《心肺运动试验介绍》PPT课件

心肺运动试验过程中，部分患者可 能会出现胸痛、呼吸困难等不适症 状，甚至有可能诱发潜在疾病。
依赖专业人员操作
心肺运动试验需要专业人员进行操 作和解读，对设备和技术的要求较 高。
与其他诊断方法的比较
与心电图、超声心动图等传统心血管检查方法相比，心 肺运动试验能够更全面地评估心脏功能和储备能力。
与肺功能检查相比，心肺运动试验能够更准确地评估心 肺之间的相互作用和整体功能。
氧脉搏是指在一定时间内 每分钟心跳所摄取的氧气 量，可以反映心脏的泵血 能力和氧利用率。
心率储备
心率储备是指心率最大值 与安静时心率的差值，反 映心脏对运动的适应能力 和储备能力。代谢Fra bibliotek标血乳酸
血乳酸是糖酵解的产物，通过观 察血乳酸的变化可以评估糖酵解 供能的能力和运动强度。
血pH值
运动时血液pH值的变化可以反映 体内酸碱平衡状况，过酸或过碱 都会影响身体的正常生理功能。
06
心肺运动试验的未来发展与展 望
Chapter
技术创新与改进
新型检测设备的研发
随着科技的进步，未来心肺运动试验可能会采用更先进的检测设备 ，提高测试的准确性和可靠性。
智能化数据分析
通过人工智能和机器学习技术，对心肺运动试验数据进行更深入的 分析和解读，以揭示更多关于患者健康状况的信息。
无创检测手段
与其他运动试验相比，心肺运动试验的适用范围更广， 能够用于不同年龄段和不同健康状况的人群。
05
心肺运动试验的实际应用与案 例分析
Chapter
在临床医学中的应用
诊断心肺疾病
心肺运动试验可以检测和评估心肺功能，对于诊断心肺疾病如慢 性阻塞性肺疾病、心力衰竭等具有重要意义。
评估治疗效果

设备准备
检查心肺运动试验设备是否正常运行，校准气体分析仪和运动负荷装置。准备 好急救设备和药物，以应对可能出现的心血管或呼吸系统紧急状况。
试验中的操作与注意事项
负荷递增
按照预定的负荷递增方案逐步增加运动负 荷，每2-3分钟增加一次负荷，直至达到
最大运动能力。
A 起始负荷
根据受试者的体能情况设置合适的 起始负荷，通常为25-50W。
(完整版)心肺运动试验
汇报人：可编辑
2023-12-27
contents
目录
• 心肺运动试验简介 • 心肺运动试验的原理与流程 • 心肺运动试验的结果解读 • 心肺运动试验的临床应用 • 心肺运动试验的优缺点与展望 • 心肺运动试验的实践操作与注意事项
01
心肺运动试验简介
定义与目的
定义
心肺运动试验是一种在运动状态下， 通过监测和评估心肺功能、代谢和肌 肉等方面的指标，来评估人体整体健 康状况的检查方法。
虽然心肺运动试验在大多数情况下是 安全的，但仍存在一定的风险，如心 跳骤停、心肌梗死等。
费用较高
心肺运动试验通常需要专业的设备和 人员，因此费用较高。
研究展望
提高准确性
进一步研究和技术改进可以提高心肺运动试验的准确性，使其更准确 地评估心肺功能。
扩大应用范围
探索心肺运动试验在更多疾病领域的应用，如慢性疲劳综合征、抑郁 症等。
B
C
D
终止试验
在出现严重心血管或呼吸系统症状、受试 者达到最大运动能力或出现其他需要终止 试验的情况时，停止试验。
监测与记录
全程监测受试者的心电图、血压、呼吸频 率和血氧饱和度等生理指标，并实时记录 数据。
试验后的处理与注意事项

