心肺运动试验

心肺功能是人体代谢的基础，人体心肺功能具有强大的储备力，因此轻度和中度功能障碍往往在安静时没有异常表现。运动应激时机体功能随运动负荷的增加逐步进入最大或失代偿状态，诱发相应的生理和病理生理表现，从而有助于临床诊断和功能评估、确定机体的最大功能储备，帮助制定运动训练方案时留出足够的安全空间、保证训练安全性等。

（一）心电运动试验

心电运动试验（ECG exercise testing）是指通过逐步增加运动负荷，以心电图为主要检测手段，并通过试验前、中、后心电以及症状和体征的反应来判断心肺功能的试验方式。

1.应用范畴

（1）协助临床诊断：①冠状动脉粥样硬化性心脏病（简称冠心病）的诊断。试验的灵敏性为60%～80%，特异性为71%～97%。试验中发生心肌缺血的运动负荷越低、心肌耗氧水平越低、ST段下移程度越大，患冠心病的危险性就越高、诊断冠心病的可靠程度越大。②鉴定心律失常。运动中诱发或加剧的心律失常提示器质性心脏病，应该注意休息，避免运动；康复治疗时应暂时停止运动或调整运动量。③鉴定呼吸困难或胸闷的性质。器质性疾病在运动试验中诱发呼吸困难，并与相应的心血管异常一致。

（2）确定功能状态：①判定冠状动脉病变严重程度及预后。运动中发生心肌缺血的运动负荷越低、心肌耗氧水平越低、ST段下移的程度越大，冠状动脉病变就越严重，预后也越差。运动试验阳性的无症状患者发生冠心病的危险性增大。②判定心功能、体力活动能力和残疾程度。运动能力过低可作为残疾评判依据。世界卫生组织标准：最大METs＜5是残疾指标。③评定康复治疗效果。运动试验时的心率、血压、运动时间、运动量、吸氧量、心肌耗氧量、心肌缺血的心电和症状以及患者的主观感受均可以作为康复治疗效果定量评判的依据。

（3）指导康复治疗：①确定患者运动的安全性。运动试验中诱发的各种异常均提示患者运动危险性增大，例如低水平运动时出现心肌缺血、运动诱发严重心律失常、运动诱发循环不良症状或心衰症状、运动能力过低等。②为制定运动处方提供定量依据。运动试验可以确定患者心肌缺血阈或最大运动能力、运动安全系数或靶运动强度，也有助于揭示运动中可能诱发的心律失常，有助于提高运动训练效果和安全性。③协助患者选择必要的临床治疗，如手术。④使患者感受实际活动能力，去除顾虑，增强参加日常活动的信心。

2.适应证 凡是有上述应用需求，同时病情稳定，无明显步态和骨关节异常，无感染及活动性疾病，患者精神正常以及主观上愿意接受检查，并能主动配合者均为适应证。如果有下肢关节或肌肉异常，可以采用上肢运动来进行试验。

3.禁忌证 病情不稳定者均属于禁忌证。临床上稳定与不稳定是相对的，取决于医师和技师的经验和水平，以及实验室的设备和设施条件。一般认为可以把禁忌证分为绝对禁忌证和相对禁忌证。

（1）绝对禁忌证：未控制的心力衰竭或急性心力衰竭、严重的左心功能障碍、血液动力学不稳的严重心律失常（室性或室上性心动过速、多源性室性期前收缩、快速型房颤、Ⅲ度房室传导阻滞等）、不稳定型心绞痛、增剧型心绞痛、近期心肌梗死后非稳定期、急性心包炎、心肌炎、心内膜炎、严重的未控制的高血压、急性肺动脉栓塞或梗死、全身急性炎症、传染病和下肢功能障碍、确诊或怀疑主动脉瘤、严重主动脉瓣狭窄、血栓性脉管炎或心脏血栓、精神疾病发作期间或严重神经症。

（2）相对禁忌证：严重高血压（＞200/120 mm Hg）和肺动脉高压、中度瓣膜病变和心肌病、明显心动过速或过缓、中至重度主动脉瓣狭窄或严重阻塞型心肌病、心脏明显扩大、高度房室传导阻滞及高度窦房阻滞、严重冠状动脉左主干狭窄或类似病变、严重肝肾疾病、严重贫血及未能控制的糖尿病、甲状腺功能亢进、骨关节病等、电解质紊乱、慢性感染性疾病、运动会导致恶化的神经肌肉疾病、骨骼肌肉疾病或风湿性疾病、晚期妊娠或妊娠有并发症者、病情稳定的心衰患者、重症贫血、明显骨关节功能障碍，运动受限或可能由于运动而使病变恶化。

