CPET在呼吸系统疾病中的应用详解课件.ppt

1、CPETCPET及其在呼吸系统及其在呼吸系统 疾病中的应用疾病中的应用主要内容主要内容1、概述、概述2、适应症和禁忌症、适应症和禁忌症3、主要参数及意义、主要参数及意义4、呼吸系统疾病中的应用、呼吸系统疾病中的应用5、展望展望 CPETCPET:（cardiopulmonary exercise testing)心肺运动功能试验心肺运动功能试验:是一种相对无创性、评价心肺储备功能和运动耐无创性、评价心肺储备功能和运动耐力的检测方法。力的检测方法。综合应用应用呼吸气体监测技术、电子计算机和活动平板或踏车技术，实时检测在不同负荷条件下，机体氧耗量和二氧化碳排出量的动态变化，客观、定量地评价心肺储备

2、功能和运动耐力评价心肺储备功能和运动耐力。CPETCPET概念概念背景背景CPET的起源的起源 20 世纪 70 年代，多应用于心脏功能的临床研究。ERS Task Force on Standardization of Clinical Exercise Testing 1997年指南年指南 ATS/ACCP Statement on Cardiopulmonary Exercise Testing.2003年指南年指南 ERS Task Force on the Use of Exercise Testing in Clinical Practice 2007年指南年指南运动生理功能运动生

3、理功能Exercise Tolerance肺气体交换肺气体交换心血管功能心血管功能骨骼肌代谢骨骼肌代谢CPETCPET运动方案的选择运动方案的选择 Exercise equipmentExercise equipmentVariableVariable Cycle Cycle treadmill treadmillPeak oxygen content(PVoPeak oxygen content(PVo2 2)Lower Lower Higher HigherWork rate measurement Work rate measurement Yes Yes NO NOBlood gas

4、collection Blood gas collection Easier Easier More difficult More difficultNoise and Noise and artefactsartefacts Less Less More MoreSafety Safety Safer Safer Less safe?Less safe?Weight bearing in obese subjects Weight bearing in obese subjects Less Less More MoreDegree of leg muscle training Degree

5、 of leg muscle training Less Less More MoreMore appropriate for More appropriate for Patients Patients Active normal subjects Active normal subjectsAdapted from ATS/ACCP Statement on Cardiopulmonary Exercise TestingAdapted from ATS/ACCP Statement on Cardiopulmonary Exercise Testing.Cycle Cycle ergom

6、etryergometry vsvs treadmill treadmill 适应症适应症u不能解释的呼吸困难的评价不能解释的呼吸困难的评价u合并存在心肺疾病患者运动受限的评价合并存在心肺疾病患者运动受限的评价u肺脏疾病患者的评价肺脏疾病患者的评价u心血管疾病患者的评价心血管疾病患者的评价u有氧运动能力的评价有氧运动能力的评价u药物疗效的评价药物疗效的评价u制定心肺康复的运动处方制定心肺康复的运动处方u心、肺、上腹部手术的术前风险评价心、肺、上腹部手术的术前风险评价禁忌症禁忌症（绝对禁忌绝对禁忌）急性心肌梗死急性心肌梗死不稳定型冠心病不稳定型冠心病严重的心律失常严重的心律失常急性心包炎急性心包

7、炎心内膜炎心内膜炎未控制的心力衰竭未控制的心力衰竭夹层动脉瘤夹层动脉瘤晕厥史晕厥史严重主动脉瓣狭窄严重主动脉瓣狭窄严重左心功能受损严重左心功能受损急性肺栓塞或肺梗死急性肺栓塞或肺梗死下肢血栓下肢血栓DVTDVT静息氧饱和小于静息氧饱和小于85%85%严重肢体功能障碍严重肢体功能障碍不能合作的精神障碍不能合作的精神障碍试验前准备试验前准备u 了解患者的检查目的了解患者的检查目的u 受试者临床资料受试者临床资料u 常规通气功能检查常规通气功能检查u 基础基础1212导心电图检查导心电图检查u 血压血压u 急救设备、器械和药品急救设备、器械和药品u 必须有医生在场监护必须有医生在场监护重要参数及临床