如何确定无氧阈？
⑴ 乳通气当量法
3.1 乳酸法
桡动脉取血，作血气分析检测乳酸，出现乳酸性酸中毒 即为无氧阈
3.2 V-slope法 A: 在功率进行性增高的试验中，作VCO2 相对于VO2的函数图（ V-slope作图），在 功率增高1min左右，VCO2各点呈现线性， 其斜率S1大约接近1，当斜线出现转折， VCO2增加快于VO2，斜率S2明显>1,此折 点即为无氧阈值 B：①弱体质，心脏病 ②McArdle’s 综合 征（肌组织磷酸化酶缺陷，不能产生乳酸）
max达标判定：
1.HR≥180次/min 2. 呼吸商 （RQ）≥1.15 3. 随着运动负荷增加， VO2 不再增加或稍有下降 4.受试者主观感觉筋疲力尽，虽经反复鼓励仍不 能维持既定速率
①
以上4项，至少有3项符合
注① ：呼吸商（RQ）表示组织内每分钟CO2的产量（QCO2）与每分钟O2 消耗量（QO2）之比，RQ=QCO2/QO2。
6. 呼吸储备（BR）
• 最大通气量(MVV)与最大负荷运动通气量VE之差的绝 对值,或以最大负荷运动通气量VE占MVV之百分数表示 • MVV：运动前每分钟最大通气量 • VE max：最大负荷运动通气量 • BR=∣MVV- VE max∣或（MVV- VE max ）/MVV % • 正常：（38±22）L/min 或 20%～50%
最大摄氧量（VO2 max）：当负荷逐渐递增到某一时刻，
VO2不再随运动负荷（功率）和心率的增加而增加，出现 一个平台时的VO2叫做VO2max ，单位常用L/min表示（ 若 考虑体重，可用ml/kg/min表示）。心、肺疾病及贫血等使 氧利用和氧流障碍的疾病均可使VO2max下降
• VO2

➢ 40-50% mortality ➢ Consider non-surgical management
Absolute Contraindications to CPET
Acute MI Unstable angina Unstable arrhythmia Acute endocarditis, myocarditis, pericarditis Syncope Severe, symptomatic AS Uncontrolled CHF Acute PE, DVT Respiratory failure Uncontrolled asthma SpO2 <88% on RA Acute significant non-cardiopulmonary disorder that may affect or be
Pulmonary
Ventilatory Respiratory muscle
dysfunction Impaired gas exchange
Cardiovascular
Reduced stroke volume Abnormal HR response Circulatory abnormality Blood abnormality
Karlman Wasserman
Coupling of External Ventilation and Cellular Metabolism
Adaptations of Wasserman’s Gears
General Mechanisms of Exercise Limitation
▪ Less danger of fall/injury ▪ Can stop anytime
➢ Direct power calculation

费用较高
心肺运动试验需要昂贵的设备和试剂，导 致其费用相对较高，限制了其在临床的广
泛应用。
安全性问题
心肺运动试验过程中可能出现心律失常、 心绞痛等严重并发症，需要严格掌握适应 症和禁忌症，确保患者安全。
诊断标准不统一
目前心肺运动试验的诊断标准尚未完全统 一，不同地区和医院之间的结果可比性较 差，影响临床应用和科研成果的推广。
发展历程与现状
发展历程
心肺运动试验自20世纪50年代开始发展，经历了从简单运动 到复杂运动的演变，从最初的踏车运动试验到现在的多级平 板运动试验和心肺功能代谢检测系统等高级技术，其准确性 和可靠性得到了不断提高。
现状
目前，心肺运动试验已经成为临床医学中不可或缺的一部分 ，广泛应用于心血管疾病、呼吸系统疾病、康复医学等领域 。随着科技的不断进步，心肺运动试验的设备和技术也在不 断更新和完善。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
02
心肺运动试验的原理与 实施
原理简述
原理简述
心肺运动试验是一种评估人体在运动状态下的心肺功能和代谢状态的医学检查方法。通过 监测受试者在运动过程中的心电图、呼吸气体交换、血氧饱和度等生理参数，可以了解其 心肺功能和健康状况。
目的
降低费用
随着技术的普及和成本的降低，心肺运动 试验的费用有望降低，使其在临床的广泛 应用成为可能。
与其他相关技术的结合与应用
心肺运动试验与代谢分析技术结合
通过代谢分析技术，可以更准确地评估心肺功能和能量代谢情况，为疾病的诊断和治疗 提供更全面的信息。
心肺运动试验与影像学技术结合
影像学技术可以直观地显示心肺结构和功能的变化，与心肺运动试验结合可以更全面地 评估心肺功能。

