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运动心肺功能测定-2003.9.15

1.乳酸法:即挠动脉插管后持续取动脉血作血气分析检测乳酸

平,出现乳酸性酸中毒时即为无氧阈; 2.V-slope法; 3.通气当量法:根据VO2, VCO2,VE,VE/VO2,VE/VCO2趋势图AT点上 ① VE,VCO2 突然非线性增加使直线呈角度上升,而VO2仍呈线 性不变; ② VE/VO2开始增加,而没有VE/VCO2 的相应增加。后者增加 为呼吸代偿点(RC点); ③ PetO2开始增加,而PetCO2处于平段,尚未降低,后者降低 时为RC点(见图4)。
图1
运动心肺偶联机制
常用参数意义和正常值
观察指标可分为三大类: ①反映运动耐量以及心功能的指标,如最大摄氧量、 公斤摄氧量、无氧阈、代谢当量、最大氧脉、最大 心率储备、呼吸商、气体交换率以及摄氧量与运动 负荷之间的关系等; ②反映通气功能的指标,如呼吸储备、最大运动通气 量、最大潮气量、最大呼吸频率以及潮气量与深吸 气量的比值等; ③反映气体交换的指标,如动脉氧分压、肺泡与动脉 氧分压差、动脉二氧化碳分压、潮气末二氧化碳分 压、动脉-潮气末二氧化碳分压差、氧当量、二氧 化碳当量、死腔和潮气量的关系等。现简要分析如 下
VO2max , PeakVO2
VO2
max自然变动
广东省人民医院观察健康医务工作者14例前后平 均11年(7-13年)的运动心肺功能测验自然变动。 男7例,平均年龄由30.3±6.7岁增长至41.0±8.3 岁; 女7例,平均年龄由29.0±6.6岁增长至39.0±5.5 岁。结果表明男女两性运动耐力或有氧代谢能力随年 龄增长均有下降。 VO2 max/kg 男性平均每年下降1 %, 女性平均每年下降1.3 %。
VO2max实测值必须与预计值相比较,达到预计值的84%以上为正常。 VO2max预计值公式取自Wasserman K(小于预计体重20%为消瘦,超过预计体重20%为肥 胖)。 男性: (1)正常体重预计值 = 0.79×H-60.7 (2)正常体重者最大耗氧量预计值VO2 max pred(ml/min)= 实际体重×(50.720.372×年龄) 消瘦者VO2 max pred(ml/min)=[(实际体重+预计体重)/2] ×(50.720.372×年龄) 肥胖者VO2 max pred(ml/min)=[预计体重×(50.72-0.372×年龄)]+6× (实际体重-预计体重) 女性: (1)正常体重预计值=0.65×H-42.8 (2)正常体重VO2 max pred(ml/min)=(实际体重+43)×(22.78-0.17×年龄) 消瘦者VO2 max pred(ml/min)=[(实际体重+预计体重+86)/2] ×(22.780.17×年龄) 肥胖者VO2 max pred(ml/min)=[(预计体重+43)×(22.78-0.17×年龄)] +6×(实际体重-预计体重) 如果是平板运动,VO2 max pred为踏车运动VO2 max pred 的1.11倍
运动心肺功能测定
广东省人民医院呼吸科
黄思贤
运动心肺功能测定(Cardiopulmonary Exercise Testing,CPET)是指伴 有代谢测定(摄氧量VO2,二氧化碳排除量VCO2等气体交换指标)的心肺运动测 验,不同于一般的只是单纯观察心电图ST-T的变化或心律变化的运动试验;也 不同于静态肺功能。心血管系统与呼吸系统的基本功能是维持细胞呼吸。CPET 是综合心与肺,在一定功率负荷下测出VO2及VCO2等代谢指标、通气指标及心电 图变化。所以它反映细胞呼吸功能的变化。 血管内VO2与肺泡内VO2是处于动态平衡的,心脏病学家Weber KT指出“心 脏病学家和肺病学家不是把注意力集中于左心室,就是把注意力集中于肺泡。 这种局限性不能恰当地理解和较全面地观察心肺单元因而提出“心肺单元”的 概念。呼吸病学家Wasserman K更进一步提出“单独给心或肺增加负荷是不可能 的,所有的运动均需要心脏功能和肺脏功能的协调,以及 周围循环和肺循环的协调作用来完成生存和工作所 需要的气体交换作用”,并强调外呼吸-细胞呼吸正 常耦联(Normal coupling of external to cellular respiration)即肺-心-活动肌群,因而它反映人体的 最大有氧代谢能力和心肺储备能力,特别强调心肺联合 功能测定(见图1)。
(一)最大摄氧量VO2max (Maximal Oxygen Uptake):
指在运动的最后阶段,即竭尽全力阶段,循环和呼吸系统发挥最 大作用时每分钟所能摄取的氧量。此时随着功率的增加,VO2不再增 加而形成一个平台,相邻两次(1分钟内)VO2 差值 < 150ml/min-1, 称为VO2max。亦可用公斤摄氧量<2ml· -1· -1表示,消除了体重的影 kg min 响。通常也称为最大耗氧量、最大有氧代谢能力等。其计算公式为: VO2max = COmax × (C(a—v)O2 ) ⑴ VO2max = VEmax ×(FiO2-FeO2) ⑵ 由公式(1)可以看出,每分钟最大摄氧量取决于循环系统的功能, 主要是心排出量,反映循环系统氧转运的能力, 由公式(2)可以看出,每分钟最大摄氧量也取决于呼吸系统的功 能,主要是每分钟最大通气量,反映呼吸系统通气能力。 因而呼吸和循环受限均是其影响因素。VO2max 减少,说明运动耐量 下降。 其数值大小与运动方式有关,如平板运动VO2max比踏车运动高5%-11%。
VO2max实测值与VO2max预计值
广东省人民医院对29例 COPD 患者进行 静态肺功能与踏车递增运动肺功能测定的研究, 发现VO2 max /VO2 max pred与MVV/MVVpred呈正相关(r=0.70, P<0.001), 回归方程式为 VO2 max/VO2 VO2
max =
max ppe
VCO2, VO2 A 正常反映
斜率=1 S1, S2
B 异常反映
①弱体质,心脏病 ②McArdle’s disease
糖原代谢病Ⅴ型 (肌型,缺少磷酸化酶)
AT
通气当量法
AT
VO2 max 与AT最重要的一个方面是可根据其数值确定 运动者的心功能状态,不同于NYHAⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分 级。心功能分级系根据 Weber KT 标准,按VO2 max/kg 及AT分级:
VO2/HR , O2 pulse
九、血压
动脉血压决定于心输出量和末梢血管阻力,运动时,由于心 排出量大幅度增加,收缩压上升,上升程度与运动强度、心排出 量密切相关。正常情况下,运动量越大,血压越高。收缩压增加 大于舒张压的增加,而由于运动时外周总阻力下降,舒张压通常 不变或稍下降。运动时血压不能正常上升反而下降表明左心室功 能低下,要警惕冠心病心肌缺血的发生。 当运动时收缩压高于240mmHg(我院为220mmHg)、舒张压高 于115mmHg时运动要立即停止。 正常情况下,最大运动时收缩压可升至180-220mmHg、舒张压
峰值摄氧量VO2
peak
(peak or maximum oxygen uptake):指
运动过程中出现摄氧量的最高值,正常人VO2 peak 与VO2 max二者数 值接近,因最大运动平台极难出现,峰值摄氧量可以近似认为是 最大摄氧量。 症状限制最大摄氧量(VO2 max symptom limited):通常指 患者的运动终点为各种症状所限,如呼吸困难、心悸、心绞痛、 血压过高和心电图异常等,不能达到竭尽全力的极量运动阶段, 此时测出的峰值摄氧量即为症状限制最大摄氧量(见图2)。