8、意义重要参数及临床意义 最大摄氧量（最大摄氧量（V02max)V02max)：每分钟摄取的氧气量称为每分钟摄取的氧气量称为VO2VO2。CPETCPET在负荷递增到一时刻，在负荷递增到一时刻，VO2VO2会出现一个平台，不再因负荷增加而提高，此时的会出现一个平台，不再因负荷增加而提高，此时的VO2VO2即称为即称为VO2maxVO2max。VO2maxVO2max应占其预计值的应占其预计值的8484以上。以上。VO2maxVO2max反映了人体最大有氧代谢和心肺储备能力，是评价有氧反映了人体最大有氧代谢和心肺储备能力，是评价有氧运动能力的运动能力的金标准金标准。重要参数及临床意义重要参数及临床

9、意义峰值摄氧量峰值摄氧量(VO2peak)(VO2peak)V02max在图形上表现为平台期，受试者往往在平台出现之前就终止运动，因此在实际中常用常用运动中VO2增长的最高点即V02peak来代替V02max。重要参数及临床意义重要参数及临床意义无氧阈无氧阈(AT)(AT)在递增的运动中，当VO2达到某一点时有氧代谢提供的能量不能满足机体的需求，要动用无氧代谢来补充能量，此时的VO2值称为AT。AT主要用于用于治疗前后的心肺功能、运动耐力的评价以及康复训练的效果评价。效果评价。重要参数及临床意义重要参数及临床意义运动负荷运动负荷；即单位时间内做功量，用功率表示，单位为瓦特(W)。是评估能量消耗

10、和反映运动强度的实用指标。最大运动通气量（最大运动通气量（VEmax）：）：是极量运动时的通气量，正常值可达70120L/min.COPD由于通气需求增加，VEmax往往增加。重要参数及临床意义重要参数及临床意义呼吸储备呼吸储备(BR(BR)：正常人的正常人的BR为为MVV（最大通气量）测值的（最大通气量）测值的2050。COPD等呼吸系统疾病中，受试者的运动能力受限，等呼吸系统疾病中，受试者的运动能力受限，BR往往往往是降低的。是降低的。二氧化碳通气当量二氧化碳通气当量(EQCO2)(EQCO2)：相同时间内分钟通气量相同时间内分钟通气量(VE)与与VCO2的比值，即的比值，即EQCO2=V

11、EVC02。反映肺的死腔通气，并随着死腔的增大而增加。反映肺的死腔通气，并随着死腔的增大而增加。正常正常 CPET CPET 参数参数VariablesVariables Normal value Normal value Peak oxygen content(PVoPeak oxygen content(PVo2 2)84%Predicted84%PredictedVentilatoryVentilatory anaerobic anaerobic threshold(VATthreshold(VAT)40%PVo40%PVo2 2(40%-80%)(40%-80%)Maximum hea

12、rt Maximum heart rate(HRmaxrate(HRmax)90%Age predicted90%Age predictedHeart rate Heart rate reserve(HRRreserve(HRR)15 Beats/min15 Beats/minBlood Blood pressure(BPpressure(BP)220/90220/90O O2 2 pulse(Vo pulse(Vo2 2/HR)/HR)80%80%VentilatoryVentilatory reserve(VRreserve(VR)MVV-MVV-VEmaxVEmax11 11 litre

13、slitres or or VEmax/MVVVEmax/MVV10010080%80%Respiratory Respiratory rate(RRrate(RR)60 Breaths/min60 Breaths/minMinute Minute ventinationventination/carbon dioxide /carbon dioxide output ratio(VE/Vcooutput ratio(VE/Vco2 2)at VAT)at VAT3434Adapted from ATS/ACCP Statement on Cardiopulmonary Exercise Te

14、sting.Adapted from ATS/ACCP Statement on Cardiopulmonary Exercise Testing.MVV maximal voluntary MVV maximal voluntary ventinationventination；VE expired VE expired ventinationventinationERS TASK FORCEERS TASK FORCERecommendations on the use of exercisetesting in clinical practiceP.Palange*,S.A.Ward#,

15、K-H.Carlsen,R.Casaburi+,C.G.Gallagher1,R.Gosselinke,D.E.ODonnell*,L.Puente-Maestu#,A.M.Schols,S.Singh+and B.J.Whipp#Eur Respir J 2007;29:185209CPET应用应用 1 心肺功能的综合评价心肺功能的综合评价 运动心肺功能试验对受检者运动中的心肺功能、运动心肺功能试验对受检者运动中的心肺功能、能量代谢和心电图进行同步检测。能量代谢和心电图进行同步检测。借助借助VO2/HR、HRR、AT心功能进行评价和定心功能进行评价和定量分级；借助量分级；借助BR、RF、通气

