运动心肺功能试验在呼吸领域中的应用

运动心肺功能试验是 指在运动负荷下对受试者的心肺功能进行联合测定和综合评估。其生理基础为心肺耦联转运氧和二氧化碳所介导的细胞线粒体内的氧化反应,为运动提供能量。肺部病变时,心肺耦联异常引起氧转运能力减退,无氧运动提前出现,致运动中能量代谢、肺功能和心功能异常。因此,运动心肺功能试验可为肺部疾病病人心肺功能的联合评价、劳动能力的评估、康复方法的选择、呼吸困难的鉴别诊断、呼吸系疾病的早期诊断、手术适应证的选择等提供依据。     

运动心肺功能试验的应用进展

运动心肺功能试验（CPET）是通过测量呼吸道内的气体交换而同步整体评估个体在运动状态下多个器官系统的功能,包括呼吸系统、心血管系统、造血系统、神经心理系统和骨骼肌系统。目前已经成为一种重要的临床检测工具,广泛应用于运动耐力的评估、心力衰竭严重程度的分级、慢性阻塞性肺病的预后分级、心肺疾病治疗效果的评估、难以解释的呼吸困难的鉴别、康复治疗、外科手术术前风险的评估、残障的评估等领域。然而,在国外开展已经有几十年历史的CPET在我国相关的研究极少。     

登楼试验在低肺功能肺癌患者术前心肺功能评估中的应用

目的评价登楼试验在判断低肺功能肺癌患者能否承担手术治疗中的作用。方法将需行肺叶切除术的418例肺癌患者按肺功能检查结果分为肺功能正常（NPF）组（357例）和低肺功能（LPF）组（61例）。NPF组行手术治疗；LPF组行登楼试验，对90s内可以登楼76级台阶、静息状态呼吸室内空气时动脉血氧饱和度〉90％的48例患者进行术前功能锻炼后行手术治疗，另外13例行保守治疗。观察术后两组的并发症情况，比较LPF组有、无并发症者的登楼试验结果。结果手术治疗的405例患者术后出现并发症51例（12．6％），其中心律失常14例、心功能衰竭7例、心肌梗死1例、肺部感染16例、肺不张6例、肺动脉栓塞1例、呼吸衰竭6例（其中1例死亡）。其中NPF组的并发症发生率为11．5％（41／357），低于LPF组的20．8％（10／48），但差异无统计学意义（P〉0．05）。LPF组有无并发症患者的一氧化碳弥散量占预计值百分比、登楼前后心率变化值差异有统计学意义（P〈0．05），登楼时间和登楼前后动脉血氧饱和度变化值的差异无统计学意义（P〉0．05）。结论静态肺功能测定显示不宜行肺叶切除的肺癌患者，通过术前登楼试验筛选，可使部分患者重新得到手术治疗的机会。     

无症状吸烟者的运动心肺功能表现

目的　探讨无症状吸烟者的运动心肺功能表现 ,督促吸烟者尽早戒烟。方法　采用负荷递增运动方案 ,对 2 4名无症状吸烟者及 2 4名健康非吸烟者进行了心肺运动试验。运动中监测心率 (HR) ,每分钟氧耗量 (VO2 ) ,每分钟二氧化碳排出量 (VCO2 ) ,每分钟通气量 (VE) ,氧脉搏 (VO2 HR) ,呼吸频率 (BF)等。结果　极量运动时 ,吸烟组的最大运动负荷 ,最大氧耗量 (VO2 max) ,最大公斤体重摄氧量 (VO2 max kg) ,最大二氧化碳排出量 (VO2 max) ,最大每分钟通气量 (VE2 max)等均显著低于健康人 (P <0 .0 5 ) ,且吸烟者VO2 max kg与其吸烟指数呈负相关 (r =- 0 .6 6 ,P<0 .0 1)。结论　吸烟者在尚无临床症状时 ,其运动心肺功能已明显降低。     

心肺运动试验在脑卒中患者心肺功能评估中的应用

心肺运动试验(CPET)是在运动状态下综合评价受试者器官系统整体功能的检测方法,该方法客观且相对无创.目前CPET在心肺相关疾病等中应用广泛,却很少用于脑卒中患者,但脑卒中患者心肺功能障碍显著,并会产生一系列危害,因此对其进行心肺功能评估非常必要.文章主要对心肺运动试验应用于脑卒中患者评估心肺功能进行了总结、分析,为临...     

