心肺運動試驗在老年慢性阻塞性肺疾病中應用

蔣琦 常益益 李洋

(吉林大學白求恩第一醫(yī)院,吉林 長春 130000)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一種常見的呼吸系統(tǒng)疾病,60歲以上人群中患病率高達50%〔1〕,最常見癥狀是在進行體力活動時感到呼吸不適(呼吸困難)。根據(jù)2012年美國胸科學會聲明,呼吸困難是一種主觀的呼吸不適體驗,其強度和性質(zhì)各不相同〔2〕。心肺運動試驗(CPET)被認為是評估運動不耐受和全身反應的金標準,在心肺疾病患者群體中是一種有價值的評估方法。CPET的主要優(yōu)勢在于可以評估運動功能及用于指導治療方案。此外,CPET對患者心肺功能提供了客觀、準確、具有診斷價值的信息〔3〕。本研究的目的是利用CPET評估老年COPD患者的運動能力、氣體交換和血流動力學特點,并進一步探討各項指標在COPD的臨床診治過程中的意義。

1 對象與方法

1.1研究對象 回顧性選取2019年11月至2023年3月在吉林大學第一醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科就診的穩(wěn)定期COPD患者53例為試驗組。納入標準:臨床診斷符合慢性阻塞性肺疾病全球倡議標準2023版(GOLD)標準〔即吸入支氣管舒張劑后第1秒用力呼氣末容積與用力肺活量之比(FEV1/FVC)<0.7〕;年齡≥60歲。排除標準:①研究前1個月出現(xiàn)嚴重呼吸道感染致使呼吸功能惡化且暫未逆轉(zhuǎn);②不穩(wěn)定心血管疾病者;③存在影響運動能力的神經(jīng)、肌肉、骨骼疾病;④既往有矯形手術(shù)限制運動的;⑤惡性疾病診斷;⑥需要補充氧氣和(或)不能遵循指示的。另外選取同期體檢健康志愿者52例為對照組,年齡≥60歲,排除所有器質(zhì)性疾病者。受試者均自愿加入本研究,并簽署知情同意書。

1.2儀器設(shè)備 靜態(tài)肺功能(PFT)和CPET均采用德國耶格公司生產(chǎn)的MasterScreenTM心肺功能儀,運動設(shè)備為Ergoselect100/200功率自行車,心電監(jiān)測、血壓和指脈血氧飽和度(SaO2)測定采用該公司生產(chǎn)的配套多參數(shù)監(jiān)護儀。定標氣體為:16%的O2,4.78%的CO2,氮氣(N2)平衡氣。

1.3一般資料及PFT指標檢測 檢查前3 h避免吸煙、勞累及服用咖啡因。評估患者一般狀態(tài),測量及記錄受試者的一般資料,核對既往病史,完善血氣分析、胸部CT、心電圖、超聲心動圖除外排除標準等。于CPET檢查前,受試者均先完善PFT檢查。PFT系統(tǒng)均按美國胸科學會(ATS)和歐洲呼吸學會(ERS)指南〔4〕進行,分別于沙丁胺醇短效支氣管擴張前和后20～30 min進行。每項測試至少測量3次以上,記錄最佳結(jié)果1次。記錄的結(jié)果包括支氣管擴張劑后的FVC、FEV1、最大肺活量(VC)、呼吸峰流量(PEF)。各指標預計值根據(jù)國際參考值〔5〕所述的男性和女性計算。

1.4CPET指標檢測 CPET系統(tǒng)均按中華醫(yī)學會心血管病學分會及中國康復醫(yī)學會心肺預防與康復專業(yè)委員會專家共識〔6〕進行。于測試室墻面上懸掛大小適中的Borg自我感覺勞累程度分級表,使患者在測試前充分熟悉自我努力程度。患者在測試前均已簽署心肺運動試驗負荷知情同意書,操作流程均由吉林大學第一醫(yī)院有肺康復資質(zhì)的醫(yī)生協(xié)助完成。本試驗已在開始前完善系統(tǒng),采取癥狀限制性的連續(xù)負荷踏車法。首先協(xié)助患者頭戴固定面罩,取騎坐位,檢查面罩無漏氣后接能耗系統(tǒng)獲取血壓、靜息心率、心電圖、指尖血氧飽和度等指標,0 W無負荷熱身運動期3 min,踏車速度55～65 r/min之后功率負荷期6～10 min,過程中選擇10～15 W/min逐級遞增,保持踏車速度在55～65 r/min,密切觀察受試者癥狀、心率、血壓、氣體代謝指標、血氧飽和度及心電圖改變。當患者出現(xiàn)不適癥狀如中度至重度心絞痛、眩暈、共濟失調(diào)、心電圖示相鄰導聯(lián)ST段水平型或下斜型壓低≥0.2 mV,持續(xù)2 min及以上、下肢無力肌肉疼痛等癥狀或受試者達到最大運動量時〔7〕解除負荷。后繼續(xù)保持無負荷緩慢踏車2～3 min,試驗結(jié)束后記錄終止試驗的原因和運動過程中的各試驗時段相關(guān)指標。其中呼吸儲備計算為1-最大分鐘通氣量(VE max)/最大自愿通氣量(MVV)×100%,FEV1×40計算MVV〔8〕

1.5統(tǒng)計學方法 采用SPSS19.0軟件進行t檢驗、Logistic回歸分析。

2 結(jié) 果

2.1兩組一般資料及PFT指標比較 兩組性別、年齡、身高、體質(zhì)量、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05);兩組FVC、FEV1、VC、PEF、FVC占預計值百分比(FVC%pred)、FEV1占預計值百分比(FEV1%pred)、VC占預計值百分比(VC%pred)、PEF占預計值百分比(PEF%pred)、FEV1/FVC比較,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組一般資料及 PFT 指標比較

