1.CPET的基本概念^[1]

心肺运动试验（CPET）是一种通过逐步增加运动负荷，综合评估人体多系统功能的检测方法。测试过程中，通过监测受试者在静息、运动及恢复阶段的耗氧量（VO2）、二氧化碳排出量（VCO2）、通气量（VE）以及血压、血氧饱和度和心电图等指标，全面反映呼吸系统、心血管系统、神经生理系统、骨骼肌及代谢系统的功能状态，揭示不同运动负荷下的病理生理变化。CPET基于外呼吸与细胞呼吸耦联的原理，通过分析氧气摄入量和VCO2的变化，间接评估细胞呼吸过程中线粒体的氧利用效率和二氧化碳生成情况，从而对患者的心肺运动功能及损伤程度进行精准评价。

CPET 主要包括静态肺功能测定和踏车运动试验，静态肺功能测定可以获得用力肺活量（FVC）、最大自主通气量（MVV）、第 1 秒用力呼气容积（FEV1）等呼吸参数及最大流速- 容量环；而踏车运动试验分为：⑴静息期（3 min）：可以获得静息心率（HR）、血压、心电图、静态气体代谢等指标；⑵无负荷热身运动期（3 min）：踏车速度保持在 55~65 r/min，接近结束时记录 HR、血压、心电图、血氧饱和度等指标；⑶功率负荷期（6~10 min）：踏车速度保持在 55~65 r/min，测试者可密切观察受试者症状、HR、血压、气体代谢指标、血氧饱和度及心电图改变。⑷恢复期（6~8 min）：保持无负荷缓慢踏车 2~3 min，踏车速度可维持在 30~40 r/min，可观察受试者的 HR、血压、心电图及症状。通过对这些数据信息的综合分析，客观反映受试者运动过程中肺通气与换气、细胞能量代谢及血流动力学变化，阐明运动不耐受以及发生诸如呼吸困难、心绞痛、下肢疲劳等症状的可能原因及其机制。CPET 的主要测试方法是运动，对于病情相对稳定的患者，其运动生理反应是可重复的，而存在重度心肺功能不全、急性心力衰竭、运动功能障碍等症状者禁忌行 CPET。

2.CPET 的常用基础指标及意义^[2]

表1 CPET的常用指标

表 2  CPET 的常用延伸指标及意义

3. 心肺功能标准化流程^[3]

心肺运动试验（cardiopulmonary exercise testing, CPET）作为医疗保健领域的重要工具，在提升疾病诊断能力、评估治疗效果及安全性方面发挥着关键作用。然而，实际操作中不规范的行为可能危及测试安全并影响数据的准确性。故以下就近年 CPET 临床操作中的新进展做一总结。

3.1.CPET 实施风险

心肺运动试验（CPET）可分为症状限制性运动试验和极量运动试验，具体选择取决于检查目的。患者通常需要在病情允许的情况下尽力完成测试，以评估其最大潜力。然而，CPET可能诱发某些症状，如低氧血症、恶性心律失常甚至晕厥，并可能加剧潜在疾病的暴露。尽管CPET存在一定风险，但不良事件的发生率极低。据统计，需要住院治疗的并发症发生率低于2/1000；重大心脏事件的发生率为1.2/10000；死亡率约为2~5/100000。近年来，越来越多的证据表明，某些曾被列为运动试验绝对禁忌的疾病，在严格医疗监督下也可酌情进行CPET。然而，需仔细权衡测试的风险与收益。对于高风险患者，只有在测试结果可能显著影响诊断和治疗方案时，才可在获得明确知情同意的前提下进行CPET。

3.2知情同意

由于心肺运动试验（CPET）可能伴随一定风险，所有参与者均需签署知情同意书。知情同意是医学伦理和人权保护的重要环节，体现了患者在充分了解相关风险后自愿接受医疗干预的原则。同意书内容应详细说明测试的目的、流程、潜在风险与收益，以及不进行测试可能带来的后果。相关信息需以通俗易懂的语言呈现，并在预约前提前提供给患者，确保其有充足时间理解并提出疑问。对于16岁以下的未成年人，需根据其年龄和认知能力，采用适合的方式解释测试内容，这一原则被称为“吉利克能力”（Gillick competent）。若患儿无法充分理解测试内容，则需由其具有“父母责任”的法定监护人代为签署知情同意书。

