郝永發(fā),陳 琛,馬曉虎,陳 娟

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一種因進行性和不可逆性氣流受限致肺通氣功能障礙為基本病理生理特征的常見病、多發(fā)病,可以有效預防和治療[1]。臨床實踐中,肺功能檢查作為主要客觀指標被用于判斷持續(xù)性氣流受限。患者使用支氣管擴張劑后,一秒率(FEV1/FVC)<0.70則提示其存在不完全可逆的氣流受限,是確定患者是否具有慢阻肺的金標準[2]。而第1秒用力呼氣容積占預計值的百分比(FEV1%pred)也是臨床工作中患者氣流受限嚴重程度可靠的判斷指標[3]。目前,臨床上主要通過肺功能測試來評估氣流受限的嚴重程度,但肺功能測試的結(jié)果受到多種因素的影響,且只能判斷機體氣流受限的嚴重程度,不能反映患者的運動耐力,無法全面評估患者病情[4]。因此,尋找一種簡便、準確的評估方法對于慢阻肺的診斷和指導治療具有重要意義。心肺運動試驗(CPET)因其無創(chuàng)性,且能夠動態(tài)、實時監(jiān)測機體耗氧量和二氧化碳排出量的變化而逐漸被用于臨床實踐中,以便有效評價慢阻肺患者的運動耐受力與心肺儲備能力[5]。因此,有必要比較不同嚴重程度的COPD患者運動中的氣體代謝及通氣功能特點,探討心肺運動試驗與慢阻肺患者氣流受限嚴重程度的關(guān)系,以期發(fā)現(xiàn)可用于預測COPD患者氣流受限的新指標,為臨床早期診斷和治療慢阻肺提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料:本研究選取2020年6月1日至2021年5月31日就診于寧夏醫(yī)科大學總醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科門診的單純穩(wěn)定期COPD患者作為研究對象,研究對象須符合2023年版GOLD指南中慢阻肺診斷標準,且排除合并有高血壓、糖尿病、冠心病、心律失常、哮喘、肺栓塞、支氣管擴張、肺癌等疾病的慢阻肺患者。最終納入研究對象83例。

1.2 調(diào)查內(nèi)容與研究方法

1.2.1 調(diào)查內(nèi)容:告知研究對象試驗方案,簽署知情同意書,收集研究對象姓名、年齡、吸煙史、既往病史、身高、體重、CAT量表、6MWT等一般資料;擇期為篩選合格患者行靜態(tài)肺功能及心肺運動試驗,收集研究對象一秒量、一秒率及FEV1%pred等肺功能指標;收集峰值攝氧量、無氧閾、氧脈搏、最大分鐘通氣量、呼吸儲備、最大心率、最大運動時血氧飽和度等心肺運動試驗指標。

1.2.2 COPD診斷標準[3]:研究對象吸入支氣管擴張劑后,FEV1/FVC<0.70,并以FEV1%pred水平將慢阻肺患者的氣流受限嚴重程度分為四級(GOLD 1級為FEV1%pred≥80%,GOLD 2級為50%≤FEV1%pred<80%,GOLD 3級為30%≤FEV1%pred<50%,GOLD 4級為FEV1%pred<30%)。

1.2.3 靜態(tài)肺功能檢測(PFT):采用惠普MasterScope肺功能儀,由寧夏醫(yī)科大學總醫(yī)院肺功能室專業(yè)醫(yī)師完成,研究對象吸入200μg沙丁胺醇氣霧劑,15分鐘后完成三次可接受的肺功能檢查,取最佳值。肺功能檢查主要包括用力肺活量(FVC)、第一秒用力呼氣容積(FEV1)、FEV1%pred及FEV1/FVC等參數(shù)。

