心肺运动试验的临床研究和应用
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2001年10月4日
心肺运动试验包括两个部分：心电图负荷试验和气体代谢分析。前者早已在临床上广泛应用，随着近几十年电子和电脑技术的发展，使人们有可能对受试者的呼出气进行快速、准确的分析，这就使得可以对运动中的受试者进行气体代谢分析，从而能定量反映心脏储备功能。
国外从80年代开始，在临床上的研究才得以重视并逐渐增多，但大多是研究报道，并未成熟地应用于临床，一些心肺等疾病对运动的反应特点尚未得到足够认识，国内的研究更少。为此，我们对正常成人及患者进行了广泛的研究，其目的是建立我们实验室的正常参考值，并在此基础上探讨心肺运动试验在临床上的应用。
正常值的建立
一、应用重复呼吸法测定正常人在静态及运动状态下的心排血量的初步观察
重复呼吸法是根据FICK原理，采用二氧化碳重复呼吸法(CO2rb)在运动中连续地测定受试者的心排血量，动态观察心脏对运动的反应，无创的评价心脏储备功能。我们对健康成人41例进行了研究。
, 百拇医药
男性在静态、运动50W负荷和100W负荷的分钟心排血量(CO,l/min)为6.67±3.39、8.75±1.41和14.59±1.16，每博射血量(SV,ml/s)为79.6±36.9、92.7±18.3和 111.2±13.7；女性在静态、和运动30W负荷心排血量(CO,l/min)为5.72±3.29和11.97±2.64，每博射血量(SV,ml/s)为66.9±33.2和107.6±22.7。结果表明,静态时的CO基本在正常范围,但个体差异较大,随着负荷的逐步递增,CO也相应增加,同时,个体差异也随之减小,结果与国外的有创试验相近，说明这一方法是可行的。
二、健康成人最大运动负荷下的摄氧量和心率的测定
最大摄氧量是心肺运动试验的一个重要参数，它反映心肺转运氧气的能力。其影响因素有体重、身高、生活习惯等，国外的正常参考值是建立在100名健康成人的试验结果上，国内尚无正常值。为此，我们对健康国人进行了研究。一结果与国外的结果类似，国内尚未见报导。 这为临床早期诊断心功能不全提供了一个无创的方法
, 百拇医药
受试者为健康成人94例，男性48例，年龄为21—73岁(平均45岁)，女性46例，年龄23—70岁(平均48岁)，
结果显示，最大摄氧量(VO2max)与年龄(AGE)和体表面积(BSA)有关，预计方程为：
女性：VO2max(ml/min)=917.75×BSA-8.99×AGE+176.20
男性：VO2max(ml/min)=660.61×BSA-18.92×AGE+1510
HR-VO2的关系方程为：
女性：HR＝70.32+0.058×VO2(ml/min)±12
男性：HR＝75.01+0.037×VO2(ml/min)±12
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对比我们与国外的结果，显示我们用体表面积替代了身高和体重。究竟哪一个更符合实际尚有待于进一步研究。健康参考值的建立为国内进一步深入的研究提供了基础。
心肺运动试验在心血管系统中的应用
心肺运动试验是通过定量化的最大摄氧量(VO2 max)等指标来衡量心肺功能的，运动可以早期发现心肺功能的轻度障碍，因此它可以广泛地用于涉及心肺功能的领域。
一、选择性β1受体阻滞剂对运动耐力的影响
24例患者均为男性，正在服用Metoprolol(倍他乐克)，根据是否有冠心病而分为冠心病组(CAD)和非冠心病组(NCAD)，对照组为健康成年男性。
结果与讨论：CAD：VO2max=18.54±3.74ml/kg/min,HRmax=116.19±.86beats/min;
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NCAD:VO2max=19.81±4.12ml/kg/min,HRmax=119.88±21.52beats/min,明显低于对照组VO2max=24.17±5.15mi/kg/min，HRmax=147.80±12.95beats/min。
