新型冠狀病毒肺炎康復期患者心肺功能相關因素分析

趙桂華 張娜 王梅云 徐金義 吳青霞

新型冠狀病毒肺炎(corona virus disease 2019, COVID-19)[1-2]是一種具有高度傳染性的呼吸系統疾病，會導致嚴重的心肺功能障礙，呼吸系統的康復對病人的臨床治療和治愈后的康復非常重要。心肺運動試驗是一種無創性的有氧能力測試工具，對評估病人在休息、運動及康復期間的心肺功能有重要的臨床價值。在國家衛健委發布的新型冠狀病毒肺炎出院患者呼吸康復指導意見中，提出對可能存在呼吸困難、功能減低、肢體障礙等問題時，均應用心肺運動試驗進行心肺功能的康復評估。本研究通過對河南省人民醫院34例COVID-19出院患者康復期的心肺整體功能進行統計分析，探討心肺功能相關的因素以及心肺運動試驗在COVID-19患者康復期的臨床應用價值。

資料與方法

一、病例資料

選取2020年10月至2021年05月就診于河南省人民醫院呼吸與危重癥醫學科門診的COVID-19出院患者34例，其中男性、女性分別為19例和15 例，最小年齡23歲，最大年齡66歲，均數49.44±13.54歲。入選標準：根據《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》[3]診斷為COVID-19愈后出院患者。新冠肺炎臨床分為四型:輕型、普通型、重型和危重型。排除標準：急性心肌梗死病史一月內、嚴重心功能不全、引起血流動力學障礙的惡性心律失常、嚴重的瓣膜病；急性肺栓塞、心肌炎或心包炎、主動脈夾層；控制不佳的高血壓(收縮壓>200mmHg和/或舒張壓>110mmHg)等。

二、研究方法

1 一般情況

詳細詢問和記錄性別、年齡、體重指數(Body Mass Index，BMI)、既往史、個人史及家族史，胸部CT。

2 肺功能測定

本項目采用流量型肺量計(Jaeger，型號Master Screen Pediatric)進行檢測，主要統計分析指標如下：第一秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second,FEV1)、用力肺活量(forced vital capacity,FVC)、呼氣峰值流量(peak expiratory flow,PEF)、一秒量占預計值百分比(the percentageva in 1 second to forced vital capacity,FEV1/FVC%)、用力呼出50%、75%肺活量時的瞬間呼氣流量(forced expiratory flow at 50% vital,FEF50；forced expiratory flow at 75% vital,FEF75)和最大呼氣中期流量(max imummid expiratory flow,MMEF)。所有指標均取自符合最佳質控標準曲線中。肺彌散功能測定：受試者平靜呼吸4～5個周期，待潮氣末基線平穩后，指導其呼氣完全至殘氣量位，然后快速均勻吸氣至肺總量位，建議2s～4s內完成吸氣，然后屏氣10s，最后均勻持續呼氣至殘氣量位。檢測2～5次，次佳肺一氧化碳彌散量(DLCO)小于最佳值的10%。以上診斷標準參考肺功能檢查指南[4-5]。

3 心肺運動試驗(Cardiopulmonary exercise testing，CPET)測定

本項目心肺運動系統為(COSMED公司，意大利)，運用改良Bruce分級運動方案，運動試驗時間包括靜息3分鐘、熱身3分鐘、運動負荷增加直至達到運動峰值、恢復期四個階段，建議運動負荷增加直至達到運動峰值的時間在8～12min為宜，按預先設計的遞增功率，規定在一定的時間提高一定的坡度及速度，根據攝氧量(VO2)線性遞增斜率推算功率斜率和速度的遞增速率，密切監測記錄受試者的十二導聯心電圖、血壓和指脈氧血氧飽和度變化值，記錄指標主要包括：通氣量、峰值攝氧量、二氧化碳排出量、最大收縮壓、最大舒張壓、無氧閾、二氧化碳通氣當量(VE/VCO2)斜率、氧脈搏等。終止運動指征[6]：收縮壓較基線水平下降≥10mmHg，且伴隨缺血證據；嚴重心絞痛、頭暈甚至暈厥；持續性室性心動過速；ST段抬高≥0.1mv(主要為無病理性q波的導聯，aVR和V1除外)。

