繼發于肺動脈高壓的慢性右心衰竭與繼發于左心疾病的慢性全心衰竭患者通氣功能的差異

劉偉華，柳志紅，羅勤，趙青，奚群英，馬秀平，趙智慧

繼發于肺動脈高壓的慢性右心衰竭與繼發于左心疾病的慢性全心衰竭患者通氣功能的差異

劉偉華，柳志紅，羅勤，趙青，奚群英，馬秀平，趙智慧

目的：探討慢性右心衰竭（右心衰）與慢性全心衰竭（全心衰）的通氣功能的差異。

慢性心力衰竭；通氣功能；心肺運動試驗；肺動脈高壓

(Chinese Circulation Journal, 2014,29:996.)

慢性右心衰竭（右心衰）和慢性全心衰竭（全心衰）臨床表現均有呼吸困難。心衰患者的呼吸困難發生機制復雜，現認為心臟、肺臟、腎臟、神經內分泌系統多系統參與其中，肺功能改變在其中有重要作用。無論是肺動脈高壓所致右心衰抑或左心疾病引起的全心衰、靜息和運動狀態下均存在呼吸功能異常，但機制不盡相同[1-4]。 全心衰的通氣異常原因較為復雜，主要包括以下幾方面：擴大的心臟導致的限制性通氣障礙，支氣管水腫引起氣道阻力改變，呼吸肌無力等[5]。而右心衰通氣功能改變以繼發于通氣血流比異常的過度通氣為主[6]。兩者的通氣功能改變發生機制不同，兩者的肺功能也可能存在差異，但目前尚少見到相關的研究報道。目前心肺運動試驗（CPX）已可客觀評價心臟疾病患者運動狀態下心血管、呼吸系統、代謝系統變化[7,8]。本研究通過連續觀察右心衰和全心衰患者，采用CPX測定患者靜息及運動狀態通氣功能，比較兩組間通氣功能的差異，從而探討右心衰和全心衰患者通氣功能改變特點及臨床意義。

1 材料與方法

對象選擇：2010-10至2012-12期間，阜外心血管病醫院就診的臨床情況穩定，且紐約心功能分級（NYHA）Ⅱ/Ⅲ級全心衰和右心衰患者102例，其中全心衰者41例，繼發于肺動脈高壓的右心衰者61例。全心衰標準為同時具備以下條件：①心臟超聲測定左心室射血分數＜50%；②血漿N末端B型利鈉肽原（NT-proBNP）≥400 fmol/ml；③累及左心疾病病史；④全心衰癥狀和（或）體征。右心衰診斷標準為同時具備：1型肺動脈高壓且心臟指數（CI）＜2.2 L/（min.m2）。排除標準（具備任何一條）： CPX禁忌證：先天性心臟病病史；任何已知的慢性支氣管、肺部疾病史及3個月以內的急性支氣管、肺部疾病史；靜息狀態下肺功能檢查第1秒鐘用力呼氣量與用力肺活量比值（FEV1/FVC）＜65%。所有檢查均在β受體阻滯劑、血管緊張素轉化酶抑制劑（ACEI）或血管緊張素受體拮抗劑（ARB）、靶向藥物治療之前完成。

通氣功能測定：封閉式肺功能儀（COSMED, 意大利）測定患者靜息坐位通氣功能。運動狀態下通氣功能由配備蹬車測功儀和逐次呼吸測量系統的心肺運動試驗儀（COSMED, 意大利）測定。CPX系統符合美國胸腔學會/美國胸科醫師學會關于CPX的聲明[9]。

心臟超聲、血漿NT-proBNP及右心導管檢查：心臟超聲（Philips IE33，荷蘭）及血漿NT-proBNP在運動前與CPX同一天測定。超聲取胸骨旁長軸切面測定左心室內徑，右心室內徑以及左心室射血分數。CPX檢測后3天之內，所有右心衰患者行右心導管檢查，通過漂浮球囊（Edwards Lifesciences,美國）測定右心衰患者肺毛細血管楔嵌壓和平均肺動脈壓。重呼吸法測定心臟指數。

統計學處理方法：所有數據經SPSS 13.0軟件處理。連續變量采用標準差表示，t檢驗計算兩組間連續變量，卡方檢驗計算分類變量。矯正性別、年齡、吸煙、體重指數（BMI），單因素分析P＜0.10的結果通過一般線性模型進行多因素分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

患者基本情況： 由表1可見，全心衰者中男性、年齡、吸煙、體重指數均高于右心衰者；心臟超聲檢查中全心衰者右心室內徑、左心室射血分數低于右心衰者，左心室內徑、NT-proBNP高于右心衰者，兩者比較差異均有有統計學意義（P＜0.001）。右心衰者的右心導管檢查：平均肺動脈壓：（54.87±17.36）mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），肺毛細血管楔嵌壓（9.20±3.46）mmHg，心臟指數：（1.99±0.22）L/（min.m2）。因全心衰者部分未行右心導管檢查，故未列出。

