心輸出功率預(yù)測(cè)心力衰竭預(yù)后的研究進(jìn)展

譚 鳳 郭任維 李 莉 翟曉娟

山西醫(yī)科大學(xué)附屬汾陽(yáng)醫(yī)院心血管內(nèi)科，山西汾陽(yáng) 032200

隨著人口老齡化及心血管疾病危險(xiǎn)因素的流行，心血管疾病已經(jīng)成為中國(guó)居民死亡的首要原因[1]。心力衰竭是所有心血管疾病的終末期，其患病率持續(xù)升高。流行病學(xué)調(diào)查顯示，成人心力衰竭患病率為0.9%[2]，住院死亡率為6.9%[3]。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，心力衰竭的發(fā)病率雖有下降，但大部分患者治療效果仍不理想，死亡率居高不下[4]。近年來(lái)，心血管病疾病總負(fù)擔(dān)絕對(duì)值增長(zhǎng)了33.7%[5]。不同程度的心力衰竭治療方案不一、療效差異也很大，如何有效降低死亡率并提高生活質(zhì)量是目前面臨的難題。適宜的臨床結(jié)局預(yù)測(cè)指標(biāo)對(duì)治療方案的選擇具有重要的指導(dǎo)價(jià)值。心輸出功率（cardiac power output，CPO）是有效評(píng)價(jià)心臟泵血能力的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，在評(píng)估心力衰竭預(yù)后方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

1 CPO 的概念

心臟是一個(gè)機(jī)械泵，其功能是泵出足夠的血液，并維持其在心血管系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)。心泵功能是心力衰竭預(yù)后的主要決定因素，CPO 是直接反映心功能的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，其代表單位時(shí)間內(nèi)左心室向體循環(huán)輸送的水力能量，單位為瓦（Watts，W）。常通過(guò)主動(dòng)脈壓、心輸出量（cardiac output，CO）和轉(zhuǎn)換因子K（K=2.22×10-3）的乘積估算。由于精確測(cè)量主動(dòng)脈壓難以實(shí)現(xiàn)，所以用平均動(dòng)脈壓（mean arterial presssure，MAP）替代，故CPO=CO·MAP·K（MAP=1/3 收縮壓+2/3 舒張壓）[6]。峰值CPO 是通過(guò)藥物或物理刺激心臟能達(dá)到的最大心泵功能；靜息CPO 為靜息狀態(tài)下的基礎(chǔ)心泵功能；儲(chǔ)備CPO 代表可調(diào)動(dòng)的心泵功能，為前二者之差。

隨著年齡的增長(zhǎng)，心肌代謝水平下降，心功能也隨之減退[7]。雖然存在心肌肥厚、心室擴(kuò)大等代償機(jī)制，但峰值CPO、儲(chǔ)備CPO 和有氧運(yùn)動(dòng)能力仍逐年下降，而這種自然減退不影響靜息CPO[8]。當(dāng)心臟存在急慢性缺血、炎癥等損害而發(fā)生心力衰竭時(shí)，峰值、儲(chǔ)備和靜息CPO 均可發(fā)生明顯的改變并有別于健康人，不同程度心力衰竭的CPO 亦有差別[9]。

2 CPO 在心力衰竭預(yù)后評(píng)估中的應(yīng)用

2.1 峰值CPO 及儲(chǔ)備CPO 在心力衰竭預(yù)后中的應(yīng)用

既往研究顯示，最大耗氧量（peak oxygen consumption，VO2max）是評(píng)估心力衰竭預(yù)后的最佳指標(biāo)[10-11]。然而VO2max 受骨骼肌質(zhì)量、肥胖等非心臟因素的影響。另外當(dāng)心力衰竭患者的VO2max 位于10～18 ml/（min·kg）之間時(shí)，預(yù)后相似，單用VO2max 不能很好區(qū)分[12]。Rosenblum 等[13]的研究中，將峰值CPO 與VO2max相結(jié)合評(píng)估心力衰竭患者的心功能，在VO2max＜14 ml/（min·kg）的亞組中，以峰值CPO 為1.5 W 分界，峰值CPO＞1.5 W 的患者1 年無(wú)事件生存率明顯高于峰值CPO＜1.5 W 的患者（92.2% vs.82.1%），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.05）。峰值CPO 給VO2max 增加了額外的預(yù)后信息。不過(guò)峰值CPO 在VO2max 介于14～18 ml/（min·kg）亞組中的應(yīng)用尚缺乏研究，峰值CPO 是否完全彌補(bǔ)VO2max 在評(píng)估心力衰竭患者心功能方面的不足還需要更多的證據(jù)支持。

