老年慢性左心衰竭與右心衰竭患者心肺運動試驗特點比較

羅 勤，柳志紅*，奚群英，馬秀平，趙智慧，劉偉華

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老年慢性左心衰竭與右心衰竭患者心肺運動試驗特點比較

羅 勤1，柳志紅1*，奚群英1，馬秀平1，趙智慧1，劉偉華2

（中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院阜外醫(yī)院心內(nèi)科，國家心血管病中心心血管疾病國家重點實驗室：1肺血管病中心，2冠心病中心，北京 100037）

比較老年慢性左心衰竭與右心衰竭患者心肺運動試驗（CPET）特點。入選老年非瓣膜性慢性左心衰竭患者25例[男性20例，年齡（60.2±4.7）歲]，以及年齡、性別、紐約心臟聯(lián)合會（NYHA）心功能分級匹配的慢性右心衰竭患者25例[男性19例，年齡（61.3±5.7）歲]，排除合并肺部疾病、神經(jīng)肌肉疾病或貧血等患者，對比其CPET特點。兩組患者年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)（BMI）、NYHA心功能分級無明顯差異，超聲心動圖左心室舒張末內(nèi)徑左心衰竭組明顯大于右心衰竭組，分別為（66.1±9.0）和（40.4±5.4）mm，左心衰竭組左室射血分數(shù)明顯低于右心衰竭組，分別為（32.5±11.9）%和（65.8±8.1）%（＜0.001）。CPET結(jié)果顯示，左心衰竭組峰值氧耗量（peak VO2）為（1056.6±340.5）ml/min，峰值單位千克體質(zhì)量的氧耗量（peak VO2/kg）為（15.1±2.7）ml/（min·kg），peak VO2占預(yù)計值的百分比為（52±13）%，右心衰竭組分別為（750.9±269.1）ml/min，（11.0±3.2）ml/（min·kg）和（39±11）%，右心衰竭組較左心衰竭組明顯降低（＜0.05）。右心衰竭組峰值氧脈搏（VO2/HR）明顯低于左心衰竭組[（6.3±2.2）（8.5±3.0）ml/（min·beat），＝0.016]。右心衰竭組氧耗量與功率比值斜率（VO2/WR slope）明顯低于左心衰竭組[（5.1±1.1）（6.4±1.8）ml/（min·W），＝0.014]。與左心衰竭組相比，右心衰竭組每分通氣量/每分二氧化碳生量成斜率（VE/VCO2slope）明顯升高[（34.7±8.2）（49.5±12.6），＜0.001]。與左心疾病所致左心衰竭患者相比，即使是相似的NYHA心功能分級，右心衰竭患者運動狀態(tài)下的心肺功能更差，VE/VCO2slope更高。

心力衰竭；心肺運動試驗；老年人

心肺運動試驗（cardiopulmonary exercise testing，CPET）是通過測量氣道內(nèi)氣體交換同步評估心血管系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)對同一運動應(yīng)激的反應(yīng)情況，用于定量評估患者功能狀態(tài)，并對受損的嚴重程度進行分級的無創(chuàng)性檢查方法。其所測定的峰值氧耗量（peak oxygen consumption，peak VO2）是一項明確可靠評估運動耐量的指標，廣泛用于心力衰竭患者功能狀態(tài)的評價。2006年歐洲心臟病學(xué)協(xié)會（European Society of Cardiology，ESC）對于CPET在左心室功能不全相關(guān)的慢性心力衰竭聲明中已明確其應(yīng)用價值，指出peak VO2＜10ml/（min·kg）的心力衰竭患者預(yù)后差，是心臟移植的適應(yīng)證；peak VO2＞18ml/（min·kg）預(yù)后較好，這些患者不移植生存率反而高[1]。但是對于老年慢性左心衰竭患者和慢性右心衰竭患者CPET特點是否相似的報道尚少。本研究回顧性分析比較老年慢性左心衰竭與右心衰竭患者CPET特點。

