奚群英，柳志紅，趙智慧，顧 晴，羅 勤，馬秀平，熊長明，倪新海

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老年慢性血栓栓塞性肺動脈高壓患者的心肺運動試驗研究

奚群英，柳志紅*，趙智慧，顧 晴，羅 勤，馬秀平，熊長明，倪新海

（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，肺血管病中心，北京 100037）

明確老年慢性血栓栓塞性肺動脈高壓（CTEPH）患者與年輕患者相比心肺運動試驗（CPET）指標(biāo)的變化。2011年1月至2014年5月在阜外醫(yī)院肺血管病房住院的57名CTEPH患者行CPET。按年齡是否≥60歲分為老年組（19例）和青年組（38例）。兩組間性別、既往深靜脈血栓形成（DVT）病史的概率、接受肺動脈高壓靶向藥物治療的概率、基于核素肺通氣/灌注顯像計算的肺血管阻塞率、世界衛(wèi)生組織（WHO）功能分級差異無統(tǒng)計學(xué)意義（＞0.05）。與青年組相比，老年CTEPH患者運動心率反應(yīng)減慢，一秒用力呼氣量（FEV1）、用力肺活量（FVC）下降，峰值分鐘通氣量（VE@峰值）、峰值潮氣量（VT@峰值）更低，峰值氧脈搏（VO2/HR@峰值）占預(yù)計值的百分率增高，無氧閾（AT）時的生理死腔通氣與潮氣量比值（VD/VT）增高，峰值時的潮氣末氧分壓更低。老年CTEPH患者有特殊的CPET表現(xiàn)。

慢性血栓栓塞性肺動脈高壓；心肺運動試驗；老年人

慢性血栓栓塞性肺動脈高壓（chronic thromboembolic pulmonary hypertension，CTEPH）是肺血栓栓塞癥少見而嚴(yán)重的結(jié)局?；颊咭蛴倚乃ソ叻磸?fù)住院，甚至死亡。心肺運動試驗（CPET）能客觀、精確地評估人體心肺儲備功能，為心血管、肺疾病患者提供有價值的診斷和預(yù)后信息。研究顯示，CTEPH患者的通氣效率不僅顯著低于近端肺血管血栓阻塞程度相同但不合并肺動脈高壓（pulmonary artery hypertension，PAH）的慢性肺血栓栓塞癥患者[1]；也顯著低于特發(fā)性PAH的患者[2]。異常增高的生理死腔量可能是CTEPH患者通氣效率顯著降低的原因[2]。我們既往的研究比較了CTEPH患者與慢性肺血栓栓塞癥患者CPET各指標(biāo)的差異，發(fā)現(xiàn)每分鐘通氣量（minute ventilation volume，VE）/二氧化碳生成量（CO2production，VCO2）最低值是預(yù)測急性肺血栓栓塞癥后發(fā)生CTEPH的敏感指標(biāo)[3]。而老年人隨著其年齡的增長，細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)的改變和功能的退化，在CPET中形成有規(guī)律的改變。本前瞻性研究的目的旨在明確老年CTEPH患者與年輕患者相比CPET指標(biāo)的變化。

1 對象與方法

1.1 研究對象及分組

篩選對象為2011年1月至2014年5月在阜外醫(yī)院肺血管病房住院的CTEPH患者。CTEPH的診斷標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)2009年歐洲心臟病學(xué)協(xié)會/歐洲呼吸協(xié)會（the European Society of Cardiology/the European Respiratory Society，ESC/ERS）PAH診治指南[4]。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）有肺動脈血栓內(nèi)膜切除術(shù)史；（2）有并發(fā)的胸廓或肺部疾??；（3）超聲心動圖提示患者左心功能不全；（4）患者不能完成CPET；（5）年齡≤14周歲。最終納入57例患者。按年齡是否≥60歲分為老年組（19例）和青年組（38例）。研究經(jīng)阜外醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，患者均簽署知情同意書（倫理號2012BJYYEC-050-02）。