4.检查方法

（1）运动方式：包括活动平板（装有电动传送带的运动装置）、踏车运动（固定功率自行车）、手摇车运动以及等长收缩运动（握力运动和自由重量运动）等。

（2）试验分类：①极限运动试验：指运动到筋疲力尽或主观最大运动强度的试验，一般用于正常人和运动员的最大运动能力研究。②症状限制性运动试验：是主观和客观指标结合的最大运动试验，以运动诱发呼吸或循环不良的症状和体征、心电图及心血管运动反应异常作为运动终点，用于诊断冠心病、评估心功能和体力活动能力、制定运动处方等。③低水平运动试验：以预定较低水平的运动负荷、心率、血压和症状为终止指标的试验方法，适用于急性心肌梗死后或病情较重者出院前的评定，通常以患者可耐受的速度连续步行200 m作为试验方法。

5.注意事项

（1）检查者在试验前向患者介绍心电运动试验的方法，取得患者的合作。

（2）试验前2 h禁止吸烟、饮酒，适当休息（0.5 h），不可饱餐或空腹。

（3）试验前1 d不参加重体力活动，停用影响试验结果的药物，包括洋地黄制剂、硝酸甘油、咖啡因、麻黄碱、双嘧达莫、奎尼丁、钙拮抗剂、血管紧张素转换酶抑制剂以及普萘洛尔等。

（4）感冒或其他病毒、细菌感染者，1周内不宜参加试验。

6.运动试验终点 症状限制性运动试验的运动终点是出现心肌缺血或循环不良的症状、心电图异常、血压异常、运动诱发严重心律失常等。实验室内应备有急救药品和设备，并对出现的严重并发症进行及时处理。

7.阳性评定标准 符合下列条件之一可以评定为阳性。①运动诱发典型心绞痛。②运动中及运动后（2 min内出现）以R波为主的导联出现下垂形、水平形、缓慢上斜形（J点后0.08 s），ST段下移≥0.1 m V，并持续2 min以上。如果运动前有ST段下移，则在此基础上再增加上述数值。③运动中收缩期血压下降（低于安静水平）。

（二）气体代谢测定

1.气体代谢测定方法

（1）血气分析：抽取动脉血液，测定血液中的气体分压和含量，并以此推算全身的气体代谢和酸碱平衡状况。其不足之处：①只反映采血时瞬间的情况。②为有创伤性检查，多次重复检查不易被接受。③不能做运动试验及长时间观察。因此，在康复评定中受到限制。

（2）呼吸气分析：测定通气量及呼出气中氧和二氧化碳的含量，并以此推算吸氧量、二氧化碳排出量等各项气体代谢的参数。此方法无创伤、无痛苦，可在各种活动中进行反复或长时间动态观察，在康复评定中具有较大的实用价值。呼吸气体的分析方法可分为化学法和物理法两种。

（3）运动方案：运动方式多采用平板运动，也有采用功率车、手臂摇轮运动以及台阶试验等。要注意由于活动肌数量和机械效率的差异，不同的运动方式所测得的最大摄氧量（VO2max）有所不同。参与运动的肌群越多，所测得的VO2max越高。通常以平板运动测定的结果为基准。

2.气体代谢测定的应用指标

（1）最大吸氧量（VO2max）：VO2max指机体在运动时所能摄取的最大氧量，是综合反映心肺功能状态和体力活动能力的最好生理指标，通过极量运动试验直接测定。

（2）峰值吸氧量（VO2peak）：严重心肺疾病的患者不能进行极量运动，可测定运动终点时的吸氧量，称为VO2peak。

（3）无氧阈（anaerobic threshold）：指体内无氧代谢率突然增高（拐点）的临界状态或血乳酸和乳酸/丙酮酸比值在运动达到拐点时的VO2peak。

（4）代谢当量（metabolic equivalent，METs）音译为“梅脱”，是以安静、坐位时的能量消耗为基础，表达各种活动时相对能量代谢水平的常用指标，是评估心肺功能的重要指标。1MET相当于耗氧量3.5 ml/（kg·min），代谢当量与热量有对应关系，热量（J）＝METs×3.5×体重（kg）/50。气体代谢测定是METs实测的基本方法。由于大量日常活动的METs已经测定，临床上多采用人群平均METs值作为参考。

3.代谢当量的应用

（1）制定运动处方：运动强度过去较多采用靶心率的方法，但由于运动时测定有一定困难，心血管活性药物广泛使用，心率反应已经难以直接反映运动的情况，因此常用METs表示运动强度。METs与能量消耗直接相关，两者之间有明确的线性关系。在计算上可先确定每周的能耗总量（运动总量）以及运动训练次数或天数，将每周总量分解为每日总量，然后确定运动强度，查表选择适当的活动方式，并将全天的METs总量分解到各项活动中去，形成运动处方。

（2）判断体力活动能力和预后关键的最高METs值，如表3- 6。

表3-6　判断活动能力与预后的关键METs值

（3）指导日常生活活动与职业活动：心血管患者不可能进行所有日常生活活动或职业活动，因此需要在确定患者的安全运动强度之后，根据METs表选择合适的活动（表3- 7）。要注意职业活动（每日8 h）的平均能量消耗水平不应该超过患者峰值METs的40%，峰值强度不可超过峰值METs的70%～80%（表3- 8）。

表3--7　常用日常生活、娱乐及工作活动的METs

（续表）