心肺運動試驗對合并營養風險的老年COPD病人心肺功能的評估研究

慢性阻塞性肺疾病(COPD)簡稱慢阻肺,是一種常見的、以持續性呼吸道癥狀和氣流受限為特征的疾病[1]。COPD發病機制較為復雜,屬于一類全身性炎癥性疾病,主要累及肺臟,逐漸引起全身(或稱肺外)的不良反應[2]。該病目前仍然較難徹底治愈,病人肺功能進行性下降最終導致呼吸衰竭,嚴重影響病人的勞動能力和生活質量。因此,早期對病人的心肺功能進行評估,有助于早期制定康復計劃。心肺運動試驗(cardiopulmonary exercise testing,CPET)是指在特定的運動負荷下對受試者的心肺功能進行聯合測定和綜合評估[3],因其可以識別各種不同類型的心肺功能狀態,因此可以為COPD病人綜合評價心肺功能,為選擇康復方案提供重要依據。6分鐘步行試驗(6-minute walking test,6MWT)能夠根據所行距離簡單判斷心肺功能,為臨床提供勞動能力、療效及康復效果等依據。因COPD病人容易出現營養不良,合并營養風險的病人會有運動耐力的下降、心肺功能的降低,因此本研究采用營養風險篩查2002(NRS-2002)對住院COPD病人進行營養風險篩查[4],觀察合并營養風險與無營養風險的COPD病人CPET試驗中各重要參數及6MWT測定結果是否有差異,以便進一步提高臨床對COPD病人營養風險的評估和重視,現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2017年8月至2018年8月在我科住院或門診就診的穩定期COPD病人68例,其中男48例,女20例,平均年齡(72.61±8.24)歲。入組標準:所有病人均符合2017年修訂版《慢性阻塞性肺疾病全球倡議(GOLD)指南》中制定的診斷標準[1],入組病人GOLD 肺功能分級均為2～3級。排除標準:嚴重支氣管擴張、心、腎等嚴重功能不全、胸腔積液、晚期腫瘤、長期使用影響心率藥物者、未控制的高血壓、嚴重心律失常、肢體功能障礙、配合不佳的病人。根據NRS2002的評分標準,將68例病人分為2組:無營養風險組(NRS評分<3分,n=30)和有營養風險組(NRS評分≥3分,n=38)。

1.2 研究方法

1.2.1 體質量及身高測量:使用經過校正的體質量計,測量時病人脫鞋、穿病號服。身高精確測量至0.01 m,體質量精確至0.5 kg。計算體質量指數[BMI=體質量(kg)/身高2(m2)]。

1.2.2 營養風險評估:入組病人根據NRS-2002標準進行營養風險篩查。NRS-2002評分為營養狀況評分(總分3分)、疾病嚴重程度評分(總分3分)及年齡調整評分(1分)的總和,評分范圍0～7分,總分≥3分表明病人存在營養不良或有營養風險。

1.2.3 CPET測定:所有病人均采用德國Jaeger公司的心肺運動測試儀進行測定。運動方案選擇次極量運動試驗或癥狀限制性運動試驗,運動前測定靜態肺功能,靜息3 min后,以55～65 r/min的速度在無負荷狀態下踏車3 min,再以功率10～15 W/min的速度遞增,直至其癥狀限制或達到目標運動量。運動過程中連續監測耗氧量、肺通氣等指標及12導聯心電圖、血壓。發生以下情況終止試驗:(1) 病人出現不適癥狀,包括腿部酸痛不能繼續試驗、力竭、呼吸困難等;(2) 心律失常或ST段壓低超過2 mV;(3) 收縮壓≥220 mmHg或舒張壓≥120 mmHg;(4) 血壓較基礎血壓下降≥30 mmHg;(5) 血氧飽和度≤80%。

1.2.4 6MWT測定:所有病人在安靜的長30 m的走廊內來回行走,盡自己最快的速度行走6 min,測定步行的距離(6MWD)。行走過程中連續監測指脈氧(SpO2)、心率情況,行走開始及結束監測血壓。發生以下情況終止試驗:胸痛、難以忍受的呼吸困難、下肢痙攣、面色蒼白出虛汗、SpO2下降、病人不能繼續耐受。

1.3 觀察指標 包括峰值攝氧量(VO2peak)、無氧閾(AT)、最大功率負荷(WRmax)、最大代謝當量(METs)、氧脈搏(O2pulse)、每公斤體質量最大攝氧量(VO2max/kg)、最大分鐘通氣量(VEmax)、第1秒用力呼氣容積(FEV1)、第1秒用力呼氣容積占預計值的百分比(FEV1%pre)、FEV1/用力肺活量(FVC)、6MWD。

2 結果

2.1 2組一般資料比較 有營養風險組的年齡和身高與無營養風險組相比,差異無統計學意義(P>0.05),有營養風險組的體質量及BMI低于無營養風險組,差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 2組一般資料比較

注:與無營養風險組比較,*P<0.05

2.2 2組CPET測定結果比較 有營養風險組VO2peak、AT、METs、O2pulse、WR等指標均顯著低于無營養風險組(P<0.05),2組間VO2max、VEmax、 FEV1、FEV1%pre、FEV1/FVC 差異無統計學意義(P>0.05),見表2。