20
测试——空蹬
21
测试——负荷递增
患者继续保持匀速蹬车速度。 运动功率递增。 总的负荷递增运动试验时间维持在10分钟以内，宁短勿长。 测试过程中密切关注患者参数：心率、ST段、血压、RER、
RPE等。 发现异常事件，添加标记点（如心电异常事件）
22
测试——负荷递增
慢速肺活量、流速流量环（一秒量、峰值流速等）、分钟最大通气量。
15
开始测试——负荷运动
一般分为四个阶段：
静息； 空蹬； 负荷递增； 恢复。
期间密切关注患者心率、心电图、血压、氧饱和度等参数，了解患者自
我感觉及疲劳程度。
16
17
个人感知发挥规模博格评级
18
测试——静息 患者保持静息状态1分钟以上，测定患者静息时的参数。如：
二氧化碳通气当量，VE/VCO2或EQCO2
排出一升二氧化碳所需要的通气量，是死腔通气的指标之一，反映通气效率。
正常值在AT点时，约为29±4.3。
33
心肺运动试验的主要参数（3）
代谢当量，MET
在1分钟内作1Kg的功时机体所能提供的摄氧量，经测算约3.5mlO2/min·Kg。 可用于衡量运动强度、生活活动强度，或用于康复运动处方。
8.氧饱和度降至90％以下。
· 9.达到可重复的峰值VO2。
26
测试——恢复 受试者继续无负荷缓慢运动1～2分钟，再改为静息状态。 避免剧烈运动突然终止时出现血压骤降、头痛、心律失常等。 受试者通过面罩呼吸至少2min。 尽量让受试者各项指标恢复至接受试验前的静息状态水平。
27
100
24
测试——负荷递增
如果受试者患有心、肺疾患，需要减少估测峰值V·O2的水平。

Clinical Exercise Tests
6-min walk test
Submaximal
Shuttle walk test
Incremental, maximal, symptom-limited
Exercise bronchoprovocation Exertional oximetry Cardiac slman Wasserman
Coupling of External Ventilation and Cellular Metabolism
Adaptations of Wasserman’s Gears
General Mechanisms of Exercise Limitation
Pulmonary
Ventilatory Respiratory muscle
dysfunction Impaired gas exchange
Cardiovascular
Reduced stroke volume Abnormal HR response Circulatory abnormality Blood abnormality
What is CPET?
Symptom-limited exercise test
Measure airflow, SpO2, and expired oxygen and carbon dioxide
Allows calculation of peak oxygen consumption, anaerobic threshold
Peripheral
Inactivity Atrophy Neuromuscular dysfunction Reduced oxidative capacity

）、心率(HR)、分钟通气量(VE)等来反映评价心肺等脏器对 运动的反应。运动心肺功能测定已广泛用于临床医学、运动
医学、航空医学、康复医学等领域。
试验方法
应用功率自行车进行试验，目前采用症状限制性的方 法，功率递增采用斜坡递增方案，每分钟递增功率15~30W ，患者保持自行车转速40-70转/分钟运动，直至患者因各 种症状限制而终止运动，如呼吸困难、心悸、心绞痛、血
压和心电图异常等，整个运动时间控制在8~12分钟完成。
二 常用指标
VO2max
指细胞最 大的摄氧 能力，一 般等同于 最大运动 氧代谢 来增加供 能开始时 的摄氧量
VO2/HR
氧脉： 由VO2 除以同 步测得 的心率
METS
代谢当量 ：反应心 功能和运 动强度的 指标
HRR
心率储备 显示最大 运动试验 终期心率 进步增加 的潜能
三 心肺疾病中的临床应用
1
2 3 4 5
心肺疾病的早期诊断 心血管疾病治疗效果的评价. 呼吸系统疾病治疗效果的评价 心血管和呼吸系统疾病的鉴别诊断 心肺疾病的预后评估
1 心肺疾病的早期诊断
心、肺在解剖及生理方面均为相互联系最紧密的两个器官，在研 究心功能或肺功能同时更应重视整体心肺功能情况。 许多疾病的发生 源自心肺功能协调性异常，传统监测方法仅对某一系统监测易导致诊 断延误或不能对疾病进行正确分级，以致丧失早期诊断治疗的机会。
心肺运动试验的 临床研究及应用
心肺运动试验
一. 简介及试验方法 二. 常用指标 三. 心肺疾病中的临床应用 四. 手术患者的术前评估 五. 运动康复处方制定 六. 康复效果的制定和评价
一 简
介
心肺运动试验是综合心、肺、活动肌群，在一定功率负 荷下记录代谢指标、通气指标以及心电图的变化，例如监测

