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1、2023心肺运动试验临床规范应用中国专家共识(完整版)摘要心肺运动试验(CPET)作为一种客观、定量、无创的检查方法,已广泛应用于心肺康复临床实践。它不仅可阐明运动不耐受、运动相关症状的病理生理学机制,而且在疾病的鉴别诊断、预后评估、医疗干预效果评价、运动处方制订等方面都具有重要的临床价值。为了保证CPET临床操作的安全性和准确性,中华医学会心血管病学分会、中国康复医学会心肺预防与康复专业委员会、中华心血管病杂志编辑委员会共同组织国内相关领域的专家制定了本共识,以促进CPET在临床实践中的规范合理应用。心肺运动试验(cardiopu1monaryexercisetesting,CPET)作为一
2、种客观、定量、无创的检查方法,在临床中的应用已有半个多世纪的历史。它不仅可阐明运动不耐受和运动状态下发生相关症状的病理生理学机制,而且在疾病的鉴别诊断、预后评估、医疗干预效果评价、运动处方制订等方面都具有重要的临床价值1,2。2010年美国心脏协会(AmericanHeartAssociation,AHA)发表成人CPET应用指南,指出针对心血管疾病和呼吸系统疾病,CPET能够提供大量有意义的临床诊断和较高的预后评估价值3。2012和2016年AHA和欧洲心血管病预防与康复学会(EuropeanAssociationforCardiovascu1arPreventionandRehabi1it
3、ation,EACPR)联合发布了针对特定患者群体CPET数据评估的临床建议及其更新版,指出CPET不仅可用于心血管及呼吸系统疾病的危险分层,也是冠状动脉造影、介入治疗和心脏移植等侵入性操作前的有效筛查评估工具,同时还可用于指导运动处方制订和运动训练效果评价4,5。为了保证患者能够安全而有意义地进行测试,促进CPET在临床工作中进一步规范应用,中华医学会心血管病学分会、中国康复医学会心肺预防与康复专业委员会、中华心血管病杂志编辑委员会共同组织国内该领域专家,在借鉴欧美国家近年来发布的有关指南和科学声明的基础上,结合我国临床工作实际制定了本专家共识。CPET简介CPET是指在逐渐递增的运动负荷下
4、,通过测定人体从静息状态到运动至最大用力状态及再恢复到静息状态过程中的气体代谢、心率、血压、血氧饱和度及心电图等一系列指标变化,记录受试者在测试过程中出现的相应症状,客观反映不同负荷水平下发生的生理病理变化及功能受损程度,从而综合评价心肺等器官系统整体功能和储备能力的一种检查方法6,7。人体组织器官具有强大的功能储备,轻度或早期的功能障碍及调节异常在静息状态下往往不易被一般检查所发现。当机体运动时,各组织器官血液将重新分布,机体摄入氧气和排出二氧化碳的效率提高,心输出量增加、通气血流灌注改善、肌肉对氧的利用效率提高,神经体液系统协同调节以保证运动时增加的对血液供应和能量代谢的需求8。CPET利
5、用外呼吸与细胞呼吸耦联的原理,通过外呼吸氧气摄入量和二氧化碳排出量的变化,了解细胞呼吸过程中线粒体氧利用和二氧化碳生成的变化。使用气体分析技术计算出摄氧量(V02)和二氧化碳排出量(VC02)等参数,同时获得心率、血压、血氧饱和度及心电图变化等指标。通过对这些数据信息的综合分析,客观反映受试者运动过程中肺通气与换气、细胞能量代谢及血液动力学变化,阐明运动不耐受以及发生诸如呼吸困难、心绞痛、下肢疲劳等症状的可能原因及其机制9-11oCPET的临床应用CPET的重要性已经逐渐被人们所认识,其临床应用包括运动不耐受的诊断和鉴别诊断、心肺疾病严重程度评价与危险分层、运动处方制订与康复指导、医疗干预效果