1 對象與方法

1.1 研究對象

2010年10月至2014年10月在中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院阜外醫(yī)院心內(nèi)科肺血管病中心進行CPET的老年非瓣膜性慢性左心衰竭患者25例[男性20例，年齡（60.2±4.7）歲]，以及年齡、性別、紐約心臟聯(lián)合會（New York Heart Association，NYHA）心功能分級匹配的慢性右心衰竭患者25例[男性19例，年齡（61.3±5.7）歲]。慢性左心衰竭的診斷標準：（1）累及左心疾病病史；（2）勞力性呼吸困難；（3）心臟超聲測定左室射血分數(shù)＜50%。慢性右心衰竭診斷標準：（1）Ⅳ度肺動脈高壓（pulmonary artery hypertension，PAH，慢性血栓栓塞性肺動脈高壓）；（2）勞力性呼吸困難；（3）超聲心動圖提示右心擴大。排除合并肺部疾病、神經(jīng)肌肉疾病和貧血等患者。所有檢查均在β受體阻滯劑、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑（angiotensin converting enzyme inhibitors，ACEI）或血管緊張素受體拮抗劑（angiotensin receptor blockers，ARB）、靶向藥物治療之前完成。

1.2 方法

超聲心動圖：Philips IE33彩色多普勒超聲診斷系統(tǒng)，測量左心房、左心室舒張末內(nèi)徑、右心房、右心室舒張末內(nèi)徑及左室射血分數(shù)。CPET：患者經(jīng)過靜息肺功能測試，在醫(yī)師監(jiān)督下進行癥狀限制的功率遞增式直立踏車計運動試驗。氣體交換采用逐次呼吸測量系統(tǒng)，在靜息3min、無負荷運動3min、功率持續(xù)遞增（斜坡式）至最大運動及停止運動后3min時分別測定，運動試驗功率遞增部分在8～10min內(nèi)結(jié)束。功率遞增幅度的選擇根據(jù)患者日常運動量和運動強度、體格檢查以及心肺功能狀況綜合決定，遞增方案為5～30W/min。在安全的前提下，鼓勵患者盡可能堅持運動。當(dāng)患者出現(xiàn)不適，如胸悶、心慌、疲勞等，或者患者收縮壓或平均血壓下降＞10mmHg（1mmHg＝0.133kPa），或出現(xiàn)明顯的心律失常，或ST段壓低達3mm以上，或患者不能維持踏車速度＞40轉(zhuǎn)/min則終止運動，監(jiān)測生命體征至恢復(fù)正常生理狀態(tài)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 基本情況

慢性左心衰竭患者（左心衰竭組）25例，其中擴張型心肌病19例，缺血性心肌病6例，合并有高血壓病史6例；慢性右心衰竭患者（右心衰竭組）25例，均為慢性血栓性栓塞性PAH所致右心衰竭，其中合并高血壓病4例。兩組患者基本情況如表1。

表1 左心衰竭組和右心衰竭組患者基本情況

BMI: body mass index; NYHA: New York Heart Association; LVEDD: left ventricular end diastolic diameter; LVEF: left ventricular ejection fraction. Compared with right heart failure group,*＜0.05,***＜0.001

2.2 CPET特點比較

左心衰竭組患者CPET方案遞增功率主要為20（15.5±4.9）W/min方案，明顯高于右心衰竭組，后者遞增功率主要為10（11.2±3.6）W/min方案（＝0.001）。兩組患者CPET特點如表2所示。右心衰竭組患者無氧閾（VO2@AT）、peak VO2，peak VO2占預(yù)計值的百分比（peak VO2%）以及氧脈搏明顯低于左心衰竭組。而每分通氣量（minute ventilation volume，VE）/每二氧化碳生成量（carbon dioxide production，VCO2）斜率（VE/VCO2slope）明顯高于左心衰竭組。左心衰竭組6例為振蕩呼吸右心衰竭組有2例出現(xiàn)卵圓孔開放，。

表2 左心衰竭組和右心衰竭組患者CPET特點比較

VO2: oxygen consumption; AT: anaerobic threshold; peak VO2: peak oxygen consumption; HR: heart rate; VE: minute ventilation volume; VCO2: carbon dioxide production; WR: work rate. Compared with right heart failure group,*＜0.05,**＜0.01,***＜0.001

3 討 論

本研究目的是比較相似NYHA心功能分級的左心衰竭和右心衰竭老年患者CPET特點，研究結(jié)果顯示，即使是相似的NYHA心功能分級，右心衰竭患者運動耐量較左心衰竭患者明顯降低，無論無氧閾抑或peak VO2，右心衰竭較左心衰竭患者氧脈搏更低，而VE/VCO2更高。

