【概述】

心肺运动试验(cardiopulmonary1exercise1testing，lCPET)是利用一定的运动负荷对心肺功能进行评价。由于心肺具有较大的储备功能，l在静息状态下疾病早期阶段引发的器官功能低下不易被发现，l通过运动试验可以发现疾病早期静息状态下潜伏的病理生理改变。根据受试者运动过程中心脏、i呼吸系统的反应及气体代谢等表现特征，l客观评价受试者的心肺功能，l从而有助于探讨疾病的病理生理机制，l可用于疾病的诊断，l评价病情的进展，l指导临床决策，l判断疾病的疗效及预后。心肺运动试验作为临床上综合评价呼吸、i心血管及代谢功能的基本手段，l其应用已日趋广泛。

【适应证】

1.用于评价运动耐力及鉴别不明原因的呼吸困难

(1)运动功能受损程度。

(2)运动功能受损的原因及病理生理机制。

(3)静息状态下心、i肺功能试验结果不能评价呼吸困难症状时。

(4)静息心、i肺功能试验不能明确诊断呼吸困难的原因，l须进一步鉴别时。

(5)当心、i肺疾病共存时，l分别评价心脏或肺脏负荷因素的重要性时。

2.在心血管疾病诊断和治疗中的应用

(1)冠心病的诊断。

(2)评价心功能不全的严重程度。

(3)选择心脏移植患者。

(4)为心脏康复治疗制定运动训练方案并监测治疗反应。

3.在呼吸系统疾病诊断和治疗中的应用

(1)评价慢性阻塞性肺疾病(COPD)、i间质性肺疾病(interstitial1lung1disease，l1ILD)、i肺血管病(PDV)、i运动性哮喘(exercise-induced1asthma，lEIA)等患者运动功能损害的程度。

(2)发现早期的气体交换异常。

(3)为低氧血症患者制定氧疗方案。

(4)评价治疗干预措施的效果。

(5)为肺部疾病的康复治疗制定运动康复训练方案。

4.特殊临床应用

(1)肺切除术、i肺减容术的术前和术后评价。

(2)评价肺或心肺移植后的情况。

(3)健康状况的评价。

(4)残疾程度的评价。

【禁忌证】

1.支气管哮喘急性发作或COPD急性加重期患者。

2.严重的呼吸困难。

3.不稳定型心绞痛或心肌梗死急性期患者。

4.严重的高血压患者。

5.严重的室性心律失常的患者或高度房室传导阻滞者。

6.严重的心功能不全患者。

7.严重的肺动脉高压患者。

8.已知有冠状动脉主干病变的患者。

9.安装心脏起搏器患者。

10.年老、i体弱及行动不便者。

【操作方法】

1.常用的运动器械11自行车功量仪和活动平板是运动试验中常用的器械。自行车功量仪安全性、i舒适性和稳定性较好，l易于观察和测定各项生理参数，l如心电监测、i血压监测和抽取动脉血做血气分析及乳酸测定，l且患者的做功量与体重无关：i活动平板测得的最大摄氧量(maximal1oxygen1intake，lVO2max)较自行车功量仪高10％—15％，l但在收集或测定一些生理参数时没有自行车功量仪方便，l而且患者的体重、i行走方式等都可能影响做功量。呼吸系统疾病中常用自行车功量仪作为运动器械。

2.常用的临床运动试验方法

(1)6分钟步行试验：i受试者按其自己的步行频率行走6min，l记录最大的运动距离。该方法简单易行，l不受场地和仪器的限制，l主要用于肺切除术、i肺减容术的术前和术后运动肺功能的评价；监测治疗干预的反应；肺部疾病的康复治疗；以及预测心肺疾病患者的病死率和发生率。

(2)运动激发试验：i主要用于运动性哮喘的诊断及防治疗效的评价。

①活动平板法：i测量基础肺功能，l以FEV1作为观察指标。受试者立于活动平板上，l双手握柄随平板速度踏跑。以较低的速度和坡度开始，l2—3min迅速增加，l直至达到最大预计心率(220-年龄)的70％—80％或最大通气量(FEVL×35)的40％—60％，l并在此基础上维持至少4min。整个运动过程最好在6—8min完成。于运动停止后1、i5、i10、i15、i20、i30min再次测量FEVL，l以FEVL较运动前下降＞15％为阳性标准。

