重度COPD合并肺動脈高壓患者心肺運動試驗參數(shù)研究

程禮川　何修玉

[摘 要] 目的：（1）確定肺動脈高壓對于重度COPD患者運動耐量、肺氣體交換功能、氧脈搏的影響；（2）確定心肺運動試驗中與重度COPD患者的平均肺動脈壓力存在顯著性聯(lián)系的參數(shù)。方法：試驗納入98例重度COPD患者進行肺功能、動脈血氣分析、CPET及右心漂浮導管監(jiān)測，記錄各項參數(shù)進行獨立樣本的t檢驗和非正態(tài)分布的Mann-Whitney U檢驗，并以Pearson相關(guān)分析進行兩組數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析。結(jié)果：重度COPD合并PH患者的最大運動功率、最大攝氧量、氧脈搏明顯降低，且mPAP與最大攝氧量呈顯著負相關(guān)，兩組患者反映肺臟氣體交換功能的參數(shù)無統(tǒng)計學差異。結(jié)論：PH會引起COPD患者的運動耐量的下降，但對肺臟通氣功能無明顯影響；CPET對于僅僅伴有運動耐量下降而無明顯通氣功能改變的PH患者可提供更加準確的診療信息。

[關(guān)鍵詞] 肺動脈高壓；COPD；心肺功能運動試驗；運動耐量；氣體交換

中圖分類號：R562 文獻標識碼： B 文章編號：2095-5200（2015）05-031-03

繼發(fā)性肺動脈高壓（pulmonary hypertension，PH）是慢性阻塞性肺氣腫（COPD）常見并發(fā)癥，患病率可達20%～90%[1-3]。研究發(fā)現(xiàn)晚期重度COPD或伴有嚴重低氧血癥患者，靜息狀態(tài)下PH發(fā)生率為30%，運動誘發(fā)PH可高達90%[4]。心肺運動試驗（cardiopulmonary exercise testing，CPET）可測定患者運動過程中多項指標，全面評價COPD患者運動能力及病情輕重[5]。多項研究關(guān)注于COPD患者運動耐量及肺通氣功能改變，但得到不同研究結(jié)果：一些研究認為肺動脈高壓會導致患者運動耐量降低和肺通氣功能異常[6]；也有研究認為，肺動脈高壓所引起分鐘通氣量與二氧化碳清除量比值（VE/VCO2）升高并不會對患者運動耐量產(chǎn)生顯著影響[7]。因此本文擬通過包含右心漂浮導管監(jiān)測（right heart catheterization，RHC）在內(nèi)較為全面觀察指標，以患者是否合并PH進行對比，研究PH對于重度COPD患者運動耐量及肺通氣功能影響，并尋找CPET中與平均肺動脈壓（mean pulmonary artery pressure， mPAP）存在相關(guān)性指標參數(shù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象

2013年2月至2015年1月我院呼吸科病房收治98例重度COPD患者，平均年齡59歲，診斷符合2011版GOLD中COPD診斷標準：吸入支氣管擴張劑后FEV1/FVC<70%，而且FEV1<50%預計值。排除哮喘、肺栓塞等肺部疾病、心血管性疾病、骨關(guān)節(jié)等疾病。同時排除肺毛細血管楔壓（pulmonary capillary wedge pressure，PCWP）>15mmHg及右心射血分數(shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）<30%患者，從而排除由于肺毛細血管后因素所導致PH。所有患者均自愿參加本次研究，檢查前2d避免勞累，檢查在當d早餐后2h進行。

