繼發(fā)于肺動脈高壓的慢性右心衰竭與繼發(fā)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(fā)于肺動脈高壓的慢性右心衰竭與繼發(fā)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(xiàn)均有呼吸困難。心衰患者的呼吸困難發(fā)生機(jī)制復(fù)雜，現(xiàn)認(rèn)為心臟、肺臟、腎臟、神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)多系統(tǒng)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(tài)下均存在呼吸功能異常，但機(jī)制不盡相同[1-4]。 全心衰的通氣異常原因較為復(fù)雜，主要包括以下幾方面：擴(kuò)大的心臟導(dǎo)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(fā)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(fā)生機(jī)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(guān)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(tài)下心血管、呼吸系統(tǒng)、代謝系統(tǒng)變化[7,8]。本研究通過連續(xù)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(tài)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(yī)院就診的臨床情況穩(wěn)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(fā)于肺動脈高壓的右心衰者61例。全心衰標(biāo)準(zhǔn)為同時具備以下條件：①心臟超聲測定左心室射血分?jǐn)?shù)＜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(biāo)準(zhǔn)為同時具備：1型肺動脈高壓且心臟指數(shù)（CI）＜2.2 L/（min.m2）。排除標(biāo)準(zhǔn)（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(nèi)的急性支氣管、肺部疾病史；靜息狀態(tài)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(zhuǎn)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(tài)下通氣功能由配備蹬車測功儀和逐次呼吸測量系統(tǒng)的心肺運動試驗儀（COSMED, 意大利）測定。CPX系統(tǒng)符合美國胸腔學(xué)會/美國胸科醫(yī)師學(xué)會關(guān)于CPX的聲明[9]。

心臟超聲、血漿NT-proBNP及右心導(dǎo)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(nèi)徑，右心室內(nèi)徑以及左心室射血分?jǐn)?shù)。CPX檢測后3天之內(nèi)，所有右心衰患者行右心導(dǎo)管檢查，通過漂浮球囊（Edwards Lifesciences,美國）測定右心衰患者肺毛細(xì)血管楔嵌壓和平均肺動脈壓。重呼吸法測定心臟指數(shù)。

統(tǒng)計學(xué)處理方法：所有數(shù)據(jù)經(jīng)SPSS 13.0軟件處理。連續(xù)變量采用標(biāo)準(zhǔn)差表示，t檢驗計算兩組間連續(xù)變量，卡方檢驗計算分類變量。矯正性別、年齡、吸煙、體重指數(shù)（BMI），單因素分析P＜0.10的結(jié)果通過一般線性模型進(jìn)行多因素分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)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(shù)均高于右心衰者；心臟超聲檢查中全心衰者右心室內(nèi)徑、左心室射血分?jǐn)?shù)低于右心衰者，左心室內(nèi)徑、NT-proBNP高于右心衰者，兩者比較差異均有有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001）。右心衰者的右心導(dǎo)管檢查：平均肺動脈壓：（54.87±17.36）mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），肺毛細(xì)血管楔嵌壓（9.20±3.46）mmHg，心臟指數(shù)：（1.99±0.22）L/（min.m2）。因全心衰者部分未行右心導(dǎo)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(shù) (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(nèi)徑 (mm) 24.32±4.50 31.62±6.57 ＜0.001左心室內(nèi)徑 (mm) 69.88±11.28 36.62±5.93 ＜0.001左心室射血分?jǐn)?shù) (%) 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(tài)通氣功能單因素分析結(jié)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(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.05）。表2

表2 右心衰與全心衰兩者間靜息狀態(tài)通氣功能單因素分析結(jié)果

表2 右心衰與全心衰兩者間靜息狀態(tài)通氣功能單因素分析結(jié)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(tài)通氣功能多因素分析結(jié)果：靜息狀態(tài)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(tài)通氣功能單因素分析結(jié)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(tǒng)計學(xué)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(tǒng)計學(xué)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(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.01）。表4

表3 右心衰與全心衰兩者間靜息狀態(tài)通氣功能多因素分析結(jié)果

表3 右心衰與全心衰兩者間靜息狀態(tài)通氣功能多因素分析結(jié)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(tài)通氣功能單因素分析結(jié)果

表4 右心衰與全心衰兩者間運動狀態(tài)通氣功能單因素分析結(jié)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(tài)通氣功能多因素分析結(jié)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(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.05）。表5

表5 右心衰與全心衰兩者間運動狀態(tài)通氣功能多因素分析結(jié)果

3 討論

有研究發(fā)現(xiàn)在嚴(yán)重全心衰患者中，多數(shù)存在肺功能異常，尤其是限制性通氣障礙較為常見，心臟擴(kuò)大在其中發(fā)揮重要作用[9-11]。而嚴(yán)重的特發(fā)性肺動脈高壓（I肺動脈高壓）導(dǎo)致的右心衰患者中，阻塞性通氣障礙比較常見，同時伴有嚴(yán)重的彌散障礙[12-15]。但本研究發(fā)現(xiàn)靜息狀態(tài)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(tài)通氣功能無差別，但在運動狀態(tài)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(tài)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(tài)下均出現(xiàn)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(tài)下VD/VT是否存在差異尚不清楚。本研究觀察到在靜息狀態(tài)下，兩者VD/VT無明顯差別，但運動狀態(tài)下右心衰者的peak VD/VT明顯高于全心衰者，提示運動狀態(tài)下右心衰者通氣血流比異常更為嚴(yán)重，而其原因應(yīng)為原發(fā)性肺血管床損傷導(dǎo)致嚴(yán)重通氣血流比失調(diào)。分鐘通氣量與CO2排出量比值（VE/VCO2）被認(rèn)為是評價心衰患者通氣效率的最佳指標(biāo)[17,22,23]。本研究發(fā)現(xiàn)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(tài)下通氣功能明顯低于全心衰者，其原因應(yīng)該在于右心衰者原發(fā)性血管床損害引起通氣血流比異常，而導(dǎo)致VD/VT升高。

靜息狀態(tài)，全心衰者與右心衰者通氣功能未見明顯差別。運動狀態(tài)，右心衰者通氣功能低于全心衰者，主要表現(xiàn)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(fā)性肺血管床損害導(dǎo)致更嚴(yán)重的通氣血流比失調(diào)有關(guān)。兩組患者通氣功能的差異提示肺功能異?？赡茉谟倚乃フ叩暮粑щy發(fā)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(xié)和醫(yī)學(xué)院 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 國家心血管病中心 阜外心血管病醫(yī)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(nèi)科臨床與基礎(chǔ)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(wěn)定的慢性心力衰竭（心衰）患者入選該研究，根據(jù)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(tài)下通氣功能，心肺運動試驗（CPX）測定運動狀態(tài)下通氣功能。

結(jié)果：靜息狀態(tài)下,全心衰者及右心衰者通氣功能無差異。運動狀態(tài)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(tǒng)計學(xué)意義。

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