心肺运动试验常用指标的解读及其他应用

前言

CPET是对静态心脏功能、静态肺功能等传统检查的完善，熟练掌握CPET相关知识是安全、有效开展心脏康复的前提。在实施CPET过程中，CPET相关指标的数据解读及意义尤为重要。

迄今为止，心肺运动试验（cardiopulmonaryexercisetest，CPET）被认为是评估运动能力的最佳方式，是心脏康复风险评估的重要手段，是心肺储备功能检测的金标准。CPET是综合应用呼吸气体监测技术、计算机技术和活动平板或踏车技术，实时监测在不同负荷条件下集体氧耗量和二氧化碳排出量等气体代谢指标、通气参数、心电图及心排血量的动态变化，客观、定量地评价心、肺功能的一种无创手段。

在实施心肺运动试验（CPET）操作之前，为了保障测试过程的安全性，需要严格掌握禁忌症和终止试验的指征。

CPET禁忌症

01、绝对禁忌症

a)急性心肌梗死（2天内）

b)高危不稳定型心绞痛

c)导致血流动力学不稳定的心律失常

d)急性心内膜炎

e)严重的主动脉瓣缩窄

f)失代偿的心力衰竭

g)急性肺动脉血栓形成或肺栓塞

h)近期发生非心脏原因可影响运动能力的疾病或可因运动加剧病情（如肾衰竭等）

i)残疾人或不能合作者

j)未获得知青同意

02、相对禁忌症

a)左冠状动脉主干狭窄

b)中度狭窄的心脏瓣膜病

c)电解质紊乱

d)心动过速或心动过缓

e)心室率未控制的心房颤动

f)肥厚型心肌病

g)不能合作的脑功能障碍者

h)高度房室传导阻滞

CPET终止指征

目前CPET多为症状限制性运动试验，尽管在CPET中鼓励受试者做最大的努力，但若医务人员发现患者有严重异常情况，应立即停止运动，以防心血管严重事件发生。

01、绝对适应症

a)达到目标心率

b)急性心肌梗死或怀疑心肌梗死

c)严重心绞痛发作

d)随功率递增，血压下降10mmHg，或持续低于基线血压水平。此外，收缩压mmHg

e)严重心律失常，如二度至三度房室传导阻滞等

f)患者面色苍白，皮肤湿冷及出现明显气促、呼吸困难

g)中枢神经系统症状，如眩晕、视觉障碍等

h)患者要求停止运动

02、相对适应症

a)心电图ST段水平压低或下斜型压低2mm，或ST段抬高2mm

b)胸痛进行性加重

c)出现严重疲乏、气促、喘鸣音

d)下肢痉挛或间歇跛行

e)出现不太严重的心率失常，如室上性心动过速

f)运动诱发束支传导阻滞未能与室性心动过速鉴别者

CPET指标解读

心肺运动试验九图

利用九图能够对CPET测试的结果进行精确地解读和鉴别诊断，一般而言，解读和鉴别诊断就是对图中相关指标的解读。

01、峰值氧耗量（peakVO2、VO2max）

是指人体在极量运动时最大耗氧能力，它代表人体供氧能力的极限水平，即当功率增加，VO2不增加形成的平台。VO2max须满足下列1个或多个条件：

a)随着运动负荷进一步增加，而VO2和心率不再增加

b)峰值呼吸交换率（RER），即VCO２／VO２1.10

c)运动后血乳酸浓度mmol/L

d)自感觉劳累分级（RPE）18（Borg评分20分表），或8（Borg评分10分表）

e)患者感到极度疲乏

根据公式：peakVO2=峰值运动时每搏输出量*心率*运动脉氧差=峰值运动时心输出量*动静脉氧差，影响peakVO2因素很多，包括年龄、性别、体重、活动水平、运动类型等等。凡是影响血液系统中氧携带能力（血红蛋白、氧分压等）、心功能循环状态（心率、每搏输出量等）、肺功能状态等均可导致peakVO2降低，低于预测值84%被认为是peakVO2降低。

02、无氧阈（AT）

AT是指机体随着运动负荷的增加，有氧代谢不能满足全身组织的能量需求，组织必须通过无氧代谢提供更多的能量，这时血乳酸开始升高，血液pH开始下降，此时的临界点称为AT，也称为通气阈（VT）、乳酸阈。

AT通常由Vslope方法判定，如下图所示。直线转折点处表示CO2排出量陡然增加，此点即为AT，也是VCO2/VO2从小于1到大于1的临界点。

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AT正常值大于40%peakVO2，一般相当于50%~65%peakVO2，60%~70%peakVO2，此外，还受基因、长期有氧训练影响。

