目的:在急性血液碱化前、后空气吸入下完成症状限制性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PaO2和SaO2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PaCO2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);pH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.
作者：孙兴国；William W.Stringer；尹希；王桂芝；吕婧；葛万刚；刘方；Karlman Wasserman 刊期： 2015年第04期
目的:建立动脉逐搏取血血气分析法,在人体实验中验证呼吸调控核心信号——PaO2,PaCO2和[H+]a是受呼吸影响的周期性、波浪式变化信号,而不是传统理念上误认的稳定水平信号.方法:选择心功能正常、Allen试验阴性需要监测动脉血流动力学变化的患者6例.在左侧桡动脉穿刺,连接肝素化塑化管(3mm×1 000 mm),注满血液并计数血液注满所需心跳次数.用止血钳将塑化管钳闭成与心跳次数相对应的分段后,迅速置于冰水中,立即进行血气分析.选取每位患者的2个典型波浪式周期,用于分析2对高-低和低-高共4个测定值,取平均值.对相邻高和低值作统计学配对t检验.结果:血液注满塑化管需要16±2次心跳,均覆盖超过2个呼吸周期.每个呼吸周期是5±0.6次心跳.PaO2、PaCO2、[H+]a和SaO2都呈现出明显的波浪式变化(相邻高点与低点比较,P＜0.05),PaO2、PaCO2、[H+]a和SaO2的波浪幅度分别是(11.28±1.13) mmHg, (1.77±0.89) mmHg, (1.14±0.35) nmol/L和(0.52±0.44)％;波浪幅度分别是其平均值的(7.7±1.1)％, (5.1±2.5)％, (3.1±1.0)％和(0.5±0.4)％.结论:动脉延长管连续取血,按心跳次数分隔血样,血气分析法简单易行,为验证动脉血气受呼吸影响的周期性波浪式信号提供了可靠证据.本方法为原创,技术操作层面仍需提高熟练程度,增加志愿者和试验样本的数量进一步探索此类信号的临床检测可靠性及其与临床疾病的关系.
作者：孙兴国；姚优修；李军；王古岩；张宏亮；谭晓越；刘方；慈政；胡盛寿 刊期： 2015年第04期
心肺运动试验是目前唯一的人体心肺代谢等系统整体功能学的检测方法,可以收集以氧气代谢为核心的整体生理学信息.我们用人体功能一体化整体调控理念的全新哲学思维方式来解释呼吸循环调控,并在此理论基础上进行数据分析与解读.只有根据心肺运动试验规范化临床实施操作和数据分析图示与判读原则,才可以为人体功能状态得到一个整体、客观、定量的科学评估,从而达到区分健康、亚健康和疾病诊疗的目的,为多种临床疾病的预防、诊断、鉴别诊断、治疗效果评估、运动康复及预后预测提出优化处理建议.
作者：孙兴国 刊期： 2015年第04期
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.
作者：孙兴国；Songshou Mao；Matthew J.Budoff；William W.Stringer；程显声 刊期： 2015年第04期
目的:从整体整合生理学来看,气体弥散功能取决于呼吸系统和循环系统的功能正常,以及二者之间良好的匹配.但传统系统生理学把弥散功能单纯划归为肺功能指标来分析和解读.由于忽略了循环系统的作用,DL.CO判读可能会产生误区.方法:依据新创立的整体整合生理学医学理论构架,以呼吸、循环和代谢等系统为核心,在神经体液的调控下,以呼吸和循环优化匹配为基础,进行对于弥散功能的解读探讨.特别是心衰状态对弥散功能的影响进行分析和探讨.结果:理论上弥散功能取决于呼吸和循环以及它们的正常匹配.对于心衰患者的病理生理改变的特点以及在心衰条件下可产生的心源性弥散功能障碍进行分析和推测.结论:弥散功能的正常取决于正常的呼吸和循环以及它们的良好匹配.在心衰患者中呼吸和循环匹配差,虽然左心泵血功能的受限,在一定程度上使得肺血容量增大,但是同时肺血流速度降低,肺弥散膜厚度增厚和弥散距离增加,推测得出结论——心衰患者气体弥散功能应该降低而非增高.
作者：孙兴国 刊期： 2015年第04期
目的:观察重度左心衰竭患者肺弥散功能(DLCO)变化的临床特点,探讨其潜在的病理生理学机制及其临床意义.方法:回顾性分析28例重度左心衰患者的临床资料、DLCO、肺通气功能和心肺运动试验指标.结果:左心衰竭患者的峰值摄氧量严重降低为34±7％pred和无氧阈为48±11％pred,DLCO中度降低为63±12％pred.28例患者有25例DLCO低于80％pred,而用力肺活量、第一秒用力肺活量、第一秒用力肺活量/用力肺活量和肺总量分别为75±14、71±17、97±11和79±13％pred,提示通气功能呈边界性至轻度限制性障碍.DLCO的下降幅度显著大于肺通气指标.结论:具有极严重心肺功能受限的重度心衰患者,DLCO显著降低和仅仅边界性轻度限制性通气受限.DLCO是心肺协同功能指标,在无明显呼吸受限前提下是反映循环功能受限的指标.
