张晓雷教授:“心肺运动试验”因何成为识别运动相关心血管风险的关键一步?静息检查或误判心脏状况,如何捕捉看不见的危机?
来源: 呼吸界 6 天前


编前语


近期,“41岁张雪峰跑步后心源性猝死”的话题频频登上热搜,引发了许多人的焦虑,公众甚至部分医务工作者都提出困惑:运动不是有益健康吗?对于热爱运动、需要运动的人群,以及对于医务工作者,如何科学识别运动中的心血管风险,让运动安全、“可控”?

传统的静息心电图、心脏超声往往难以捕捉到运动负荷下身体真实的应激反应,普通运动平板试验或单纯静息心电图也有局限,这时心肺运动试验(CPET)就显得尤为关键,它在运动医学、心血管病学与呼吸医学领域是被视为“金标准”的评估工具。无论是运动前筛查、劳力性症状鉴别,还是个体化运动处方制定,CPET都提供了超越静态检查的重要依据。

对此,中日友好医院呼吸与危重症医学科张晓雷教授撰文,详解心肺运动试验在运动相关心血管风险评估中的价值。以下为全文:


适量体力活动可提升心肺耐力、降低心血管事件与全因死亡风险,但高强度运动在特定易感人群中可诱发心肌缺血、恶性心律失常、急性心肌梗死甚至心源性猝死。因此,如何在运动前、运动中和运动处方调整过程中完成有效的心血管风险识别,已成为运动医学、心血管病学与呼吸医学共同关注的问题。心肺运动试验(cardiopulmonary exercise testing,CPET)通过同步整合通气、气体交换、循环反应与骨骼肌代谢信息,能够超越静态检查的局限,在运动负荷状态下识别潜在风险、量化心肺适能,并为个体化运动处方提供客观依据。



引言


运动是心血管疾病预防与康复的重要组成部分,但“运动有益”并不等于“任何人、任何强度、任何时点运动都安全”。《运动相关心血管事件风险的评估与监测中国专家共识》指出,适量运动能提高心肺耐力并降低心血管疾病和全因死亡风险,而高强度、长时间或不适宜的运动在高龄、伴基础疾病或缺乏训练基础的人群中,会增加心源性猝死和急性心肌梗死等事件风险,因此运动前筛查与风险分层十分关键。 心肺耐力(CRF)是重要的心血管风险标志物,美国心脏协会2024年更新指南进一步提出,CRF对心血管发病和死亡风险的预测独立于传统危险因素,应作为常规评估中的“生命体征”之一。 


一、CPET为何适合用于运动相关心血管风险评估


与普通运动平板试验或单纯静息心电图相比,CPET并非只关注“是否缺血”或“是否有心电变化”,而是通过呼吸气体分析和连续负荷监测,非侵入性整合呼吸系统、心血管系统和骨骼肌代谢对运动的整体应答。2024年一篇临床综述指出,CPET可对呼吸、循环及肌肉系统的运动反应进行综合评估,不仅有助于改善诊断、优化风险分层和治疗决策,还是量化心肺适能及制定运动处方的金标准。


从呼吸专科视角看,CPET的最大价值在于把“劳力性症状”转换成“可量化的病理生理图谱”。对于不明原因劳力性呼吸困难或乏力,单纯肺功能、影像学或静息超声常常不能解释症状,而CPET可较早区分正常与异常运动反应,并识别是通气受限、气体交换障碍、循环储备不足、外周去适应,还是多因素共同作用。ATS/ACCP声明指出,对于初始检查尚不能明确病因的呼吸困难患者,CPET具有重要评估价值;2022年Glaab等在 Respiratory Research 发表的实用性综述亦提出,CPET应作为运动不耐受的早期评估方法之一。


二、中国专家共识中的CPET定位:从“可选检查”到“关键节点”



在《运动相关心血管事件风险的评估与监测中国专家共识》中,CPET并未被视为单纯体能测试,而是被置于运动相关心血管风险筛查流程的核心节点。共识指出,CPET在心肌缺血、心律失常、心功能及运动状态评估方面均具有较高推荐等级,体现了其跨系统、跨场景的评估优势。更重要的是,在流程设计上,经初级评估阳性者以及所有高风险人群,均建议进入中级评估并行CPET,以确定体能状态、寻找安全阈值,再决定是否需要进一步影像学或专科干预。


这一思路非常值得呼吸科借鉴。临床上,很多“运动后胸闷、气短、头晕”的患者首先流向呼吸门诊,但其根源未必是原发肺病。CPET将症状置于真实运动应激之下,既能帮助发现潜在心肌缺血、心率反应异常和心律失常,也能识别通气效率低下、V/Q失衡、呼吸储备不足及异常分流等,因此比静态检查更接近患者实际运动风险。 


三、CPET关键指标及其风险识别意义



CPET的核心价值,不在于某一个单项阈值,而在于多参数联合解读。其中,峰值摄氧量(peak VO₂)是最经典的全局指标,反映机体整体氧输送与氧利用能力,peak VO₂既是运动能力终点指标,也是长期生存指标之一;无氧阈(AT)和呼吸代偿点(RCP)则帮助界定从有氧代谢向混合代谢、再到以无氧代谢为主的过渡,是识别氧输送不足的重要参考点,对运动处方制订尤其重要。


中国专家共识进一步指出运动风险预警时需要关注以下异常表现:如最大摄氧量低于20 ml/(kg·min)、运动中心率上升缓慢或下降、运动中收缩压不升反降或峰值血压过高(≥240/120 mmHg)、摄氧量增长迟缓、氧脉搏上升缓慢或早期平台/下降、二氧化碳通气当量明显升高,以及运动中严重心律失常等。出现上述表现时,不应简单理解为“体能差”,而应视为潜在心肌供血不足、搏出量受限、通气效率障碍或节律异常的警示信号。


