心肺运动试验在肺移植康复中的应用

龚燕华，邓淑坤，袁鹏（南京医科大学附属无锡人民医院康复医学科，江苏无锡214023）

1 心肺运动试验概述

心肺运动试验（cardiopulmonary exercise testing，CPET）起源于20 世纪50年代，是一种非侵入性精准操作技术，最初仅用于肺部疾病，如今已经广泛应用于心肺疾病的诊疗中。它是机体氧运输系统的动态测量工具，能够全面、量化评估肺、心血管和肌肉骨骼系统的功能及极量运动时的反应，故被认为是评估心肺健康和运动能力的金标准［1］。完全正常的心肺运动试验结果可以排除重大疾病的存在，而异常结果可能表明机体存在心血管疾病、肺病、肥胖等。不仅如此，如患者在努力运动期间出现呼吸困难，而并未在初始常规检查中检出，医生仍有可能通过心肺运动试验来发现早期肺、心脏或肺血管异常。为了成功实施一次心肺运动试验，通常需要一个小时或更长时间进行准备、测试，需同时配备两名接受过专业训练的人员，在医生的监督下进行操作［2］。根据美国胸科协会（American Thoracic Society，ATS）和美国胸科医师学协会（American Collegeof Chest Physicians，ACCP）联合发布的“关于心肺运动试验的声明”的建议［3］，受试者在进行心肺运动的全程需接受12 导联心电图监测心脏节律、心率、ST 段的变化，血压监测仪监测血压，血氧仪测量动脉血氧饱和度。在测试期间应密切关注受试者的不良反应，尤其是呼吸困难症状（使用改良Borg 呼吸困难量表）。正式试验开始时，受试者需先在磁力制动的功率车上进行3 min的无阻力热身运动。正式开始后，运动测试以适合于受试者的一定功率增量逐渐递增，直至出现终止的指征（症状受限或出现不良事件或达到测试目标）。医生通过呼吸气体分析系统记录相关参数，这些参数可以让我们了解受试者运动能力的局限性。面对复杂的试验结果，我们主要关注两个方面：① 运动能力是否有所降低？② 如降低，则是哪个器官系统或是什么原因导致了运动量的减少？心肺运动试验可以揭示静息时不明显的异常［4-5］。客观准确评估心肺健康和运动能力的价值促进了其临床应用，因为它对判定预后［6］和分析全因病死率具有重要意义［7］。

2 肺移植康复概述

1963年，James Hardy 博士及其团队对1例患有慢性阻塞性肺疾病的患者实施了首例人体肺移植手术，但由于多种原因（包括终末期肺癌的存在，是次优的候选者和合并肾功能不全），患者仅存活18 d［8］。20 年后，多伦多肺移植小组对一特发性肺纤维化患者进行了第1例孤立肺移植手术，患者存活超过7年［9］。根据2016年美国器官获取和移植网络和移植受者科学登记处共同发布年度报告显示：肺移植术后1 年生存率为85%，3年生存率为68%，5年生存率为55%［10］。肺移植能延长生存期［11］，改善与健康相关的生活质量［12］，减轻终末期肺病者的残疾。近年来，随着外科移植手术技术和围术期治疗的不断发展，移植后存活率显著提高，因而，人们对这类疾病的诉求也不再限于缓解症状，而更注重术后恢复高质量的生存状态，尽早回归工作和生活。因此，肺移植康复越来越受到重视。

研究表明，肺移植康复能加快痰液等分泌物清除，缓解移植后发生的失神经咳嗽反射、膈神经损伤、呼吸肌无力的症状，改变可能已经形成的不良姿势和异常呼吸模式，力量训练能提高躯体适应性。文献记录的最早肺移植康复数据来自Bowman等，他们报告了2002 — 2009 年期间一组86 例心脏和/或肺移植受者在接受康复后发生了功能好转［13］。SHINER 等［14］最新研究结果也表明，尽管移植患者存在较高的护理需求和频繁的临床并发症，但专业的康复治疗可以显著改善移植受者的心肺功能，并且可以提高其身体功能并有助于恢复生活独立性。对于所有肺移植队列而言，手术团队和康复团队之间的密切联系至关重要，很大程度上决定着患者的恢复水平。康复团队应是一个多学科合作团队，其中涵盖了医疗、护理、物理治疗、言语治疗、职业治疗、营养、心理治疗等。物理治疗是整个康复治疗计划的核心，包括心肺适应、肌力强化、功能训练、营养评估、药物管理和心理支持［14］。