作者：谭晓越；孙兴国；胡盛寿；张健；黄洁；陈志高；马莉 刊期： 2015年第04期
目的:心力衰竭患者呼吸调控异常的机制众说纷纭,特别是动脉血气周期性波浪式变化信号的改变及其与心功能的关系尚缺乏直接的试验证据.本文依据心力衰竭患者动脉血气周期性波浪式变化信号的降低幅度,探讨心力衰竭导致呼吸调控异常的机制.方法:选择5名心力衰竭患者,连续桡动脉逐搏取血,测定PaO2,PaCO2,pHa和SaO2.选取2个典型呼吸周期,用于分析动脉血气的波浪式变化.比较患者相邻高和低值,以验证是否存在周期性波浪式信号变化.此外,将心力衰竭患者与心功能正常患者动脉血气周期性波浪式信号的变化幅度进行统计学t检验分析,比较有无差异.结果:心力衰竭患者包括2例外科手术和3例ICU住院监护患者,4男1女,年龄(69±7)岁,身高(169±10)cm,体质量(75±19)kg,左心射血分数(LVEF)=(38±3)％.动脉血液充满肝素化细长塑化管需要17±2次心跳,即取血需要17±2次心跳,覆盖超过2个呼吸周期.心力衰竭患者PaO2,PaCO2,[H+]a和SaO2均呈现明显的波浪式变化(P＜0.05),幅度分别是(7.94±2.02)mmHg,(1.18±0.56)mmHg,(0.54±0.17)nmol/L和(0.21±0.07)％,分别是各自均值的(6.1±1.5)％,(3.2±1.5)％,(1.5±0.5)％和(0.2±0.1)％.与心功能正常患者比较,动脉血气波浪式变化幅度呈现明显降低趋势,但仅PaO2和[H+]a有明显统计学差异(P＜0.05).结论:采用连续逐搏动脉取血血气分析法证实,心力衰竭患者自主呼吸时动脉血气也有周期性波浪式变化信号,但其变化幅度较心功能正常患者明显降低.
作者：姚优修；孙兴国；李军；谭晓越；张宏亮；王古岩；葛万刚；刘方；李浩 刊期： 2015年第04期
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.
作者：尹希；孙兴国；William W.Stringer；王桂芝；吕婧；葛万刚；刘方；慈政；KarlmanWasserman 刊期： 2015年第04期
目的:自1987年Wasserman教授开始用3行×3列9图展示心肺运动试验(CPET)数据以来,虽几经修改和添加,仍有不少重要指标尚未图示.新9图拟显示更多指标数据.方法:正常志愿者和患者首先完成静息状态肺功能检查、症状限制性大极限CPET,连续测定12导联心电图、无创袖带血压、氧饱和度,以100 Hz测定气流并采集气样连续作氧气和二氧化碳测定并计算得出每次呼吸的数据,经每秒数据分切技术处理后再计算各指标的10 s和30 s平均值进行图示.结果:新9图中的第①～⑦图均以时间为“X”轴,分别以摄氧量、二氧化碳排出量、功率、心率、收缩压、舒张压、心率收缩压乘积、分钟通气量,呼吸交换比、二氧化碳通气效率、摄氧通气效率、氧脉搏、V5导联ST段水平和V5导联ST段斜率、潮气量、呼吸频率、呼气末氧分压、呼气末二氧化碳分压和血氧饱和度18个指标,以及动脉氧分压、动脉氧饱和度和动脉二氧化碳分压3个血气指标为“Y”轴.各图均有3条纵行虚线,自左至右依次代表静息、热身、功率递增运动和恢复期的分割线.此外,第①、③图中水平虚线分别代表大摄氧量预计值(红色)、摄氧通气效率平台预计值(红色)和二氧化碳通气效率低值的预计值(蓝色).第⑧图以心率和二氧化碳排出量(Y)对摄氧量(X)作图,“+”表示摄氧量和心率大预计值的交点.第⑨图以潮气量(Y)对每分通气量(X)作图,纵行虚线为实测大通气量,2条水平虚线分别为深吸气量和肺活量.结论:新9图可显示更多循环、呼吸、代谢等功能指标,特别是更突出展示循环相关功能指标,更有利于CPET的临床应用和健康管理.