心肺运动试验在60岁以上肺叶切除手术患者术前评估中应用价值评估

对92例60岁以上肺叶切除手术患者术前进行心肺运动试验并追踪观察,其中14例术中或术后发生心、肺并发症患者的第一秒用力呼气量（FEV1）（%）、肺一氧化碳弥散量（DLco）低于没有发生并发症的78例患者,且心肺运动试验ECG阳性率明显高于没有并发症的患者.     

心肺运动试验定量评估PCI前后心肺功能的临床研究

目的：探讨症状限制的极限心肺运动试验（cardiopulmonary exercise testing,CPET）在定量评估经皮冠状动脉腔内血管成形术（percutaneous coronary intervention,PCI）前后心肺功能中的临床应用价值。方法：利用CPET对12例正常人及12例冠脉造影术确诊冠心病拟行PCI的患者手术前后心肺功能分别定量评估,利用标准化分析对CPET指标进行解读;并在同期测定左室射血分数（left ventricular ejection fraction,LVEF）,比较手术前后CPET指标的变化及与LVEF的相关性。结果：LVEF术前[（42.83±5.92）%]与术后[（45.08±4.76）%]比较,具有统计学差异（P＜0.05）;CPET核心指标峰值摄氧量、无氧阈值、峰值氧脉搏、摄氧效率平台、二氧化碳通气当量斜率、二氧化碳通气当量最低值、峰值负荷功率、递增功率运动时间正常对照组分别为（1.99±0.19） L/min、（1.22±0.19） L/min、（14.18±2.59） mL/次、（47.10±4.44）、（23.01±2.63）、（25.06±2.43）、（162±17.6） W、（6.47±0.80） min,术前组上述指标分别为（1.41±0.46） L/min、（0.87±0.23） L/min、（11.43±3.29） mL/次、（40.13±5.18）、（27.85±4.81）、（29.55±3.90）、（112.00±51.10） W、（5.28±1.81） min,术前组均低于正常对照组（P<0.05）;术后组各指标分别为（1.59±0.33） L/min、（1.02±0.20） L/min、（12.37±2.72） mL/次、（39.20±5.60）、（26.93±2.88）、（29.30±2.82）、（132.00±31.70） W、（6.21±1.05） min,与术前比较,峰值摄氧量、无氧阈值、峰值氧脉搏、峰值负荷功率、递增功率运动时间均提高,具有统计学差异（P<0.05）;摄氧效率平台、二氧化碳通气当量斜率、二氧化碳通气当量最低值与术前比较无统计学差异（P＞0.05）;CPET核心指标与LVEF呈高度相关（r值绝对值为0.579~0.908,均P<0.05）。结论：CPET的核心指标可用于无创定量监测PCI术前后心肺功能的变化情况,具有良好的临床应用价值。     

慢性阻塞性肺疾病患者与吸烟者的运动心肺功能对比研究

目的比较慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者、无症状吸烟者和健康对照者的运动心肺功能,探讨吸烟对心肺功能的影响.方法采用负荷递增运动方案,对20例COPD患者、20例无症状吸烟者及20例健康对照者进行心肺运动试验.结果极量运动时,最大运动负荷在健康组、吸烟组和COPD组分别为(140.8±34.8)W、(118.7±36.0)W和(96.0±46.3)W(P＜0.05);最大摄氧量(VO2max)在健康组、吸烟组和COPD组分别为(2.005±0.386)L/min、(1.414±0.356)L/min和(1.001±0.514)L/min(P＜0.01);最大氧脉搏(VO2/HRmax)在健康组、吸烟组和COPD组分别为(12.6±4.0)mL/min、(9.8±2.7)mL/min和(7.2±3.3)mL/min(P＜0.05);最大分钟通气量(VEmax)在健康组、吸烟组和COPD组分别为(72.5±13.8)L/min、(63.7±13.1)L/min和(43.7±19.1)L/min(P＜0.01);呼吸储备(BR)在健康组、吸烟组和COPD组分别为(40.1±10.3)%、(24.5±15.1)%和(11.9±8.4)%(P＜0.01).且吸烟者VO2max/kg与其吸烟指数呈负相关(r=-0.66,P＜0.01).结论吸烟者在尚无临床症状时,其运动心肺功能已明显降低,且吸烟量越大,其心肺功能损害越严重.COPD患者运动心肺功能降低更显著,其中以肺功能较心功能受损严重,说明肺功能损害是COPD患者运动能力降低的主要原因.     

