代谢、血液碱化和纯氧影响呼吸调控的人体实验研究Ⅰ：运动试验

目的：在整体整合生理学医学理论的指导下,通过分析正常人运动期间心肺代谢等多系统功能整体整合的连续动态变化,探讨正常环境运动状态下呼吸反应模式的调控机理。方法：选正常志愿者5名,在美国洛杉矶加州大学Harbor-UCLA医学中心分别进行动脉置管,在常温室内空气状态下完成症状限制性最大极限心肺运动试验（CPET）。在运动过程中,连续测定肺通气指标及每分钟动脉取样的血气分析指标的变化,对CPET期间呼吸气体交换和血气指标的动态变化进行统计分析。结果：在CPET期间,随着运动功率逐步递增,分钟摄氧量（每呼吸摄氧量×呼吸频率=每搏摄氧量×心率）和分钟通气量（潮气量×呼吸频率）均呈现近于线性渐进性递增（与静息状态比较,P〈0.05~0.001）;在运动超过无氧阈和呼吸代偿点后,分钟通气量的上升反应更加显著。结论：人体在运动过程中,为了克服自行车功率计的阻力而发生代谢率改变,呼吸随代谢改变而变化,高强度运动时酸性代谢产物堆积更加加剧呼吸反应。

代谢、血液碱化和纯氧影响呼吸调控的人体实验研究Ⅱ：血液碱化后运动试验

目的：在完成吸入室内空气状态下症状限制性最大极限心肺运动试验（CPET）和动脉血气指标动态变化规律的基础上,进一步探讨体液酸碱度和CO2含量对呼吸调控的影响。方法：选正常志愿者5名,给予5%Na HCO3（总量0.3 g/kg）分次口服,每5 min口服75 ml（3.75g）。总量服完1 h后,重复CPET。于静息、热身、运动及恢复期,连续测定肺通气指标及每分钟动脉取样的血气指标变化,并与本人在非碱化血液条件下对照数据进行配对t检验比较。结果：碱化血液之后,CPET期间随着运动功率逐步递增,气体交换和血气指标的反应模式与非碱化血液对照相似（P〉0.05）;即与静息状态比较,每分通气量、潮气量、呼吸频率、V4O2、V4CO2均呈现近于线性渐进性递增（P〈0.05~0.001）。与碱化血液前吸入室内空气的对照比较：在碱化血液条件下,所有时间点血红蛋白浓度,PaCO2与p H均显著提高（P〈0.05）;除无氧阈Pa CO2减低外,只有热身状态呈增高态势,统计学有显著差异（P〈0.05）;而PaO2无差异（P〉0.05）,各状态均较对照状态减低,除恢复期外均有统计学差异（P〈0.05）。与非碱化血液对照比较,除静息每分通气量低于对照（P〈0.05）外,所有通气指标均无统计学差异（P〉0.05）。结论：碱化血液条件下,尽管有更高的Ca CO2,Pa CO2和p Ha平均水平及更低的Hba和[H＋]a平均水平,机体对CPET的呼吸反应模式基本相似。

代谢、血液碱化和纯氧影响呼吸调控的人体实验研究Ⅲ：血液碱化后纯氧运动试验

目的:在急性血液碱化前、后空气吸入下完成症状限制性最大极限心肺运动试验(CPET)的基础上,本文探讨在血液碱化后吸入纯氧对呼吸调控的影响。方法:正常志愿者5名在碱化血液后呼吸纯氧CPET,在静息、热身、运动及恢复期,连续测定肺通换气指标及每分钟动脉取样的血气指标,对CPET期间的呼吸气体交换和血气指标的动态变化进行分析,同时与急性碱化血液前、后空气CPET数据比较。结果:碱化血液后吸入纯氧运动呼吸反应与急性碱化血液前、后空气CPET呼吸反应基本一致。CPET期间,各运动状态下的每分通气量均与对照组相似(P>0.05);仅静息每分通气量较血液碱化空气CPET略高(P<0.05),而其它状态和恢复2min时均相近(P>0.05)。潮气量仅峰值运动时较对照和血液碱化空气CPET略低(P<0.05);而运动过程和恢复2min时的潮气量均相近(P>0.05)。呼吸频率在各个时间与血液碱化前后CPET均无差异(P>0.05)。在碱化血液后吸入纯氧运动各个时期的Pa O2和Sa O2较碱化血液前后空气CPET时明显提高(P<0.001,P<0.05)。血红蛋白浓度虽然较急性血液碱化前后均低,但仅较血液碱化前显著降低(P<0.05),比血液碱化后差异不显著(P>0.05);开始时的Pa CO2较碱化血液前后空气CPET时降低(P<0.05),无氧阈时相近(P>0.05),但到峰值及恢复2 min时明显增高(P<0.05);p H仅较对照增高(P<0.05),但与碱化血液空气试验时无差异;乳酸水平较对照略高,但仅在热身和恢复期有差异(P<0.05)。纯氧提高了两人无氧阈和三人峰值运动的功率和时间。结论:虽然血液碱化给予纯氧,CPET呼吸反应与碱化血液前、后空气CPET呼吸反应模式相似,表明运动中呼吸反应主要取决于代谢变化,而非动脉血气平均值高低。