3 心肺运动试验在肺移植康复中的应用

心肺运动试验在肺移植康复中的应用广泛，尤其在制定运动处方，鉴别诊断呼吸困难，评估术前危险分级，评价病情严重程度上有着较深入的临床应用。

3.1 制定运动处方：运动是肺移植康复的核心，在肺移植康复中占有举足轻重的地位。运动被证明是增强心肺耐力的一种经济、可行、有效的途径［15］。运动处方能指导运动更好更准确地实行，从而提高安全性和效果。运动处方由运动形式、强度、时间、频率4 个基本要素组成，其中运动强度是关键。目前认为可根据心肺运动试验测得的无氧阈、代谢当量、峰值摄氧量这3个数值最准确设定运动强度［16-17］。如根据无氧阈确定运动强度，一般采用无氧阈对应的转折点来设定，可以避免乳酸过度堆积和代谢性酸中毒的发生。如根据代谢当量确定，我们则将无氧阈对应的摄氧量换算成日常活动的代谢当量值，通过进行相应的日常活动达到锻炼的目的。如根据峰值摄氧量确定，则一般设定为峰值摄氧量乘以强度系数。

3.2 鉴别诊断呼吸困难：呼吸困难是临床上患者的常见主诉，可继发于心、肺或其他器官系统疾病［18］。

因心肺运动试验具有无辐射、成本低、可重复性的优点，如在临床诊断中无法通过病史和体格检查确诊呼吸困难的病因，可考虑作为首选。心肺运动试验用于呼吸困难评估的用途可以分为两种：① 确定有无呼吸困难。② 确定其哪种机制占优势并引起呼吸困难的症状。夏蕊等［19］认为二氧化碳通气效率、摄氧通气效率、无氧阈等这些数据在呼吸困难的鉴别诊断中具有重要作用。

3.3 评估术前危险分级：心肺运动试验为肺移植患者的术前手术危险分级评估提供了可能。临床医生从心肺运动试验获得的数据可以用于客观评估运动能力，并确定运动受限的原因，进而预估围术期的发病率和病死率，指导手术干预和优化治疗方案，为多学科合作和肺移植康复奠定了基础。Nixon 等［20］根据峰值摄氧量占预计值的百分比进行分级预测手术风险，摄氧能力高的患者8 年生存率为83%，而摄氧能力中等和摄氧能力差的患者生存率为51%和28%。李云峰等［21］认为对疑似患有心肺疾病的群体、心肺功能不佳的老年人、接受大型胸腹部的患者在术前实施心肺运动试验十分必要。谭春婷等［22］认为医生能对肺切除术的危险程度分级，主要得益于参考最大摄氧量、最大摄氧量占预计值的百分比、最大公斤摄氧量和无氧阈这4 个数值。

3.4 评价病情严重程度：对于慢性阻塞性肺疾病的诊治多根据症状体征和肺功能检查（pulmonary function tests，PFT）确定［23］，而往往常规检查并不能发现早期肺部改变，因而延误了患者早期治疗，心肺运动试验可对此局限性做进一步补充。桂珍珍等［24］的研究证实，慢性阻塞性肺疾病患者的运动能力和心肺功能受损表现在最大通气量、峰值摄氧量、最大心率等数值相较于正常人均明显降低，且降低的程度和病情严重程度成正相关。贾慧英 等［25］的研究证实，心肺运动试验比肺功能检查能早期且准确对慢性阻塞性肺疾病做出严重程度评价。Medinger 等［26］证实肺通气、摄氧量等数值是早期肺间质性病变的敏感指标，能指导疾病严重程度分级，有利于肺间质性病变的早期诊治。

4 总 结

综上所述，心肺运动试验具有无创、全面、量化的特点，具有广泛的应用价值，并得到了若干临床领域的合理科学证据的支持。然而，受限于各种原因，该项技术在临床和研究环境中的全部潜力尚未得到充分利用。希望随着人们对肺移植康复的重视，心肺运动试验也能借着肺移植康复的东风实现更广泛的临床实践。