03、氧脉搏

氧脉搏由VO2除以同时间的心率，是一次心脏搏动摄入肺血液的氧量，等于每搏输出量与动脉-混合静脉血氧含量差[C(a-v)O2]的乘积。可反映每搏输出量随运动负荷增加氧的时相性反应，对可疑心肌缺血患者具有诊断价值。

04、峰值呼吸交换率（peakERE）

即VCO2/VO2的比值，当运动负荷逐渐增加，VCO2超过VO2时，RER增加。PeakRER大于1.10提示已经达到最大运动量。目前，peakRER是判断运动用力程度最佳的无创指标。

05、二氧化碳通气当量斜率（VE/VCO2slope）

即每分钟通气量（VE）与二氧化碳排出量(VCO2)的比值。VE/VCO2常根据运动中所有数据由线性回归方程计算得出,以斜率表示。VE/VCO2slope代表肺通气与血流匹配,反映肺通气效率。VE/vCO2slope对判断心力衰竭、肥厚型心肌病、肺动脉高压/继发性肺动脉高压、慢性阻塞性肺疾病等疾病的严重程度和预后具有重要作用。VE/VCO2sope正常值是20~30,VE/VCO2slope34，可作为心力衰竭患者高危的预测因子。

06、运动震荡通气(EOV)

EOⅤ属非正常通气,是一种病理现象,目前无统一定义。持续性EOV表示整个运动期间有60%时限均表现为通气振幅≥静息期间通气振幅平均值的15%。EOV反映心力衰竭患者疾病严重及预后不良。

07、运动心率

由于心率易受β受体阻断药等因素的影响,因此最大运动心率不是运动用力程度的终极目标。通常,VO2每增加3.5ml/(min·kg),心率增加10次/分。当心率达到85%最大预测心率时可考虑停止运动试验。最大运动心率是指最大运动量时的心率。储备心率(HRR)=最大运动心率一静息时心率。1分钟心率恢复(heartraterecoveryat1minute,HRRat1min)指最大运动心率与运动后1分钟恢复时的心率差,正常值12次/分,反映副交感神经反应速度。

08、运动血压

反映心血管对运动的反应情况,一般随运动量增加而增高。VO2每增加3.5m/(min·kg),血压升高10mmHg。若血压随运动量增加反而下降,往往预示有严重心功能障碍。

09、VO2与功率(workrate,wR)的关系(VO2/WR)

正常生理情况下,VO2与功率存在线性关系,常用△VO2/△WR表示,单位为m/(min?W),正常值为8.4~11ml/(min?W)。△VO3/△wR减低,多提示氧输送功能障碍,可见于心脏病、周围动脉疾病、肺疾病或线粒体肌病患者,由于氧利用障碍导致△VO2/△WR减低。对于心脏病患者,低△VO2/△WR可能与心肌缺血相关,且预示死亡风险增加。

10、最大运动时每分通气量与静息状态最大通气量比值

尽管MWV可以根据公式计算得到:MVV=第一秒用力呼气量(FEV1)*40,但还是应该直接测量得到。peakVE/MV正常值≤0.8,对于难以解释的活动后呼吸困难是否为肺源性具有诊断价值。

11、第一秒用力呼气量(FEV)

肺功能参数可由CPET软件包自动产生,受年龄、性别、体型等因素影响,对于难以解释的活动后呼吸困难是否为肺源性具有诊断价值。正常情况下,CPET运动后较运动前FEV1降低15%。

12、潮气末二氧化碳分压(PETCO2)

反映肺通气/血流匹配情况,有助于判定心力衰竭、肥厚型心肌病、肺动脉高压/继发性肺动脉高压、慢性阻塞性肺疾病、间质性肺病的严重程度。静息状态PETCO2正常值为36~42mmHg,运动达AT时,PETCO2增加3-8mmHg，超过AT后,PETCO2开始下降。

CPET其他用途

CPET对心力衰竭具有重要作用，可根据CPET测得的peakVO2、VO2AT、峰值负荷等结果判断心力衰竭患者的运动耐力。同时根据peakvO2、VO2AT、VE/VCO2slope等指标判断心力衰竭的严重程度及预后。经过CPET的前后对照比较,可判断治疗效果。根据peakVO2评估是否需要进行心脏移植,peakVOml/(min·kg)是心脏移植的绝对适应证。同样峰值心率、peakVO2、VO2AT、Borgscale自感劳累分级评分均是慢性心力衰竭患者运动强度制订的参照标准

CPET有助于判断肺动脉高压的严重程度及预后,可进行肺切除术前评估。CPET对心肌缺血及心律失常亦有良好的诊断价值,对心脏起搏器功能评估具有良好价值。另外,CPET还有助鉴别难以解释的呼吸困难、骨骼肌纤维疾病和线粒体肌病,可用于鉴定残障能力。

本篇部分内容摘自《中国心脏康复与二级预防指南》（版）

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