3.1.CPET 实施前准备

在 CPET 实施之前、期间和之后，测试人员必须考虑与患者测试相关的所有方面，其中，可能会直 接或间接影响测试准确性和患者体验的因素，均应 在运动实验室环境工作中进一步制定标准，以确保 患者良好的体验，减少风险并尽量消除任何潜在的 数据偏倚的可能性，测试之前的沟通包括操作者和患者的约定手势和口头反馈和鼓励均是测试的关键，并且帮助患者不受影响下达到最大努力程度。

测试环境：测试场所的基本要求包括：评估空间面积建议在20平方米以上，能够合理摆放各类检测仪器及急救设施（含急救药品）。空间布局需确保紧急疏散通道畅通无阻，并设置必要的安全出口。室内环境应具备良好的自然采光条件和空气流通系统，温度宜维持在20至22摄氏度之间，湿度控制在50%上下。在空间设计上需兼顾人性化考量，注重受试者隐私保护。为准确判断受试者的主观运动强度，建议在墙面适当位置悬挂标准尺寸的Borg运动自觉量表。

气体定标：为确保测量数据的准确性，所有气体检测设备在使用前必须进行校准。这包括对气体流速传感器以及氧气和二氧化碳浓度分析仪的校准工作。若肺功能检测项目中包含弥散功能评估，则相应的气体检测装置也需预先校准。

受试者的准备：在进行测试前，参与者需确保其健康状况稳定，且近期未更改任何治疗药物方案。适宜穿着宽松舒适的服装，并选择适合步行和踏动的鞋子。建议在进食后等待2至3小时再进行测试。在测试前的2小时内，应避免进行高强度运动、吸烟以及摄入含咖啡因、茶碱或酒精的饮品。正式测试前，需让参与者适应面罩（或口件）和鼻夹的佩戴，并使其了解Borg自觉劳累度量表的使用方法。

测试者的准备：测试执行人员需接受系统化专业训练，具备精湛的心肺运动试验（CPET）操作技术，能够在检测过程中妥善处理各类突发状况，并严格遵循应急预案为受检者提供基础及高级生命支持。

3.4 CPET 完成的决定因素

3.4.1   试验方案选择

在选择心肺运动试验（CPET）方案时，需综合考虑多个因素。CPET主要用于评估受试者在运动状态下的心肺功能储备，具体试验方案应根据检测目的（如术前评估或疾病诊断）以及受试者的个体特征（包括身高、体重、年龄、性别和日常运动水平）来确定。通常情况下，从静息状态到达到运动峰值的测试时长应控制在8至12分钟之间。对于采用跑步机进行CPET的情况，传统的速度或坡度递增方式往往难以实现负荷的线性增长。为此，Porszasz教授研发了一种基于算法的平板直线递增方案，该方案能更好地模拟循环测力计中的运动反应模式。建议使用跑步机的单位可参考该方案，实施直线递增式的平板运动测试。

3.4.2   试验前后静息肺功能测定

在CPET质量控制流程中，肺功能评估应在运动测试前进行。当研究目标涉及运动相关性呼吸困难时，基线肺功能指标的获取尤为重要，其中FEV1（第一秒用力呼气量）和FVC（用力肺活量）的测定对判断是否存在阻塞性或限制性通气功能障碍具有关键作用。若静息肺功能检测显示异常，建议在CPET峰值运动后2分钟内复测肺功能，重点观察肺功能指标是否出现15%以上的显著下降，同时持续监测心功能变化直至测试结束，这有助于运动相关性呼吸困难的诊断与治疗。目前，多数实验室采用FEV1乘以40来推算最大自主通气量的方法，已逐步取代了直接测量最大自主通气量的传统方式。

3.4.3   测力计选择

在CPET测试中，运动负荷的增加会引发心肺参数的线性变化。心脏病学实验室多采用跑步机作为测试设备，因其能准确评估运动强度安全阈值和风险等级，且更贴近日常活动模式（如行走、慢跑等），患者普遍对该设备接受度较高。相较于踏车测力计，跑步机测试能调动更多肌群参与运动，其测得的峰值摄氧量（VO2）通常要高出5%-10%。

踏车测力计因其紧凑的设计和精确的功率控制能力，常作为跑步机的替代方案应用于临床。对于老年或体质虚弱的受试者，踏车能够实现微小增量的运动强度调节，满足其测试需求。此外，对于存在平衡障碍或步态异常的患者，踏车测力计提供了更高的安全性，受试者可在出现不适时自主停止测试，而跑步机测试则需要等待设备完全停止。

