強(qiáng)直性脊柱炎全脊柱后凸角對心肺功能的影響

楊云飛,夏慶福,黃立軍,趙國峰,夏紀(jì)元,田新奇,劉 暢

強(qiáng)直性脊柱炎(ankylosing spondylitis, AS)是累及機(jī)體中軸骨骼的慢性病,屬風(fēng)濕病范疇,表現(xiàn)為骶髂關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)等大關(guān)節(jié)慢性炎癥性改變,而脊柱關(guān)節(jié)炎屬于其中的一種亞型,患病率為2%[1],其病理改變?yōu)轫g帶附著處病變,導(dǎo)致韌帶骨化、關(guān)節(jié)纖維或骨質(zhì)強(qiáng)直、椎體骨質(zhì)疏松、肌肉僵硬萎縮及脊柱后凸畸形[2],嚴(yán)重影響骨骼結(jié)構(gòu)并導(dǎo)致生活質(zhì)量下降。在脊柱后凸畸形不斷加重的情況下會導(dǎo)致背部肌肉疲勞、直立站立時(shí)脊柱肌肉持續(xù)緊張導(dǎo)致的活動(dòng)相關(guān)疼痛、無法直視前方、腹腔內(nèi)并發(fā)癥和呼吸功能受損[3-6]。胸壁運(yùn)動(dòng)受限和肺實(shí)質(zhì)異常是導(dǎo)致肺功能障礙的主要因素[7]。AS不僅脊柱后凸畸形減少胸腔容積,還可因胸腰椎后凸畸形引起肋骨壓迫腹腔進(jìn)一步導(dǎo)致胸腔容積減少,從而影響肺功能。此外,AS疾病本身的炎癥反應(yīng)還可引起胸廓各關(guān)節(jié)骨化、強(qiáng)制性脊柱炎從而降低胸廓順應(yīng)性,進(jìn)一步損害肺功能[8]。但是AS合并胸腰椎后凸畸形,全脊柱后凸角(global kyphosis,GK)是否會影響患者心臟功能尚無進(jìn)一步定論。在排除胸廓畸形、性別的影響后,本研究通過回顧本院收治的AS患者的心肺功能參數(shù)特點(diǎn),探討GK角對心肺功能的影響。

1 對象與方法

1.1 對象 回顧性分析2021-10至2022-10北京大望路急診搶救醫(yī)院收治患者46例,根據(jù)全脊柱后凸角不同,分為重度組(GK角≥95°)23例,中度組(80°≤GK角<95°)23例。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)確診AS患者;(2)以脊柱后凸畸形為主,且GK角≥80°;(3)臨床資料檢查完整。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)存在胸廓畸形;(2)患有先天性或后天形成性心臟病;(3)既往心胸、脊柱外科手術(shù)史;(4)既往患有支氣管哮喘、擴(kuò)張等肺部疾病或近期有肺部感染。本研究開始之前已經(jīng)受試者知情同意,并通過北京大望路急診搶救醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)(倫理號2022052301)。

1.2 方法

1.2.1 一般資料 收集患者年齡、身高、體重、臂長等資料,對患者進(jìn)行全脊柱X線檢查(站立位),并通過軟件于脊柱X線片上測量GK角。

1.2.2 測量心臟相關(guān)參數(shù) (1)心臟結(jié)構(gòu)參數(shù):左房內(nèi)徑(left atrial diameter, LAD)、舒張末期左室內(nèi)徑(left ventricular diameterinend diastole, LVDD)、收縮末期左室內(nèi)徑(left ventricular diameter in endsystole,LVSD)、右房內(nèi)徑(right atrial diameter,RAD)、右室內(nèi)徑(right ventricular diameter, RVD)、主動(dòng)脈內(nèi)徑(aortic diameter, AO)、主肺動(dòng)脈內(nèi)徑(main pulmonary arterydiameter, MPA)、室間隔厚度(inter ventricular septumthickness, IVS)、左室后壁厚度(left ventricular posterior wallthickness, LVPW)。(2)左室收縮功能參數(shù):射血分?jǐn)?shù)(Ejection Fraction,EF)。(3)左室舒張功能參數(shù):舒張?jiān)缙谧畲蠓逯邓俣?E)與舒張晚期最大峰值速度(A)比值(E/A)、二尖瓣間隔瓣環(huán)舒張?jiān)缙谒俣扰c舒張晚期速度比值(e’/a’)、舒張?jiān)缙谧畲蠓逯邓俣扰c二尖瓣間隔瓣環(huán)舒張?jiān)缙谒俣缺戎?E/e’)。