作者：孙兴国 刊期： 2015年第04期
目的:应用症状限制极限负荷心肺运动试验(CPET)评估稳定性冠心病患者经皮冠状动脉腔内血管成形术(PCI)治疗前后的整体心肺功能变化.方法:入选2014年8月至12月在本院经冠脉造影和心脏超声等检查诊断为稳定性冠心病患者59例,择期行PCI治疗31例(PCI组),另单纯药物保守治疗28例为对照组.患者治疗前、后均进行CPET.结果:所有患者均安全完成CPET,无任何并发症.药物对照组治疗前后所有功能指标均无明显变化(P＞0.05).PCI组治疗后仅无氧阈、峰值摄氧量和峰值氧脉搏比治疗前明显提高(P＜0.05),其他指标变化不显著(P＞0.05).CPET评估个体化分析发现PCI组治疗后升高(≥10％)峰值摄氧量和峰值氧脉搏比例明显高于对照组(P＜0.05).结论:PCI通过冠状动脉血运重建可明显改善患者心肺功能,提高运动能力.CPET是客观定量评估冠心病治疗效果的一种客观、定量、安全、有效方法.
作者：郑宏超；丁跃有；孙兴国；杨坚；李擎；刘方 刊期： 2015年第04期
目的:在完成吸入室内空气状态下症状限制性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％NaHCO3(总量0.3 g/kg)分次口服,每5min口服75 ml(3.75g).总量服完1h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、VO2、VCO2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pH均显著提高(P＜0.05);除无氧阈PaCO2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CaCO2,PaCO2和pHa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.
作者：孙兴国；William W.Stringer；尹希；葛万刚；王桂芝；吕婧；刘方；慈政；Karlman Wasserman 刊期： 2015年第04期
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.
作者：卢志南；孙兴国；Songshou Mao；Matthew J.Budoff；William W.Stringer；葛万刚；李浩；黄洁；刘方 刊期： 2015年第04期
目的:慢性心力衰竭患者(CHF)康复治疗和二级预防已经是临床共识,但用心肺运动试验(CPET)指导制定个体化运动处方国内尚少.方法:选择10例CHF完成CPET评估,随机分为两组(n=5):对照组进行没有运动;运动组增加△50％W功率运动30 min/d,每周5d,共12周.在治疗前和3个月后分别进行评估.结果:两组患者没有显著差异(P＞0.05).运动组12周后,运动持续时间从8 min显著提高到23 min (P＜0.001);6分钟步行距离从394 m显著提高到470 m(P＜0.05);生活质量评分从25分显著降低至3分(P＜0.01).而对照组治疗前后均没有显著改变(P＞0.05);治疗前后的改变均显著小于运动组(P＜0.01). 结论:在CPET客观定量功能评估指导制定个体化高强度运动康复安全有效,值得大力推广应用.
作者：刘艳玲；孙兴国；高华；张振英；冯静；姜立清；张健；席家宁；周京敏 刊期： 2015年第04期
目的:探讨心力衰竭患者在运动期间诱发的异常波浪式呼吸模式(EIOB)的临床特点及发生机制.方法:回顾分析38例NYHAⅢ-Ⅳ级患者完成的症状限制性功率递增极限心肺运动试验(CPET).观察分析计算心力衰竭患者在CPET中EIOB的发生时间、频率、振幅等临床特点.结果:本组患者男17女21在38例患者中,31例发生EIOB,发生率为81.6％.EIOB组每分通气量(VE)波浪振幅是(12±4)L/m(为平均值的81％±30％),周期(77.0±20.0)s.EIOB组中OB发生在运动前、运动中功率低于无氧阈时、恢复期或者全程分别为24、31、4和4例;除VE外,在CPET的各项参数中,全部31例患者均表现EIOB的指标为VO2、VCO2、RER和PETO2;29例患者VE/V CO2、VO2/VE和BF出现EIOB;26例患者PETCO2出现EIOB;25例患者VT、VO2/HR出现EIOB;2例患者HR出现EIOB.结论严重心力衰竭患者易发生EIOB.就心脏功能对呼吸调控的影响及心衰患者呼吸异常发生机制进行了探讨.