1.2.4 心肺運動試驗(CPET):由專業(yè)人員采用德國Mastercreen-CPX心肺運動儀(Jaeger Corp.,Hoechberg,Germany)和SBx/CPX氣體分析盒(Jaeger Corp.,Hoechberg,Germany)進行心肺運動試驗檢測。對流量傳感器和氣體分析器進行標定后,根據(jù)受試者的肺功能、平素運動量及強度將運動負荷的功率設定為10～25 W/min。測試過程中對受試者血壓、經(jīng)皮脈搏血氧飽和度、心電圖等指標的變化進行實時監(jiān)測,當出現(xiàn)異常情況時應立即中止試驗[6]。監(jiān)測指標主要包括攝氧量(VO2)、二氧化碳排出量(VCO2)、氧脈搏(O2/HR)、極量運動時血氧飽和度(SPO2%)、分鐘通氣量(VE)、心率(HR)、呼吸儲備(BR)及無氧閾(AT)等參數(shù)。

2 結(jié)果

2.1 研究對象一般特征:總計納入83名研究對象,其中男性48人(57.8%),女性35人(42.2%),年齡43～70歲,平均年齡(53.43±6.88)歲。83例患者的氣流受限嚴重程度分布如下,GOLD 1級19人、GOLD 2級23人、GOLD 3級25人、GOLD 4級16人。不同氣流受限嚴重程度患者間的年齡、性別、婚姻狀況、吸煙與飲酒狀況、BMI、最大心率值分布差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。而各組間的吸煙指數(shù)、身高、體重、6 min步行距離、慢性阻塞性肺疾病評估測試評分、急性加重次數(shù)、補吸氣量、用力肺活量、第一秒用力呼氣容積、一秒率、峰值攝氧量、氧脈搏、血氧飽和度、最大分鐘通氣量、呼吸儲備值、無氧閾等指標分布差異均具有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見表1。

表1 研究對象一般人口學特征及臨床資料

2.2 研究對象心肺運動試驗與氣流受限嚴重程度的相關(guān)性分析:使用Pearson相關(guān)性分析分析心肺運動試驗指標與氣流受限嚴重程度的相關(guān)性,結(jié)果顯示,COPD患者的峰值攝氧量、極量運動時的血氧飽和度、最大分鐘通氣量、呼吸儲備和無氧閾與FEV1%pred呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.824、0.545、0.896、0.515、0.835,即患者的峰值攝氧量、極量運動時的血氧飽和度、最大分鐘通氣量、呼吸儲備越高,患者氣流受限嚴重程度越低,見表2。

表2 心肺運動試驗與氣流受限嚴重程度的相關(guān)性分析

2.3 COPD患者氣流受限嚴重程度影響因素分析:以FEV1%pred=50%為界將所有COPD患者氣流受限嚴重程度分為輕度氣流受限(FEV1%pred≥50%)及重度氣流受限(FEV1%pred<50%),將氣流受限程度作為因變量,以心肺運動試驗中VEmax、VO2peak、BR等單因素分析結(jié)果中可能影響COPD患者氣流受限嚴重程度的因素作為自變量,進一步進行l(wèi)ogistic回歸分析變量賦值,見表3。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在控制年齡、性別、吸煙、飲酒和BMI等混雜因素后,VEmax(OR=0.571,95%CI:0.363～0.899)與VO2peak(OR=0.174,95%CI:0.044～0.690)為COPD患者氣流受限的保護因素,見表4。

表3 COPD患者氣流受限嚴重程度影響因素的logistic回歸分析賦值表

表4 COPD患者氣流受限嚴重程度影響因素的logistic回歸分析

2.4 不同心肺運動試驗指標對COPD患者氣流受限嚴重程度的ROC曲線分析:ROC分析結(jié)果顯示,VEmax診斷COPD患者氣流受限嚴重程度的ROC曲線下面積最大,VO2peak和BR次之。VEmax診斷COPD患者氣流受限嚴重程度的最佳臨界值為39,靈敏度為87.8%,特異度為88.1%,見表5、圖1(目次后)。進一步兩兩比較后發(fā)現(xiàn),VEmax和VO2peak與BR對COPD患者氣流受限嚴重程度預測的ROC曲線下面積差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見表6。