运动心肺功能试验对肝胆外科手术患者术后并发症及肺功能的预测

目的：探讨内蒙古医科大学附属医院肝胆外科手术患者术前肺功能指标对患者术后并发症的预测能力,提高手术安全性。 方法：对48例我院肝胆外科手术患者签署知情同意书后行手术前常规肺功能及运动心肺功能检查,在术后3个月后行常规肺功能和运动心肺功能复查,并追踪术后1个月内有无发生术后心肺并发症（PPC）等情况。 结果：1.在行手术的患者中,术后发生PPC组和无发生PPC组的术前静息肺功能肺功能FEV1/pred 、 DLCO/pred等指标差异无显著性意义（P＞0.05）。2.有PPC组与无PPC组,术前运动心肺功能比较结果示VO2max/pred,VO2max/kg/pred,AT,O2HR/pred等指标的差异均有显著性意义（P＜0.05）。3. 术后发生PPC组和无PPC组的术前运动心肺功能试验中VO2max/pred＜60%,VO2max/kg＜15/min?kg,O2HR/pred＜70%时术后PCC发生率有显性著差异。（P＜0.05）,在AT＞11ml/min/kg组发生PPC较AT＜11ml/min?kg组比较差异有显著性意义（P＜0.05）。 结论：1.运动心肺功能试验在预测肝胆手术术后并发症的有重要意义,优于静息肺功能。2.在预测肝胆手术后并发症时可参考的指标为：如VO2max%＜60%时需,综合评估患者情况,谨慎考虑手术。VO2max/kg＜15ml/min?kg时术后发生PPC可能性较大,因谨慎考虑手术。O2/HRmax%pred＜70%时,需谨慎考虑手术,AT＜11ml/min?kg需谨慎考虑手术,危险性较大,而AT＞11ml/min?kg危险性较少。     

吸入一氧化氮对婴幼儿体外循环中肺功能及其超微结构的影响

目的探讨吸入一氧化氮（NO）对婴幼儿体外循环（CPB）中肺功能及其超微结构的影响。方法将30例患室间隔缺损的婴幼儿随机分为对照组和NO组,NO组在CPB期间吸入40×10^-6mg/L NO直至关胸。CPB前和术后气管插管未拔前0-1 h,〉1-2 h,〉3-4 h测定气道压、吸入氧浓度和呼气末二氧化碳浓度（ET CO2）,并分别在同时点采动脉血进行血气分析,计算肺泡死腔率（VD/VT）,肺泡动脉血氧分压差[P（A-a）O2]、动脉血氧含量（CaO2）和肺泡氧合指数（OI）;记录术后呼吸机支持时间,并行肺组织超微结构的观察。结果与对照组比较,NO组VD/VT、P（A-a）O2、OI明显下降（P〈0.05）,CaO2升高（P〈0.05）;肺组织超微结构显示炎症水肿明显减轻。结论婴幼儿CPB术中存在明显肺损害,表现为一些亚临床性肺功能损伤。吸入40×10^-6mg/L NO对CPB期间肺功能有保护作用。     

Cardiopulmonary exercise testing in the evaluation of high risk patients with lung cancer

Background It is still unclear whether pulmonary function tests （PFTs） are sufficient for predicting perioperative risk,and whether all patients or only a subset of them need a cardiopulmonary exercise test （CPET） for further assessment.Thus, this study was designed to evaluate the CPET and compare the results of CPET and conventional PFTs to identify which parameters are more reliable and valuable in predicting perioperative risks for high risk patients with lung cancer.Methods From January 2005 to August 2008, 297 consecutive lung cancer patients underwent conventional PFTs （spirometry ＋ single-breath carbon monoxide diffusing capacity of the lungs （DLCOsb） for diffusion capacity） and CPET preoperatively. The correlation of postoperative cardiopulmonary complications with the parameters of PFT and CPET was retrospectively analyzed using the chi-square test, independent sample t test and binary Logistic regression analysis.Results Of the 297 patients, 78 did not receive operation due to advanced disease stage or poor cardiopulmonary function. The remaining 219 underwent different modes of operations. Twenty-one cases were excluded from this study due to exploration alone （15 cases） and operation-related complications （6 cases）. Thus, 198 cases were eligible for evaluation. Fifty of the 198 patients （25.2%） had postoperative cardiopulmonary complications. Three patients （1.5%）died of complications within 30 postoperative days. The patients were stratified into groups based on VO2max/pred respectively. The rate of postoperative cardiopulmonary complications was significantly higher in the group with cardiopulmonary complications were significantly correlated with age, comorbidities, and poor PFT and CPET results.used to stratify the patients＇ cardiopulmonary function status and to predict the risk of postoperative cardiopulmonary predicting perioperative risk. If available, cardiopulmonary exercise testing is strongly suggested for high-risk lung cancer patients in addition to conventional pulmonary function tests, and both should be combined to assess cardiopulmonary function status.     