对于下肢截肢或功能障碍的患者，手臂曲柄测力计可作为替代方案进行CPET测试，其产生的生理数据与踏车测力计相似。然而，手臂运动可能干扰呼吸辅助肌群的功能，加重呼吸困难患者的症状，导致测试提前终止。同时，由于手臂运动的节奏性较难掌握，且参与的肌群较少，手臂测力计引发的代谢反应明显低于下肢测力计，可能导致代谢性酸中毒提前出现和较低的峰值摄氧量。虽然手臂测力计CPET能够识别心脏通气限制和心电图变化，但其预测价值不及下肢测力计。因此，在手术风险评估方面，手臂测力计尚不能完全替代传统踏车测力计，仍需进一步深入研究。

3.5 测试提前终止标准

CPET实施者应时刻牢记提前终止运动试验的标准，具体如下：患者提前终止运动测试的标准：

（ 1）心绞痛：有症状：ST 压低需>2 mm；无症状：ST  压低需>3mm；ST 抬高>1 mm；

（2）引发症状或血流  动力学异常的心律失常；

（3）收缩压在测试期间从最高值下降>20 mmHg；

（4）收缩压>250 mmHg 或舒张压>120 mmHg；

（5）腹主动脉瘤患者术前评估的收缩压>200 mmHg 或舒张压>110 mmHg；

（6）严重缺氧：SpO₂ <80%（若转诊医生同意，可在已知潜在肺病或先天性心脏病的患者中接受较低的SpO₂ ）；

（7）共济失调；

（8）精神错乱；

（9）头晕或昏厥。

患者出现以上标准之一即可终止试验，当患者症状出现而体征不支持时，可优先考虑患者症状而结束试验，并明确原因作以备注，以免恶性事件的发生。

3.6 极量运动测试的判定

患者完成 CPET 后需就其劳累程度进行Borg 指数的判定，这点非常重要，以协助解读其 CPET 报告。如果没有出现以上提及的测试提前终止条件，患者运动终止时的原因就可能是患者某项机能的短板，或者患者符合了最大努力的标准，具体如下：达到 VO₂ 的稳态（表示患者已达到他们的最大摄氧量）；心率达到预测值的90% 或心率储备≤15 次/min；有证据表明通气受限（呼吸储备 <15%，呼气流量限制，呼气末肺容积显著增加）；腿部疲劳或呼吸困难的Borg指数≥9/10；运动血乳酸峰值浓度≥8 mmol/L（如果测量）。患者运动峰值或极量运动的心肺参数和病理发现有助于推断其风险分层或储备功能。

峰值呼吸比（RER）不是最大运动量的可靠指标，因为它随过度换气的变异和不稳定的呼吸模式变化。

但如果图形数据正常出现（即在静息或热身期间没有超过，不是由于呼吸模式不稳定而产生的振荡），RER>1.15 可能支持其的最大努力。强烈建议不要使用1.05来确定最大用力。

心肺运动试验是反映整体储备功能的精准的运动测试方法，期望遵循实施场地、环境的感染控制、设备的质量控制，规范实施前、实施中和实施后的操作，以安全准确地得到没有偏倚的数据，准确评估患者。

3.7 质量控制与维护

实验室设备的日常维护是确保测试准确性和安全性的关键环节。操作人员需定期对气体分析仪、心电监护仪及除颤仪等急救设备进行功能检查和校准，以保证其性能稳定可靠。此外，还需建立完善的药品管理制度，定期核查急救药品的有效期和库存情况，及时更新并做好记录，防止药品失效。

操作人员的专业培训是确保测试质量的重要保障。工作人员应系统学习心肺运动试验（CPET）相关知识，包括运动生理学原理及肺功能评估技术，熟练掌握受试者在运动状态下的生理反应特征，具备识别心电图异常（如心律失常和心肌缺血）的能力。此外，操作者需积累至少3个月的CPET实操经验，以提升应急处理能力，确保在突发情况下能够迅速采取适当措施。

为确保测试质量，建议制定并实施定期质量评估机制，每半年开展一次全面检查。评估重点包括操作人员对测试流程的熟练程度、执行过程的规范性、异常情况判断的准确性以及急救预案的完备性。通过系统化的质量监督，不仅能够提升检测结果的可靠性，还能确保各项操作标准的统一性和持续性。

参考文献

[1]李德霞 冯双云.心肺运动试验应用于冠心病诊治中的研究进展[J].现代医学与健康研究电子杂志, 2025(3).

[2]车琳.心肺运动试验:原理及常用指标[J].临床心电学杂志, 2017, 26(4):5.DOI:CNKI:SUN:LING.0.2017-04-003.

[3]车琳.心肺运动试验临床操作新进展[J].中国实用内科杂志, 2022, 42(5):4.DOI:10.19538/j.nk2022050104.