心肺运动试验讲义

历史
• 经典的道格拉斯气袋法(Dagalas bag)：早期 由于没有流量传感器和气体分析器，所以气体 代谢测试采用多个测试气袋，受试者的呼出气 体经过三通单向阀全部收集到道格拉斯气袋中， 每隔一定时间(30秒或1分钟)更换一个气袋， 这样整个测试过程就需要几十个气袋。测试完 成后，使用化学分析方法分析气袋中的氧和二 氧化碳的成分和数量，整个过程缓慢而且非常 繁琐。
• 10METs 正常健康水平，药物治疗预后 与其它手术或介入治疗效果相当
• 13METs 即使运动试验异常，预后仍然 良好
• 18METs 有氧运动员水平 • 22METs 高水平运动员
表示运动强度，制定运动 处方
• 运动强度——靶心率
• 问题：运动时测定困难；心血管活性药 物广泛使用，心率反应难以直接反映运 动情况
METs)
• 判断体力活动能力和预后。
• 将运动试验所能达到的最高VO2折算为 METs或采用间接判断方式确定METs， 用以判断体力活动水平和预后以及是否 手术治疗的选择参考。
判断体力活动能力和预后
• <5METs 65岁以下的患者预后不良 • 5METs 日常生活受限，相当于急性心
肌梗塞恢复期的功能储备
• CPET包括运动气体代谢分析和运动心电 负荷试验两部分。
测试系统
• 气体代谢测试通过采集气体样本，使用 一口气法、每次呼吸法、运动过程中内 呼吸法、动态流量环等多种分析法，获 得每口气中摄氧量、二氧化碳排出量等 参数，评测运动过程中心脏、肺脏及肌 肉的功能及协调能力；
• 心电负荷试验通过监测安静和运动状态 下的心电反应，为心脏功能及其病理研 究提供重要参考依据。
心肺运动试验
概述
• 心肺运动试验（cardiopulmonary exercise testing，CPET）是指在特定 的运动负荷下，通过收集受试者呼出的 气体并加以分析，监测机体在运动状态 下的各项指标，并同步心电导联监测心 电变化，综合评价心肺等器官系统的整 体功能和储备能力[1]，与常规肺功能和 一般心脏负荷试验不同。
概述
• 目前，对于心肺运动试验在临床上的应 用价值已研究多年，它可以反映人体的 气体代谢能力、最大运动能力，揭示心 肺病理和病理生理，指导心肺康复和出 院后治疗。但是在外科术前预后，及其 它系统（如，中风后患者、肿瘤患者等） 的具体评定方法、运动训练方案等，仍 需要进一步深入研究。
测试系统
• 随着电子计算机和电子传感器技术的发 展，运动负荷、心电图和气体代谢变化 的测量有机结合产生了CPET（运动负荷 气体交换法）。
• 确定采用步行作为主要锻炼方式，每天2次。 查表知步行4公里/时=3METs，6.5公里/时 =5.6METs
• 步行4公里/时作为准备活动： 3×15=45METs
• 步行6.5公里/时作为基本训练： 5.0METs
区分残疾程度
• 将每周总量分解为每天总量。 • 确定运动强度，查表选择适当的活动方
式。 • 将METs总量分解到各项活动中，形成
运动处方。
• 患者男性，肥胖症，100公斤，计划减肥500 克/周，每克脂肪热价9千卡，需要额外消耗 4500千卡。计划每周锻炼5天。
• 4500千卡÷5天=900千卡/天。900千卡 =520METs
历史
• 每口气法(Breath by Breath)：随着气体浓度 分析器分析速度的不断提高，科学家通过提高 采样速度减少混合室的大小，获得了和传统混 合气袋法一致的测试结果，于是就出现了每口 气测试法(Breath by Breath)，即分析每一口 呼出气的气体成分和通气量，这样大大改善了 混合气袋分析的动态性能，克服了传统混合气 袋法反应迟钝，测试样本少的缺点，成为测试 技术上的又一次大飞跃。
• 最大METs〈5作为残疾标准。
指导日常生活活动与职业 活动
• 确定患者的安全运动强度之后，查表选 择合适的活动。
• 职业活动(每天8小时)的平均能量消耗水 平不应该超过患者峰值代谢当量的40%， 峰值强度不可超过峰值代谢当量的 70%～80%。
评估指标——代谢当量 (metabolic equivalent，
METs)
• METs是运动生理学和康复医学领域中 最常用来表达各种活动时的相对能量代 谢水平的指标，1MET相当于正常成人 安静坐位状态下的VO2（平均为 3.5ml/kg· min）。
评估指标——代谢当量 (metabolic equivalent，
概述
• CPET始于20世纪50年代。 • 1973年Wasserman[2]等初步介绍了呼吸系统参数的
“每次呼吸法”测定方法。
• 1975年Wasserman[3]进一步提出，所有的运动均需 要心肺协调和周围循环与肺循环的协调来完成气体交 换作用。
• 近20余年来，随着科学技术的迅猛发展及流行病学研 究的深入，CPET能无创、定量、敏感地评测呼吸系 统、循环系统及肌肉摄氧能力之间的关系，并且全面 综合地评价全身运动耐力，进而更加广泛深入地应用 于指导康复治疗，评定康复治疗效果等。
历史
• 混合气袋法(Mixing-bag)：由于经典的格拉斯 气袋法不能做到测试数据的实时(On-line)分析， 于是有人就提出呼出气的动态混合概念，即混 合气袋法(Mixing-bag)，借助于当时的苹果II 计算机、电子气体浓度分析器和流速传感器， 在测试的同时得到了气体代谢的数据。这是气 体代谢测试技术的一次大的飞跃。混合气袋法 比较符合道格拉斯气袋法，缺点是动态性能差， 反映迟钝。适合于稳态功率负荷的试验，但该 测试方法不能满足短时间快速精确的测量。
• 代谢当量表示运动强度/控制能量摄取与 消耗比例，例如糖尿病和肥胖症的康复， 采用代谢当量是最佳选择。
METs和热卡的关系
• 热卡是指能量消耗的绝对值，代谢当量 是能量消耗水平的相对值，两者之间有 明确的线性关系：
• 热卡＝METs×3.5×kg÷200
METs应用
• 确定每周能耗总量（运动总量）以及运 动训练次数或天数。