运动心肺功能测试(cardiopulmonary exercise test,CPET)是结合标准的运动试验和气体代谢技术用于精确判定心肺储备功能、通过运动生理反应判断运动受限的病理生理机制并有助于区分病因、提供预后预测价值，更重要的是在心肺康复评估和治疗中的逐渐广泛应用，成为临床心肺康复的重要评估手段，如图1所示。
图1 运动心肺功能测试
CPET测定不同于一般的只是单纯观察心电图和血压变化的运动试验；也不同于静态肺功能。CPET是在一定功率负荷下测定如摄氧量(VO2)、二氧化碳排出量(VCO2)等代谢指标、通气指标及心电图变化，综合反映机体心肺运动功能。CPET是对静态心脏功能、静态肺功能等传统检查的完善。
一、概述
CPET综合应用呼吸气体监测技术、计算机技术和活动平板或踏车技术，实时检测在负荷逐渐递增条件下，机体氧耗量和二氧化碳排出量等气体代谢指标、通气参数、心电图及心搏出量的动态变化。运动心肺功能测试可以同时检测运动过程中心血管和呼吸系统行使它们主要功能的能力，即运动过程中参与外呼吸(通过气道摄取O2和排出 CO2)和内呼吸(细胞耗O2和排出CO2)的各个系统的反应情况。运动过程需要心肺同时产生适应性反应，以满足肌肉运动增加的需氧量，CPET气体交换测试法是测定运动受限的基本方法。机体内循气环中VO2的增加，需要肌肉从血液中摄取更多的O2、外周血管床扩张、心排血量增加、肺血流量增加及肺通气增加，达到动态的VO2等于耗氧量（QO2）。心血管系统与呼吸系统的基本功能是维持细胞呼吸，任何影响骨骼肌或组织器官传递和交换O2和 CO2功能的疾病均可使最大VO2下降。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，早年心脏病学家 Weber KT提出“心肺单元”的概念打破了单一注重“左心室”或“肺泡”的局限性，注重全面观察心肺功能。而呼吸病学家 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-细胞呼吸正常耦联即肺-心-活动肌群的整体功能。CPET正是基于此，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。它更全面客观地评价心肺功能储备和功能受损程度。
患者使用海思瑞格产品进行运动心肺功能测试
二、临床应用
CPET越来越多用于康复评定，如评估健康状态、评价运动耐力、冠心病胸痛症状或类似症状的鉴别诊断、制定康复运动处方、评价治疗作用、外科手术危险性及预后评估等。同时对评估冠心病结构与功能障碍的严重性，预测心血管事件和全因死亡，评估运动相关症状分析评价心率变异性、心律失常以及心脏植入式器械治疗的反应等方面都有重要意义。具体描述如下:
(一)临床鉴别诊断
当呼吸困难和运动受限的原因不确定时，CPET可用于确定限制气体运输的具体器官系统，甚至用于鉴别精神心理问题等，从而得以进一步检查明确。
(二)功能障碍评估
CPET对功能障碍评估虽不是最基本的，但却非常有价值，它可以提供运动能力障碍的客观指标和运动能力受损程度。
(三)运动耐力评价和运动处方制定及实施
CPET被认为是评估心肺运动耐力的最佳方式，是心血管康复风险评估的重要手段，是心肺储备功能检测的“金标准”。CPET 可以给患者提供合适运动水平的信息，以避免不适当刺激，尤其峰值摄氧量(peak oxygen uptake, peak VO2)及无氧阈(anaerobic threshold, AT)等指标。因此，测试结果可以指导制定个体化运动处方，特别是运动强度的精准确定，有其独特优势。同时，CPET对于评价特殊人群运动耐力也越来越受到关注，如运动员、飞行员、体检人群等。
(四)评估治疗及干预效果
经过临床治疗或康复干预后，复查CPET可以客观评价运动耐力改善程度、治疗干预措施[如经皮腔内冠状动脉成形术(PTCA)、冠状动脉旁路移植术(coronary artery bypass graf-ing,CABG)及药物等]的作用以及康复训练疗效，精确量化的指标有助于临床工作开展和进一步科学研究。
(五)外科手术前风险评估
CPET对将要进行重大手术患者的术前风险评估有很高价值，它能评价患者心肺系统在无氧腺苷三磷酸(ATP)生成、乳酸酸中毒之前所能动员的有氧 ATP 补充生成的应激水平。比静息心肺功能测定对于代谢应激时的心肺储备能力可以提供更多信息。研究报道结果显示，开胸手术前踏车运动试验峰值VO2<15ml/(kg*min)或峰值 VO2<60%预计值，预示术后发生并发症比例增高；而峰值 VO2<10ml/(kg·min)，手术死亡率增高；关于大型腹部手术行 CPET评估的研究报道，将AT值VO2:11ml/(kg·min)作为区分死亡率高危和低危的阈值。
(六)心力衰竭严重程度分级
peak VO2是慢性心力衰竭患者生存率的最佳预测指标，VE/VCO2和无氧阈也是预测指标。由于不同患者外周血液循环对心脏异常的适应反应不一，同样的心脏损伤对不同的患者可能具有不同的功能意义。所以CPET评估机体对运动的整体生理反应，包括心功能异常的代偿机制在内，它是评定慢性心功能不全患者严重等级和考虑心脏移植优先权的基本方法。
（七)慢性阻塞性肺疾病预后分级
研究报道，与第一秒用力呼气量(FEV1)相比，peak VO2是预测慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者存活的一项更好的指标。2.评估从肺到细胞的气体交换过程中各个环节的最大工作能力。5.评估可以短时间(10min左右)完成，具有渐进、无创、可重复试验等优点。
三、操作流程
(一)运动实验室和设备准备
1.定标：正确的运动试验数据分析基于精确的资料收集和正确的定标。由于CPET气体交换分析器、流量表易于偏移,每次试验前必须对气流、流量、容量、O2和CO2分析器及环境因素(温度、大气压力、空气湿度)进行定标,否则将导致检测值不准确。目前几乎所有的生产厂家都有简便可行的微处理器控制的定标系统对气流、流量、O2和CO2分析器进行定标,环境因素可由CPET系统自动校正。要求将每次定标结果报告保存。2.呼吸活瓣、口件和面罩消毒：气体交换测量系统有呼吸活瓣和涡轮、面罩等。应选择正确的消毒方式,避免消毒不当损伤原件导致漏气等情况.影响结果，从而增加成本。
(二)受试者评估准备及告知
2.临床相关信息
(2)体格检查：静息心率、血压、肺、心脏、血管和骨骼肌肉方面评估。(3)前期的相关检查(前次CPET结果、心电图、超声心动图)。(4)用药评价：硝酸酯类、受体阻滞剂、强心类药物等。(5)可选的其他检查：胸片、静息肺活量、静息动脉血气结果、血常规、心功能相关血液指标。
3.测试前告知内容
(2)受试者在运动试验前1~2h 不能进食，但也不宜空腹测试。(5)定义最大努力和期望的结果，告知运动过程中出现问题示意方法。