评估指标——代谢当量 (metabolic equivalent，
METs)
• 判断体力活动能力和预后。
• 将运动试验所能达到的最高VO2折算为 METs或采用间接判断方式确定METs， 用以判断体力活动水平和预后以及是否 手术治疗的选择参考。
判断体力活动能力和预后
• <5METs 65岁以下的患者预后不良 • 5METs 日常生活受限，相当于急性心
• CPET为心衰患者和成人先心病（adult congenital heart disease，ACHD）患
临床应用——呼吸系统
• CPET应用于呼吸系统疾病诊断及预后的 优越性在于，通过运动诱发患者的病理 性改变，分析得出参数，如Peak VO2、 VE/VCO2、血氧饱和度（blood oxygen saturation，SPO2），协助做出更客观 准确的判断。
历史
• 每口气法(Breath by Breath)：随着气体浓度 分析器分析速度的不断提高，科学家通过提高 采样速度减少混合室的大小，获得了和传统混 合气袋法一致的测试结果，于是就出现了每口 气测试法(Breath by Breath)，即分析每一口 呼出气的气体成分和通气量，这样大大改善了 混合气袋分析的动态性能，克服了传统混合气 袋法反应迟钝，测试样本少的缺点，成为测试 技术上的又一次大飞跃。
• 确定采用步行作为主要锻炼方式，每天2次。 查表知步行4公里/时=3METs，6.5公里/时 =5.6METs
• 步行4公里/时作为准备活动： 3×15=45METs
• 步行6.5公里/时作为基本训练： 5.6×30=168METs
• 步行4公里/时作为准备活动： 3×20=60METs
区分残疾程度

心肺运动试验
5
历史
• 混合气袋法(Mixing-bag)：由于经典的格拉斯 气袋法不能做到测试数据的实时(On-line)分析， 于是有人就提出呼出气的动态混合概念，即混 合气袋法(Mixing-bag)，借助于当时的苹果II 计算机、电子气体浓度分析器和流速传感器， 在测试的同时得到了气体代谢的数据。这是气 体代谢测试技术的一次大的飞跃。混合气袋法 比较符合道格拉斯气袋法，缺点是动态性能差， 反映迟钝。适合于稳态功率负荷的试验，但该 测试方法不能满足短时间快速精确的测量。
心肺运动试验
6
历史
• 每口气法(Breath by Breath)：随着气体浓度 分析器分析速度的不断提高，科学家通过提高 采样速度减少混合室的大小，获得了和传统混 合气袋法一致的测试结果，于是就出现了每口 气测试法(Breath by Breath)，即分析每一口 呼出气的气体成分和通气量，这样大大改善了 混合气袋分析的动态性能，克服了传统混合气 袋法反应迟钝，测试样本少的缺点，成为测试 技术上的又一次大飞跃。
9
测试系统
• 随着电子计算机和电子传感器技术的发 展，运动负荷、心电图和气体代谢变化 的测量有机结合产生了CPET（运动负荷 气体交换法）。
• CPET包括运动气体代谢分析和运动心电 负荷试验两部分。
心肺运动试验
10
测试系统
• 气体代谢测试通过采集气体样本，使用 一口气法、每次呼吸法、运动过程中内
心肺运动试验
2
心肺运动试验
3
心肺运动试验
4
历史
• 经典的道格拉斯气袋法(Dagalas bag)：早期 由于没有流量传感器和气体分析器，所以气体 代谢测试采用多个测试气袋，受试者的呼出气 体经过三通单向阀全部收集到道格拉斯气袋中， 每隔一定时间(30秒或1分钟)更换一个气袋， 这样整个测试过程就需要几十个气袋。测试完 成后，使用化学分析方法分析气袋中的氧和二 氧化碳的成分和数量，整个过程缓慢而且非常 繁琐。

