心血管疾病（cardiovascular disease）是危害人类健康的主要疾病之一，心肺耐力（cardiorespiratory fitness，CRF）差、体力活动不足、高脂饮食、吸烟等不良生活习惯以及肥胖率的升高使得心血管疾病的发病率逐年增加，我国目前约有2.9亿人患有心血管疾病。CRF反映呼吸系统和心血管系统的整体功能，其与心血管疾病呈负相关。CRF水平低是导致心血管疾病多发的重要原因。因此，合理评价CRF与心血管功能对于预防心血管疾病的发生有重要意义。最大摄氧量（maximal oxygen uptake，VO₂max）作为评价CRF的”金标准”已经被普遍接受，但VO₂max评价CRF也有不足，如心肌射血能力较差的人为满足运动中氧气的需要，必须通过心率的增加来完成测试，但过快的心率会使心室充盈期缩短，导致摄氧能力下降。因此，有学者提出，VO₂max与峰值心率的比值，即峰值氧脉搏（oxygen pulse peak，O₂P_peak）在一定程度上能更好地反映心肌供血能力，较VO_2max可能更有利于准确评价CRF。目前，O₂P_peak在心血管功能的测量与评价、心血管疾病的诊断与评估等方面有广泛应用。

大量研究表明，O₂P_peak与全因死亡率之间有重要联系，是预测死亡风险的独立因子。Oliveira等从1994年到2007年跟踪了998人，对其进行O₂P_peak与死亡风险之间的相关性研究，结果发现O₂P_peak与左心室的功能有极强的相关性，心脏功能强的人有更高的O₂P_peak，而低O₂P_peak的人死亡风险要高出1.8倍，更加容易患心血管疾病。Laukkanen等跟踪报道了2227人的O₂P_peak在26年间的变化，并调查了O₂P_peak与心血管疾病患病率之间的联系，发现O₂P_peak与心血管疾病的发生呈明显的负线性相关；且作为一个独立的影响因子，O₂P_peak能显著提高心血管疾病死亡风险因素评估的准确性。Peterman研究了O₂P_peak与年龄之间的关系，发现O₂P_peak有随着年龄逐渐下降的趋势：在青壮年时期，O₂P_peak高者在老年时依旧可有较高的O₂P_peak，而青年时期O₂P_peak较低者在进入老年时期后的心血管机能较差，更容易患心血管疾病，这表明O₂P_peak在一定程度上能够更好地反映心肌供血能力并具有预测心血管疾病发生的效用。此外，有学者将O₂P_peak应用于普通人、疾病人群以及运动员心血管功能的测量与评价中，建立了利用体力活动（metabolic equivalants，METs）、性别、体重、安静心率等推算O₂P_peak的新方法，并建立了20～89岁人群O₂P_peak的评价参考值。这些显示了O₂P_peak在大范围群体心血管功能的测量与评价中具有良好的应用前景。本研究综述O₂P_peak在心血管功能测量与评价方面的研究成果，旨在为O₂P_peak的进一步应用提供参考。

英国学者Henderson和Prince在1914年正式提出O₂P_peak这一概念，其生理学意义是心脏每跳动一次人体能够摄取到氧气的数量，用公式表示为：峰值氧脉搏（O₂P_peak，ml/beat）=最大摄氧量（VO₂max，ml）/峰值心率（HRpeak，beat）。此后O₂P_peakO₂P_peak逐渐引起人们的关注。1967年，König等提出，O₂P_peak可以应用于心血管疾病的诊断。但是Whipp等发现，为更好地反映心血管射血效率，还应该考虑动静脉氧差[arterio venous oxygen，（A-V）O2]，如Schuster的研究表明，摄氧量相同，肥胖者的每搏量、心输出量、心指数较普通人高，但动静脉氧差却较普通人低，这说明，（A-V）O2也是影响O₂P_peak的一个方面。其主要机制是参考了Fick所提出的分子扩散定律，该定律表明物质通过膜的速率与膜两侧液体的浓度差、膜面积、物质的通透系数以及膜的厚度有关。Fick定律的应用能够进一步解释O₂P_peak并推导出：氧脉搏（O2P）=每搏量（strokevol⁃ume，SV）×动静脉氧差[（A-V）O2]，而O₂P_peak与SV、（A-V）O2均有关联。这继续发展了O₂P_peak这一理论，使其在疾病诊断与心血管功能评价中有更大的应用价值。2012年美国心脏协会发表声明，指出O₂P_peak是一个无创的生理指标，能够反映左心室射血能力，在心血管疾病的评估与诊断当中具有较高的效用，因此，将O₂P_peak作为临床心肺运动试验（cardiopulmonary exercise testing，CPET）的指标之一。