作者：张雪梅；孙兴国；Piergiuseppe Agostoni；刘方；周娜；谭晓越；宋桂芹；谷磊；刘凝华 刊期： 2015年第04期
目的:探讨心衰患者陈施呼吸的发生率及发生机制.方法:连续入选2015年3月～2015年5月于阜外医院行睡眠呼吸监测的患者56例,分为心衰组和非心衰组.结果:两组睡眠呼吸暂停的发生率均较高,心衰组11例患者中呼吸暂停低通气指数(AHI) ＞5的有10例,平均AHI指数23.93±14.63;非心衰组45例患者中AHI＞5的有33例,平均AHI指数16.20±18.76;心衰组中枢性睡眠呼吸暂停(CSA)次数占睡眠呼吸暂停总数的比例明显大于非心衰组病人,分别为80.21％±30.55％和27.16％±35.71％,P＜0.01.结论:心脏的循环功能和肺脏的呼吸功能是联合一体化,相互联系、互为因果而又互相影响.慢性心力衰竭的循环障碍促成了潮式呼吸的发生,所以称之为心源性呼吸睡眠异常.
作者：谢思欣；孙兴国；王芙蓉；谭晓越；张雪梅 刊期： 2015年第04期
目的:以人为理解的功能为基础划分的系统生理学,在讨论呼吸调控时主要考虑呼吸系统本身,很少涉及其他系统,存在着明显的局限性和片面性.人是有机整体,应该从整体的角度探讨生命表征呼吸的调控.方法:以整体论为指导,打破功能系统的限制,构建整体整合生理学医学理论人体生命功能一体化调控的的基本框架.结果:除了动脉血气信号平均值参与呼吸调控外,其波浪式信号同样参与呼吸调控,并且是呼吸调控(切换)的核心,循环、神经和代谢等都是呼吸调控环路不可或缺的重要组成部分,这些新观点有助于对一些生理学和医学领域一直无法解释的难题作出合理的解释,比如:胎儿为什么不呼吸？为什么独立生命自始至终必须呼吸？第一次呼吸是如何产生的？呼吸节律和频率的产生？呼吸切换是如何实现的？循环功能如何影响呼吸等.结论:呼吸,生命之表征,是通过呼吸、循环、神经、代谢和消化吸收泌尿排泄等功能一体化调控实现的.
作者：孙兴国 刊期： 2015年第04期
在还原论、简化论的背景下,生理学和医学已经背离人体整体而从系统、器官、疾病等角度逐步细化,在带来医学科学进步的同时也显现出明显的缺陷和限制.从医学基础到临床各学科和分支学科之间亟需整合,人体健康管理、慢病预防、临床诊疗和功能康复等医学分支领域也亟需整合.人是不可分割的有机整体.作者以氧气需供代谢平衡为纲,以呼吸、血液循环、神经、代谢等系统联合一体化调控为基础,提出整体整合生理学医学新理论.唯物辩证地看待医学的专业细化和整合,以人为本,两者并重.医师应在继续强化专业化技术知识的同时,树立整体整合医学理念,以便为中国人民提供更优质和优化的防治医疗服务,并使之领先于世界.
作者：孙兴国 刊期： 2015年第04期
目的:传统系统生理学对于循环调控的解读仅就血液循环单一系统而言,而基本不考虑其他系统,必然有一定的片面性和局限性.人体是有机整体,只有从整体对循环功能调控分析才能更深入.方法:在整体整合生理学医学理论体系的指导下,以循环功能的目的为切入点,对其调控机制进行探讨.结果:血液循环的目的主要是为细胞新陈代谢运输所需的呼吸气体和消化吸收营养物质及排出代谢产物.围绕这个目的,为适应新陈代谢的静息、运动和睡眠状态变化,在神经体液调控下,与呼吸消化吸收泌尿排泄等所有系统共同配合从而实现循环功能调控.在此基础上,对许多问题给出了合理的解释,比如:出生后卵圆孔如何关闭、心力衰竭患者出现陈-施呼吸的机制、正常人心率、收缩压和自主张力变异的原始诱因、运动期间血流再分布机制等.结论:循环功能的目的是机体所有系统一体化调控共同参与实现的,而循环功能正常又是其他所有功能正常的前提.
作者：孙兴国 刊期： 2015年第04期
目的:在系统生理学中,通过神经体液对有机功能整体的人所有其他系统功能进行调控各自分别描述是片面与局限的.方法:运用整体整合生理学医学理论体系对生命功能的神经体液调控机制进行探讨.结果:以氧化能量物质为特征的新陈代谢是生命体功能活动的核心,而其中呼吸循环神经等组成主要是为细胞新陈代谢运送氧、二氧化碳等物质为核心轴;胃肠道消化吸收循环神经等组成主要是为细胞新陈代谢运送能量物质和代谢产物为主轴.血液循环神经体液和组织细胞等上述两轴的共同部分.神经体液对人体功能产生一体化调控作用.结论:本文就围绕以满足新陈代谢的状态为目的的呼吸循环两大功能系统的改变,简单描述神经体液如何实现对呼吸循环的调控使之适应代谢的需求.
作者：孙兴国 刊期： 2015年第04期