丹参在体外循环中对肺的防护作用

目的探讨体外循环前应用丹参预防体外循环时肺的损伤。方法３０例心脏瓣膜置换手术患者，随机分为对照组和丹参组，各１５例。于体外循环前及心脏复跳后１０ｍｉｎ、４５ｍｉｎ、２ｈ、６ｈ检测左、右心房血白细胞数和过氧化脂质浓度，并于体外循环前、后取肺组织作活检。结果丹参能明显抑制肺再灌注早期白细胞肺内聚集，减少肺内氧自由基的产生，体外循环后肺组织病理检查显示用药组未见明显白细胞聚集、渗出，肺组织损伤较对照组减轻。结论丹参对体外循环肺损伤有防护作用。     

肺癌全肺切除的术后并发症及其危险因素

目的　研究肺癌全肺切除的术后并发症及其与临床危险因素的关系。方法　对 2 4 1例接受全肺切除的肺癌患者进行分析 ,统计术后并发症的发生情况及其临床危险因素。结果　术后 30d内 6 3例 (2 6 1% )发生并发症 ,死亡 10例 (4 1% )。通过单因素和多因素分析 ,年龄、术前FEF5 0 %、MVV %、FEV1 0 %及手术部分的OR值分别为5 97、 5 98、 5 2 1、 3 2 8、 2 5 2 (P <0 0 5 )。结论　全肺切除术后并发症的发生率及病死率均较高。年龄≥ 6 0岁、术前FEF5 0 %、MVV %、FEV1 0 %低于正常的 80 %、右全肺切除是导致全肺切除术后并发症发生的危险因素     

New Approaches to Marking Stages of Incremental Physical Work by Example of Cardiopulmonary Exercise Testing

The present study aims to divide physiological stages of involving physiological compensatory reactions in organs and systems which provide transport and consumption of 02 during incremental physical exercise in healthy adults. Twenty seven untrained healthy volunteers, 19 men, mean age 25.0 ± 8.7 （18-28 years）, BMI （body mass index） 26±2.8 （19.0-27.3 kg/height, m2） and 18 triathletes, 10 men, mean age 22.3 ± 3.2 （17-25 years）, BM121.4± 2.1 （19.8-23.4 kg/height, m2） were evaluated during progressive treadmill exercise test. CPET （cardiopulmonary exercise testing） was performed on treadmill with gas exchange system ＂Oxycon Pro＂ （Jaeger, Germany）. Individual incremental exercise test protocol （ramp protocol） was created for every participant. All persons reached peak exercise in 12-15 minutes. Everybody was instructed to perform maximal exercise. Maximal exercise has been defined by a plateau of VO2 （absence of increase VO2 during incremental work rate）, achievement RER 1.2 or maximal predicted HR （heart rate）. The cubital venous catheter was installed in all subjects before exercise test. Blood samples were taken at baseline and at l-minute intervals during test. PH, lactate and HCO3 concentration were estimated using analyzer i-STAT, cartridge CG4 （Abbot, USA）. Physiological stages of involving compensatory reactions were determined by changes in pH, lactate and HCO3 levels in correlation with dynamics of VO2 （oxygen uptake）, VCO2 （carbon dioxide output）, VE （minute ventilation）, VE/VCO2 （ventilatory equivalent of carbon dioxide）, RER （respiratory exchange ratio）. RCP （respiratory compensation point） was determined, when ventilation dramatically increase relative to carbon dioxide output. Maximal work rate of athletes was reliably higher than of untrained healthy volunteers due to high level of training. Through first 3-5 rain lactate concentration in blood was 2.1 ± 0.2 （1.9-2.5） Mm/L. It starts to increase when intensity of physical exercise reaches 12%-30% VO2 peak and comes up to 12 ± 3.2 Mm/L （8-19 Mm/L） on exercise peak. Significant inflection of lactate concentration curve can be fixed on this stage and after this lactate concentration increases gradually, pH and HCOf values were in normal limits at baseline： pH 7.32 ± 0.05, HCOf 27.3 ± 2.1 Mm/L. pH does not change significantly till the intensity of exercise ≥ 45% of VO2 peak and after this begins to diminish, that marks start of metabolic acidosis development. In all examined persons, this phenomenon appears significantly later than the increase of lactate concentration. Plateau of VO2 appears at exercise intensity 93 - 2.5% VO2 peak. Entry of exercise in stage of plateau means that either cardiovascular and pulmonary systems, provide delivery of 02 as utilization 02 in muscles achieve its maximal capacities and increase of aerobic energy production is impossible further. Thus, we have marked four physiological stages during incremental physical exercise： lactate threshold, pH-threshold, respiratory compensation point and aerobic limit.     