表1 右心衰與全心衰患者基本情況

表1 右心衰與全心衰患者基本情況

全心衰者 (n=41) 右心衰者 (n=61) P值男 (例) 37 12 ＜0.001年齡 (歲) 45.27±10.18 31.00±10.38 ＜0.001體重指數 (kg/m2) 24.68±4.14 21.78±2.84 ＜0.001吸煙者 (例) 24 6 ＜0.001心臟超聲檢查右心室內徑 (mm) 24.32±4.50 31.62±6.57 ＜0.001左心室內徑 (mm) 69.88±11.28 36.62±5.93 ＜0.001左心室射血分數 (%) 29.34±9.79 65.16±7.00 ＜0.001 N末端B型利鈉肽原 (fmol/ml)2221.34±1582.15 1337.43±784.73＜0.001

右心衰與全心衰兩者間靜息狀態通氣功能單因素分析結果：右心衰者潮氣量、用力肺活量（FVC）、第1秒鐘用力呼氣量（FEV1）、峰值呼氣流速（PEF）、峰值吸氣流速（PIF）、最大通氣量（MVV）均明顯低于全心衰者，而呼吸頻率高于全心衰者，兩者比較差異均有統計學意義（P均＜0.05）。表2

表2 右心衰與全心衰兩者間靜息狀態通氣功能單因素分析結果

表2 右心衰與全心衰兩者間靜息狀態通氣功能單因素分析結果

通氣功能 全心衰者 (n=41)右心衰者 (n=61) P值分鐘通氣量 (L/min) 11.22±3.28 10.49±2.53 0.206潮氣量 (L) 0.69±0.21 0.57±0.19 0.003用力肺活量 (L) 3.65±0.70 3.22±0.67 0.002第1秒用力呼氣量 (L) 2.89±0.59 2.53±0.56 0.003峰值呼氣流速 (L/s) 6.65±2.09 4.90±1.74 ＜0.001峰值吸氣流速 (L/s) 4.46±1.79 3.50±1.27 0.002第1秒用力呼氣量與用力肺活量比值 (%) 79.62±4.48 78.75±7.92 0.523最大通氣量 (L/min) 122.05±27.34 98.41±27.92 ＜0.001呼吸頻率 (次/min) 16.77±4.82 19.28±5.13 0.015死腔通氣量與潮氣量比值 (%) 30.34±4.90 31.85±4.70 0.121

右心衰與全心衰兩者間靜息狀態通氣功能多因素分析結果：靜息狀態下，全心衰者與右心衰者通氣功能未見明顯差別（P均＞0.05）。表3

右心衰與全心衰兩者間運動狀態通氣功能單因素分析結果：無氧閾：右心衰者分鐘通氣量與二氧化碳（CO2）排出量比值高于全心衰者，差異有統計學意義（P均＜0.001）。峰值：右心衰者峰值分鐘通氣量、峰值潮氣量明顯低于全心衰患者，差異有統計學意義（P均＜0.01）；峰值死腔通氣量與潮氣量比值（peak VD/VT）、峰值分鐘通氣量與CO2排出量比值（peak VE/VCO2）均高于全心衰者，差異有統計學意義（P均＜0.01）。表4

表3 右心衰與全心衰兩者間靜息狀態通氣功能多因素分析結果

表3 右心衰與全心衰兩者間靜息狀態通氣功能多因素分析結果

通氣功能 R2 P值潮氣量 0.088 0.538用力肺活量 0.221 0.651第1秒用力呼氣量 0.214 0.204峰值呼氣流速 0.258 0.374峰值吸氣流速 0.104 0.329最大通氣量 0.348 0.465呼吸頻率 0.051 0.103

表4 右心衰與全心衰兩者間運動狀態通氣功能單因素分析結果

表4 右心衰與全心衰兩者間運動狀態通氣功能單因素分析結果

注：peak VD/VT：峰值死腔通氣量與潮氣量比值 VE/VCO2：分鐘通氣量與二氧化碳排出量比值

右心衰與全心衰兩者間運動狀態通氣功能多因素分析結果：右心衰者與全心衰者二者間峰值分鐘通氣量、峰值死腔通氣量與潮氣量比值、無氧閾分鐘通氣量與CO2排出量比值、峰值分鐘通氣量與CO2排出量比值比較，差異均有統計學意義（P均＜0.05）。表5

表5 右心衰與全心衰兩者間運動狀態通氣功能多因素分析結果

3 討論

有研究發現在嚴重全心衰患者中，多數存在肺功能異常，尤其是限制性通氣障礙較為常見，心臟擴大在其中發揮重要作用[9-11]。而嚴重的特發性肺動脈高壓（I肺動脈高壓）導致的右心衰患者中，阻塞性通氣障礙比較常見，同時伴有嚴重的彌散障礙[12-15]。但本研究發現靜息狀態下,全心衰者與右心衰者通氣功能沒有明顯差異。