回顾O₂P_peak百年来的发展，能够发现其不仅仅是VO2max的一个派生指标，在直接反映心脏功能方面有重要的生理意义。随着心血管疾病的高发，O₂P_peak作为与心血管功能有直接关联的生理学指标，在未来流行病学调查以及运动处方执行过程中的监控、运动处方效果的评价中有重要的应用价值。

O₂P_peak主要受到SV以及（A-V）O₂两方面的影响，但在健康人以及运动员中影响O₂P_peak的主要是SV。因此，O₂P_peak与心血管的功能有直接的联系，心血管功能越强，表明心肌收缩力量和心脏射血能力越好，大动脉血管的弹性贮器作用以及静脉血液回流状态越好。研究发现，长期的运动训练能够使心脏向”运动员心脏”转变，其心脏形态与功能均发生良好的适应性变化，这提高了SV，进而影响了O₂P_peak。如Sharma等发现长期的训练使耐力项目（网球、游泳等）专业运动员的心壁增厚、心肌力量增强，心脏的泵血功能得到改善，其O₂P_peak（27.1ml/beat）显著高于业余运动员（16.8ml/beat）。此外，蔡莹发现O₂P_peak与运动成绩的相关系数r达到0.5983（P<0.05），略高于最大摄氧量（r=0.516，P<0.05），考虑到评价有氧运动能力时，O₂P_peak能够反映心脏射血能力，故使用O₂P_peak评价有氧代谢能力可能更为合理。

心血管病患者由于心脏、血管功能下降，SV或（A-V）O2降低导致O₂P_peak降低，严重的心血管病患者出现O₂P_peak下降，甚至出现”氧脉平台”。O₂P_peak在心衰、心肌缺血、慢性阻塞性肺疾病、囊性纤维化疾病等心血管疾病的诊断与评估中能够提供重要的诊断信息。张振英等使用O₂P_peak作为12周冠心病患者个体精准化运动处方效果评定的指标，而Spee等则将O₂P_peak作为长期心衰诊断的一个标志。这提示O₂P_peak在心血管运动处方效果评估以及心血管疾病的诊断中会发挥越来越重要的作用。

综上，O₂P_peak与心血管功能有紧密的联系，长期的运动训练使得心血管功能提高，O₂P_peak显著提升，提示O₂P_peak能够敏感地评价不同人群（普通人、运动员）的心血管机能状态。

3.1 O₂P_peak直接测量法

随着测量技术的进步以及仪器设备准确性的提高，O₂P_peak被广泛用于心血管功能的测量与评价、心血管疾病的筛查与诊断中。目前，直接测试O₂P_peak是最准确的方法，需要使用气体代谢分析仪配合心率的连续监控设备进行，根据不同人群的特点，选择适合的负荷方案在运动跑台或功率车上进行递增负荷运动能更精准地测量O₂P_peakk。表1总结了不同人群O₂P_peak的测试方案。

O₂P_peak可以在心肺机能测评中表达心脏射血能力、反映心血管效率，同时也更好地解决了对心血管疾病的诊断。O₂P_peak测试方法是否标准化是影响心血管功能测量准确性的重要因素，针对不同运动能力的健康人、心血管病患者以及专业运动员的负荷方案应不同。如表1所示，心血管病患者由于心脏、血管功能受损，在选择测试负荷方案时应采用低负荷、缓慢递增的方式；专业运动员由于进行长期的专项训练，对测试方式较为敏感。因此，应根据专业运动员项目的不同，谨慎选择测试的形式与负荷，以达到准确测量O₂P_peak的目的。

3.2 O₂P_peak间接测量法

尽管在实验室条件下采用专业设备可以完成O₂P_peak的直接测量，但由于测试设备昂贵，特别是需要在接近极限负荷的情况下完成，因此并不适用于所有人群，也限制了该指标在大面积人群测试中的应用与推广。