1.2 設備與方法

靜態(tài)肺功能（pulmonary function testing，PFT）及CPET均采用意大利COSMED公司心肺功能測試儀，運動設備為ergoline900功率自行車。CPET采用以下步驟：所有患者檢測前進行全身狀況綜合評定，包括心肺功能、肌力和關(guān)節(jié)活動度、機體代謝狀況等。患者取騎坐位，檢查氣密性后頭戴面罩并連接至能耗系統(tǒng)和監(jiān)護儀，進行心電、血壓、SaO2監(jiān)測。采用癥狀限制連續(xù)踏車負荷遞增法，首先以0W熱身2min，起始功率10W，之后5W/min或10W/min遞增，要求轉(zhuǎn)速保持在50～60r/min。患者出現(xiàn)極度疲乏無法維持轉(zhuǎn)速、極度呼吸困難、SaO2跌至85%以下、胸悶胸痛發(fā)作或心電圖出現(xiàn)ST-T壓低時視為到達最大運動功率，予以降低負荷至10W，行2min恢復運動后結(jié)束試驗。運動期間記錄二氧化碳清除量（VCO2），運動功率（W）、攝氧量（VO2）、公斤攝氧量（VO2/kg）、分鐘通氣量（VE）、潮氣量（Vt）、呼吸頻率（RR）、靜息和運動狀態(tài)下呼氣末CO2（PetCO2rest、PetCO2peak）、氧脈搏（VO2/HR）、靜息和運動狀態(tài)下收縮壓（SBPrest、SBPpeak）和舒張壓（DBPrest、SBPpeak）、VO2%預計值為最大攝氧量占預計值百分比。計算公式：最大預計心率=208-0.7×年齡計算，最大心率儲備=（HRpeak-HRrest）/（心率預計值- HRrest）×100%計算，最大攝氧量（VO2max）以Wasserman公式計算。患者主觀呼吸及疲勞程度由Borg Scale指數(shù)表示，Borg Scale指數(shù)達到9～10之一或更高，則認為達到最大運動量。

右心漂浮導管監(jiān)測RHC：以Swan-Ganz漂浮導管進行右心血流動力學監(jiān)測，主要記錄參數(shù)包括：mPAP、PCWP以及收縮壓、舒張壓。右心輸出量以Fick公式計算，計算肺毛細血管阻力指數(shù)（IPVR）=（（mPAP-mPCWP）/CI）×79.9。劃定在靜息狀態(tài)下mPAP>25mmHg即定義為PH。

靜態(tài)肺功能測試PFT及動脈血氣分析：在測試前15～20min充分吸入400ug沙丁胺醇，記錄吸入支氣管擴張劑后用力肺活量（FVC）、第1s用力呼氣量（FEV1）、肺總量（TLC）和殘氣量（RN），在完成肺功能測試同日、相同室內(nèi)空氣條件下進行靜息狀態(tài)下動脈血氣測定。

1.3 統(tǒng)計學方法

采用SPSS19.0軟件對數(shù)據(jù)進行處理，計量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差（x±s）表示，重度COPD合并PH與重度COPD無PH兩組數(shù)據(jù)采用t檢驗、非正態(tài)分布數(shù)據(jù)采用Mann—Whitney U檢驗，計量資料之間采用Pearson相關(guān)分析進行相關(guān)性分析。P<0.05認為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 患者基本信息

98位患者基本信息如表1，根據(jù)血流動力學靜息狀態(tài)下mPAP>25mmHg標準，31位（32%）存在PH，兩組患者一般資料和PFT各項參數(shù)（FEV1/FVC、TLC、RV）比較均無統(tǒng)計學差異。

2.2 PH程度分級

所有患者mPAP分布在14～50mmHg范圍內(nèi)，根據(jù)ATS標準：有28（29%）名患者屬于輕度PH（25mmHg45mmHg）。

2.3 運動耐量及肺氣體交換功能

兩組患者CPET參數(shù)結(jié)果如表2，以最大攝氧量和最大運動功率衡量運動耐量：當重度COPD患者合并PH時，運動耐量和氧脈搏明顯降低（5.0（3.9～6.9）VS5.2（4.2～7.7）mL，P<0.05）并且mPAP與最大攝氧量之間存在明顯負相關(guān)關(guān)系（R2=0.086，P=0.003）；反映肺臟氣體交換功能參數(shù)VE/VCO2及Pet CO2在兩組資料間無顯著性差異。