16、当量、通气当量、AT、SaO2%及及F-V曲线等可对肺功能进行评价曲线等可对肺功能进行评价,并并区分通气功能障碍的类型及程度。区分通气功能障碍的类型及程度。肺部疾病病人心肺功能的综合评价提供依据。肺部疾病病人心肺功能的综合评价提供依据。李琦.运动心肺功能试验在呼吸领域中的应用J.当代医学,2000.5(6):33CPET应用应用 2 判断判断COPD严重程度严重程度美国医学会根据VO2max对COPD患者肺损伤程度分级：u 25ml/min/kg 提示肺功能减损09%u2025ml/min/kg提示肺功能减损1025%u1520ml/min/kg提示肺功能减损2650%u15ml/min/kg

17、 提示肺功能减损52100%注：强调VO2max15 ml/min/kg叫则为重度心肺功能障碍CPET VS CPET VS 肺功能肺功能 Fink等入选了216例COPD患者，先后用肺功能和CPET分级 Fink(；Moshe SGoshen J，et a1Functional evaluatio：n inpatients with chronic obstructive pulmonary disease：pulmonary function test versus eardiopulmonary exercisetestJ()ecup Environ Med，2002，44：54 发现有

18、65例(301)两者分级结果一致，有132例(611)通过CPET评估的严重程度比常规肺功能的结果要轻.结果提示：肺功能检查缺少精确性，建议在评估COPD严重程度中加用VO2max、AT、氧脉搏、BR等指标。CPETCPET应用应用 3 呼吸困难的鉴别诊断呼吸困难的鉴别诊断：心理性呼吸困难心理性呼吸困难：VO2max有时降低有时降低,其他指标均正常。其他指标均正常。心源性呼吸困难心源性呼吸困难：心电图异常，：心电图异常，VO2/HRVO2/HR降低，降低，HRHR降低，降低，HR-VO2HR-VO2关系陡峭和高关系陡峭和高BRBR。肺源性呼吸困难肺源性呼吸困难：心电图及：心电图及VO2/HRV

19、O2/HR正常，高正常，高HRRHRR，低，低BRBR等。等。李琦李琦.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在呼吸领域中的应用J.当代医学当代医学,2000.5(6):33 CPETCPET应用应用4 评估早期肺动脉高压评估早期肺动脉高压 PHPH测定金标准：测定金标准：右心导管术右心导管术 CPETCPET可评估可评估COPDCOPD患者是否并发早期患者是否并发早期PHPH。目前的研究目前的研究9-109-10提示在提示在COPDCOPD合并合并PHPH患者中，气体交换测定有典患者中，气体交换测定有典型的异常表现，型的异常表现，EQCO2EQCO2明显增高具有特征性。明显增高具

20、有特征性。9Sun XGHansen JEOudiz RJ。et a1Exercise p8thophysiol()gyin patients with primary pulmonary hypertensionCireulation。2001104：42943510Sun XGHansen JEOudiz RJet a1Gas exchange detectionof exercise-induced rightto-left shunt in patients withprimary pulmonary hypertensionCirculation，2002105：54+60 CPET

21、CPET应用应用5 药物治疗的评估药物治疗的评估 CPETCPET可以检测可以检测COPDCOPD患者对药物的临床疗效患者对药物的临床疗效 MaltaisMaltais观察噻托溴铵治疗观察噻托溴铵治疗COPDCOPD患者过程中的患者过程中的CPET(75CPET(75最大做最大做功量恒定功率功量恒定功率)。结果显示同安慰剂相比，用药。结果显示同安慰剂相比，用药42d42d后患者后患者8h8h的的运动试验耐受时间运动试验耐受时间显著增加显著增加，劳力性呼吸困难和运动耐量的改，劳力性呼吸困难和运动耐量的改善在用药后善在用药后8h8h持续存在。持续存在。优优势势精确、客观指标Mahais FHami

22、lton A，Marciniuk D，et a1Improvements in symptom-limited exercise performance over 8 h with once.daily tiotropium in patients with COPDChest2005 1 28：11681178 CPETCPET应用应用 6 肺减容手术前评估肺减容手术前评估：肺减容手术是治疗重度肺减容手术是治疗重度COPD的权宜之计，但是对手术病例的的权宜之计，但是对手术病例的选择一直没有统一标准。选择一直没有统一标准。美国的一项为期美国的一项为期5年、随机对照并由年、随机对照并由17个中心