2.2兩組CPET指標比較 兩組峰值運動時峰值心率(HRmax)、HRmax占預計值百分比(HRmax%pred)比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);兩組峰值功率(Wmax)占預計值百分比(Wmax%pred)、峰值二氧化碳輸出量(peakVCO2)、峰值攝氧量(PeakVO2)、peakVO2占預計值百分比(peakVO2%pred)、峰值公斤攝氧量(peakVO2/kg)、最大氧脈搏(O2/HRmax)、最大分鐘通氣量(VEmax)、峰值運動時剩余呼吸儲備(BRmax),差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見表2。

表2 兩組 CPET 指標比較

2.3老年COPD患者相關(guān)危險因素 將試驗組與對照組組間有統(tǒng)計差異的指標納入Logistic回歸分析,并行多重共線性分析剔除具有線性關(guān)系的變量。結(jié)果提示peakVO2與其他變量具有共線性;同時,將peakVO2%pred、Wmax%pred剔除回歸模型。分析結(jié)果顯示,BRmax是老年人發(fā)生COPD的獨立危險因素(P<0.05)。見表3。

表3 老年COPD患者多因素Logistic回歸分析

2.4運動終止原因 受試者均順利完成CPET,測試過程中未發(fā)生需要緊急處理的不良事件。試驗中停止運動的原因:試驗組25例因下肢疲勞終止運動,18例因下肢疲勞合并呼吸困難終止運動,10例因呼吸困難終止運動;對照組均因下肢疲勞終止運動。試驗組22例未能達到無氧閾(AT),對照組均達到AT。

3 討 論

COPD是一種慢性氣道炎癥性疾病,主要影響氣道、肺泡和微血管,其病情隨著時間的推移而逐漸惡化。勞力性呼吸困難是COPD患者面臨的主要問題之一,隨著病情的加重,呼吸困難會進一步加劇,導致運動耐受性下降、體力活動受限,影響預后〔9〕。目前,COPD的診斷和評估主要依賴于PFT和GOLD指南。然而,COPD患者的病理生理機制非常復雜,GOLD分級1～2級 COPD患者在運動時呼吸困難尤為棘手,因為這種呼吸困難與PFT反映的氣流限制程度不相稱。這類COPD患者保留了大部分的FEV1,因此在靜息時常常沒有明顯的呼吸困難等不適癥狀。許多COPD患者聲稱沒有與活動相關(guān)的呼吸困難,這是因為他們逐漸適應了這些不適癥狀,越來越多地避免最初引起呼吸困難的活動。即使經(jīng)過常規(guī)肺活量測定,仍無法解釋明顯不呈比例的呼吸困難和運動耐受性下降。雖然肺活量測定有助于定義氣流限制的嚴重程度,但在提示COPD患者廣泛和異質(zhì)性的肺部生理損傷上存在明顯不足。相比之下,CPET可以在運動負荷下動態(tài)監(jiān)測心肺功能變化特點,能夠發(fā)現(xiàn)靜息狀態(tài)下不能發(fā)現(xiàn)的病理生理學改變,從而客觀、定量地評估COPD患者的心肺功能和運動耐力。因此,對于COPD患者而言,CPET較PFT能夠提供全面、多方面反映疾病特點的臨床信息。本研究證實了這一觀點。

本研究PFT檢查結(jié)果符合COPD患者的肺功能改變。患者的peakVO2是反映其峰值運動時的分鐘攝氧量,同時也反映了患者體內(nèi)的最大有氧代謝和心肺儲備能力。本研究結(jié)果提示COPD患者有氧運動能力明顯下降,其心肺儲備功能也已經(jīng)受到損害。這一結(jié)果可能與COPD患者普遍存在的低氧血癥、肺臟過度充氣和肺血流異常等多種因素有關(guān)〔7〕。O'Donnell等〔10〕研究中COPD患者與健康人之間peakVO2/kg無明顯統(tǒng)計學差異,觀點為持續(xù)性呼吸道癥狀和運動不耐受與肺量測定相關(guān)性較差,與本研究結(jié)果不同,這種不同可能與本研究結(jié)果提示試驗組運動耐量的明顯受損。本研究結(jié)果提示,BRmax為老年患者患COPD的獨立危險因素。美國胸科學會/美國胸科醫(yī)師學會〔11〕和美國心臟協(xié)會〔12〕支持的建議仍然認為,呼吸儲備是確定患者呼吸困難是否與通氣機械性相關(guān)的關(guān)鍵變量。在COPD患者中,常見的病理生理改變包括氣道阻塞、肺順應性降低、進一步導致通氣阻力和呼吸做功增加及呼吸肌肌力受損。在這種情況下,即使輕度運動也會導致耐力下降,并進一步表現(xiàn)為運動時呼吸儲備損害〔13〕。這與Neder等〔14〕研究觀察到的現(xiàn)象相符。老年人為COPD的高危人群,這一研究結(jié)論有助于臨床早期識別COPD易患人群,并早期、積極的進行干預。

綜上,老年COPD患者運動儲備能力及心肺功能的明顯受限,BRmax可用于臨床上早期預測、干預、延緩老年人COPD發(fā)生,并進一步指導患者的治療。本文的不足之處是未能全面完善所有CPET指標的測量如二氧化碳通氣當量最低點等,從而對臨床指導不夠全面。