本研究全心衰者與右心衰者靜息狀態通氣功能無差別，但在運動狀態下右心衰者峰值通氣量明顯低于全心衰者，表明右心衰者運動狀態下通氣功能低于全心衰者。已有研究表明，全心衰者及右心衰者運動狀態下均出現死腔通氣量與潮氣量比值（VD/VT）改變，而且VD/VT的變化可以反映通氣血流比的變化[16-21]。但全心衰者與右心衰者運動狀態下VD/VT是否存在差異尚不清楚。本研究觀察到在靜息狀態下，兩者VD/VT無明顯差別，但運動狀態下右心衰者的peak VD/VT明顯高于全心衰者，提示運動狀態下右心衰者通氣血流比異常更為嚴重，而其原因應為原發性肺血管床損傷導致嚴重通氣血流比失調。分鐘通氣量與CO2排出量比值（VE/VCO2）被認為是評價心衰患者通氣效率的最佳指標[17,22,23]。本研究發現右心衰者無氧閾值和peak VE/VCO2均明顯高于全心衰者，提示右心衰者在運動狀態下通氣功能明顯低于全心衰者，其原因應該在于右心衰者原發性血管床損害引起通氣血流比異常，而導致VD/VT升高。

靜息狀態，全心衰者與右心衰者通氣功能未見明顯差別。運動狀態，右心衰者通氣功能低于全心衰者，主要表現為峰值分鐘通氣量降低及VE/VCO2升高。右心衰者通氣功能降低主要與原發性肺血管床損害導致更嚴重的通氣血流比失調有關。兩組患者通氣功能的差異提示肺功能異常可能在右心衰者的呼吸困難發生中起更重要作用。

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Differences of Ventilation Function in Patients Between Chronic Right Heart Failure Secondary to Pulmonary Arterial Hypertension and Chronic Whole Heart Failure Secondary to Left Heart Diseases

LIU Wei-hua, LIU Zhi-hong, LUO Qin, ZHAO Qing, XI Qun-ying, MA Xiu-ping, ZHAO Zhi-hui.
State Key Laboratory of Cardiovascular Disease, Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital, CAMS and PUMC, Beijing (100037), China

LIU Zhi-hong, Email: fuwailiu@hotmail.com

Objective: To study the differences of ventilation function in patients between chronic right heart failure secondary to pulmonary arterial hypertension and chronic whole heart failure secondary to left heart diseases.Methods: A total of 102 patients with clinical stable chronic heart failure (CHF) were studied. The patients were divided into 2 groups: Whole heart failure (WHF) group, n=41 and Right heart failure (RHF) group, n=61. The ventilation function test at rest and cardiopulmonary exercise test (CPX) were conducted and compared between 2 groups.Results: The rest ventilation function was similar between 2 groups. For CPX examination, compared with WHF group, RHF group had the lower peak minute ventilation (VE), higher anaerobic threshold and peak minute ventilation/CO2 production (VE/VCO2), higher peak dead space volume/tidal volume (VD/VT), all P＜0.05.Conclusion: At exercise condition, RHF patients had decreased ventilation function and ventilation index due to severe abnormality of ventilation/perfusion (V/Q).

Chronic Heart Failure; Ventilation Function; Cardiopulmonary Exercise Test; Pulmonary Arterial Hypertension

2014-03-11）

（編輯：梅平）

100037 北京市，北京協和醫學院 中國醫學科學院 國家心血管病中心 阜外心血管病醫院 心血管疾病國家重點實驗室

劉偉華 博士研究生 主要從事心血管內科臨床與基礎研究 Email:xiaocangsheng@aliyun.com 通訊作者：柳志紅 fuwailiu@hotmail.com

R541

A

1000-3614（2014）12-0996-04

10.3969/j.issn.1000-3614.2014.12.010

方法：102例臨床穩定的慢性心力衰竭（心衰）患者入選該研究，根據心衰情況分為全心衰者（41例），右心衰者（61例）。所有患者均測定靜息狀態下通氣功能，心肺運動試驗（CPX）測定運動狀態下通氣功能。

結果：靜息狀態下,全心衰者及右心衰者通氣功能無差異。運動狀態下，右心衰者峰值分鐘通氣量（peak VE）明顯低于全心衰者（P＜0.05），而無氧閾及峰值分鐘通氣量與二氧化碳（CO2）生成量比值（VE/VCO2），峰值死腔通氣量與潮氣量比值（peak VD/VT）高于全心衰者（P＜0.05），差異均有統計學意義。

結論：靜息狀態，全心衰者與右心衰者通氣功能無差異。運動狀態下，右心衰者通氣功能及通氣效率降低，其原因在于嚴重的通氣血流比（V/Q）異常。