运动心肺功能测定(简)

指摄入或消耗1升氧量所用的通气量。VE/VO2反映氧提取效 率，运动时其最低点反映无氧阈的位置，是确定无氧阈最敏感 的指标，也反映化学感受器的敏感度。当化学感受器不敏感时， V̉E/V̉O2到运动终末时才下降。
(三)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。
VO2max , PeakVO2
三、无氧阈(Anaerobic threshold,AT或VO2AT)
超过0.8。由于VC 测定影响因素较多， VT/IC比 VT/VC更有 价值。
2.通气量(VE)、最大运动通气量(VEmax)与呼吸频率（RR） VE常指每一分钟进入或从肺中排出的气体量。等于VT与
RR的乘积。随着运动量的增加 V̉E呈不同程度的增加。VE与 患者身高、年龄、性别、死腔通气等有关。
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
VO2max 和 AT的临床意义
VO2max 和 AT 可以识别疾病的严重程度,预測最大心 排出量,客观评價患者功能容量,故用以标誌心功能损害程 度。直接測定VO2max 需要进行力竭运动試驗,易受主观客 观因素的影响，对心肺疾患患者或老年人具有一定危險性。 当前臨床倾向亞极量运动。对慢性心肺功能不全的患者測 定AT更有意义，更能反映心功能状况。
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常用参数意义和正常值
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。
（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·kg-1·min-1表示，消除了体重的影 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：
2.右图，实际运动之呼 吸类型，最大运动时 EELV降低，extFVL在 MEFV中是在肺胸压力/ 容积曲线的最佳部位下 进行，呼吸功低。
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八、V/Q不均的测定
（一）死腔通气：生理死腔与潮气量比值（VD/VT） 正常值：男性< 40岁， 静息时 ≤0.40， AT时 ≤0.25， 最大运动时≤0.21； 男性> 40岁， 静息时 0.30±0.08， AT时 0.20±0.07， 最大运动时 0.19±0.07。 A 正常 V/Q≈0.8 B 静-动脉分流 V/Q0.8 C 死腔通气 V/Q0.8
HR VO2
六、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。
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肺-心-运动肌群的气体运输机制
O2 CO2机制（引自Wasserman K）
气体交换处于动态平衡
细胞内 QO2与呼出气体 VO2是处于动态平衡的 QO2=VO2, QCO2=VCO2 血管内 VO2与肺泡内 VO2是处于动态平衡的 VO2max = C.O max×(C(a-v)O2) VO2max = VEmax×(FiO2-FeO2) 呼吸商 RQ与气体交换率 R是处于动态平衡的 RQ=R; RQ=QCO2/QO2 R=VCO2/VO2
VT, IC, VE, MVV, BR
MVV与运动中潮气流量-容积环（extFVL）比较
1.左图，MVV为自主性， 在MFVL中，位于FRC之 上，是在高肺容量部位 进行，EELV增加，EILV 接近TLC，于高弹性负 荷下呼吸，在一开始呼 气就要用较高胸内压以 获取高流量，是处于用 力依赖部分，呼吸功增 加。它不能提供通气受 限类型。
肺功能指标
FVC FEV1 DLco VO2/kg
一级 （功能减损
0%～9%） ≥正常低限 ≥正常低限 ≥正常低限
≥ 25
二级 （功能减损 10%～25%）
60～79 60～79 60～79 20～25
三级 （功能减损
26%～50%） 51～59 41～59 41～59 15～20
四级 （功能减损 51%～ 100%)
运动心肺功能测定
广东省人民医院呼吸科
黄思贤
肺―细胞气体运输机制
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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。
VE/VCO2 = K/[PaCO2×(1-VD/VT）] 公式中可以看出：
1、当VD/VT增大时， VE/VCO2随之增加； 2、过度通气时，PaCO2下降， VE/VCO2增加。 正常值在AT点时，VE/VCO2约为29±4.3。 若升高，表明过度通气、死腔增加。
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氧通气当量（VE/VO2）
P(A-a)O2
(三)动脉血与潮气末二氧化碳分压差 P(a-ET)CO2
P(a-ET)CO2反映V/Q不均、肺泡死腔变化。PETCO2是肺泡 内最高的PCO2， 而动脉 PCO2代表的是平均肺泡PCO2，运动 时因CO2产量增加，运送到肺的 CO2增加，由于呼气时新鲜 空气不稀释肺泡内气体，此时的肺泡PETCO2接近静脉PCO2， PETCO2明显高于PaCO2 。
V/Q不均, VD/VT
（二）肺泡-动脉氧分压差[P(A-a)O2]
PaO2正常值：休息时约为80mmHg以上，最大运动时稍有升高。 P(A-a)O2正常值：
20-39岁 静息为8mmHg， AT时为11mmHg， 最大运动为15mmHg；
40-69岁 静息为6-20mmHg， AT时为10-24mmHg， 最大运动为10-28mmHg。
反映组织灌注的变化AT較VO2max 敏感，且相对与用力 无关。VO2max同受心血管储備功能及肌肉利用氧能力的影 响，代表循环系统輸送氧的能力。而运动耐力較多取决于 肌肉线粒体利用氧的能力,与AT关係較密切.
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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：
A级 B级 C级 D级
心功能分级(ml·min-1·kg-1)
VO2 max/kg
AT
>20
>14
16-20
11-14
10-16
8-11
<10
<8
(六)美国医学会肺功能不全分级标准（2000年）
表1. 美国医学会肺功能不全分级标准（2000年）
很少超过 50 bpm。
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3.呼吸储备（BR）
反映最大运动时的最大呼吸能力，BR降低通常为运动受限的 因素之一，由于通气功能障碍，通气能力减低（MVV低）所致。 故限制性或阻塞性肺疾患常导致低BR(见图8),而因心血管因素 运动受限者 BR升高。
公式BR=（MVV-VEmax）或 （MVV-VEmax)/MVV% （正常值：38±22L/min，或20-50%）
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)。
指运动时有氧供能尚未需要无氧代谢补充供能
时的最大VO2值，即尚未发生乳酸性酸中毒时的最高 VO2,反映了机体耐受负荷的潜能,同时也反映了乳酸 盐和乳酸盐/丙酮酸比率在肌肉和动脉血中增加,它
取决于无氧代谢时乳酸产量，是运动时无氧代谢能 力的标志。
用于运动医学、运动训练、生理及航空医学
等方面。
AT V- Slope
≤50 ≤40 ≤40 15
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