心肺功能的“试金石”:心肺运动试验(CPET)

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前言

很多心血管病患者,在经过外科冠脉手术或PCI介入治疗后,症状减轻,但常常由于各种原因导致术后恢复缓慢,不能回归正常的工作和生活,甚至日后仍存在疾病复发等可能。因此,近几年来,心脏康复的重要性逐渐被大家所认知。

医师在对患者进行运动康复治疗之前,首先要对患者的心肺功能及各项指标进行全面了解,而临床上常用的心电图、胸片、心脏彩超等,都是检查患者在静息状态下的心肺功能状态,其缺点是很难发现早期的病理生理变化,容易在早期贻误病情。而今天要向大家介绍的“心肺运动试验”,则填补了这一短板。

心肺运动试验(cardiopulmonary exercise testing, CPET) 是指在逐渐递增的运动负荷下,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摄氧量、二氧化碳排出量、心率、血压、心电图等一系列数据指标,综合评价心肺等器官系统的整体功能和储备能力,心肺运动试验是心脏康复的重要核心环节,在临床应用中非常广泛。

心肺运动试验的原理

心肺运动试验是通过呼出的氧气和二氧化碳,客观、定量、全面的评价心肺储备功能和运动耐力。强调运动时心肺功能的相互作用,强调外呼吸和内呼吸(细胞呼吸)耦联,对外呼吸与细胞呼吸不同水平的功能状况进行分析评价,从而客观、定量、全面的评价心肺储备功能和运动耐力。

患者在医生的指导下进行心肺运动试验

心肺运动试验不同于其它的单纯观察心血管指标系统、心电图及血压改变的心脏运动试验,也不同于静态肺功能检测,它是一种客观评价心肺储备功能和运动耐力的无创性检测方法,综合应用呼吸气体实时检测分析技术、活动平板或功率踏车,实时监测受测者在不同负荷下摄氧量和二氧化碳排放量的变化,从而客观、定量、全面的评价心肺储备功能和运动耐力。

耦联外呼吸与内呼吸的气体运输机制

心肺运动试验的特点

心肺运动试验(Cardiopulmonary exercise testing)是通过监测机体在运动状态下的摄氧量(VO2)、二氧化碳排出量(VCO2)、心率(HR)、分钟通气量(VE)等来评价心肺等脏器对运动的反应。和普通的心肺功能检查和一般的心脏负荷试验不同,心肺运动试验具有以下特点:

1、CPET在门诊即可进行,对人体无任何损伤,是一种完全无创的相当安全的检测手段。

2、同时评估心肺功能水平和定量分级,有助于气短和乏力的鉴别诊断,是一项综合和独特的诊断工具。

3、CPET的监测敏感度很高,因此准确度受测试者主观因素的影响很小。

心肺运动试验的测定方法

通过应用呼吸气体监测技术、计算机技术和功率自行车(或活动平板)技术,实时监测在不同负荷条件下机体摄氧量、二氧化碳排出量、通气量等气体指标,以及心电图、血压等变化,综合评价呼吸系统、心血管系统、血液系统、神经生理以及骨骼肌系统对同一运动强度应激的整体反映。

心肺运动试验的常用指标

峰值摄氧量(VO2max)

VO2max是指人体在极限运动时最大耗氧能力,它也代表了人体供氧能力的极限水平,正常人运动时的峰值摄氧量随年龄、性别、体重、活动水平及运动类型的不同而变化。健康人群的摄氧量一般为2-3L/min。

VO2max是评价有氧能力最常用和有效的指标

无氧代谢阈值(anaerobicthreshold,AT)

AT是指当运动负荷增加到一定量后,组织对氧的需求超过了循环所能提供的供氧量,因而组织必须通过无氧代谢以提供更多的氧,有氧代谢到无氧代谢的临界点成为无氧代谢阈值。

正常值应大于VO2max40%以上,AT所代表的是亚剂量的运动负荷,不受患者主管因素影响,可作为判断运动耐力的标准。

代谢当量(Metabolic equivalents METs)

代谢当量是以安静、坐位时的能量消耗为基础,表达各种活动时相对能量代谢水平或活动强度的常用指标。可用于各种活动定量及运动的强度判断。

CPET能够准确的告诉测评者最适合参与的运动项目

最大心率(HRmax)

最大心率是指最大运动量时的心率,最大心率储备,指最大运动量时能达到的心率与最大预计值的差值,正常范围<15次/min。

血压(blood pressure)

一般随着运动量的增减而增高,若随着运动量的增加反而下降,则往往预示有严重的心功能障碍;而随着运动量增加如果血压升高过多过快,则预示受试者今后发生高血压的可能性增加。

心肺运动试验的临床运用

CPET具有客观、定量、无创等特点,是目前反应心肺整体功能状态的重要手段,临床运用也非常广泛,主要有以下几个方面。

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