本研究中PAH所致peak VO2較充血性心力衰竭（congestive heart failure，CHF）患者降低更為明顯，與既往研究一致。Deboeck等[2]比較19例左心衰竭患者與18例PAH患者，兩組患者身高、體質(zhì)量匹配，NYHA功能分級相似，但左心衰竭組男性多，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩組患者功率、氧脈搏、無氧閾、peak VO2均低于正常值，與左心衰竭患者相比，PAH患者peak VO2降低更明顯，認為其可能原因為PAH組中女性更多，而以前研究顯示左心衰竭患者中女性由于骨骼肌數(shù)量較少，運動能力低于男性[3]。另外Nishio等[4]研究也顯示，PAH患者中女性多于男性，peak VO2較左心衰竭組明顯降低，但兩組峰值功率相似。有研究表明，CPET過程中峰值功率與左心衰竭患者肌肉力量相關(guān)，可見該差異與性別關(guān)系不大[5]。且本研究中，兩組患者性別、年齡、身高、體質(zhì)量和NYHA功能均無明顯差異，PAH所致右心衰竭患者運動能力仍明顯低于左心衰竭組，考慮可能與兩組疾病的病理生理改變不同有關(guān)。Nishio等研究發(fā)現(xiàn)，PAH患者中peak VO2與肺血管阻力相關(guān)，而左心衰竭中并不相關(guān)，左心衰竭患者中peak VO2與肺毛細血管楔壓相關(guān)，而PAH中不相關(guān)?？梢姡瑑山M患者中peak VO2下降的原因并不相同。左心衰竭患者因心排量降低不能滿足外周組織氧需，引起peak VO2下降。而PAH所致右心衰竭患者因肺血管阻塞、肺血管重構(gòu)、肺灌注減低、運動過程中肺血流不能相應(yīng)增加和通氣/血流不匹配，導(dǎo)致運動受損。此外，PAH導(dǎo)致右心室擴大，左心室受壓變小，充盈減少，更進一步降低心排量。本研究也發(fā)現(xiàn)慢性血栓栓塞性PAH所致右心衰竭患者峰值氧脈搏較左心衰竭組降低更明顯，而該值主要反映患者心排量。

本研究中兩組患者VO2/功率（work rate，WR）斜率降低，在右心衰竭組更明顯，以前曾在缺血性心臟病和PAH患者中報道過。這可能與心排量受限、峰值氧脈搏降低和峰值心率降低有關(guān)。

多項研究顯示，左心衰竭患者VE/VCO2slope明顯升高，是CHF預(yù)后的強有力預(yù)測因子[6]。其升高機制可能與以下一些因素相關(guān)：左心衰竭患者阻塞性和限制性呼吸功能異常、彌散功能降低、呼吸肌肌力減低、外周化學(xué)感受器敏感性增加和肺水腫。而右心衰竭患者中VE/VCO2升高更明顯。慢性血栓栓塞性PAH所致右心衰竭患者主要表現(xiàn)為肺血管阻塞，死腔樣通氣明顯增加，通氣血流不匹配，從而導(dǎo)致VE/VCO2明顯升高。此外，PAH患者運動中可能出現(xiàn)卵圓孔開放右向左分流，出現(xiàn)運動誘導(dǎo)的低氧血癥，也導(dǎo)致VE/VCO2升高。本研究中右心衰竭組中有2例患者出現(xiàn)運動時卵圓孔開放。

總之，與左心疾病所致CHF患者相比，即使是相似的NYHA心功能分級，慢性血栓栓塞性肺高壓所致右心衰竭患者運動狀態(tài)下的心肺功能更差，VE/VCO2slope更高，可能與兩組患者病理生理不同有關(guān)。因此，在應(yīng)用這些參數(shù)評價右心衰竭患者功能狀態(tài)或預(yù)后時，不能簡單套用來自左心衰竭的研究數(shù)據(jù)，而需要更進一步的研究。

[1] Task Force of the Italian Working Group on Cardiac Rehabilitation and Prevention (Gruppo Italiano di Cardiologia Riabilitativa e Prevenzione, GICR); Working Group on Cardiac Rehabilitation and Exercise Physiology of the European Society of Cardiology. Statement on cardiopulmonary exercise testing in chronic heart failure due to left ventricular dysfunction: recommendations for performance and interpretation. PartⅢ: Interpretation of cardiopulmonary exercise testing in chronic heart failure and future applications[J]. Eur J Cardiovasc Prev Rehabil, 2006, 13(4): 485?494.