23、共同参与的肺气个中心共同参与的肺气肿治疗试验于肿治疗试验于2002年结束。年结束。608例接受例接受肺减容手肺减容手术患者术患者610例经例经内科治内科治疗患者疗患者只有当运动耐量降低只有当运动耐量降低(峰值运动负荷峰值运动负荷15%15%视为运功性视为运功性哮喘。哮喘。Middleton E,Reed CE,Ellis EF,etal.Allergy:principles and pratice.4th ED.St.Louise:CV Mosby,1993;1343.CPETCPET应用应用10、在在COPDCOPD的运动康复中的作用的运动康复中的作用：运动康复训练能够提高运动康复训练能够提

24、高COPD患者的运动耐量并减少其劳力性患者的运动耐量并减少其劳力性呼吸困难。在康复训练中，呼吸困难。在康复训练中，CPET能够制定不同患者的个体化能够制定不同患者的个体化运动处方。运动处方。临床上常根据临床上常根据AT、V02max、最大运动负荷、最大心率等指、最大运动负荷、最大心率等指标来决定运动强度，制定运动处方。标来决定运动强度，制定运动处方。美国肺康复协会美国肺康复协会(ACCPAACVPR)循证医学肺康复指南提出：循证医学肺康复指南提出：高强度运动可提高运动耐力高强度运动可提高运动耐力。高强度运动：超过高强度运动：超过ATAT，要达到，要达到60609090VO2maxVO2max或

25、峰值运动负荷或峰值运动负荷。我国学者也提出高强度的肺康复方案可改善运动耐量和呼吸困我国学者也提出高强度的肺康复方案可改善运动耐量和呼吸困难症状。难症状。心肺运动试验应用于慢性阻塞性肺疾病的研究进展心肺运动试验应用于慢性阻塞性肺疾病的研究进展 国际呼吸杂志国际呼吸杂志2011年年1月第月第31卷第卷第1期期CPET临床应用临床应用11 肺癌切除术评估作用肺癌切除术评估作用肺功能试验 FEV1预计值 60无心肺危险因素 60有心肺危险因素 20 20 高危 禁忌手术开胸手术肺切除术是目前治疗肺癌的最有效方法，但有明显的心肺并发症，因此，术前对肺功能评估的准确与否直接关系到手术的安全性及术后病人的生

26、活质量薄建萍 李黎等 术前CPET对肺癌切除病人的评估作用 中华胸心血管外科杂志2000年6月第16卷第3期小结小结 临床应用临床应用：u 心肺功能的综合评价心肺功能的综合评价u 判断判断COPD严重程度严重程度u 呼吸困难的鉴别诊断呼吸困难的鉴别诊断u 评估早期肺动脉高压评估早期肺动脉高压u 用于药物治疗的评估用于药物治疗的评估u 肺减容手术前评估肺减容手术前评估u 在间质性肺炎中的应用在间质性肺炎中的应用u 对肺囊性纤维化患者病情进行评估对肺囊性纤维化患者病情进行评估u 协助诊断运功性哮喘（协助诊断运功性哮喘（EIA）u 在在COPD的运动康复中的作用的运动康复中的作用 CPET in C

27、linical Practice Indication Recommendation grade Detection of exercise-induced bronchoconstriction ADetection of exercise-induced arterial oxygen desaturation BFunctional evaluation of subjects with unexplained exertional dyspnoea and/or exercise intolerance and normal resting lung and heart functio

28、n DTo recognise specific disease exercise response patterns that may help in the differential diagnosis of ventilatory versus circulatory causes of exercise limitation CFunctional and prognostic evaluation of patients with COPD B CFunctional and prognostic evaluation of patients with ILD B BFunction

29、al and prognostic evaluation of patients with CF C CFunctional and prognostic evaluation of patients with PPHB BFunctional and prognostic evaluation of patients with CHF B BEvaluation of interventions Maximal incremental testC High-intensity constant work-rate“endurance”testsBPrescription of exercise trainingB展望展望 CPET是一种相对无创的技术，临床应用范围十分广泛，应用前景广阔。CPET是一种新型的测定技术，涉及领域广，知识结构复杂，还有许多空白，有待于进一步的研究和探索。