6、评价以及外科术前风险评估等,具有重要的临床价值12,13一、运动不耐受的诊断和鉴别诊断运动时外呼吸和细胞呼吸的耦联涉及血液、外周循环、心脏、肺脏、肌肉能量代谢途径等多个环节,任何单独或共同环节的功能障碍都会引起运动不耐受。由于不同环节的障碍可以以不同方式影响通气及气体交换,因此,通过对运动过程中获得的气体数据进行分析,系统评价运动中的肺通气与换气、细胞能量代谢及血液动力学的状况,能够较准确地阐明运动不耐受的原因14,15对于不易通过其他检查获得准确诊断的某些运动不耐受疾病或难以辨别成因的某些症状,如无症状性心肌缺血、舒张功能障碍引起的慢性心力衰竭、无明显肺动脉高压的肺血管栓塞性疾病、卵圆孔未闭
7、导致运动中出现的右向左分流以及心原性呼吸困难等,CPET具有独特的诊断价值16-18。二、心肺疾病严重程度评价与危险分层目前慢性阻塞性肺疾病(chronicobstructivepu1monarydisease,COPD)的诊断主要依靠症状及静态肺功能检测,CPET则可进一步评价运动状态下的心肺功能状态。美国医学会(AmericanMedica1Association,AMA)在肺功能分级标准中,根据CPET测定的峰值摄氧量(peakV02)制定了心肺功能诊断标准,按照PeakVO2252025,1520、15m1min-1kg-1,将心肺功能由好至差分为4级19。在慢性心力衰竭严重程度分级中
8、,纽约心脏病协会(NewYorkHeartAssociation,NYHA)分级主要根据患者不同活动水平时的症状分为4级(IIV级)。MatSUmUra等20发现NYHA分级与peakV02和无氧阈(anaerobicthresho1d,AT)相关性良好,表明心力衰竭症状与机体运送氧的能力密切相关。相较于NYHA分级的主观局限性rWeber和Janicki21提出一种基于peakV02和AT的更客观的心功能评价方法(表1)。多数学者认为,与NYHA分级或左心室射血分数相比,peakV02和AT是更可靠的、独立预测心力衰竭患者生存的指标22-24o表1Weber心功能分级)AT(mminkg1)
9、PeakVO2(mm1n1kg1)汪:PeakVO2为弊值据,AT为无氧闭(点击查看大图)三、运动处方制订与康复指导CPET被认为是评估心肺储备能力的金标准,对有氧运动处方制订有重要的指导价值。同时,CPET有助于发现运动所诱发的病理生理变化,提高运动安全性25。应用CPET制订运动处方,首先要根据CPET测定的相关指标和临床情况,对受试者进行危险分层,根据分层结果确定运动强度的安全范围以及运动时间和运动频率,再根据PeakVo2、AT、峰值心率、峰值负荷等指标,制订个体化的运动处方,以确保运动治疗的安全性和有效性。运动强度可以采用peakV02百分比、最大心率(HRmax)百分比,以及心率储
10、备heartratereserve,HRR,HRR=HRmaX-静息心率(HRrest)百分比等表示,也可以采用功率(W)、代谢当量(metabo1icequiva1ent,MET)、km/h等表示。在运动处方实施过程中,要同时结合Borg自我感觉劳累程度分级、心肌缺血阈值等进行调整,特别是对于服用受体阻滞剂、心脏起搏器置入、心脏再同步化治疗以及心房颤动的患者2,26f27。四、医疗干预效果评价心脏和外周循环、肺通气与换气的主要作用都是支持细胞呼吸。因此,运动时呼吸反应的测定可提供对这些器官系统功能的最直接而全面的评估。严格实施CPET质量控制可保证有氧运动能力参数(如peakV02和AT)、
11、随功率变化的心血管和肺通气与换气功能以及能量代谢等指标具有高度可重复性17,为临床医师提供评估疾病严重程度和医疗干预效果等所需的可重复的客观信息,以便根据病情变化及医疗干预效果,调整治疗方案。五、外科术前风险评估围手术期的风险评估已成为十分重要的临床问题。患者运动过程中氧传输提升的能力与术后各器官系统维持功能的能力密切相关,从而可以评估外科手术预后。术前通过CPET测定peakVO2和AT,对于确定高风险手术患者,包括在静息状态时通过临床评估和检查被判定为心肺功能正常的患者以及可能患有未知心肺疾病的老年患者,均能提供有价值的临床依据。CPET标准化操作流程一、CPET的禁忌证根据不同的临床应用