4 HRCT檢查與評分方法

使用雙源CT掃描儀(西門子)，患者于仰臥位從肺底向肺尖進行掃描，記錄雙肺影像學表現。使用Warrick評分標準[7]對HRCT影像學表現進行評分。具體標準如下：磨玻璃影記1分，不規則胸膜邊緣記2分，小葉間隔增厚或胸膜下線征記3分，蜂窩狀影記4分，胸膜下氣囊腫記5分；累及1到3個肺段記1分，4到9 個肺段記2分，大于9個肺段記3分，最高30分。≥1分界定為陽性。輕度：<8分，中度：8～15分、重度：>15分。

三、統計學方法

應用 SPSS 23.0 軟件進行統計分析。正態分布連續變量采用均值±標準差表示，比較采用方差分析；分類變量用例數(百分比)表示，比較采用卡方檢驗。攝氧量百分比與 HRCT Warrick評分、與BMI相關性分析采用 Pearson 相關分析法。P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

一、一般資料及CT檢查結果

共收集COVID-19出院患者34例，男19例，女15例，年齡23～66歲，均數49.44±13.54歲，BMI為16.42～33.46kg/m2，平均為25.19±3.83kg/m2，新冠肺炎輕型9例，普通型14例，重癥型11例，HRCT評分輕度14例，中度11例，重度9例(見表1)。

表1 34例新冠康復期患者一般情況統計

二、心肺運動過程中并發癥心律失常情況

34例患者均達到力竭而終止心肺運動試驗，其中運動前心電圖伴ST-T或T波異常15例，但均未達到診斷活動平板運動試驗陽性標準，運動中可見房性心律失常，如房性早搏或房性心動過速4例，室性心律失常：室性早搏2例，短陣室性心動過速1例，均自行終止。

三、心肺整體功能正常與異常組基礎肺功能指標

按照最大攝氧量與預計值百分比是否大于80%[6]，分為心肺整體功能正常組和減低組。減低組為15例(44.12%)，兩組間基礎肺通氣功能和肺換氣指標比較，減低組DLCO%、FVC%較正常組明顯減低，且差異有統計學意義(P<0.05)；FEF75、MMEF均減低，兩組間差異無統計學意義(P>0.05)(見表2)。

表2 心肺整體功能正常與減低組基礎肺功能指標

四、心肺整體功能正常與異常組心肺運動試驗指標

減低組較正常組，峰值攝氧量百分比明顯降低，差異有統計學意義(P<0.05)(見表3)。

表3 心肺整體功能正常與異常組心肺運動試驗指標析

五、峰值攝氧量減低與性別、分型、年齡、BMI、HRCT評分等相關性

峰值攝氧量百分比減低與入院時狀況呈正相關(P=0.015,r=0.408)，差異有統計學意,與性別、年齡、慢性呼吸系統疾病史、吸煙、飲酒、高血壓、糖尿病無相關性(見表4)。峰值攝氧量百分比與HRCT評分呈負相關(P=0.002,r=-0.503)，差異有統計學意義(見圖1)；峰值攝氧量百分比與BMI無相關性(見圖2)。

圖1 攝氧量百分比與 HRCT Warrick評分的相關性分析散點圖(r=-0.503,P=0.002)

圖2 攝氧量百分比與BMI的相關性分析散點圖(r=-0.159,P=0.369)

表4 攝氧量百分比減低與性別、分型、年齡、既往史等相關性

討 論

隨著COVID-19在全球范圍內的肆虐和流行，病毒不斷持續變異，并以更快的速度、更隱秘的方式傳播[8]。COVID-19感染者可出現表現各異、輕重不等的全身系統的臨床癥狀，病情進展不同，愈后狀況也不同，心肺功能、軀體功能等受損的程度亦有差異，但以呼吸系統癥狀最為常見和嚴重[3]，從而造成不同程度的心肺功能障礙。

肺損傷的特征性變化為：病原體侵犯宿主細胞后，纖毛支氣管上皮細胞、Ⅱ型肺泡細胞及血管屏障受損，導致表面活性物質喪失,使水、蛋白質從肺組織間隙滲漏到肺泡，在呼吸道內黏液樣分泌物阻塞呼吸道，導致彌漫性肺泡炎和多發性出血性肺損傷及壞死、纖維化和肺小血管病變；病毒直接損傷和炎癥風暴等造成肺功能受損和低氧[9]。輕型和普通型患者由于病情相對較輕，建議選擇有氧運動，如慢跑、游泳等，主要以適度鍛煉體能、調整心態、增加免疫力為主，循序漸進地恢復。而重型或者危重型患者雖抗體轉陰，但易合并呼吸或者肢體功能障礙，建議這類人群及時進行有效的呼吸康復治療。所有康復者均應定期進行病情恢復評估，項目包括：實驗室檢查如血常規、炎癥因子、抗體等；胸部影像學；超聲心動圖；靜態肺功能；心肺運動試驗等[10]，從而進一步了解疾病進展狀況。

