7.2.11 心肺功能运动试验
心肺运动试验（cardiopulmonary exercise test，CPET）是综合利用呼吸气体监测技术、计算机技术和运动平板或踏车技术，实时监测在不同条件下机体耗氧量和二氧化碳排出量的动态变化，从而客观地定量评价心脏储备功能与运动耐量。运动试验采用连续递增运动负荷（Ramp方案）和分级递增运动负荷（常用Bruce方案和Naughton方案），逐渐增加至运动终点或达到运动极量。CPET主要用于评估运动耐量、心肺疾病的严重程度、手术风险与残障能力，预测病情发展以及运动员的测试。对于心力衰竭患者，CEPT主要用于判断病情的严重程度，评价治疗效果，帮助判定预后，评估是否需要心脏移植，指导制订运动处方。
（1）CPET的适应证：心衰病情稳定＞2周，包括症状稳定、血压稳定在正常范围、无体位性低血压、无水和钠潴留（不需增加利尿剂的剂量）、无充血性的证据（主要是肺淤血）、无明显的心律失常、肾功能稳定（肌酐水平）以及电解质处于正常范围。
（2）CPET的禁忌证：绝对禁忌证包括AMI（2天内）、高危不稳定性心绞痛、导致血流动力学不稳定的心律失常、急性心内膜炎、严重的主动脉缩窄、失代偿性心衰、急性肺动脉血栓形成或肺栓塞、近期发生的非心脏原因的可影响运动能力的疾病，或因运动而加剧病情（如感染、肾衰竭、甲状腺毒症）、残疾人或不能合作者、未得到患者知情同意。相对禁忌证包括左冠状动脉主干狭窄、心脏瓣膜病中度狭窄、电解质紊乱、心动过速或心动过缓、心室率未控制的心房颤动、肥厚型心肌病、不能合作的脑功能障碍、高度AVB。
（3）CPET常用指标
1）峰值摄氧量（peak oxygen uptake，VO2peak）：是指人体在极量运动时的最大耗氧能力，代表着人体供氧能力的极限水平，即使运动量增加，VO2也不增加而形成平台期。实际操作中，受测试者不可能使运动量继续增加而达到最大运动状态，VO2没有平台期出现，此时的摄氧量称为VO2peak，并以其替代最大摄氧量（VO2max）。年龄、性别、体重、日常活动水平、运动类型、心功能状态、血液与组织摄氧能力等均是其影响因素。目前认为VO2peak预测值＜84%为降低。在心衰患者中，VO2peak与血流动力学参数具有高度的相关性。
2）无氧代谢阈值（anaerobic threshold）：当运动负荷增加到一定量后，组织对氧的需求超过了循环所能提供的供氧量，组织必须通过无氧代谢以提供更多的氧，有氧代谢至无氧代谢的临界点即为无氧代谢阈值。正常值＞VO2max的40%，通常为50%～60%。影响因素与VO2peak相似，主要是能更好地反映肌肉线粒体利用氧的能力。将无氧代谢阈值与VO2peak结合判定慢性心衰的运动耐量，更为科学合理。有人利用VO2peak和无氧代谢阈值对慢性心衰分为4级，VO2peak的切点值分别是20、16、10，无氧代谢阈值的切点值为14、11、8，对于心功能的严重程度及预后评价有较大价值。
3）最大心率（HRmax）：是指最大运动时的心率。最大心率的预计值=220-年龄或210-0.65×年龄。最大心率储备是指最大运动量时能达到的心率与静息心率的差值。
4）血压：随运动量的增加而升高。若随运动量的增加而下降，常预示有严重心功能障碍。
5）肺通气指标：CO2的通气当量（VE/VCO2）反映通气效率，正常值为20～30。相关研究表明VO2peak与VE/VCO2斜率在男性和女性心衰患者中的预测价值相当甚至超过VO2peak，多变量分析显示VE/VCO2斜率是心脏相关事件最强的预测因素，可作为心衰患者高危预测因子。