12、目的,CPET可选择低水平、症状限制、亚极量运动试验等几种方案。CPET实施过程中的风险管控十分重要。为预防运动诱发的心血管不良事件等风险,本共识对CPET提出以下禁忌证(表2)27,28。表2心肺运动试验的禁忌证27,28她去拄制的急性己伏动缥合征;性心力表祖;有症帙的0度王动脉我农.产B壬动就缩窄皿王碰麻;他性主动脉央履;念性心般、心包炎或心内对一一Si炎;育痘状或血液动力学不0定的严声心律失常,如多源多发文性早网.频发点随修女慢心动过速.持飨性室性心动过速等;严芭的tMHt心搏失常,如高度及I壮府室传与阻浦(起SHS置入患If除外);&性肺栓塞及肺震死;急性呼吸衰谒;未控制的喉;休息时外
13、f1MQ“饱和度85%;念性下肢深静脉血检;近期发生非心脏原因可1绚运动Q的疾病,或患有可因运动而丽05AS丽S(如意杂、肝B103费、甲W症);未荻得知情同意S相对已知的后状动饿左主干50%以上狭稻阚窟;无明幅状的中到一度主动的狭宿随性肥厚型心1病,严期哪动IW海压;IMS心率120次M:未拄禁制的高血压:收堀压18OmmHg电臻压IOOmmHg;近期卒中的S性脑缺0!发作;下出啊W血栓;通未纠正的一些亳床修况(如产B8f1D.电解忌IS重乱、甲状的功能亢进等);妨师走的骨科投伤;靖神A常;不标合者证汪:1mmHg=O.133kPa(点击查看大图)二、CPET测试前的准备1测试环境:测试房间
14、一般不应小于20m2,可容纳试验需用的各类检查设备(包括急救设备及药品),同时应保证通畅的急救通道以及应急出口。房间应具有良好的采光和通风,一般温度控制在20-22,相对湿度50%左右。应注意人性化的环境布置和保护患者隐私。为了便于评估患者的主观努力程度,应在室内墙面上悬挂大小适中的Borg自我感觉劳累程度分级表27,29。2.气体定标:鉴于气体分析器和流量表易于偏移,测试前需对气体流速传感器、测定氧气和二氧化碳浓度的气体分析仪定标。如果静态肺功能测试有弥散功能检查的需要,测试前还需对弥散检查的气体进行定标。3.受试者的准备:受试者应病情稳定,近期无治疗药物的调整,穿着舒适衣物,鞋类应适于走路
15、和蹬踏,餐后23h测试为宜。测试前2h内应避免剧烈活动、吸烟、饮用咖啡、茶、酒等刺激性饮料。测试开始前,应安排受试者试戴面罩(口件)和鼻夹,熟悉Borg自我感觉劳累程度分级表。4.测试者的准备测试人员应经过专业培训I,有熟练的CPET操作技能,能良好应对测试过程中的紧急情况,按照应急流程对患者进行基础及高级生命支持。三、CPET操作流程1申请试验:首先要排除测试禁忌证。提供受试者的一般信息,并重点说明初步诊断、测试原因、申请试验种类和特殊需要等。2.医师评估:详细了解受试者的现病史、既往史、家族史等。重点关注受试者目前用药情况、吸烟、日常活动水平,有无不稳定性心绞痛、未控制的高血压、严重心律失
16、常或其他运动诱发的症状,以及肺、外周动脉、肌肉骨骼系统等有无可能限制运动的疾病史。3.履行告知义务:试验前必须签署书面知情同意书,内容包括告知患者CPET试验目的、实施过程、注意事项、提醒与运动有关的潜在不适和风险,并鼓励受试者试验前提出相关问题。4.静态肺功能测定:要求获得用力肺活量(forcedvita1capacity,FVC)、最大自主通气量(maxima1vo1untaryventi1ation,MVV)和第1s用力呼气的容积(forcedexpiratoryvo1umeinonesecond,FEV1)等呼吸参数以及最大流速-容量环。5.运动方案实施:(1)测功计:根据试验室具备的条件、受试者的具体情况及医生的个人习惯选择平板或踏车作为测功计。一般认为平板试验测得的pe