本研究顯示新冠恢復期的患者雖然發熱、咳嗽、腹瀉等癥狀消失，核酸檢測持續轉陰，但是仍有44.12%的患者存在不同程度的肺彌散功能異常、小氣道功能減低和心肺功能減低。心肺整體功能減低組DLCO%、FVC%、FEF75%、MMEF%較正常組明顯減低，但兩組PEF、FEV1、FEV1/FVC均未見明顯減低，表明新冠患者恢復期存在肺功能損害，且主要表現為彌散功能異常，即限制性通氣功能障礙，和小氣道功能減低。CPET可以綜合評價和反應人體在運動負荷下的整體功能狀態，評估循環系統、呼吸系統和外周其他系統的氧氣運送和利用的能力，進而反映心肺運動功能、儲備功能、是否受損、以及受損程度。運動試驗時間兩組均在適當范圍；峰值V02是指機體運動時達到的最大攝取氧的能力，可以綜合反映心血管、肺以及外周骨骼肌的功能，是最常用的預后指標，減低組較正常組明顯降低；無氧閾(AT)是代表運動代謝方式由有氧向無氧的轉換，是反映心肺功能、運動耐力、組織氧供需平衡和機體利用氧能力的常用指標，減低組較正常組減低；峰值最大心率反映受試者心臟儲備功能，兩組均未見明顯異常，均達到運動次級量；氧脈搏反映心臟向外周組織供給氧氣的能力，兩組隨著心率增加均呈線性增加，隨著功率增加氧脈搏的增加圖形表現為雙曲線；血壓的波動反映受試者心血管系統對運動的壓力調節和反應能力，兩組靜息和運動時收縮壓和舒張壓均在適當范圍內波動，未見明顯異常；ΔVO2/ΔWR反映外周組織利用氧氣的能力，隨著運動負荷的增加，減低組中有5例患者出現斜率變緩，提示運動高峰時存在氧供需不平衡；靜息潮氣末PETCO2綜合反應循環系統和呼吸系統的通氣以及血流灌注的匹配能力，可間接反映心衰、間質性肺疾病、肺動脈高壓等疾病的嚴重程度，兩組均未見明顯異常，且運動中適當增加；VE/Vco2可反映肺的換氣功能，數值越小,提示通氣效率越高，兩組均大于30，提示均存在肺換氣功能減低。34例患者均未見震蕩呼吸模式(EOV)[11-13]。

研究顯示峰值攝氧量減低與入院時新冠分型嚴重程度呈正相關，峰值攝氧量與HRCT評分呈負相關性，與BMI、既往史吸煙、飲酒、高血壓、糖尿病等無相關性。提示心肺功能整體減低、肺彌散功能減低、小氣道功能減低等與HRCT結果相符，建議新冠康復期患者復查時結合心肺運動試驗和HRCT同時評估心肺功能情況。沈銀峰等[14]通過出院6個月的COVID-19患者110例研究發現雖然抗體轉陰，但其免疫狀態和身體狀況仍未恢復至之前；Wu Xiaojun 等[15]研究發現有33%新冠肺炎患者在12個月后肺部仍有不同程度的病變和影響，約5%的新冠肺炎患者存在不同程度的胸悶、氣促等癥狀，約三分之一的COVID-19患者肺功能異常，多為彌散功能減低，且女性多于男性。Huang Chaolin 等[16]研究顯示新冠病毒肺炎康復期6個月患者主要表現為疲乏、渾身無力、肌肉酸痛、失眠以及不同程度的精神心理障礙。而感染時病情較重的患者康復期肺彌散功能受損程度較明顯和嚴重，肺部CT存在不同程度的異常，是需要進行長時間心肺康復治療的對象。

綜上所述，新冠康復期部分患者仍存在不同程度的肺彌散功能異常、小氣道功能減低和整體心肺功能減低。但是本研究由于樣本量少，存在一定的局限性。其次,本研究選取了河南地區新冠肺炎康復期患者，只是全國新冠肺炎患者的極小一部分,更確切統計學數據的收集和分析需要在全國收集更多的病例進一步評估分析。