） 女性： (1)正常体重预计值=0.65×H-42.8 (2)正常体重VO2 max pred（ml/min）=（实际体重+43）×（22.78-0.17×年龄） 消瘦者VO2 max pred（ml/min）=[（实际体重+预计体重+86）/2] ×（22.780.17×年龄） 肥胖者VO2 max pred（ml/min）=[（预计体重+43）×（22.78-0.17×年龄）] +6×（实际体重-预计体重） 如果是平板运动，VO2 max pred为踏车运动VO2 max pred 的1.11倍
运动心肺功能测定
广东省人民医院呼吸科
黄思贤
运动心肺功能测定（Cardiopulmonary Exercise Testing，CPET）是指伴 有代谢测定（摄氧量VO2，二氧化碳排除量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。心血管系统与呼吸系统的基本功能是维持细胞呼吸。CPET 是综合心与肺，在一定功率负荷下测出VO2及VCO2等代谢指标、通气指标及心电 图变化。所以它反映细胞呼吸功能的变化。 血管内VO2与肺泡内VO2是处于动态平衡的，心脏病学家Weber KT指出“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因而提出“心肺单元”的 概念。呼吸病学家Wasserman K更进一步提出“单独给心或肺增加负荷是不可能 的，所有的运动均需要心脏功能和肺脏功能的协调，以及 周围循环和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”，并强调外呼吸-细胞呼吸正 常耦联（Normal coupling of external to cellular respiration）即肺-心-活动肌群，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(见图1)。
（一）最大摄氧量VO2max （Maximal Oxygen Uptake）：
指在运动的最后阶段，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。此时随着功率的增加，VO2不再增 加而形成一个平台，相邻两次（1分钟内）VO2 差值 < 150ml/min-1, 称为VO2max。亦可用公斤摄氧量<2ml· -1· -1表示，消除了体重的影 kg min 响。通常也称为最大耗氧量、最大有氧代谢能力等。其计算公式为： VO2max = COmax × (C（a—v）O2 ) ⑴ VO2max = VEmax ×（FiO2-FeO2） ⑵ 由公式（1）可以看出，每分钟最大摄氧量取决于循环系统的功能， 主要是心排出量，反映循环系统氧转运的能力， 由公式（2）可以看出，每分钟最大摄氧量也取决于呼吸系统的功 能，主要是每分钟最大通气量，反映呼吸系统通气能力。 因而呼吸和循环受限均是其影响因素。VO2max 减少，说明运动耐量 下降。 其数值大小与运动方式有关，如平板运动VO2max比踏车运动高5%-11%。
VO2max实测值与VO2max预计值
广东省人民医院对29例 COPD 患者进行 静态肺功能与踏车递增运动肺功能测定的研究， 发现VO2 max /VO2 max pred与MVV/MVVpred呈正相关(r=0.70， P<0.001), 回归方程式为 VO2 max/VO2 VO2
max ＝
max ppe
VCO2, VO2 A 正常反映
斜率=1 S1， S2
B 异常反映
①弱体质，心脏病 ②McArdle’s disease
糖原代谢病Ⅴ型 （肌型，缺少磷酸化酶）
AT
通气当量法
AT
VO2 max 与AT最重要的一个方面是可根据其数值确定 运动者的心功能状态，不同于NYHAⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分 级。心功能分级系根据 Weber KT 标准，按VO2 max/kg 及AT分级：
VO2/HR , O2 pulse
九、血压
动脉血压决定于心输出量和末梢血管阻力，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 量密切相关。正常情况下，运动量越大，血压越高。收缩压增加 大于舒张压的增加，而由于运动时外周总阻力下降，舒张压通常 不变或稍下降。运动时血压不能正常上升反而下降表明左心室功 能低下，要警惕冠心病心肌缺血的发生。 当运动时收缩压高于240mmHg（我院为220mmHg）、舒张压高 于115mmHg时运动要立即停止。 正常情况下，最大运动时收缩压可升至180-220mmHg、舒张压
峰值摄氧量VO2
peak
(peak or maximum oxygen uptake)：指
运动过程中出现摄氧量的最高值，正常人VO2 peak 与VO2 max二者数 值接近，因最大运动平台极难出现，峰值摄氧量可以近似认为是 最大摄氧量。 症状限制最大摄氧量（VO2 max symptom limited）：通常指 患者的运动终点为各种症状所限，如呼吸困难、心悸、心绞痛、 血压过高和心电图异常等，不能达到竭尽全力的极量运动阶段， 此时测出的峰值摄氧量即为症状限制最大摄氧量(见图2)。
：
一、耗氧量（Oxygen consumption，QO2）与 摄氧量（Oxygen uptake，VO2） 机体一定时间内消耗的氧气量称为耗氧量，反映 细胞中氧的利用程度，包括运动中肌肉细胞氧的利 用情况。 经肺泡与肺血流摄取的氧量称为摄氧量。 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。 单位以L/min 或 ml/min/kg表示，是用气体分析 法来测定的。
生活活动强度，如用于康复运动处方
。
（三）VO2 –work rate 曲线斜率可用来评价无氧供能; 该斜率反映的是功率增加时氧的消耗量，即作功效率。如果 氧转运不足，肌肉不能获得足够的氧，则斜率低于正常，VO2 max 降低(见图3)。
四、无氧阈(Anaerobic threshold，AT或VO2 AT)
心功能分级(ml· -1· -1) min kg
A B C D 级 级 级 级
VO2 max/kg >20 16-20 10-16 <10
AT >14 11-14 8-11 <8
五、心率与摄氧量
正常情况下，随着运动负荷增加，心输出量与心率呈线
性递增。而心脏病患者由于心搏出量减低，随着VO2的增 加，心率呈陡直上升；冠状动脉供血不足之患者由于心
八、氧脉（O2 pulse,VO2/HR）
摄氧量与心率的比值即氧脉，VO2/HR = SV(CaO2-CvO2) 是指每一次心搏时摄取的氧量或氧进入肺血管中的量。 运动中，随着功率的增加，动脉-混合静脉氧含量差增加，因而氧脉增 加。 贫血、碳氧血红蛋白升高、严重的低氧血症、肺血氧合能力降低及右向 左分流均可导致动脉氧含量下降，氧脉随之下降。 骨骼肌氧化能力低下、心功能减退每搏出量降低也可导致氧脉下降。 正常情况下运动开始和终止时的氧脉不同。运动开 始时，随着心输出量 增加，动脉-混合静脉氧含量差增加，氧脉逐步增加。运动后期至终止时， 正常人氧脉下降（见图7）。 心衰患者氧脉增加，考虑可能与运动接近终止时血压开始下降、左心室 后负荷突然降低、左室射血分数明显增加和心搏出量增加等有关。 最大氧脉预计值计算公式 （VO2/HR）max pred = VO2 max pred/HRmax pred 若氧脉实测值大于最大氧脉预计值，表明运动者心血管系统正常或服用了 β受体阻滞剂。
可升至70-90mmHg，若舒张压升高超过15mmHg，要警惕隐性高血压。