1.2.3 測量肺功能參數(shù) (1)限制性通氣功能參數(shù):用力肺活量(forced vital capacity, FVC)、FVC實(shí)測值/預(yù)計(jì)值、最大肺活量(maximum vital capacity,VC-max)、VC-max實(shí)測值/預(yù)計(jì)值、肺總量(total lung capacity,TLC)、TLC實(shí)測值/預(yù)計(jì)值。(2)通氣功能嚴(yán)重程度參數(shù):第1秒用力呼氣量(forced expiratory volume in the first second,FEV1)、FEV1實(shí)測值/預(yù)計(jì)值。(3)小氣道功能參數(shù):MEF75(maximal mid EF)、MEF75實(shí)測值/預(yù)計(jì)值、MEF50、MEF50實(shí)測值/預(yù)計(jì)值、MEF25、MEF25實(shí)測值/預(yù)計(jì)值;(4)換氣功能參數(shù):一氧化碳彌散量(diffusing capacity of carbon monoxide, DLCO)、DLCO實(shí)測值/預(yù)計(jì)值。(5)阻塞性通氣功能參數(shù):第1秒用力呼氣量/用力肺活量(FEV1/FVC)、FEV1/FVC實(shí)測值/預(yù)計(jì)值。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料 兩組比較,重度組較中度組部分參數(shù)顯著降低,如身高[(144.28±13.54)vs.(159.55±7.26) cm]、臂長[(162.84±8.56)vs.(169.19±7.30) cm]、體重[(54.43±5.54)vs.(66.04±12.83) kg]及BMI[(66.04±12.83)vs.(23.00±3.77) kg/m2],差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),重度組GK角(105.96±8.20) °較中度組(85.83±4.69) °具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。兩組年齡[(41.57±8.84)vs.(36.43±7.18)]也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

2.2 心臟參數(shù)比較 心臟結(jié)構(gòu)、功能參數(shù)均處于正常范圍內(nèi),見表1。隨著GK角增大,房室腔內(nèi)徑(LAD、LVDD、LVSD、RAD、RVD)逐漸變小,組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);左室舒張功能參數(shù)(E/A、e’/a’)逐漸下降,重度組顯著小于中度組(P<0.05);但是E/e’隨著GK增大不斷增大,兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。兩組間血管內(nèi)徑(AO、MPA)、收縮功能參數(shù)(EF)、室壁厚度(IVS、LVPW),差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表1 兩組AS患者心臟結(jié)構(gòu)及功能參數(shù)比較

2.3 肺功能參數(shù)比較 兩組肺功能檢測結(jié)果均存在不同程度受損。隨著GK角增大,限制性通氣功能參數(shù)(FVC、VCmax、TLC、TLC實(shí)測/預(yù)計(jì)值)逐漸減小,重度組低于中度組(P<0.05),FEV1、FEV1實(shí)測/預(yù)計(jì)值明顯降低(P<0.05);小氣道功能參數(shù)(MEF75、MEF50、MEF25、MEF25實(shí)測/預(yù)計(jì)值)顯著低于中度組(P<0.05);換氣功能指標(biāo)(DLCO、DLCO實(shí)測/預(yù)計(jì)值)逐漸減小,重度組均顯著低于中度組(P<0.05)。隨著GK角的變化,阻塞性通氣功能參數(shù)(FEV1/FVC、FEV1/FVC實(shí)測值/預(yù)計(jì)值),組間比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。見表2。

表2 兩組AS患者肺功能參數(shù)比較

2.4 GK角、年齡與心臟結(jié)構(gòu)及功能的相關(guān)性 隨著AS患者脊柱后凸畸形加重,GK角逐漸增加,左房室腔大小(LVDD、LVSD)逐漸減小,與其呈顯著負(fù)相關(guān)性(P<0.05);舒張功能參數(shù)(E/e’)逐漸增加,與GK角呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。GK角與其他心臟參數(shù)無明顯相關(guān)性(P>0.05)。隨著AS患者年齡增大,左房室腔大小(LAD、LVDD、LVSD)、右室內(nèi)徑(RVD)及e’/a’結(jié)果參數(shù)逐漸減小,呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與其余數(shù)據(jù)無相關(guān)性(P>0.05)。見表3。

表3 兩組AS患者GK角、年齡與心臟結(jié)構(gòu)及功能的相關(guān)性

2.5 GK角、年齡與肺功能的相關(guān)性 隨著GK角逐漸增大,限制性通氣功能參數(shù)(FVC、FVC實(shí)測/預(yù)計(jì)值、VCmax、VCmax實(shí)測/預(yù)計(jì)值、TLC、TLC實(shí)測/預(yù)計(jì)值)逐漸減小,與其呈顯著負(fù)相關(guān)性(P<0.05);通氣功能參數(shù)(FEV1實(shí)測值、FEV1實(shí)測值/預(yù)計(jì)值)、換氣功能數(shù)據(jù)(DLCO實(shí)測值、DLCO實(shí)測值/預(yù)計(jì)值)也呈現(xiàn)顯著減小,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);阻塞性通氣功能參數(shù)(FEV1/FVC、FEV1/FVC實(shí)測/預(yù)計(jì)值)顯示逐漸增加的趨勢,呈顯著正相關(guān)性(P<0.05)。GK角與其他參數(shù)無明顯相關(guān)性(P>0.05)。相關(guān)性結(jié)果顯示,年齡增加的同時(shí),限制性通氣功能參數(shù)(FVC、VCmax實(shí)測值)、通氣功能嚴(yán)重程度參數(shù)(FEV1)、小氣道功能參數(shù)(MEF75、MEF50、MEF25)、換氣功能指標(biāo)(DLCO)呈逐漸減小趨勢,呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)性(P<0.05)。見表4。