对呼吸系统而言,通气效率相关指标尤其重要。VE/VCO₂slope反映次极量运动中的通气效率,是心衰等疾病的重要预后指标;PETCO₂下降可提示V/Q失衡或过度通气,低呼吸储备则提示机械性通气受限,异常呼吸模式还能帮助区分阻塞性、限制性和功能性呼吸问题。与此同时,氧脉搏平台、心率上升迟缓或异常摆动,则更提示循环限制或心律失常。正因为这些参数能把“喘”拆解为“心源性、肺源性、血流动力学性或去适应性”,CPET才具有独特的鉴别价值。


四、CPET在运动相关心血管风险评估中的主要应用场景


1. 运动前筛查与升级训练前评估


对初始参加运动训练、准备提升运动等级,或合并高血压、糖尿病、肥胖、吸烟、家族史等危险因素者,运动前风险筛查尤为重要。中国共识将年龄、明确心血管病/糖尿病/肾病、家族史和极限运动计划列为核心高风险变量,并提出高风险人群应在初步病史、体格检查及基础心电/超声后尽早进入CPET评估。ESC运动心脏病学指南也强调,应将既往心血管病调查、风险评估和运动测试结合起来,为运动参与和训练方案制定提供依据。 


2. 劳力性呼吸困难、胸闷和运动不耐受的病因识别


在临床实践中,不少患者主诉“稍一运动就喘”“胸口憋”“跑步时心慌”,但静息检查并无定论。ATS/ACCP声明认为,对于初始检查尚不能解释的呼吸困难,CPET具有明确的评估价值;2022年发表于 Respiratory Research 的实用性综述进一步指出,CPET通常能够在多种病理生理状态中识别导致运动不耐受的主导因素,因此应作为早期评估手段之一。因此,在呼吸门诊遇到“肺功能不重、影像不重、症状却重”的患者时,CPET不应被放在最后一步,而应提前进入诊断路径。


3. 已确诊心血管疾病患者的风险分层


CPET不仅用于“找病”,也用于“定风险”。2021年纳入21项前瞻性研究、159,352例心血管病患者的系统评价与Meta分析显示,CRF最高组较最低组全因死亡风险下降58%,心血管死亡风险下降73%;每增加1 MET,全因死亡风险进一步下降19%。这说明,CPET测得的CRF并不是“软指标”,而是硬终点相关指标。


在心力衰竭患者中,CPET在风险分层中的价值已较为明确。JACC: Heart Failure 发表的系统综述指出,峰值摄氧量(peak VO₂)对晚期干预决策具有重要意义;与此同时,次极量运动阶段获得的通气指标受主观努力影响较小,同样与患者预后密切相关。进一步研究显示,随着VE/VCO₂slope由≤29升高至29–36、36–45和≥45,2年内死亡或心衰住院复合结局风险呈阶梯式增加,分别约升高3倍、5倍和8倍。由此可见,对于运动时易出现气短的心衰患者,通气相关指标不仅反映症状程度,也具有重要的心血管预后评估价值。


4. 个体化运动处方与运动康复


中国共识明确提出,CPET相较其他检查不仅可以筛查风险,还可用于个体化运动指导;CPET阴性者可从低—中强度开始逐渐加量,并定期复评;而对于 CPET检查异常者,应给予运动警告,需进入专业医疗机构接受进一步医疗诊治及运动指导建议。对呼吸与心血管共病患者而言,这一点尤为重要,因为单凭经验估计运动强度,容易出现“练得不够”或“练得过头”两种偏差。以AT、RCP、靶心率和症状—通气反应为基础制定处方,更符合精准康复理念。 


五、对呼吸专科实践的启示



CPET在呼吸医学中的价值,过去更多体现在不明原因呼吸困难、肺康复和肺血管病评估;但从运动相关心血管风险角度看,它还应成为呼吸专科识别“假性肺源性症状”的关键工具。对于存在劳力性气短、胸闷、运动后恢复慢、可疑过度通气、可疑肺血管病或合并多重危险因素的患者,呼吸科医师不应只问“能不能喘”,更应追问“为什么喘、在哪个生理环节受限、是否存在运动中的心血管危险信号”。CPET恰恰能把这些问题同时回答出来。



同时需指出CPET的临床价值高度依赖规范化流程、设备校准、质量控制与解释经验。ERS标准化文件强调,统一协议有助于提升结果解释的一致性;而实用指南也提醒,尽管CPET总体安全,但仍可能出现心脏急症、低氧和血管迷走反应,因此高风险患者检测时应由受过培训的团队在具备急救条件的环境中完成。


结语


CPET并不是普通意义上的“运动测试”,而是连接呼吸生理、循环生理与运动医学的综合评估平台。在运动相关心血管风险评估中,它既能前移到筛查阶段识别高危个体,也能深入到病因分析阶段区分通气限制与循环限制,还能后延到康复阶段指导安全、有效、可持续的运动处方。对于呼吸专科而言,真正理解CPET的价值,不只是学会读几个参数,而是把“劳力性症状”放回运动生理与多系统耦合的框架中重新认识。未来,随着标准化建设和多学科协作加强,CPET有望成为运动相关心肺风险管理中的核心工具。


特别感谢张晓雷教授给《呼吸界》的投稿!



* 文章仅供医疗卫生相关从业者阅读参考


本文完

责编:Jerry

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