一、耗氧量(Oxygen consumption,QO2)与 摄氧量(Oxygen uptake,VO2) 机体一定时间内消耗的氧气量称为耗氧量,反映 细胞中氧的利用程度,包括运动中肌肉细胞氧的利 用情况。 经肺泡与肺血流摄取的氧量称为摄氧量。 通常情况下供氧需氧平衡,摄氧量即为耗氧量, 通过血液循环将氧输送至运动肌群。 单位以L/min 或 ml/min/kg表示,是用气体分析 法来测定的。
生活活动强度,如用于康复运动处方

(三)VO2 –work rate 曲线斜率可用来评价无氧供能; 该斜率反映的是功率增加时氧的消耗量,即作功效率。如果 氧转运不足,肌肉不能获得足够的氧,则斜率低于正常,VO2 max 降低(见图3)。
四、无氧阈(Anaerobic threshold,AT或VO2 AT)
心功能分级(ml· -1· -1) min kg
A B C D 级 级 级 级
VO2 max/kg >20 16-20 10-16 <10
AT >14 11-14 8-11 <8
五、心率与摄氧量
正常情况下,随着运动负荷增加,心输出量与心率呈线
性递增。而心脏病患者由于心搏出量减低,随着VO2的增 加,心率呈陡直上升;冠状动脉供血不足之患者由于心
八、氧脉(O2 pulse,VO2/HR)
摄氧量与心率的比值即氧脉,VO2/HR = SV(CaO2-CvO2) 是指每一次心搏时摄取的氧量或氧进入肺血管中的量。 运动中,随着功率的增加,动脉-混合静脉氧含量差增加,因而氧脉增 加。 贫血、碳氧血红蛋白升高、严重的低氧血症、肺血氧合能力降低及右向 左分流均可导致动脉氧含量下降,氧脉随之下降。 骨骼肌氧化能力低下、心功能减退每搏出量降低也可导致氧脉下降。 正常情况下运动开始和终止时的氧脉不同。运动开 始时,随着心输出量 增加,动脉-混合静脉氧含量差增加,氧脉逐步增加。运动后期至终止时, 正常人氧脉下降(见图7)。 心衰患者氧脉增加,考虑可能与运动接近终止时血压开始下降、左心室 后负荷突然降低、左室射血分数明显增加和心搏出量增加等有关。 最大氧脉预计值计算公式 (VO2/HR)max pred = VO2 max pred/HRmax pred 若氧脉实测值大于最大氧脉预计值,表明运动者心血管系统正常或服用了 β受体阻滞剂。
可升至70-90mmHg,若舒张压升高超过15mmHg,要警惕隐性高血压。
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