心肺运动试验操作难点大盘点!

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所属分类:心脏康复 肺康复

 心肺运动试验(CPET)作为生命整体调控体系中最重要的人体整体功能学检测方法,可以收集以氧气代谢为核心的整体生理学信息。然而做好CPET需在严格实验室管理和高质量的质量控制前提下。为了对各种疾病患者整体功能状态进行客观定量的评估,对疾病预防、诊断和治疗( 康复 ),重症患者预后估计,及可能存在的危机事件进行预测及干预,现将CPET临床应用难点盘点如下:

难点之一:质量控制

严格的质量控制需要建立心肺运动试验严格的质量控制体系,为临床服务和医学科研提供客观定量的科学依据。

 实现质量控制应先进行四级定标: 
 1 功率自行车负荷输出功率定标:从目前各个心肺运动试验设备系统生产厂家定标要求的来看,都明确要求对功率自行车的输出功率分别定标。

2.气流、氧气和二氧化碳气体浓度的单项分别反复定标:国内各实验室多数没有购买参考气标准品而以房间内空气做参考,一般海平面一个大气压下良好通风房间CO2为0-0.04%,O2为20.93%,因此对实验室房间大小和通风情况要求都相对要高一些,房间较小人员/病人拥挤则务必购买参考气。气流、氧气和二氧化碳分别定标的频率生产厂家多建议1-2次/天。我们实验室一直采用1次/试验来保证测定精确度。
3.心肺运动试验系统气体交换综合定标-代谢模拟器定标:每天必须通过代谢模拟器定标。基本工作原理就是用20.93或者21.00%CO2氮气平衡的标准气体按照高、中、低的流速向可以调控通气频率和潮气量的机械通气泵中供气,心肺运动气体交换测定系统连接到机械通气泵的进出口测到的分钟通气量应该=频率x潮气量,氧耗量和二氧化碳排出量都=供气量x21.00%,二氧化碳排出量和氧耗量的比值=1.00。
4 心肺运动试验系统综合定标-正常人测定定标。

 

心肺运动临床应用优化实施方案

 

在心肺运动试验过程中,患者的代谢状态和全身整体反应一直处在应激反应中,务必严密监测,以确保安全。规范化心肺运动试验实施方案症状限制性“静息 - 热身 - 极限运动 - 恢复”,从静息状态(>=3min),无功率负荷热身运动(>=3min),根据性别年龄和功能状态等选择10-50W/min的功率递增速率进行症状限制性最大负荷运动至运动受限,并继续记录>=5min的恢复情况(参见图)。

心肺运动试验操作难点大盘点!

图:心肺运动优化方案

 

心肺运动试验运动设备选择:

从临床应用角度看电磁负荷功率自行车用于心肺运动明显优于运动平板。咬口器明显优于面罩。

心肺运动试验功能测定项目和指标:

首先在静息状态下测定人体的肺功能,包括肺容量、肺通气功能和肺换气功能;继之在连续动态监测记录进出气流、O2CO2全导联心电图袖带无创血压脉搏氧饱和度、甚至根据需要动脉和/或静脉置管直接测定血压及抽取血液样本以分析血液中的气体和各种化学成分。

心肺运动试验的禁忌征:

适度运动没有绝对的禁忌征。但症状限制性最大极限运动试验为安全计,应当把主动脉/大动脉夹壁瘤,大面积心梗,新近发生或急剧加重且已经明确诊断的心绞痛患者可以列为禁忌征。为安全计,在病人还没有达到症状限制出现下列危险征象中的一或者多个时可以考虑提前终止运动。

1.头晕、眼花或者眩晕等中枢神经系统症状。

2.运动中血压不升反而下降超过基础收缩血压>10mmHg。

3.心电图出现病理性Q波或者严重心律失常如多源频发或者连发的室性心律失常。

4.严重过高血压反应(血压升高虽系正常代赏反应,但收缩压>300mmHg可以考虑停止)。

 

难点之二(数据解读)

如果心肺运动试验数据应用传统的系统生理学/病理生理学解读,我们必然会得到系统/片面的解读,也就是:呼吸生理学(片面的)、循环生理学(片面的)、血液生理学(片面的)、代谢生理学(片面的)等…整体整合生理学医学,整体整合心血管病学是数据解读的理论基础。

心肺运动试验操作难点大盘点!