6）呼吸交换率：即VCO2/VO2的比值，若比值＞1表示已存在乳酸性中毒或高通气状态，而＞1.15则提示已达到最大运动状态。
（4）CPET前的准备工作(https://www.daowen.com)
1）受试者准备：CPET前至少12小时内未进行正常的体力活动，3小时内不能进食与吸烟。
2）操作者评估：了解既往病史尤其是服用药物（特别是β受体阻滞剂）、吸烟情况、日常活动水平、有无心绞痛或其他运动诱发的症状。同时进行体格检查，重点是心脏、肺、脉搏和肌肉骨骼系统，测量双臂血压、实际身高和体重。通过病史和体格检查进行综合评估。
3）操作者指导：操作者需向患者介绍CPET所获得的有价值的信息和获得的益处，了解CPET的运行程序及正常的执行方法，让患者理解整个试验中运动用力的程度，知晓运动中可能出现的异常情况，并且随时可能因身体明显不适（如窘迫感）而停止，鼓励患者在同意运动前提出任何相关的问题并予以指导，告知有窘迫感或腿部不适时指出具体部位等。同时详细向患者讲解Borg自感劳累分级法和呼吸困难分级法。
4）自感劳累分级：包括10级分级法和15级分级法。10级分级法为：0级，没有疲劳；0.5级，疲劳非常轻；1级，疲劳很轻；2级，疲劳轻；3级，疲劳中度；4级，稍微累；5级，累；6级，未描述；7级，很累；8级，未描述；9级，非常累；10级，最累。15级分级法为：6级，未描述；7级，疲劳非常轻；8级，未描述；9级，疲劳很轻；10级，未描述；11级，疲劳轻；12级，未描述；13级，稍微累；14级，未描述；15级，累；16级，未描述；17级，很累；18级，未描述；19级，非常累；20级，未描述。
5）呼吸困难分级：包括5级分级法和10级分级法。5级分级法为：0级，没有呼吸困难；1级，轻度呼吸困难；2级，轻度呼吸困难；3级，重度，能坚持；4级，严重，不能坚持。10级分级法为：11级，没有呼吸困难；11.5级，呼吸困难非常非常轻；12级，很轻；13级，轻度；14级，中度；15级，稍微重；16级，未描述；17级，严重；18级，很重；19级，未描述；20级，未描述；21级，非常重。
6）知情同意事项：CPET必须征得患者的同意，并签署知情同意书，否则不予实施。
（5）CPET实施步骤与方法
1）选择方案：多采用踏车症状限制性递增运动试验。通常在安全的前提下，鼓励患者尽可能坚持运动，直至出现不能继续运动的症状为止。运动负荷递增的速率、阶梯之间的时间间期以及运动总时间是决定运动方案的重要因素，运动试验持续的时间对疗效评价、摄氧量的精确估计以及症状对运动的限制等具有相当大的影响。目前，经过改良的Naughton方案在获得心衰功能判定和预后资料方面具有优势。此方案以2分钟为一阶梯，每阶梯递增约1 METS（相当于活动平板每级增加2.5%，踏车每次递增10～15 W）。Ellestad方案、改良Astrand方案和Bruce方案所采用的功率和递增量，对于大多数心衰患者均难以达到，故不适宜。ACC/AHA/ACSM（美国运动医学院）的运动试验指南推荐运动试验方案应该个体化，递增工作量宜小，运动试验总持续时间保持在8～12分钟。采用斜坡方法似乎更易达到要求，但斜度不宜过大，而且不能一次增加较大的幅度。
2）观察项目：监测心电图特别是心率、节律、ST-T段变化，监测血压特别是运动过程中的血压变化，观察呼吸困难程度、面色和皮肤颜色变化、有无中枢神经系统异常如步态不稳、共济失调等，询问有无胸痛、心悸、头晕、眩晕、肢体麻木等。
3）终止指征：与心电图运动试验的终止指征相同。