1.2 心肺運動試驗

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運動試驗[5]。氣體交換采用逐次呼吸測量系統(tǒng)；功率遞增幅度的選擇根據(jù)對患者病史包括日常運動量和運動強度、體格檢查和肺功能狀況綜合決定。遞增方案為10～15W/min。無高危性生命體征（如嚴(yán)重心律失常、低血壓等）出現(xiàn)時，盡量鼓勵患者運動。CPET過程中，如出現(xiàn)癥狀（如胸悶、心慌、疲勞等），則停止運動，監(jiān)測生命體征至恢復(fù)正常生理狀態(tài)。測定VE、生理死腔通氣與潮氣量比值（physiologic dead space fraction，VD/VT）、潮氣末二氧化碳分壓（end-tidal partial pressure of CO2，PetCO2）、VCO2、潮氣末氧分壓（end-tidal partial pressure of O2，PetO2）、氧耗量（oxygen consumption，VO2）、功率、血壓、心率、血氧飽和度等，計算出峰值氧耗量（VO2@峰值）、氧脈搏（oxygen consumption /heart rate，VO2/HR）、無氧閾（anaerobic threshold，AT）、VE/VCO2最低值、VE/VCO2斜率等參數(shù)。

1.3 核素肺通氣/灌注顯像

患者住院期間完成核素肺通氣/灌注顯像。血管阻塞率（percentage of vascular obstruction by ventilation-perfusion lung scanning，PVO）以既往文獻報道的方法[6]計算。

1.4 6min步行距離測試

由不了解患者CPET結(jié)果、且經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的護士進行6min步行距離（6MWD）測試。

1.5 實驗室檢測

患者在入院次晨抽血。N端腦鈉肽前體（N-terminal pro-brain natriuretic peptide，NT-proBNP）水平以酶聯(lián)免疫分析試劑盒（奧地利Biomedica Medizinprodukte GmbH& Co KG公司）測定。血氣分析以血氣分析儀（美國Nova Biomedical公司）檢測。

1.6 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS16.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示；計數(shù)資料以例數(shù)及百分率表示。計量資料的組間差異采用檢驗；計數(shù)資料的組間差異采用卡方檢驗。年齡與心肺運動各指標(biāo)間的關(guān)系采用相關(guān)關(guān)系分析；VO2/HR@峰值占預(yù)計值的百分比、VD/VT@AT、PetO2@峰值與各指標(biāo)的關(guān)系采用多元線性回歸分析。以＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩組患者臨床資料比較

表1結(jié)果表明，性別比例在兩組間分布均衡。青年組患者的體質(zhì)量指數(shù)比老年組更高（＜0.01）。老年CTEPH患者有更高的NT-proBNP水平（＜0.05）。兩組之間的既往深靜脈血栓形成（deep venous thrombosis，DVT）病史的概率和接受肺動脈高壓PAH向藥物治療的概率差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（＞0.05）。超聲心動圖檢測的右心室舒張末期內(nèi)徑及右室/左室舒張末期內(nèi)徑比值差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（＞0.05）。兩組患者之間基于核素肺通氣/灌注計算的PVO差異無統(tǒng)計學(xué)意義（＞0.05）。世界衛(wèi)生組織（the World Health Organization, WHO）功能分級和6MWD在兩組患者之間差異也無統(tǒng)計學(xué)意義（＞0.05）。

表1 CTEPH老年患者與青年患者的臨床資料比較

CTEPH: chronic thromboembolic pulmonary hypertension; BMI: body mass index; WHO-FC: World Health Organization functional class; DVT: deep venous thrombosis; RVEDD: right ventricular end-diastolic diameter; LVEDD: left ventricular end-diastolic diameter; sPAP: systolic pulmonary arterial pressure; PVO: percentage of vascular obstruction by ventilation-perfusion lung scanning; SaO2: oxygen saturation; NT-proBNP: N-terminal pro-brain natriuretic peptide; 6MWD: 6-min walking distance. 1mmHg＝0.133kPa. Compared with the elderly group,*＜0.05,**＜0.01

