老年慢性左心衰竭与右心衰竭患者心肺运动试验特点比较

罗 勤，柳志红*，奚群英，马秀平，赵智慧，刘伟华



老年慢性左心衰竭与右心衰竭患者心肺运动试验特点比较

罗 勤1，柳志红1*，奚群英1，马秀平1，赵智慧1，刘伟华2

（中国医学科学院北京协和医学院阜外医院心内科，国家心血管病中心心血管疾病国家重点实验室：1肺血管病中心，2冠心病中心，北京 100037）

比较老年慢性左心衰竭与右心衰竭患者心肺运动试验（CPET）特点。入选老年非瓣膜性慢性左心衰竭患者25例[男性20例，年龄（60.2±4.7）岁]，以及年龄、性别、纽约心脏联合会（NYHA）心功能分级匹配的慢性右心衰竭患者25例[男性19例，年龄（61.3±5.7）岁]，排除合并肺部疾病、神经肌肉疾病或贫血等患者，对比其CPET特点。两组患者年龄、性别、体质量指数（BMI）、NYHA心功能分级无明显差异，超声心动图左心室舒张末内径左心衰竭组明显大于右心衰竭组，分别为（66.1±9.0）和（40.4±5.4）mm，左心衰竭组左室射血分数明显低于右心衰竭组，分别为（32.5±11.9）%和（65.8±8.1）%（＜0.001）。CPET结果显示，左心衰竭组峰值氧耗量（peak VO2）为（1056.6±340.5）ml/min，峰值单位千克体质量的氧耗量（peak VO2/kg）为（15.1±2.7）ml/（min·kg），peak VO2占预计值的百分比为（52±13）%，右心衰竭组分别为（750.9±269.1）ml/min，（11.0±3.2）ml/（min·kg）和（39±11）%，右心衰竭组较左心衰竭组明显降低（＜0.05）。右心衰竭组峰值氧脉搏（VO2/HR）明显低于左心衰竭组[（6.3±2.2）（8.5±3.0）ml/（min·beat），＝0.016]。右心衰竭组氧耗量与功率比值斜率（VO2/WR slope）明显低于左心衰竭组[（5.1±1.1）（6.4±1.8）ml/（min·W），＝0.014]。与左心衰竭组相比，右心衰竭组每分通气量/每分二氧化碳生量成斜率（VE/VCO2slope）明显升高[（34.7±8.2）（49.5±12.6），＜0.001]。与左心疾病所致左心衰竭患者相比，即使是相似的NYHA心功能分级，右心衰竭患者运动状态下的心肺功能更差，VE/VCO2slope更高。

心力衰竭；心肺运动试验；老年人

心肺运动试验（cardiopulmonary exercise testing，CPET）是通过测量气道内气体交换同步评估心血管系统和呼吸系统对同一运动应激的反应情况，用于定量评估患者功能状态，并对受损的严重程度进行分级的无创性检查方法。其所测定的峰值氧耗量（peak oxygen consumption，peak VO2）是一项明确可靠评估运动耐量的指标，广泛用于心力衰竭患者功能状态的评价。2006年欧洲心脏病学协会（European Society of Cardiology，ESC）对于CPET在左心室功能不全相关的慢性心力衰竭声明中已明确其应用价值，指出peak VO2＜10ml/（min·kg）的心力衰竭患者预后差，是心脏移植的适应证；peak VO2＞18ml/（min·kg）预后较好，这些患者不移植生存率反而高[1]。但是对于老年慢性左心衰竭患者和慢性右心衰竭患者CPET特点是否相似的报道尚少。本研究回顾性分析比较老年慢性左心衰竭与右心衰竭患者CPET特点。

1 对象与方法

1.1 研究对象

2010年10月至2014年10月在中国医学科学院北京协和医学院阜外医院心内科肺血管病中心进行CPET的老年非瓣膜性慢性左心衰竭患者25例[男性20例，年龄（60.2±4.7）岁]，以及年龄、性别、纽约心脏联合会（New York Heart Association，NYHA）心功能分级匹配的慢性右心衰竭患者25例[男性19例，年龄（61.3±5.7）岁]。慢性左心衰竭的诊断标准：（1）累及左心疾病病史；（2）劳力性呼吸困难；（3）心脏超声测定左室射血分数＜50%。慢性右心衰竭诊断标准：（1）Ⅳ度肺动脉高压（pulmonary artery hypertension，PAH，慢性血栓栓塞性肺动脉高压）；（2）劳力性呼吸困难；（3）超声心动图提示右心扩大。排除合并肺部疾病、神经肌肉疾病和贫血等患者。所有检查均在β受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂（angiotensin converting enzyme inhibitors，ACEI）或血管紧张素受体拮抗剂（angiotensin receptor blockers，ARB）、靶向药物治疗之前完成。

1.2 方法

超声心动图：Philips IE33彩色多普勒超声诊断系统，测量左心房、左心室舒张末内径、右心房、右心室舒张末内径及左室射血分数。CPET：患者经过静息肺功能测试，在医师监督下进行症状限制的功率递增式直立踏车计运动试验。气体交换采用逐次呼吸测量系统，在静息3min、无负荷运动3min、功率持续递增（斜坡式）至最大运动及停止运动后3min时分别测定，运动试验功率递增部分在8～10min内结束。功率递增幅度的选择根据患者日常运动量和运动强度、体格检查以及心肺功能状况综合决定，递增方案为5～30W/min。在安全的前提下，鼓励患者尽可能坚持运动。当患者出现不适，如胸闷、心慌、疲劳等，或者患者收缩压或平均血压下降＞10mmHg（1mmHg＝0.133kPa），或出现明显的心律失常，或ST段压低达3mm以上，或患者不能维持踏车速度＞40转/min则终止运动，监测生命体征至恢复正常生理状态。