②自行车功量仪法：i根据受试者运动前的FEVL，l计算出目标运动负荷(53.76×FEVL－11.07)。运动开始后，l在1、i2、i3、i4min，l使运动负荷分别达到目标负荷的60％、i75％、i90％和100％，l同样使用心率和(或)分钟通气量来监测是否达到运动强度。在达到目标运动强度后，l再维持4—6min。运动停止后测定FEVL的时间同上，l其最大降低值>15％为试验阳性。

(3)心肺运动耐力试验

①症状自限的负荷递增运动试验：i临床上常用的方法，l运动负荷每间隔一定时间增加一定的负荷量，l直至最大症状自限。运动负荷以斜坡式递增，l其增幅视患者情况不NNNN，l从每分钟递增5????—25W不等。患者在8—12min达到最大运动比较理想。具体步骤如下(以自行车功量仪为例)：i接好口器、i血压袖带和ECG导联后，l休息3min，l无负荷热身3min，l踏车负荷以5—25W／min的速度递增，l转速保持在60r／min，l直至出现呼吸困难、i腿部肌肉酸痛、i全身疲劳，l不能再进行运动或转速＜40r／min，l以0W恢复2min。将维持1min的最高负荷水平定为最大运动负荷。

②恒定负荷运动试验：i运动负荷在一定时间内(一般为6min)维持在恒定水平，l心率、i摄氧量和分钟通气量在1min内保持不变，l则为达到恒定状态，l常以负荷递增运动试验中最大运动负荷的70％做为其运动负荷。主要用于评价治疗干预后疗效的判断。

【主要指标及意义】

1.最大摄氧量(VO2max)最大摄氧量是指正常条件下，l机体利用氧的上限，l是由心脏射血功能和机体组织对氧摄取潜力所决定。VO2max是反映人体在极量负荷时心脏功能水平的一个主要指标。在未达到极量运动前，l摄氧量随运动功率增加而增加，l当运动功率进一步增加，l摄氧量不能随之继续增加，l此时的摄氧量称之为最大摄氧量。正常应大于预计值的84％。若VO2max降低，l说明氧的运输或利用障碍。运动时用力不够，lVO2max也会降低。

2.无氧阈(anaerobic1threshold，lAT)11运动时通气量迅速增加，l超出摄氧量与运动功率的增加时，l称为无氧阈。主要用于评价运动中何时出现由于乳酸增加所致的代谢性酸中毒，l在心肺疾病中均降低。正常应大于VO2max预计值的40％。

3.心率(heart1rate，lHR)11心率是反映运动时心功能的良好指标。最大预计心率(maximum1heart1rate，lHRmax)＝210－年龄×0.65)，l最大运动负荷时HR＞预计值的90％。

4.心率储备(heart1rate1range，lHRR)HRmax实测值与预计值之差，l正常应＜15／min。呼吸系统疾病患者HRR常增高。

5.氧脉搏(021pluse，lVO2／HR)11心脏每跳动1次周围组织所摄取的氧量或进入肺血液的氧量称为氧脉搏。主要反映心脏每搏输出氧的能力，l正常应大于预计值的80％。降低常见于严重心脏病、i贫血、i低氧血症和高碳酸血症患者。

6.通气储备(BR)11为VEmax／MVV的比值，l正常应<预计值的75％。VE1max／MVV增高，l同时伴有其他呼吸系统症状时，l常提示运动受限主要是由呼吸系统疾病所致。

7.呼吸频率(freqnency)11运动时呼吸频率应＜60／min。呼吸中枢异常、i低氧血症或心理障碍患者运动时呼吸频率明显增加。

8.死腔／潮气量(VD／VT)11静息时生理死腔量约占潮气量的1／3，l运动时大约减少到1／5或更少。肺部疾病患者其通气一血流比例不均匀或肺血管疾病患者其肺泡低灌注或无灌注，l在静息时VD／VT增高，l运动时也不能随之降低。在心肺功能试验中，lVD／VT是一重要指标，l因为原发性肺血管疾病患者或继发于阻塞性或限制性肺疾病的肺血管病患者其VD／VT明显异常。有时VD／VT只是运动试验过程即惟一的气体交换异常指标。正常应＜0.28。