2.2 老年CTEPH患者的心肺運動試驗特點

表2結(jié)果表明，兩組患者之間的VO2/功率（work rate，WR）斜率、VO2@AT及VO2@峰值（包括占預(yù)計值的百分率）差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（＞0.05）。但與青年組相比，老年組患者的VO2/HR@峰值占預(yù)計值的百分率顯著增高（＜0.05）。同時，老年患者在運動中（包括AT點和峰值時）的心率反應(yīng)較青年組明顯減慢（＜0.05）。老年患者的1秒用力呼氣量（forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1）和用力肺活量（forced vital capacity，F(xiàn)VC）均低于青年組（＜0.01），但FEV1/FVC兩組患者之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（＞0.05）。青年組AT點的呼吸儲備（breath reserve，BR）及峰值時的潮氣量（tidal volume，VT）顯著高于老年組（＜0.01）。VD/VT@AT在老年組更高（＜0.05），但至峰值時兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（＞0.05）。峰值時的PetO2在青年組更高（＜0.05），而同時點的PetCO2在老年組有增高的趨勢，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（＞0.05）。VE/VCO2在AT和峰值點的比值、和比值的最低點及其斜率在兩組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（＞0.05）。

相關(guān)關(guān)系分析中，與年齡顯著相關(guān)的心肺運動指標(biāo)包括FEV1（＝-0.636，＜0.001）、FVC（＝-0.541，＜0.001）、VO2/HR@峰值占預(yù)計值的百分率（＝0.470，＜0.001）、VO2@峰值占預(yù)計值的百分率（＝0.343，＝0.009）、VE@峰值（＝-0.494，＜0.001）、BR@AT（＝-0.395，＝0.002）、VT@峰值（＝-0.406，＝0.002）、VD/VT@AT（＝0.356，＝0.007）、HR@AT（＝-0.461，＜0.001）、HR@峰值（＝-0.649，＜0.001）、PetO2@峰值（＝-0.281，＝0.034）。多元線性回歸分析結(jié)果顯示，決定VO2/HR@峰值占預(yù)計值的百分率的指標(biāo)包括FVC和峰值時的PetO2、HR、VT；決定VD/VT@AT的指標(biāo)包括年齡和AT點時的VE、VE/VCO2、PetCO2。

3 討 論

CTEPH以繼發(fā)于肺血栓栓塞的肺血管重構(gòu)為病理基礎(chǔ)，以漸進的右心衰竭為臨床特征[7]。CTEPH患者的CPET表現(xiàn)為顯著下降的運動能力（以峰值VO2為代表）和顯著下降的氣體交換效率（以VE、VCO2的關(guān)系和VD/VT為代表）[1]。而老年人隨著年齡增長出現(xiàn)的各組織、器官功能的退化，CPET也出現(xiàn)一些規(guī)律性的改變。本研究旨在比較CTEPH老年患者與青年患者CPET結(jié)果有何不同，并探討其可能的機制。研究結(jié)果顯示，CTEPH老年患者與青年患者相比有其特殊的CPET表現(xiàn)。主要體現(xiàn)在：（1）老年組患者的VO2/HR@峰值占預(yù)計值的百分率顯著增高；（2）VD/VT@AT在老年組更高；（3）CTEPH老年組的PetO2@峰值低于青年組。