2.3 2組6MWT測定結果比較 無營養風險組6MWD為(352.52±46.26)m,有營養風險組為(349.71±45.77)m,2組比較差異無統計學意義(P>0.05)。

表2 2組CPET及6MWT測定結果比較

注:與無營養風險組比較,*P<0.05

3 討論

本研究結果發現,通過CPET測定,有營養風險組病人的VO2peak較無營養風險組病人低。在CPET檢測的相關指標中, VO2max/kg是反映機體有氧代謝能力的最好指標,是心肺健康的“金標準”[5],當人體大肌群有氧代謝達到極限時,可以用VO2max來標志,但由于 COPD病人因呼吸困難等癥狀限制,導致很難實際測定VO2max/kg,故以VO2peak代替VO2max/kg。VO2peak減少通常表明運動耐力下降的起始,該指標同時可以反映心輸出量和心臟儲備功能。本研究結果提示有營養風險的 COPD 病人運動耐量更低、有氧代謝能力更差,營養狀態可影響 COPD 病人運動耐量,這和國內其他學者的研究結果相似[6-7]。VO2max/kg是校正了體質量對結果的影響,本研究結果中2組VO2max/kg比較差異無統計學意義。AT是指運動時有氧供能的最大耗氧量,此時尚未需要無氧代謝。AT用來評價持續運動的能力,是機體從有氧代謝過渡到無氧酵解的標志點[8]。AT下降表示存在心肺等功能異常的疾病。運動超過無氧閾后,機體的乳酸明顯增加,呼吸負擔加重,運動受限。因此,心臟或肺功能達到自身代償的極限后就達到無氧閾,利用無氧閾的大小可以反映心肺的代償功能。本研究中,有營養風險組病人AT值明顯低于無營養風險組,也進一步反映了前者肺功能代償能力較低。國外研究發現,具有營養風險的 COPD 病人,早期運動中呼吸肌進入無氧代謝狀態比無營養風險的病人要早,并且呼吸肌的工作效率明顯低于無營養風險的病人[9],營養不良會導致運動耐量下降,該結論和本研究結論一致。在CPET參數中,METs和WRmax也是反映運動耐量的重要參數。本研究中,有營養風險組病人這2個指標也明顯低于無營養風險組。究其原因,COPD 病人因外周骨骼肌有氧代謝能力減低,運動的早期可出現外周肌肉的疲勞, 肌肉耐力降低[10],對于營養不良的病人來說則尤為明顯,因其外周骨骼肌結構和生化的改變,如線粒體數目減少、體積減小及功能下降,糖原利用和乳酸形成加快等,導致了骨骼肌對氧的利用能力下降更為明顯,更早發生外周骨骼肌內乳酸堆積,更易產生疲勞,從而使病人運動受限[11]。因此,有營養不良風險的COPD病人運動耐力明顯低于無營養風險的病人。O2pulse是 CPET 測定中反映心功能、循環功能及心肌耗氧供需平衡的重要指標,是心臟疾病限制運動的關鍵生理參數,O2pulse不能直接測量,可通過VO2/心率計算得出。在運動早期,心臟通過增加心搏量來增加供氧,后期靠增加心率來增加氧供。國外有研究顯示，心衰通常與氣道阻塞有關,或者作為呼吸道并發癥[12],當病人存在心功能不全時,心搏量不能隨著運動負荷增加而增加,只能通過增加心率來滿足運動時機體對氧的需求,因此O2pulse減小。國內有研究顯示，COPD 病人因肺血管床破壞嚴重,左心室充盈不足、心輸出量減低,運動過程中不隨運動功率的增加而相應增加心輸出量,組織供血供氧減少[11]。本研究結果顯示有營養風險組O2pulse 明顯低于無營養風險組,也進一步提示了有營養風險的COPD病人除了肺功能外同時有心功能的降低。

本研究結果還發現, FEV1、FEV1%pred 及 FEV1/FVC 等通氣指標2組間差異無統計學意義,考慮營養風險對通氣指標影響不大。但我們仍需對COPD病人行CPET檢測通氣指標,因常規肺功能檢查主要反映靜息狀態下病人單純肺的功能,不能反映運動狀態下肺的功能。對于COPD病人而言,運動肺功能更能反映疾病進展和預后[13]。

本研究還觀察到6MWD在2組病人中差異無統計學意義。6WMT是一種簡便易行的運動耐量試驗,因為接近于病人日常活動,被認為是一種次級量的測試[14]而容易被接受,可以用于評價COPD病人的藥物治療療效,測定病人肺功能狀態及判斷預后,但本研究結果提示了6MWT在有營養風險的COPD病人中,并不能及時發現其運動耐力的異常,相比之下,CPET檢查能及時發現有營養風險COPD病人運動耐力異常,從而及早給予營養干預,以讓病人改善運動耐力。

本研究納入的對象是老年COPD病人,肺功能為中重度病人,對于輕度肺功能病人,有無營養風險是否存在差異性需要進一步擴大樣本研究后才能得出結論,此為本研究的局限性。