另外也有研究認(rèn)為，峰值CPO 是心力衰竭預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子[14-15]。Williams 等[14]對(duì)219 例穩(wěn)定心力衰竭患者進(jìn)行隨訪，以全因死亡為終點(diǎn)事件。單變量logistic 回歸分析中，峰值和靜息CO、峰值和靜息CPO 以及VO2max 都對(duì)預(yù)后有預(yù)測(cè)作用。多變量logistic回歸分析顯示，峰值CPO 是唯一的預(yù)測(cè)因子。另一項(xiàng)心力衰竭預(yù)后的研究[15]中，以全因死亡、植入左室輔助裝置（left ventricular assistant device，LVAD）和緊急心臟移植為終點(diǎn)事件，中位隨訪時(shí)間為295 d。多因素Cox 回歸分析顯示峰值CPO 是終點(diǎn)事件的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。ROC 曲線分析顯示峰值CPO 預(yù)測(cè)終點(diǎn)事件的曲線下面積為0.78，敏感性為84%，特異性為62%，1.5 W 是最佳臨界值。峰值CPO＞1.5 W 與峰值CPO＜1.5 W 患者的無(wú)事件生存率分別為94%和69%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.01）。然而上述兩項(xiàng)研究均選擇經(jīng)過(guò)優(yōu)化治療心功能穩(wěn)定的患者，隨訪時(shí)間短，且隨訪期間終點(diǎn)事件發(fā)生率較低，分別為12.3%和17%，不能全面反映峰值CPO 評(píng)估心力衰竭預(yù)后的價(jià)值。

Williams 等[16]認(rèn)為儲(chǔ)備CPO 比峰值CPO 更適合用于評(píng)估心力衰竭的長(zhǎng)期預(yù)后。單因素Cox 回歸分析中，峰值CPO、儲(chǔ)備CPO 和儲(chǔ)備CO 均可預(yù)測(cè)預(yù)后，而多因素Cox 回歸分析顯示儲(chǔ)備CO 是唯一的預(yù)測(cè)因子。所有變量中，儲(chǔ)備CPO 在生存組和死亡組之間的差異最大，高達(dá)57.4%，是最具區(qū)分性的。因此，儲(chǔ)備CPO 是生物學(xué)意義上最強(qiáng)的死亡預(yù)測(cè)因子。二者在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義與生物學(xué)意義上的差異需要更多研究進(jìn)一步明確。

峰值CPO 常用于評(píng)估心力衰竭患者LVAD 治療時(shí)及治療后的心功能恢復(fù)狀態(tài)，是指導(dǎo)LVAD 治療的良好指標(biāo)[17]。Jakovljevic 等[18]認(rèn)為峰值CPO 在心肌恢復(fù)后移除LVAD、正接受LAVD 治療及中重度心力衰竭的3 種人群中依次降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.05），其中38%恢復(fù)后移除LVAD 的患者峰值CPO 水平與健康對(duì)照組相近，恢復(fù)良好。

總之，峰值CPO 和儲(chǔ)備CPO 均是評(píng)估心力衰竭嚴(yán)重程度的重要指標(biāo)，其中峰值CPO 是短期預(yù)后評(píng)估最有效的指標(biāo)，而長(zhǎng)期預(yù)后評(píng)估中儲(chǔ)備CPO 可能更有價(jià)值。

2.2 靜息CPO 在心力衰竭預(yù)后中的應(yīng)用

雖然峰值CPO 及儲(chǔ)備CPO 可以有效預(yù)測(cè)心力衰竭患者的預(yù)后，但是嚴(yán)重心力衰竭患者血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定，不宜進(jìn)行心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)，無(wú)法測(cè)量峰值CPO。同時(shí)，嚴(yán)重心力衰竭患者的儲(chǔ)備心功能均被調(diào)動(dòng)以維持血液循環(huán)，供應(yīng)機(jī)體對(duì)能量的基本需求，無(wú)論如何刺激心臟CPO 也無(wú)法升高，此時(shí)靜息CPO 即代表峰值CPO，可以用來(lái)反映病情的嚴(yán)重程度并評(píng)估預(yù)后[19]。

