心肺运动试验对合并营养风险的老年COPD病人心肺功能的评估研究

慢性阻塞性肺疾病(COPD)简称慢阻肺,是一种常见的、以持续性呼吸道症状和气流受限为特征的疾病[1]。COPD发病机制较为复杂,属于一类全身性炎症性疾病,主要累及肺脏,逐渐引起全身(或称肺外)的不良反应[2]。该病目前仍然较难彻底治愈,病人肺功能进行性下降最终导致呼吸衰竭,严重影响病人的劳动能力和生活质量。因此,早期对病人的心肺功能进行评估,有助于早期制定康复计划。心肺运动试验(cardiopulmonary exercise testing,CPET)是指在特定的运动负荷下对受试者的心肺功能进行联合测定和综合评估[3],因其可以识别各种不同类型的心肺功能状态,因此可以为COPD病人综合评价心肺功能,为选择康复方案提供重要依据。6分钟步行试验(6-minute walking test,6MWT)能够根据所行距离简单判断心肺功能,为临床提供劳动能力、疗效及康复效果等依据。因COPD病人容易出现营养不良,合并营养风险的病人会有运动耐力的下降、心肺功能的降低,因此本研究采用营养风险筛查2002(NRS-2002)对住院COPD病人进行营养风险筛查[4],观察合并营养风险与无营养风险的COPD病人CPET试验中各重要参数及6MWT测定结果是否有差异,以便进一步提高临床对COPD病人营养风险的评估和重视,现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2017年8月至2018年8月在我科住院或门诊就诊的稳定期COPD病人68例,其中男48例,女20例,平均年龄(72.61±8.24)岁。入组标准:所有病人均符合2017年修订版《慢性阻塞性肺疾病全球倡议(GOLD)指南》中制定的诊断标准[1],入组病人GOLD 肺功能分级均为2～3级。排除标准:严重支气管扩张、心、肾等严重功能不全、胸腔积液、晚期肿瘤、长期使用影响心率药物者、未控制的高血压、严重心律失常、肢体功能障碍、配合不佳的病人。根据NRS2002的评分标准,将68例病人分为2组:无营养风险组(NRS评分<3分,n=30)和有营养风险组(NRS评分≥3分,n=38)。

1.2 研究方法

1.2.1 体质量及身高测量:使用经过校正的体质量计,测量时病人脱鞋、穿病号服。身高精确测量至0.01 m,体质量精确至0.5 kg。计算体质量指数[BMI=体质量(kg)/身高2(m2)]。

1.2.2 营养风险评估:入组病人根据NRS-2002标准进行营养风险筛查。NRS-2002评分为营养状况评分(总分3分)、疾病严重程度评分(总分3分)及年龄调整评分(1分)的总和,评分范围0～7分,总分≥3分表明病人存在营养不良或有营养风险。

1.2.3 CPET测定:所有病人均采用德国Jaeger公司的心肺运动测试仪进行测定。运动方案选择次极量运动试验或症状限制性运动试验,运动前测定静态肺功能,静息3 min后,以55～65 r/min的速度在无负荷状态下踏车3 min,再以功率10～15 W/min的速度递增,直至其症状限制或达到目标运动量。运动过程中连续监测耗氧量、肺通气等指标及12导联心电图、血压。发生以下情况终止试验:(1) 病人出现不适症状,包括腿部酸痛不能继续试验、力竭、呼吸困难等;(2) 心律失常或ST段压低超过2 mV;(3) 收缩压≥220 mmHg或舒张压≥120 mmHg;(4) 血压较基础血压下降≥30 mmHg;(5) 血氧饱和度≤80%。

1.2.4 6MWT测定:所有病人在安静的长30 m的走廊内来回行走,尽自己最快的速度行走6 min,测定步行的距离(6MWD)。行走过程中连续监测指脉氧(SpO2)、心率情况,行走开始及结束监测血压。发生以下情况终止试验:胸痛、难以忍受的呼吸困难、下肢痉挛、面色苍白出虚汗、SpO2下降、病人不能继续耐受。

1.3 观察指标 包括峰值摄氧量(VO2peak)、无氧阈(AT)、最大功率负荷(WRmax)、最大代谢当量(METs)、氧脉搏(O2pulse)、每公斤体质量最大摄氧量(VO2max/kg)、最大分钟通气量(VEmax)、第1秒用力呼气容积(FEV1)、第1秒用力呼气容积占预计值的百分比(FEV1%pre)、FEV1/用力肺活量(FVC)、6MWD。

2 结果

2.1 2组一般资料比较 有营养风险组的年龄和身高与无营养风险组相比,差异无统计学意义(P>0.05),有营养风险组的体质量及BMI低于无营养风险组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 2组一般资料比较

注:与无营养风险组比较,*P<0.05

2.2 2组CPET测定结果比较 有营养风险组VO2peak、AT、METs、O2pulse、WR等指标均显著低于无营养风险组(P<0.05),2组间VO2max、VEmax、 FEV1、FEV1%pre、FEV1/FVC 差异无统计学意义(P>0.05),见表2。