结果表明，患者服用倍他乐克后VO2max和HRmax较正常组明显减低，CAD组的VO2max下降25%，NCAD组的VO2max下降20%，HRmax分别降低21%和19%，提示选择性β1阻滞剂-倍他乐克减低患者的运动耐力。
试验表明，运动早期，VO2的增加是通过每博输出量(SV)的增加而实现的，在运动的后期则主要靠HR的增加使VO2达到最大。由此可见，心率的增加在促进氧气转运至肌肉细胞起了非常大的作用。本文研究结果显示，CAD和NCAD组的HRmax分别减低了21%和19%，其减低的幅度与VO2max的幅度(25%和20%)相近，NCAD组的VO2max与HRmax下降的比例非常接近，由此可以看出，选择性β1阻滞剂引起运动耐力下降的主要原因是抑制了运动中心率的增加，使VO2max减小。这一观点在国内外是首次提出。
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二、心肺运动试验评价充血型心力衰竭病人与预后
心肺运动试验最主要的特点之一就是无创、定量的测定心脏的储备功能。目前临床上仍然用美国NYHA心功能分级方法对心功能不全的患者进行分级，它具有简便易行的特点，但同时受病人的主观因素影响很大，为此我们将两种方法进行了对比，并由此观察病人的预后。
共选择了38例因左心衰竭而入院的病人，男性34例，女性4例，平均年龄65.8±4.7岁。临床症状稳定4周后进行心肺运动试验及超声心动图。根据心肺运动试验的结果将病例分为二组，A组8例VO2max10ml/min/Kg。所有病人出院后来门诊随访，平均随访时间为1.4年(1.2-1.9年)。
结果与讨论：两组病人心功能分级、左室大小及左室射血分数均无显著差异(P>0.05)
静息和运动高峰心率两组之间无统计学差异，但B组的最大摄氧量(VO2Max)、代谢当量(Mets)、无氧阈(AT)明显高于A组(P0.05，2例心功能好转(7.7%)，P>0.05。
由此可以看出，NYHA分级对一些病人无法客观评价其预后，尤其是对NYHA心功能II-III级病人有时会过高或过低评估了病人的心功能状态。而心肺运动试验则能客观的评价心功能，并且能估计病人的预后。当VO2max, http://www.100md.com
国外从80年代开始，在临床上的研究才得以重视并逐渐增多，但大多是研究报道，并未成熟地应用于临床，一些心肺等疾病对运动的反应特点尚未得到足够认识，国内的研究更少。为此，我们对正常成人及患者进行了广泛的研究，其目的是建立我们实验室的正常参考值，并在此基础上探讨心肺运动试验在临床上的应用。
正常值的建立
一、应用重复呼吸法测定正常人在静态及运动状态下的心排血量的初步观察
重复呼吸法是根据FICK原理，采用二氧化碳重复呼吸法(CO2rb)在运动中连续地测定受试者的心排血量，动态观察心脏对运动的反应，无创的评价心脏储备功能。我们对健康成人41例进行了研究。
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男性在静态、运动50W负荷和100W负荷的分钟心排血量(CO,l/min)为6.67±3.39、8.75±1.41和14.59±1.16，每博射血量(SV,ml/s)为79.6±36.9、92.7±18.3和 111.2±13.7；女性在静态、和运动30W负荷心排血量(CO,l/min)为5.72±3.29和11.97±2.64，每博射血量(SV,ml/s)为66.9±33.2和107.6±22.7。结果表明,静态时的CO基本在正常范围,但个体差异较大,随着负荷的逐步递增,CO也相应增加,同时,个体差异也随之减小,结果与国外的有创试验相近，说明这一方法是可行的。
二、健康成人最大运动负荷下的摄氧量和心率的测定
最大摄氧量是心肺运动试验的一个重要参数，它反映心肺转运氧气的能力。其影响因素有体重、身高、生活习惯等，国外的正常参考值是建立在100名健康成人的试验结果上，国内尚无正常值。为此，我们对健康国人进行了研究。一结果与国外的结果类似，国内尚未见报导。 这为临床早期诊断心功能不全提供了一个无创的方法