近些年来，有学者提出O₂P_peak的间接测量法能够在保证准确性的同时满足大人群测试的需要，为流行病学研究中心血管功能的测量提供了一种便捷的方法。Maranhao报道了关于间接推算健康老年人O₂P_peak测试方程的研究。该研究招募97名健康社区老年人（年龄69.4±7.1岁），随机分为方程建立组与方程验证组，所有受试者均完成递增负荷运动试验并填写体力活动问卷（veterans specificac tivity questionnaire，VSAQ），同步测量和采集了年龄、性别、身高、体重、BMI（body mass index）、安静心率、收缩压、舒张压、峰值摄氧量、O₂P_peak、峰值心率、峰值功率、体力活动水平、是否服用β阻断剂等指标，使用线性回归模型对变量进行多次筛选，最终保留体力活动水平、性别、是否服用β阻断剂、体重、安静心率作为变量构建方程：O₂P_peak=-3.416+0.137×体重（kg）+1.226×体力活动水平（METs）+1.987×性别（0=女性，1=男性）-2.045×β阻断剂使用（0=是，1=否）-0.004×安静心率，各变量对方程的解释性分别为48%、25%、5%、1.7%、2.5%。该方程能够解释O₂P_peak83%的方差变异性，标准误差为1.68ml/beat。验证组实际测得的O₂P_peak与方程推算的O₂P_peak的相关性为0.8（P<0.001），表明该方程有较高的准确性。这一研究被认为是创造性地提出了O₂P_peak测量的新方法，并且这种间接测量健康老年人O₂P_peak的方法简便，能够满足大人群测试的需要，例如：一名68kg、体力活动水平为10METs、不服用β阻断剂、安静心率为60分钟/次的健康男性老年人可用该方程推算出O₂P_peak=-3.416+0.137×68+1.226×10+1.987-2.045-0.004×60=17.8（ml/beat）。

Arena通过”Fitness Registry and the Importance of Exercise：A National Data Base，FRIEND”数据库收集了欧美国家13个研究机构共13318名健康人CPET的测试结果，分为方程建立组（9364人）以及方程验证组（3954人），提取了年龄、性别、BMI、峰值摄氧量、峰值心率、O₂P_peak、峰值呼吸商等指标，使用逐步回归法筛选指标，最终保留性别、年龄建立间接推算20~89岁健康成年人O₂P_peak的方程，具体如下：O₂P_peak=23.2-0.09×年龄-6.6×性别（男性=0；女性=1），方程的r值为0.71，标准误差为3.5ml/beat。

目前，O₂P_peak的间接测试方法仅有推算方程，通过对比以上两项研究，可以发现Maranhao的研究中受试者数量较少且多为男性，这在测量老年女性时可能导致O₂P_peak偏高；虽然Arena的方程样本量较大，在测量O₂P_peakO₂P_peak时也更为简便，但Arena方程的误差比Maranhao方程的误差高（3.5ml/beat），这可能与Arena的方程的年龄范围较大有关，这提示应寻找合适的变量，在简化方程的同时还应减少误差。由于国外人群与我国人群体型的差异，Maranhao和Arena的方法能否应用于我国大人群的测试还需进一步验证。目前尚未见针对我国人群O₂P_peak的间接测量方法，这限制了O₂P_peak在我国心血管功能测量与评价中的应用。

O₂P_peak是反映心血管效率及心脏功能的指标，在大范围的心血管功能测评和流行病学调查中有广泛的应用前景。为评价心血管功能，国外学者进行了大样本的研究并建立了不同国家O₂P_peak的参考值。巴西学者Herdy等建立了不同年龄组O₂P_peak的参考值，方法是对招募到的3992名15~74岁的健康人进行CPET，用直接测定法计算O₂P_peak；此后，挪威学者Loe等通过对3810名20~90岁健康人进行CRF测试，报告各年龄组O₂P_peak的平均水平；Arena等建立的欧美国家20~89岁健康人O₂P_peak的参考值，是目前范围最广、人数最多、结果报告最详细的，见表2、表3。

O₂P_peak参考值的建立是进行心血管评价和制定运动处方的基础，如表2、表3所示，美国、挪威、巴西等国家均建立了O₂P_peak的评价参考值，但参考值的年龄分组、参考值的形式不同，无法进行不同国家之间的横向对比。目前我国还未有报告O₂P_peak参考值的相关研究，建议我国学者在建立O₂P_peak时应充分考虑参考值的年龄划分和报告的形式，以便进行横向及纵向对比。

CRF是体质健康的一个重要方面，与心血管疾病的发病率高度相关，我国第五次国民体质监测更是首次将CRF作为一个重要组成部分。O₂P_peak作为一个无创的生理学指标，与心血管的功能状态有直接关系，作为VO₂max的补充，能更好地评价CRF。未来在大人群测试中测量O₂P_peak将更有利于准确了解受试者的心血管功能状态，也能够为运动处方的制定提供参考。

测量方法的发展是影响O₂P_peak应用与推广的重要因素，O₂P_peak在心血管功能的测量与评价等方面的作用越来越受到重视，但直接测试O₂P_peak较为复杂，而针对国外人群开发的O₂P_peak间接测试方程的适用性不足，这提示在未来建立我国人群的O₂P_peak推算方程时应该尽量增加样本量，且应对方程进行多次验证以保证模型的准确性。在未来的研究中还应该考虑O₂P_peak评价参考值的形式以及年龄组的划分，以便更好地进行横向及纵向比较。