2.3 2组6MWT测定结果比较 无营养风险组6MWD为(352.52±46.26)m,有营养风险组为(349.71±45.77)m,2组比较差异无统计学意义(P>0.05)。

表2 2组CPET及6MWT测定结果比较

注:与无营养风险组比较,*P<0.05

3 讨论

本研究结果发现,通过CPET测定,有营养风险组病人的VO2peak较无营养风险组病人低。在CPET检测的相关指标中, VO2max/kg是反映机体有氧代谢能力的最好指标,是心肺健康的“金标准”[5],当人体大肌群有氧代谢达到极限时,可以用VO2max来标志,但由于 COPD病人因呼吸困难等症状限制,导致很难实际测定VO2max/kg,故以VO2peak代替VO2max/kg。VO2peak减少通常表明运动耐力下降的起始,该指标同时可以反映心输出量和心脏储备功能。本研究结果提示有营养风险的 COPD 病人运动耐量更低、有氧代谢能力更差,营养状态可影响 COPD 病人运动耐量,这和国内其他学者的研究结果相似[6-7]。VO2max/kg是校正了体质量对结果的影响,本研究结果中2组VO2max/kg比较差异无统计学意义。AT是指运动时有氧供能的最大耗氧量,此时尚未需要无氧代谢。AT用来评价持续运动的能力,是机体从有氧代谢过渡到无氧酵解的标志点[8]。AT下降表示存在心肺等功能异常的疾病。运动超过无氧阈后,机体的乳酸明显增加,呼吸负担加重,运动受限。因此,心脏或肺功能达到自身代偿的极限后就达到无氧阈,利用无氧阈的大小可以反映心肺的代偿功能。本研究中,有营养风险组病人AT值明显低于无营养风险组,也进一步反映了前者肺功能代偿能力较低。国外研究发现,具有营养风险的 COPD 病人,早期运动中呼吸肌进入无氧代谢状态比无营养风险的病人要早,并且呼吸肌的工作效率明显低于无营养风险的病人[9],营养不良会导致运动耐量下降,该结论和本研究结论一致。在CPET参数中,METs和WRmax也是反映运动耐量的重要参数。本研究中,有营养风险组病人这2个指标也明显低于无营养风险组。究其原因,COPD 病人因外周骨骼肌有氧代谢能力减低,运动的早期可出现外周肌肉的疲劳, 肌肉耐力降低[10],对于营养不良的病人来说则尤为明显,因其外周骨骼肌结构和生化的改变,如线粒体数目减少、体积减小及功能下降,糖原利用和乳酸形成加快等,导致了骨骼肌对氧的利用能力下降更为明显,更早发生外周骨骼肌内乳酸堆积,更易产生疲劳,从而使病人运动受限[11]。因此,有营养不良风险的COPD病人运动耐力明显低于无营养风险的病人。O2pulse是 CPET 测定中反映心功能、循环功能及心肌耗氧供需平衡的重要指标,是心脏疾病限制运动的关键生理参数,O2pulse不能直接测量,可通过VO2/心率计算得出。在运动早期,心脏通过增加心搏量来增加供氧,后期靠增加心率来增加氧供。国外有研究显示，心衰通常与气道阻塞有关,或者作为呼吸道并发症[12],当病人存在心功能不全时,心搏量不能随着运动负荷增加而增加,只能通过增加心率来满足运动时机体对氧的需求,因此O2pulse减小。国内有研究显示，COPD 病人因肺血管床破坏严重,左心室充盈不足、心输出量减低,运动过程中不随运动功率的增加而相应增加心输出量,组织供血供氧减少[11]。本研究结果显示有营养风险组O2pulse 明显低于无营养风险组,也进一步提示了有营养风险的COPD病人除了肺功能外同时有心功能的降低。

本研究结果还发现, FEV1、FEV1%pred 及 FEV1/FVC 等通气指标2组间差异无统计学意义,考虑营养风险对通气指标影响不大。但我们仍需对COPD病人行CPET检测通气指标,因常规肺功能检查主要反映静息状态下病人单纯肺的功能,不能反映运动状态下肺的功能。对于COPD病人而言,运动肺功能更能反映疾病进展和预后[13]。

本研究还观察到6MWD在2组病人中差异无统计学意义。6WMT是一种简便易行的运动耐量试验,因为接近于病人日常活动,被认为是一种次级量的测试[14]而容易被接受,可以用于评价COPD病人的药物治疗疗效,测定病人肺功能状态及判断预后,但本研究结果提示了6MWT在有营养风险的COPD病人中,并不能及时发现其运动耐力的异常,相比之下,CPET检查能及时发现有营养风险COPD病人运动耐力异常,从而及早给予营养干预,以让病人改善运动耐力。

本研究纳入的对象是老年COPD病人,肺功能为中重度病人,对于轻度肺功能病人,有无营养风险是否存在差异性需要进一步扩大样本研究后才能得出结论,此为本研究的局限性。