靜息CPO 在不同肌力狀態(tài)下均能準(zhǔn)確識(shí)別心力衰竭[20]。Fincke 等[21]對(duì)541 例急性心肌梗死繼發(fā)左心功能不全的心源性休克患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)靜息CPO是最強(qiáng)的住院死亡獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。靜息CPO 每增加0.20 W，住院死亡率降低40%。0.53 W 是反映住院死亡率最準(zhǔn)確的分界值，靜息CPO≤0.53 W 時(shí)住院死亡率為58%（陽(yáng)性預(yù)測(cè)值），CPO＞0.53 W 時(shí)生存率為71%（陰性預(yù)測(cè)值）。急性心肌梗死發(fā)病率、死亡率很高，左心功能不全是常見(jiàn)的并發(fā)癥，常危及生命[22]，通過(guò)靜息CPO 監(jiān)測(cè)心功能，可以盡早發(fā)現(xiàn)心功能不全，及時(shí)采取治療措施，同時(shí)作為客觀依據(jù)指導(dǎo)治療。

近期已有研究將靜息CPO 用于急性心力衰竭的危險(xiǎn)分層[23]。Yildiz 等[24]證實(shí)靜息CPO 在嚴(yán)重到需要進(jìn)行心臟移植的心力衰竭患者中可以獨(dú)立預(yù)測(cè)不良結(jié)局，可用于危險(xiǎn)分層。但是在儲(chǔ)備心功能良好的心力衰竭患者中，靜息CPO 識(shí)別輕微的心功能變化能力有限。Tannvik 等[25]在冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)前后血流動(dòng)力學(xué)變化的研究中發(fā)現(xiàn)，術(shù)前與術(shù)后24 h、仰臥位與站立位的每搏輸出量（stroke work，SW）均有降低，但靜息CPO 幾乎沒(méi)有變化。而Tritapepe 等[26]在左西孟旦對(duì)冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)后患者心血管功能影響的研究中發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組在術(shù)后6 h 的靜息CPO 低于正常。兩項(xiàng)相似的研究中，雖然術(shù)后SW 均有下降，但靜息CPO 的變化卻不一致，分析發(fā)現(xiàn)前者心功能儲(chǔ)備明顯強(qiáng)于后者[LVEF（71%±8）% vs.（44.1±9.8）%]，可通過(guò)增加心率維持靜息CPO。所以，在左心功能基本正常的患者中靜息CPO 不能準(zhǔn)確識(shí)別輕微的心功能變化，而在急性心力衰竭和嚴(yán)重心力衰竭患者中可準(zhǔn)確反映預(yù)后。

CPO 是反映心功能的直接指標(biāo)，有研究認(rèn)為靜息CPO、峰值CPO 與N 末端B 型利鈉肽原（N-terminal pro-BNP，NT-proBNP）、心率變異性等心功能間接指標(biāo)均缺乏明顯的相關(guān)性[27-28]，也有研究認(rèn)為峰值CPO與心力衰竭死亡無(wú)相關(guān)性[29]。因此，還需要更多的研究明確CPO 評(píng)估心功能并預(yù)測(cè)心血管疾病預(yù)后的能力。

3 CPO 的測(cè)量

CPO 是心臟單位時(shí)間內(nèi)做的功，與左心室壓力和心輸出量相關(guān)。關(guān)于CPO 的計(jì)算方法尚存爭(zhēng)議，有研究[30]認(rèn)為MAP 代替主動(dòng)脈壓計(jì)算的CPO 忽略了產(chǎn)生脈動(dòng)流量所需的功率，尤其是動(dòng)脈硬化的患者中這種功率較大，因此主動(dòng)脈收縮壓比MAP 更接近主動(dòng)脈壓；也有研究認(rèn)為右心房壓是左心室壓力的重要組成部分，因此CPO 應(yīng)表示為CO·（MAP-右心房壓）·K[6]。CO 的測(cè)量包括有創(chuàng)和無(wú)創(chuàng)的測(cè)量方法。有創(chuàng)的方法如直接Fick 法、熱稀釋法等，測(cè)量準(zhǔn)確性高，但是需要插管，存在氣胸、感染、出血等風(fēng)險(xiǎn)。無(wú)創(chuàng)的方法如惰性氣體重呼吸法，測(cè)量限制小，但準(zhǔn)確性稍差[15]。

綜上所述，CPO 可以準(zhǔn)確反映心功能，可用于指導(dǎo)心力衰竭的治療。峰值CPO 及儲(chǔ)備CPO 對(duì)于穩(wěn)定性心力衰竭的短期和長(zhǎng)期預(yù)后評(píng)估是最有價(jià)值的，而靜息CPO 在急性心力衰竭、嚴(yán)重心力衰竭中的價(jià)值更高。目前尚缺乏CPO 與其他血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的比較研究，且未統(tǒng)一測(cè)量方法和正常值參考范圍，需要進(jìn)一步探索以指導(dǎo)臨床。