表5 不同心肺運動試驗指標對COPD患者氣流受限嚴重程度的ROC曲線分析

表6 不同指標預測COPD患者氣流受限嚴重程度ROC曲線下面積的比較

3 討論

慢阻肺患者病情的嚴重程度與氣流受限密切相關(guān),而氣流受限最早發(fā)生于小氣道。人體的氣管、支氣管樹可以被劃分成24個等級,其中,小氣道的數(shù)目較多,且總橫截面面積大,氣流速度慢,阻力小。同時,在神經(jīng)系統(tǒng)、體液等的調(diào)控下,小氣道平滑肌舒張、收縮,小氣道管徑得以改變,來調(diào)控流入肺泡的氣體流量,最終實現(xiàn)氣體在不同肺泡內(nèi)的均勻分布。長期的煙塵刺激及慢性炎癥,導致慢阻肺患者早期便產(chǎn)生了小氣道病變,病變具體表現(xiàn)為管腔狹窄甚至阻塞、黏膜潰瘍、炎性細胞浸潤、杯狀細胞增生、平滑肌肥厚和結(jié)締組織增生等,嚴重影響了肺的通氣功能。正常的通氣功能是保證機體氧氣供應的基礎,當通氣功能下降時,氧氣供應受限,影響了人體運動耐力,表現(xiàn)為勞力性呼吸困難與勞動耐力下降,這是慢阻肺患者的常見癥狀。目前慢阻肺患者勞動耐力的評估方式很多,最常用的有6分鐘步行訓練、坐立試驗、心肺運動試驗等。

心肺運動試驗是一種最全面,最客觀的評估方法,能夠整體、有效評估機體在不同狀態(tài)下的心肺功能,是量化評估心肺功能的最佳手段[5]。目前,心肺運動試驗已經(jīng)得到較為廣泛的應用,主要用于評估COPD的嚴重性,協(xié)助臨床醫(yī)務工作者在實踐中對疾病進行診斷、預后評價以及制定個性化治療方案等[7-8]。已有研究表明,VO2peak是評估COPD嚴重性最重要的參數(shù),VO2peak與無氧閾是診斷機體運動不耐受的重要指標[9-10]。同時有研究證明,VO2peak具有評估患者預后康復情況的作用[11],每分鐘靜息通氣量則可能是區(qū)分COPD與射血分數(shù)保留性心衰患者的有效指標[12]。本研究通過心肺運動試驗探討了其對慢阻肺患者氣流受限嚴重程度的預測價值,結(jié)果顯示峰值攝氧量、極量運動時的血氧飽和度、最大分鐘通氣量、呼吸儲備和無氧閾與氣流受限嚴重程度呈正相關(guān)。這一結(jié)果提示,心肺運動試驗可能在一定程度上反映了慢阻肺患者氣流受限的嚴重程度。進一步的logistic回歸分析與ROC曲線預測結(jié)果顯示,VEmax和VO2peak可能是慢阻肺患者氣流受限的早期有效診斷指標。這一結(jié)果與先前研究相符,其原因可能是因為人體在運動時雖然所需的能量代謝是在肌細胞的線粒體內(nèi)進行,但與之有關(guān)的O2和CO2的運輸是通過心血管系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)來完成的,而當慢阻肺患者小氣道發(fā)生阻塞、氣流明顯受限時,通氣能力下降,VO2peak及VEmax均受到影響。

綜上所述,VO2peak和VEmax與慢阻肺患者的通氣能力顯著相關(guān),而此類患者的氣道阻塞程度又影響了肺的通氣功能,因此心肺運動試驗的VO2peak與VEmax可作為氣流受限嚴重程度的間接證據(jù),是其預測診斷的有效指標,具有重要的臨床應用價值。