表4 兩組AS患者GK角、年齡與肺功能的相關(guān)性

3 討 論

3.1 GK角對肺功能的影響 AS患者隨著GK角增大,會出現(xiàn)一定肺功能損害,其發(fā)生機(jī)制比較復(fù)雜,可能機(jī)制是AS合并胸腰椎后凸畸形導(dǎo)致胸腹腔容積減小,從而損傷肺通氣功能[8]。在本研究中,納入AS患者中均合并有后凸畸形,以及肺功能受損。相關(guān)研究顯示AS患者的肺功能障礙與膈肌矢狀面旋轉(zhuǎn)之間有一定的相關(guān)性[9]。基礎(chǔ)研究顯示,AS患者病理改變主要表現(xiàn)在脊柱和全身關(guān)節(jié),同時(shí)也會影響到肺功能,這與核因子-κB片斷p65-誘導(dǎo)型一氧化氮合酶-一氧化氮信號通路(NF-κB-iNOS-NO)等呈現(xiàn)明顯相關(guān)性[10]。并且在AS發(fā)病過程存在胸膜直接受累,影響呼吸功能[11]。Berdal等[12]發(fā)現(xiàn)AS患者脊柱活動(dòng)度越低,FVC%、FEV1%損害越顯著,提示AS脊柱強(qiáng)直同樣可通過降低胸廓順應(yīng)性損害患者肺功能。本研究中,在排除其他胸廓及脊柱畸形的情況下,評估GK角對肺功能的影響。結(jié)果顯示,隨著AS患者GK角逐漸增大,相應(yīng)的胸廓壓力增大,肺功能結(jié)果出現(xiàn)顯著下降趨勢,并且限制性通氣功能指標(biāo)受損最為顯著(相關(guān)性系數(shù)-0.453、-0.303),與既往研究結(jié)果一致[13,14],同時(shí)結(jié)果顯示GK角對肺部小氣道功能及肺泡彌散功能也會產(chǎn)生影響。

3.2 GK角對心功能的影響 臨床數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,在AS患者中10%～30%患者存在心血管受累[15],主要表現(xiàn)為心臟傳導(dǎo)阻滯、心臟瓣膜病變等。同時(shí)AS患者血液中炎癥指標(biāo)較高,導(dǎo)致體內(nèi)血脂代謝異常,增加心血管患病風(fēng)險(xiǎn)[16-19]。GK角在AS患者病程發(fā)展過程當(dāng)中是否會作為影響心臟結(jié)構(gòu)、功能的因素尚無明確研究,故本研究在嚴(yán)格排除標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)一步研究GK角對心臟參數(shù)的影響。所有納入標(biāo)準(zhǔn)患者當(dāng)中,心功能參數(shù)均在正常范圍,但GK增大的同時(shí)房室腔內(nèi)徑逐漸減小,兩組比較具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。同時(shí)GK角對LVDD、LVSD呈顯著負(fù)相關(guān)性(相關(guān)系數(shù)-0.304、-0.341),表明GK角可對心臟結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響,與既往研究結(jié)果一致[20,21]。隨著GK角增大,隨之胸腹腔容積也會改變,導(dǎo)致縱膈上下活動(dòng)范圍減小,胸腹腔內(nèi)臟器正常浮動(dòng)范圍變小,從而影響臟器功能。在本研究左室收縮功能參數(shù)(EF值)結(jié)果顯示均處于正常范圍,并顯示GK角與EF值無明顯相關(guān)性,表明GK角與左室收縮功能無特殊影響,且隨著GK角逐漸增大EF值出現(xiàn)下降趨勢。同時(shí),GK角也會影響左室舒張功能,結(jié)果顯示重度組E/A、e’/a’比值明顯小于中度組,而E/e’明顯增高,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。GK角與E/e’呈正相關(guān)性,與既往的研究結(jié)果一致[22,23]。綜上,AS患者GK角與心功能處于顯著負(fù)相關(guān)性,主要考慮患者胸腹腔容積的減小,導(dǎo)致心臟活動(dòng)范圍減小,最終導(dǎo)致舒張功能受損。

綜上所述,在排除胸廓畸形及原發(fā)性心肺疾病的影響后,AS脊柱后凸畸形中GK角仍然是心肺功能受損的重要影響因素。隨著GK角增大,AS患者肺功能表現(xiàn)出限制性通氣、小氣道以及肺泡彌散功能逐漸下降;同時(shí),也會影響心臟功能、結(jié)構(gòu),如房室腔內(nèi)徑逐漸變小,左室舒張功能逐漸減弱等。本研究中納入病例較少,數(shù)據(jù)存在不精確現(xiàn)象,下一步研究應(yīng)繼續(xù)完善數(shù)據(jù),增加說服力。