建立正常人肺血管容量的无创精确测量方法的初步报告

目的：由于传统呼吸调控环路忽略了对血液循环的决定性作用,肺（静脉）血管容量相关研究甚少,亟需建立肺血管容量测量方法。方法：选择正常志愿者完成CT全肺扫描,图像数据经过计算机软件分析处理,从肺尖到肺底以40~50层进行肺野手工切划,相邻层间由计算机自动模拟连接,在去除干扰后进行全肺血管（≥0.6 mm）高精度三维立体成像技术处理,进而计算全肺和肺血管容积。结果：12例正常志愿者从肺尖到肺底CT扫描图片层数为530±98（431~841）张。全肺和肺血管的总容积是3705±857（2398~5383）ml,肺血管血液总的容积是125±32（94~201）ml。按肺静脉系统血管容量约为全肺血管血液容量一半计算,应该是63±16（47~100）ml。结论：肺CT扫描数据分析三维立体成像建立肺血管容量无创测量方法精确可行。

正常人每搏输出量与肺静脉血管容量和左心房容量的相关关系的探讨

目的:从新理论对呼吸调控解释中,肺-动脉血液循环时间直接决定了吸、呼时相从开始到被终止(即吸呼切换)时间,从而形成呼吸节律和频率。但相关研究甚少,使用肺CT扫描和心脏CTA造影对同一个人进行肺静脉血管容量、左心房容量及每搏输出量多项测定,分析其相关关系以探讨循环时间对呼吸的调控。方法:按我们近期建立肺CT扫描进行全肺血管(≥0.06 mm)高精度三维立体成像技术处理后,估算肺静脉血管容量和心脏CTA造影数据经过计算机软件分析处理,计算左心房容量和每搏输出量。将三者进行相关关系分析,推算肺-循环时间。结果:5例正常志愿者的全肺和肺血管的总容量3486±783(2156-4418)ml,肺血管容量141±20(105-163)ml,估算肺静脉血管容量71±10(52-81)ml;左心房容量是97±39(53-165)m L,每搏输出量是86±16(60-106)ml。肺静脉血管容量和左心房容量之和大约是每搏输出量2.0±0.3(1.7-2.4)倍;其中肺静脉血管容量略小于每搏输出量(0.8±0.1),而左心房容量略大于每搏输出量(1.1±0.4)。结论 :推算的肺-动脉时间约为三次心跳。

正常人左心室功能指标的参考值及其预计公式的初步研究报告

目的:当前评估左心室容量和功能仍常用正常值范围,个体化分析也仅使用体表面积进行校正。尚缺少个体化因素相关的大样本参考值和预计公式。方法:本研究纳入美国加州洛杉矶县南湾地区1200名健康志愿者,其中男807女393,年龄20岁-94岁,心脏CT造影(CTA),经过高精度三维成像技术处理,计算左心室容积在收缩和舒张过程中的连续动态变化,测定左心室(LV)容量和功能指标:舒张末期容积(EDV)、收缩末期容积(ESV)、每搏输出量(SV)、射血分数(EF)和心输出量(CO)。将以上指标与一般特征指标进行多因素相关分析,以探索正常人预计值计算公式。结果:男性除LVEF小于女性外(P<0.001),其余各指标均大于女性(P<0.001)。多元线性回归分析提示,性别、年龄、身高和体质量均为EDV、ESV、SV的独立影响因子(P<0.001);而CO仅受年龄、性别、体质量显著影响(P<0.001),但与身高无关(P>0.05)。CO的预测公式CO(L·min-1)=6.963+0.446(Male)-0.037×年龄(yr)+0.013×体质量(kg)。结论:性别、年龄、身高、体质量均影响左心室容量和功能,建立预测值计算公式,对心血管疾病的无创评估和个体化精准医疗具有重要参考价值。

心肺运动试验终止指证-心率指标85%MPHR值探讨

目的：通过分析85例112次症状限制最大极限心肺运动（Cardiopulmonary Exercise Testing，CPET）的相关数据，以期探讨CPET中将85%MPHR（最大年龄预计心率）作为终止试验标准的实验依据。

心肺运动试验终止指证-呼吸交换率值探讨

目的：对标准所有症状限制最大极限心肺运动试验（CPET）的呼吸交换率（RER）相关数据进行再分析，以期探讨心肺运动试验中多高RER才是应该终止试验的依据。

心肺运动试验终止指证-血压值标准探讨

目的：通过症状限制最大极限心肺运动试验（CPET）的动脉导管有创直接测压的相关数据分析，以期为中血压多高应该终止试验提供参考依据。