9.二氧化碳当量(VE／Vco2)11为评价死腔通气的极为有用的指标，l提供了一种无创评价分钟通气量的手段，l正常应<34。增高常反映通气不足或死腔通气增加。

10.动脉氧分压(Pa02)11运动时的PaO2，l应1＞10.7kPa(80mmHg)。通气一灌注失衡和弥散功能障碍是导致PaO2下降的主要原因。

11.肺泡-动脉氧压差[P(A－a)O2]11正常＜4.67kPa(35mmHg)。P(A－a)O2增加常反映通气-灌注失衡、i弥散功能障碍或解剖分流。

【临床应用】

运动试验已广泛应用于心血管疾患的临床，l本文着重讨论在呼吸系统疾病中的应用。

1.慢性阻塞性肺疾病(COPD)11COPD患者进行心肺运动试验主要用于：i①客观评价运动能力；②确定运动受限的原因和其他可能导致运动受限的因素；③症状与运动受限的关系，l尤其是症状与静息肺功能不相符时；④低氧血症导致运动受限，l须设计氧疗方案；⑤评价治疗干预措施对运动能力及呼吸困难改善的效果。1COPD患者显著区别于其他疾病患者的特点是：i其BR下降(VEmax／HVV接近或超过100％)，l同时伴有VO2max降低，l提示运动受限是由于通气功能受损所致。此外，l当达到最大运动负荷时，lVE／Vco2、iP(A－a)O2、iHRR增高，lVD／VT不下降或反增高，lAT、iO21pluse可正常或下降，lPaO2变化不定，l但常降低。

2.问质性肺疾病(ILD)心肺运动试验对于发现轻微的气体交换异常是十分有效的方法，l它能够全面评价运动中气体交换，l对于及时诊断、i准确评价病情的严重程度以及监测治疗干预效果有重要作用。由于通气及气体交换异常，lV02max、i1Pa02降低，l运动受限常由心肺病变共同导致。由于浅快呼吸，l导致通气不足，lVE／Vco2、iVD／VT、iP(A－a)O2、iHRR增高，lBR、iAT、i021pluse正常或下降。

3.肺血管病(PVD)11对于慢性PVD，lVO2max可用于判断疾病的严重程度。1V02max、iAT、iPa02、i021pluse降低，lVE／Vco2、iVD／VT、iP(A－a)O2、i增高，lBR、iHRR基本正常。运动受限原因主要为心血管因素，l而BR正常，l但可出现呼吸异常，l如浅快呼吸及低潮气量。

4.运动性哮喘(EIA)运动激发试验后，l由于支气管痉挛，l在剧烈运动后5～10min1FEVl常降至最低点，l以FEVl较运动前下降＞15％为阳性标准。

5.肺囊性纤维化研究表明，l测定VO2max对于指导治疗和判断预后有一定帮助。

【注意事项】

1.运动前准备

(1)检查标准12导联心电图，l证实无严重心律失常和心肌缺血表现。

(2)测量平卧位和直立位的血压。

(3)停止使用各种支气管扩张药(表10—2)。

(4)运动前4h忌剧烈运动，l避免服用含酒精类和咖啡因类的食物和饮料，l运动前3h不要吸烟。

(5)向患者说明试验方法，l运动中一旦出现异常情况须告知医师。

(6)准备好急救用品和除颤器等设备。

2.在运动过程中如出现以下情况须停止试验

(1)心绞痛或心电监测上显示缺血性ST—T改变。

(2)出现严重的呼吸困难。

(3)运动中出现头晕或头痛、i恶心、i呕吐、i肌肉抽搐、i运动失调等。

(4)出现严重心律失常，l如室性早搏、i室性心动过速、i房颤、iⅡ～Ⅲ度房室传导阻滞等。

(5)血压较运动前下降≥1.33kPa(10mmHg)或运动中收缩压≥40.0kPa(300mmHg)和(或)舒张压≥18.7kPa(140mmHg)。

(6)腿部或全身疲劳，l不能再进行运动。

(7)患者强烈要求停止运动。