 

心肺运动试验操作难点大盘点!

图:Model of never system for breathing and circulation control and regulation (APS-2012)

 

心肺运动试验操作难点大盘点!

心肺运动试验——数据分析和图表展示的基本要求和原则

对心肺运动试验数据而进行的耗时、详尽和复杂的多系统功能整体评估判读则是另一个难以解决的困难。根据整体生理学/整体病理生理学/整体医学新理论体系要求一下原则。 

 

一、每次呼吸(breath-by-breath)为基础的原始数据首先需要每秒(s-by-s)数据切割:目前各专业心肺运动系统生产厂家存储的基本原始数据都是每次呼吸(breath-by-breath)为基础的,而以50-200Hz频率的初始监测数据都没有存储记录下来。由于每次呼吸的时间跨度和呼吸幅度都不一致,且多数生产厂家(MedGraphics新软件除外)基本上没有在分析计算软件中计算时间平均值时首先进行每秒数据切割(s-by-s)。因此,应当牢记首先将每次呼吸原始数据进行每秒数据切割然后再进行任何需要的单位时间平均值计算。

 

二、不同目的、不同状态的数据需要进行不同时间周期的平均计算:从优化临床应用的角度出发,各主要指标的静息状态值平均其最后120s;热身状态值平均其最后30s;最大极限运动状态值平均其最后30s。各指标在无氧阈(AT)状态时的值则基本上以10s值为准; PETCO2@AT和VE/VCO2@AT则平均AT及之后的60s值,即AT点及之后50s值的平均;但PETO2@AT和VE/VO2@AT则平均AT及之前的60s值,即AT点及之前50s值的平均。VE/VCO2最低值则选90s移动平均值的最小数值;氧气吸收通气有效性峰值(OUEP),即VO2/VE最大值,则选90s移动平均值的最大数值。VE对VCO2的斜率则选择从运动开始至通气代赏点(VCP)数据通过(Y=a+bX)线性回归分析得出(b),但应当特别注意截距(a)的大小及其对b可能的影响。

 

三、正常人预计值计算公式的选择和%预计值(尚无中国人正常值):心肺代谢各主要功能与个体的年龄、性别、身高、体重和运动方式等有着密切的相关关系,因此为我们进行正常值计算提供了根据。我们体会以Harbor-UCLA以办公室工作人员和海港码头工人(非重体力劳动者)为人群得出的计算预计公式比较适合于临床疾病诊断和功能整体评估(KW等心肺运动书2011)。近年热点指标OUEP(EJAP2012和Chest2012),VE/VCO2最低值、VE/VCO2@AT值及VE对VCO2的斜率(AJRCCM2002)的预计公式主要是病人发表的参考资料。由于整个心肺运动开展很少,国人正常值还没有比较合适的参考文献,希望大家共同努力尽早建立起国人预计值。

 

四、心肺运动数据的基本图示:用心肺运动试验的10s平均数据选择最重要的指标按新9图[一个严重心力衰竭患者的完全无创(无动脉血气)的严重循环受限型CPET数据(10s))]展示,以便于对各指标运动中的反应方式进行直观的判读。此外,Wasserman新9图(2011年版)也列出以供备选。

 

五、心肺运动数据的基本表格展示:依据心肺运动试验收集信息的10s平均值选择主要的指标列表以供数据的查阅。另外,还可以将各主要指标在不同状态(如上述静息、热身、AT、极限等)的平均值归纳为测定指标功能状态简表。

 

六、心肺运动数据的最基本临床应用报告要求:首先对静态肺功能、静态+运动心电图和血压变化分别进行描述分析。要对心肺运动是否达到最大极限运动状态和病人努力程度进行描述,病人不能继续运动(停运动)的主、次要原因是什么和如果医生因安全因素停运动要注明,如果能够判明病人运动受限主要是何(心肺代谢等)系统可以提出建议,最后给予最大氧耗量和AT的测定值、公斤体重值和%预计值来作为客观定量的整体功能评估。

 

以上文字整理来源:

孙兴国教授 心肺运动试验操作、注意事项和结果判读

聚陆医疗

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