研究已證實，人體運動能力隨著年齡的增長逐漸減退[8]；體育鍛煉可逆轉(zhuǎn)運動能力的衰退[9,10]。CPET中隨年齡增長而改變的具體的指標(biāo)包括：VO2@峰值、VO2@峰值/HR隨年齡增長逐漸降低；心率、收縮壓隨運動增高的反應(yīng)在老年人中減弱；通氣和換氣效率的指標(biāo)FEV1、FVC、VD/VT老年人較青年人差[8?14]。本研究顯示，老年患者在運動中（包括AT點和峰值時）的心率反應(yīng)較青年組明顯減慢。因此老年組患者的VO2/HR@峰值占預(yù)計值的百分率顯著增高的結(jié)果應(yīng)主要來自于老年患者心率的減慢，此結(jié)果與既往的研究相符合[1]。本研究中老年組的VO2@AT及VO2@峰值（包括占預(yù)計值的百分率）與青年組相比差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，推測是因為CTEPH所致顯著下降的運動能力掩蓋了年齡的影響。VD/VT@AT在老年CTEPH患者更高，說明亞極量運動時老年患者的肺灌注不足更為顯著。老年患者的PetO2@、VT@峰值、VE@峰值均低于青年組，說明老年組潮氣末肺泡氧分壓的改變與其通氣泡氧分壓的改變與其通氣能力降低有關(guān)。有研究者認(rèn)為，健康老年人的CPET“年齡效應(yīng)”可歸結(jié)為FEV1的降低和運動時心率反應(yīng)的下降[8]。本研究證實老年CTEPH患者的表現(xiàn)與其通氣、換氣效率降低和心率反應(yīng)下降有關(guān)。

表2 CTEPH老年組與青年組的心肺運動試驗比較

CTEPH: chronic thromboembolic pulmonary hypertension; VO2: oxygen consumption; AT: anaerobic threshold; VE: minute ventilation volume; HR: heart rate; Fb: breathing frequency; BR: breathing reserve; RER: respiratory exchange rate; VT: tidal volume; VD/VT: physiologic dead space fraction; PetCO2: end-tidal partial pressure of CO2; PetO2:end-tidal partial pressure of O2; VCO2: CO2production; SpO2: oxygen saturation; WR: work rate; FEV1: forced expiratory volume in one second; FVC: forced vital capacity. 1mmHg＝0.133kPa

綜上所述，隨著CTEPH老年患者運動心率反應(yīng)的減慢、通氣換氣效率的減低，與青年患者相比，老年患者的VO2/HR@峰值占預(yù)計值的百分率增高，AT時的VD/VT增高，峰值時的PetO2下降。

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（編輯: 周宇紅）

Cardiopulmonary exercise testing for elderly with chronic thromboembolic pulmonary hypertension

XI Qun-Ying, LIU Zhi-Hong*, ZHAO Zhi-Hui, GU Qing, LUO Qin, MA Xiu-Ping, XIONG Chang-Ming, NI Xin-Hai

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

To investigate the differences in the indices of cardiopulmonary exercise testing (CPET) between the elderly and young patients with chronic thromboembolic pulmonary hypertension (CTEPH).Fifty-seven CTEPH patients admitted to the Center for Pulmonary Vascular Diseases, Fuwai Hospital during January 2011 to May 2014 were enrolled in this study. They all underwent CPET, and were divided into 2 groups according to their age, that is, the elderly group (≥60 years old,＝19), and the younger group (＜60 years old,＝38).There was no difference in gender, prevalence of deep venous thrombosis (DVT), pulmonary targeted drug therapy, pulmonary vascular occlusion rate detected by ventilation-perfusion lung scanning, and WHO functional class between the 2 groups. Compared with the younger patients, the elderly CTEPH patients had lower heart rate response during exercise, decreased forced expiratory volume in one second (FEV1) and forced vital capacity (FVC), lower peak minute ventilation (VE peak) and tidal volume (VT peak). While the percentage of oxygen uptake/heart rate (VO2/HR) peak to prediction and physiologic dead space fraction (VD/VT) were significantly increased in the elderly patients, along with decreased PetO2peak.The elderly CTEPH patients have their own characteristics in the parameters of CPET.

chronic thromboembolic pulmonary hypertension; cardiopulmonary exercise testing; aged

R543.2; R592

A

10.11915/j.issn.1671-5403.2015.03.039

(2010F11).

2014?12?17;

2015?02?02

中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費（2010F11）

柳志紅, E-mail: liuzhihong@fuwai.com