3 討論

試驗結(jié)果可見（1）mPAP與患者運動耐量，特別是VO2%預計值之間存在顯著性關(guān)聯(lián)；（2）對于重度COPD患者，PH不一定會對患者肺臟氣體交換功能產(chǎn)生影響；（3）PH能明顯降低重度COPD患者氧脈搏。

重度COPD患者在病程發(fā)展后期會因為運動耐量明顯降低，而造成生活質(zhì)量下降。我們研究發(fā)現(xiàn)：PH不僅對COPD患者通氣功能以及心血管系統(tǒng)造成損傷，同時還會通過降低運動過程中氧氣攝取量和氧脈搏從而影響患者運動耐量。氧脈搏可衡量心臟每搏輸出量從而反映心臟功能[8]，因此，通過氧脈搏能夠間接反映PH對心臟功能損傷作用。本試驗與之前研究結(jié)果相契合[9]，證明COPD患者運動過程中最大氧脈搏降低與運動耐量降低存在顯著相關(guān)性。由于實驗中大部分患者無法到達一個明確無氧閾值，缺乏充足數(shù)據(jù)進行分析，所以實驗過程中沒有監(jiān)測患者通氣閾值以及無氧閾值。

實驗結(jié)果提示在重度COPD患者合并PH以及無PH兩組VE/VCO2和PetCO2不存在統(tǒng)計學差異，結(jié)果與Pynnaert等研究一致[3]。部分實驗證明：在重度PH和不合并PH患者中PetCO2會存在顯著性差異。由于參與試驗COPD患者，存在嚴重肺泡低通氣，長期肺泡缺氧使得機體對于代謝性酸中毒反應遲鈍[10]。理論上，嚴重COPD患者肺通氣功能下降會導致VE/VCO2下降和Pet CO2升高，從而引起運動過程中高碳酸血癥以及肺通氣血流比異常，此時機體會通過過度通氣等生理性反射糾正VE/VCO2和PetCO2異常，但是一旦合并PH，機體對于VE/VCO2和PetCO2調(diào)節(jié)功能就會明顯減弱。

本實驗證明：VO2%預計值與mPAP之間存在顯著性關(guān)聯(lián)，但FEV1與mPAP之間無相關(guān)性。在一項通過超聲心動圖定義PH實驗研究中，Vonbank等發(fā)現(xiàn)運動過程中最大VO2與外周血管阻力存在相關(guān)性，但是并未研究最大VO2與mPAP之間關(guān)系[11]。也有實驗認為mPAP與CPET中參數(shù)沒有相關(guān)聯(lián)系[12]。對于這些不同研究結(jié)果，一方面是各個研究對于PH定義不一致（>20mmHg或>25mmHg），另一方面是由于用來判定PH儀器設備不同（RHC或超聲心動圖）。

回顧本實驗研究，存在一定局限性：盡管我們將PCWP>15mmHg患者剔除在研究范圍之外，以此來排除由于肺毛細血管后因素所導致PH，但是發(fā)現(xiàn)合并PH組患者PCWP和右心房壓力依舊明顯高于正常水平，這可能會對CPET結(jié)果產(chǎn)生一些細微影響；再者，由于缺少患者肺臟影像學資料，所以不能排除是否存在呼吸道器質(zhì)性疾病。

4 結(jié)論

綜上所述，研究發(fā)現(xiàn)PH是重度COPD患者常見并發(fā)癥，它通過改變肺動脈壓力對患者運動耐量產(chǎn)生影響，但是對于肺通氣功能如VE/VCO2和Pet CO2不產(chǎn)生明顯影響。在眾多檢查手段中，對于僅僅表現(xiàn)為運動耐量異常而不合并明顯氣體交換功能障礙COPD患者，CPET能夠準確地篩查出患者是否存在PH，同時監(jiān)測疾病進展和愈后。但CPET對輕、中度COPD患者合并PH診斷作用還有待進一步研究。

參 考 文 獻

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