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受试者为健康成人94例，男性48例，年龄为21—73岁(平均45岁)，女性46例，年龄23—70岁(平均48岁)，
结果显示，最大摄氧量(VO2max)与年龄(AGE)和体表面积(BSA)有关，预计方程为：
女性：VO2max(ml/min)=917.75×BSA-8.99×AGE+176.20
男性：VO2max(ml/min)=660.61×BSA-18.92×AGE+1510
HR-VO2的关系方程为：
女性：HR＝70.32+0.058×VO2(ml/min)±12
男性：HR＝75.01+0.037×VO2(ml/min)±12
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对比我们与国外的结果，显示我们用体表面积替代了身高和体重。究竟哪一个更符合实际尚有待于进一步研究。健康参考值的建立为国内进一步深入的研究提供了基础。
心肺运动试验在心血管系统中的应用
心肺运动试验是通过定量化的最大摄氧量(VO2 max)等指标来衡量心肺功能的，运动可以早期发现心肺功能的轻度障碍，因此它可以广泛地用于涉及心肺功能的领域。
一、选择性β1受体阻滞剂对运动耐力的影响
24例患者均为男性，正在服用Metoprolol(倍他乐克)，根据是否有冠心病而分为冠心病组(CAD)和非冠心病组(NCAD)，对照组为健康成年男性。
结果与讨论：CAD：VO2max=18.54±3.74ml/kg/min,HRmax=116.19±.86beats/min;
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NCAD:VO2max=19.81±4.12ml/kg/min,HRmax=119.88±21.52beats/min,明显低于对照组VO2max=24.17±5.15mi/kg/min，HRmax=147.80±12.95beats/min。
结果表明，患者服用倍他乐克后VO2max和HRmax较正常组明显减低，CAD组的VO2max下降25%，NCAD组的VO2max下降20%，HRmax分别降低21%和19%，提示选择性β1阻滞剂-倍他乐克减低患者的运动耐力。
试验表明，运动早期，VO2的增加是通过每博输出量(SV)的增加而实现的，在运动的后期则主要靠HR的增加使VO2达到最大。由此可见，心率的增加在促进氧气转运至肌肉细胞起了非常大的作用。本文研究结果显示，CAD和NCAD组的HRmax分别减低了21%和19%，其减低的幅度与VO2max的幅度(25%和20%)相近，NCAD组的VO2max与HRmax下降的比例非常接近，由此可以看出，选择性β1阻滞剂引起运动耐力下降的主要原因是抑制了运动中心率的增加，使VO2max减小。这一观点在国内外是首次提出。
, 百拇医药
二、心肺运动试验评价充血型心力衰竭病人与预后
心肺运动试验最主要的特点之一就是无创、定量的测定心脏的储备功能。目前临床上仍然用美国NYHA心功能分级方法对心功能不全的患者进行分级，它具有简便易行的特点，但同时受病人的主观因素影响很大，为此我们将两种方法进行了对比，并由此观察病人的预后。
共选择了38例因左心衰竭而入院的病人，男性34例，女性4例，平均年龄65.8±4.7岁。临床症状稳定4周后进行心肺运动试验及超声心动图。根据心肺运动试验的结果将病例分为二组，A组8例VO2max10ml/min/Kg。所有病人出院后来门诊随访，平均随访时间为1.4年(1.2-1.9年)。
结果与讨论：两组病人心功能分级、左室大小及左室射血分数均无显著差异(P>0.05)
静息和运动高峰心率两组之间无统计学差异，但B组的最大摄氧量(VO2Max)、代谢当量(Mets)、无氧阈(AT)明显高于A组(P0.05，2例心功能好转(7.7%)，P>0.05。
由此可以看出，NYHA分级对一些病人无法客观评价其预后，尤其是对NYHA心功能II-III级病人有时会过高或过低评估了病人的心功能状态。而心肺运动试验则能客观的评价心功能，并且能估计病人的预后。当VO2max, http://www.100md.com