1/16/2020
Components of Integrated CPET
Symptom-limited ECG
HR
Measure expired gas
Oxygen consumption CO2 production Minute ventilation
SpO2 or PO2 Perceptual responses
Karlman Wasserman
Coupling of External Ventilation and Cellular Metabolism
Adaptations of Wassermanms of Exercise Limitation
Pulmonary rehabilitation
Exercise intensity/prescription Response to participation
Pre-op evaluation and risk stratification Prognostication of life expectancy Disability determination Fitness evaluation Diagnosis Assess response to therapy
Pulmonary
Ventilatory Respiratory muscle
dysfunction Impaired gas exchange
Cardiovascular
Reduced stroke volume Abnormal HR response Circulatory abnormality Blood abnormality

目的
评估心脏、肺脏和循环系统的功 能状态，诊断潜在的心肺疾病， 评估患者的运动能力和康复效果 。
发展历程与现状
发展历程
心肺运动试验经历了从简单运动到复 杂运动的演变，从最初的踏车运动到 现在的多通道、高精度监测系统。
现状
心肺运动试验已成为临床医学中的重 要诊断工具，广泛应用于心血管疾病 、呼吸系统疾病和康复医学等领域。
呼吸困难的识别
注意观察受试者在运动过程中的呼吸情况，如出现严重呼吸困难或 发绀等异常症状，应立即停止试验并进行紧急处理。
高风险人群的评估
对于高风险人群，如严重心肺疾病患者或老年人，应在试验前进行全 面的风险评估，以确保其安全。
试验结果的解读与局限性
正常值范围
根据受试者的年龄、性别、身高、体重等因 素，建立正常值范围，以评估心肺功能和代 谢水平是否正常。
试验原理与操作流程
试验原理
通过逐渐增加运动负荷，观察受试者的心电、呼吸、血压等生理参数的变化， 从而评估心肺功能和运动耐力。
操作流程
受试者先进行静息状态的生理参数测量，然后进行递增负荷运动，如踏车或跑 步，同时监测和记录各项生理参数，直至达到最大运动负荷或出现异常反应。
02
心肺运动试验的应用领域
02
开展多学科交叉研 究
结合生理学、医学、工程学等多 学科的理论和技术，对心肺运动 试验进行深入研究。
03
促进研究成果转化
加强心肺运动试验领域研究成果 的转化和应用，推动相关技术的 临床实践和产业化发展。
THANKS
THANK YOU FOR YOUR WATCHING
运动生理学
运动能力评估
心肺运动试验可以评估个体的最 大有氧运动能力和无氧阈值，了 解个体的运动能力和运动潜力。

VO2表示最大有氧能力。一般来说，Peak VO2 占预计值百分比＜84%提示Peak VO2下降。
12
13
评估指标——代谢当量 (metabolic equivalent，
METs)
• METs是运动生理学和康复医学领域中 最常用来表达各种活动时的相对能量代 谢水平的指标，1MET相当于正常成人 安静坐位状态下的VO2（平均为 3.5ml/kg· min）。
23mets修面10步行16公里时1520自己进食14步行24公里时2025床上用便盆40散步40公里时3036步行50公里时34穿衣20步行65公里时56站立10步行80公里时67坐床边20骑车中速5724mets坐位自己吃饭15上下床165铺床39穿脱衣2535扫地45站立热水淋浴35擦地跪姿53挂衣24园艺工作56拖地776725mets职业活动秘书坐16焊接工34机器组装34轻的木工活45砖瓦工34油漆45挖坑78开车2826交谊舞慢29排球非竞赛性29交谊舞快55羽毛球55有氧舞蹈60游泳慢45跳绳120游泳快70网球60乒乓球4527织毛线1520桌球23打牌1520弹钢琴25缝纫坐16长笛20写作坐20击鼓38手风琴23小提琴2628二氧化碳通气当量是指呼出1升二氧化碳时所需要的通气量ventilationve即ve与二氧化碳排出量carbondioxideoutputvco2比值简写为vevco2
肌梗塞恢复期的功能储备 • 10METs 正常健康水平，药物治疗预后
与其它手术或介入治疗效果相当 • 13METs 即使运动试验异常，预后仍然
良好 • 18METs 有氧运动员水平 • 22METs 高水平运动员
16
表示运动强度，制定运动 处方
• 运动强度——靶心率 • 问题：运动时测定困难；心血管活性药