肺癌术后运动能力和血流动力学的研究

目的 研究肺癌行肺切除术对运动能力下降和血流动力学变化的机理和影响因素,正确评估运动能力的恢复过程。方法 32例肺癌行肺切除术(左肺单叶切除14例,右肺单叶切除16例,右肺双叶切除2例)。分别在术前3～7天、术后1周、2周、3个月、6个月进行肺功能、心肺运动功能和血流动力学测定。8例病人术前3～7天和术后3个月分别测定血流动力学。结果 肺功能的变化主要包括术后3个月用力肺活量(FVC),第1秒用力呼气量(FEV1)、最大通气量(MVV)均明显下降,与术前相比分别下降了37％,21％和19.5％。心肺运动功能测定:最大负荷时分钟通气量(V_E)、潮气量(V_r)以及最大氧耗量(VO_2max)术后3个月下降最为明显,尤其是VO_2max由术前的1247±210ml/min术后3个月下降至950±261ml/min(P<0.05)下降幅度达23％,术后6个月恢复到1150±263ml/min,其绝对值仍然低于术前。血流动力学测定显示:心输出量(CO)由术前的12.7±1.38L/min术后3个月下降为11.3±1.2L/min,平均肺动脉压(mPAP)由术前的26.6±4.8mmHg术后3个月上升为35.0±6.2mmHg,肺血管阻力(PVR)术前1.48±0.3dyn.s.cm~(-5)术后上升为1.81±0.4dyn.s.cm~(-5)(P<0.05)。结论 肺癌行肺叶切除术后早期运动能力明显下降和肺血管阻力增加主要由于肺通气和血流减少所致。运动能力术后     

体外循环下冠状动脉旁路移植手术早期呼吸力学变化

目的研究体外循环(cardiopulmonary bypass,CPB)下冠状动脉旁路移植手术(coronary artery bypass graft-ing,CABG)早期呼吸力学指标的变化。方法以25例全身麻醉、中低温CPB下行单纯CABG术患者为研究对象。测定开胸前、转流前、转流后、关胸后气道峰压、气道阻力及胸肺顺应性等呼吸力学指标。转流前后血气分析,计算肺泡-动脉氧压差(alveolar-arterial oxygen difference,A-aDO2)。结果CPB前后相比,气道峰压[从(16.9±2.8)cmH2O到(17.6±2.7)cmH2O,P<0.01,1 cmH2O=0.098 kPa]及气道阻力[从(7.8±1.6)cmH2O/(L.s)到(8.5±1.7)cmH2O/(L.s),P<0.01]明显升高,胸肺顺应性[从(64.9±7.3)ml/cmH2O到(62.1±6.9)ml/cmH2O,P<0.01]明显降低。A-aDO2在CPB后明显升高,从(159.2±61.0)mmHg到(203.5±25.4)mmHg(P<0.05,1 mmHg=0.133 kPa)。关胸后呼吸力学指标与开胸前相比都有明显的变化,胸肺顺应性降低18%(P<0.01),气道峰压及气道阻力分别升高5%(P<0.01)及10%(P<0.01)。转流时间与CPB前后的A-aDO2的变化率呈正相关关系(r=0.63,P<0.01)。结论CPB下CABG时开胸及体外循环影响早期呼吸力学的变化,而且CPB时间与肺换气功能损伤程度有密切关系。     

肺心病的同步非创伤性心肺功能测验

本文应用CO_2重复呼吸法非创伤性地测定混合静脉血CO_2分压(PVCO_2),结合Hb、动脉血气、每分钟静息通气量、呼出气分析,电脑程序处理,对100余名健康人与肺心病患者进行同步心肺功能测验。对照多项指标,结果示肺心组P_VCO_2、VD/V_T、P(A-a)O_2、QS/Q_T、PAP、S_VO_2与P_VO_2均较健康老年组有极显著差异;PaCO_2/P_VCO_2有显著差异;而Q_T与CI无显著差异。     

Cardiopulmonary exercise testing and its application

Cardiopulmonary exercise testing (CPET) has become an important clinical tool to evaluate exercise capacity and predict outcome in patients with heart failure and other cardiac conditions. It provides assessment of the integrative exercise responses involving the pulmonary, cardiovascular and skeletal muscle systems, which are not adequately reflected through the measurement of individual organ system function. CPET is being used increasingly in a wide spectrum of clinical applications for evaluation of undiagnosed exercise intolerance and for objective determination of functional capacity and impairment. This review focuses on the exercise physiology and physiological basis for functional exercise testing and discusses the methodology, indications, contraindications and interpretation of CPET in normal people and in patients with heart failure.