1.3 统计学处理

2 结 果

2.1 基本情况

慢性左心衰竭患者（左心衰竭组）25例，其中扩张型心肌病19例，缺血性心肌病6例，合并有高血压病史6例；慢性右心衰竭患者（右心衰竭组）25例，均为慢性血栓性栓塞性PAH所致右心衰竭，其中合并高血压病4例。两组患者基本情况如表1。

表1 左心衰竭组和右心衰竭组患者基本情况

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特点比较

左心衰竭组患者CPET方案递增功率主要为20（15.5±4.9）W/min方案，明显高于右心衰竭组，后者递增功率主要为10（11.2±3.6）W/min方案（＝0.001）。两组患者CPET特点如表2所示。右心衰竭组患者无氧阈（VO2@AT）、peak VO2，peak VO2占预计值的百分比（peak VO2%）以及氧脉搏明显低于左心衰竭组。而每分通气量（minute ventilation volume，VE）/每二氧化碳生成量（carbon dioxide production，VCO2）斜率（VE/VCO2slope）明显高于左心衰竭组。左心衰竭组6例为振荡呼吸右心衰竭组有2例出现卵圆孔开放，。

表2 左心衰竭组和右心衰竭组患者CPET特点比较

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 讨 论

本研究目的是比较相似NYHA心功能分级的左心衰竭和右心衰竭老年患者CPET特点，研究结果显示，即使是相似的NYHA心功能分级，右心衰竭患者运动耐量较左心衰竭患者明显降低，无论无氧阈抑或peak VO2，右心衰竭较左心衰竭患者氧脉搏更低，而VE/VCO2更高。

本研究中PAH所致peak VO2较充血性心力衰竭（congestive heart failure，CHF）患者降低更为明显，与既往研究一致。Deboeck等[2]比较19例左心衰竭患者与18例PAH患者，两组患者身高、体质量匹配，NYHA功能分级相似，但左心衰竭组男性多，结果发现两组患者功率、氧脉搏、无氧阈、peak VO2均低于正常值，与左心衰竭患者相比，PAH患者peak VO2降低更明显，认为其可能原因为PAH组中女性更多，而以前研究显示左心衰竭患者中女性由于骨骼肌数量较少，运动能力低于男性[3]。另外Nishio等[4]研究也显示，PAH患者中女性多于男性，peak VO2较左心衰竭组明显降低，但两组峰值功率相似。有研究表明，CPET过程中峰值功率与左心衰竭患者肌肉力量相关，可见该差异与性别关系不大[5]。且本研究中，两组患者性别、年龄、身高、体质量和NYHA功能均无明显差异，PAH所致右心衰竭患者运动能力仍明显低于左心衰竭组，考虑可能与两组疾病的病理生理改变不同有关。Nishio等研究发现，PAH患者中peak VO2与肺血管阻力相关，而左心衰竭中并不相关，左心衰竭患者中peak VO2与肺毛细血管楔压相关，而PAH中不相关。可见，两组患者中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满足外周组织氧需，引起peak VO2下降。而PAH所致右心衰竭患者因肺血管阻塞、肺血管重构、肺灌注减低、运动过程中肺血流不能相应增加和通气/血流不匹配，导致运动受损。此外，PAH导致右心室扩大，左心室受压变小，充盈减少，更进一步降低心排量。本研究也发现慢性血栓栓塞性PAH所致右心衰竭患者峰值氧脉搏较左心衰竭组降低更明显，而该值主要反映患者心排量。

本研究中两组患者VO2/功率（work rate，WR）斜率降低，在右心衰竭组更明显，以前曾在缺血性心脏病和PAH患者中报道过。这可能与心排量受限、峰值氧脉搏降低和峰值心率降低有关。

多项研究显示，左心衰竭患者VE/VCO2slope明显升高，是CHF预后的强有力预测因子[6]。其升高机制可能与以下一些因素相关：左心衰竭患者阻塞性和限制性呼吸功能异常、弥散功能降低、呼吸肌肌力减低、外周化学感受器敏感性增加和肺水肿。而右心衰竭患者中VE/VCO2升高更明显。慢性血栓栓塞性PAH所致右心衰竭患者主要表现为肺血管阻塞，死腔样通气明显增加，通气血流不匹配，从而导致VE/VCO2明显升高。此外，PAH患者运动中可能出现卵圆孔开放右向左分流，出现运动诱导的低氧血症，也导致VE/VCO2升高。本研究中右心衰竭组中有2例患者出现运动时卵圆孔开放。

总之，与左心疾病所致CHF患者相比，即使是相似的NYHA心功能分级，慢性血栓栓塞性肺高压所致右心衰竭患者运动状态下的心肺功能更差，VE/VCO2slope更高，可能与两组患者病理生理不同有关。因此，在应用这些参数评价右心衰竭患者功能状态或预后时，不能简单套用来自左心衰竭的研究数据，而需要更进一步的研究。

[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.

（编辑: 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

柳志红, E-mail: liuzhihong@fuwai.com