[2] Deboeck G, Niset G, Lamotte M,. Exercise testing in pulmonary arterial hypertension and in chronic heart failure[J]. Eur Respir J, 2004, 23(5): 747?751.

[3] Cicoira M, Zanolla L, Franceschini L,. Skeletal muscle mass independently predicts peak oxygen consumption and ventilatory response during exercise in noncachectic patients with chronic heart failure[J]. J Am Coll Cardiol, 2001, 37(8): 2080?2085.

[4] Nishio R, Tanaka H, Tsuboi Y,. Differences in hemodynamic parameters and exercise capacity between patients with pulmonary arterial hypertension and chronic heart failure[J]. J Cardiopulm Rehabil Prev, 2012, 32(6): 379?385.

[5] Radzewitz A, Miche E, Herrmann G,. Exercise and muscle strength training and their effect on quality of life in patients with chronic heart failure[J]. Eur J Heart Fail, 2002, 4(5): 627?634.

[6] Sarullo FM, Fazio G, Brusca I,. Cardiopulmonary exercise testing in patients with chronic heart failure: prognostic comparison from peak VO2and VE/VCO2slope[J]. Open Cardiovasc Med J, 2010, 4: 127?134.

（編輯: 李菁竹）

Comparison on the features of parameters of cardiopulmonary exercise testing between chronic left and right heart failure elderly patients

LUO Qin1, LIU Zhi-Hong1*, XI Qun-Ying, MA Xiu-Ping1, ZHAO Zhi-Hui1, LIU Wei-Hua2

(1Center for Pulmonary Vascular Diseases,2Center for Coronary Arterial Diseases, Fuwai Hospital, State Key Laboratory of Cardiovascular Diseases, National Center for Cardiovascular Diseases, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing 100037, China)

To compare the features of the parameters of cardiopulmonary exercise testing (CPET) between the elderly patients with chronic left heart failure (LHF) and those with chronic right heart failure (RHF).A prospective study was carried out on 25 elderly patients with chronic LHF [20 males, aged (60.2±4.7) years] and 25 elderly patients with chronic RHF [(19 males, aged (61.3±5.7) years]. Those patients with pulmonary diseases, neuromuscular diseases and/or anemia were excluded. Valuables of CPET were compared between the 2 groups.There was no significant difference in the gender, age, BMI and New York Heart Association (NYHA) class between the 2 groups. Echocardiography indicated that left ventricular end-diastolic diameter was significantly larger in the LHF group than in the RHF group [(66.1±9.0)(40.4±5.4)mm,＜0.001], left ventricular ejection fraction was obviously lower in the former than in the latter group [(32.5±11.9)%(65.8±8.1)%,＜0.001]. LHF group had remarkably larger peak VO2[(1056.6±340.5)(750.9±269.1)ml/min], higher peak VO2/kg [(15.1±2.7)(11.0±3.2)ml/(min·kg)] and percentage of predicted value of peak VO2[(52±13)%(39±11)%] when compared with those of RHF group (＜0.05). Peak VO2/HR was significantly lower in the RHF group than in the LHF group [(6.3±2.2)(8.5±3.0)ml/(min·beat),＝0.016]. Compared with LHF group, VO2/WR slope was obviously decreased in RHF group [(5.1±1.1)(6.4±1.8)ml/(min·W),＝0.014], and VE/VCO2slope was significantly higher [(34.7±8.2)(49.5±12.6),＜0.001].Compared with LHF, cardiopulmonary functions are worse and VE/VCO2slope is higher in the patients with RHF, even when having similar NYHA class.

heart failure; cardiopulmonary exercise testing; aged

R541.61; R540.47; R592

A

10.11915/j.issn.1671-5403.2015.03.042

2015?01?23;

2015?02?15

柳志紅, E-mail: liuzhihong@fuwai.com