超声心动图对稳定期慢性阻塞性肺疾病患者心脏功能检测价值的分析研究

毕蓉蓉，郭晓燕，张志华，张惠勇

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)的主要特征为气流受限，表现为呼吸困难、咳嗽、咳痰等。近年来，该病发病率呈上升势态，成为第四大致人类死亡的疾病。最新流行病学调查显示，我国COPD患者已接近1亿。经“全球疾病负担研究项目”预计，2020年COPD将成为全球人类死亡第3大病因[1-2]。COPD对国民健康危害巨大，应该引起足够重视。肺源性心脏病是COPD严重的并发症，一旦出现，患者病死率显著增加[3-4]。因此，密切监测COPD患者病情进展，对肺源性心脏病进行早期诊断和干预治疗，是提高COPD患者预后的重要内容。但是，是否需要对COPD患者进行心超筛查以监测心功能水平尚未形成共识，慢性肺疾病全球倡仪(the Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease，GOLD)指南中也未建议COPD患者需要进行心脏超声的早期筛查[5]。本研究拟通过前瞻性研究，观察超声心动图对稳定期COPD患者心功能水平的检测价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象

所有病例均为2016年6月至2018年6月在上海中医药大学附属龙华医院呼吸内科门诊就诊的患者。纳入标准：符合COPD诊断标准，肺功能分级在GOLD I～IV级的任一级稳定期患者；年龄40～65岁，性别不限；自愿参加本研究，签署知情同意书。排除标准：已知病因或具有特征病理表现的气流受限疾病，如支气管扩张症、肺结核纤维化病变、肺部肿瘤等；合并心血管疾病，安装心脏起搏器、心律失常；艾滋病、精神病、皮肤病患者；妊娠或哺乳期妇女。20名同期在该院门诊进行健康体检的健康者做为对照组。共入选稳定期COPD患者79例，按GOLD分级标准分组，GOLD I组患者18例，GOLD II组患者23例，GOLD III组患者21例，GOLD IV组患者17例。各组之间年龄、性别构成之间差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2 研究方法

1.2.1 肺功能检测 由1名肺功能医师检测各组患者的肺功能指标，所用肺功能仪为Mastercreen Diff(德国Jaeger公司)，用Knudson预计值法。于患者入组时进行测定评价并记录。检测指标包括1秒用力呼吸容量(forced expiratory volume in one second，FEV1)、用力肺活量(forced vital capacity，FVC)、1秒用力呼吸容量与预计值的比值(FEV1/pre)、1秒率(FEV1/FVC)、肺活量(vital capacity，VC)、深吸气量(inspiratory capacity，IC)、功能残气量(function residual capacity，FRC)、残气量(residual volume，RV)、肺总量(total lung capacity，TLC)、一氧化碳弥散量(diffusion capacity for carbon monoxide，DLCO)。

1.2.2 心脏超声检测 由1名从事心超检测工作大于10年的资深心脏超声医师在不知道具体分组情况下对各组患者进行心脏超声的检查。仪器为GE Vivid 7彩色多普勒超声诊断仪，探头频率2～4 MHz。检测指标包括左心室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)、右心室射血分数(right ventricular ejection fraction，RVEF)、二尖瓣口舒张早、晚期血流峰值流速比(early and late wave of mitral valve flow，E/A)、左心室充盈压指数E/e′、三尖瓣环收缩期位移(tircuspid annular plane systolic excursion，TAPSE)、左室Tei 指数(left ventricular Tei index，LVTei)、右室Tei 指数(right ventricular Tei index，RVTei)、肺动脉压(pulmonary artery pressure，PAP)。

1.3 统计学处理

所有统计分析采用SPSS 18.0统计软件完成。组间比较，如数据符合正态分布、方差齐性，则采用多个样本的方差分析；如数据不符合正态分布，则采用卡方检验。组内比较，如数据符合正态分布、方差齐性，则采用两个独立样本重复测量数据的方差分析；如数据不符合正态分布，则采用两相关样本卡方检验。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 GOLD I～IV级组稳定期COPD患者的肺动脉压变化

随着COPD患者肺功能分级的增加，患者肺动脉压呈现增加的趋势。和对照组比较，GOLD III组(P=0.011)和GOLD IV组(P=0.005)肺动脉压显著增加，差异均有统计学意义；肺动脉压增高的过程也不是随肺功能分级渐进性增高，而是在GOLD II组和GOLD III组之间存在非常显著的增加(P=0.024)，差异有统计学意义；在从对照组到GOLD II组，以及GOLD III组到GOLD IV组之间，肺动脉压的变化比较平缓，差异无统计学意义(P>0.05)。见图1。

注：与对照组比较aP=0.011，bP=0.005；GOLD Ⅱ组与GOLD Ⅲ组比较cP=0.024。COPD为慢性阻塞性肺疾病，PAP为肺动脉压，GOLDI～IV组为按慢性肺疾病全球倡仪指南的分级标准分为I～IV组。1 mmHg=0.133 kPa图1 GOLD I～IV组稳定期COPD患者的肺动脉压水平变化

2.2 GOLD I～IV组稳定期COPD患者的右心功能变化

在反映右心功能的心超指标中，与对照组相比，GOLD I～IV组COPD患者的RVEF%没有明显的变化；GOLD II、III和IV组患者的RVTei均显著增加，差异有统计学意义(分别为P=0.041、P=0.001、P=0.026)；GOLD III组患者的TPASE显著下降，差异有统计学意义(P=0.044)。见表1。

表1 GOLD I～IV组稳定期COPD患者的右心功能值(x±s)

2.3 GOLD I～IV组稳定期COPD患者的左心功能变化

与对照组比较，随着COPD患者肺功能分级的增加，反映左心收缩功能的LVEF呈现下降趋势，其中GOLD III组和对照组比较显著下降，差异有统计学意义(P=0.045)。反应左心舒张功能的E/A，GOLD IV组较对照组显著下降，差异有统计学意义(P=0.007)；GOLD I/II/III 3组分别与对照组、GOLD I/II/III 3组之间比较差异均无统计学意义(P>0.05)；GOLD IV组与GOLD I/II/III 3组分别比较均显著下降，差异有统计学意义(分别为P=0.038、P=0.000 288、P=0.003)。GOLD III组患者的LVTei和对照组比较显著增加，差异有统计学意义(P=0.019)。见表2。

表2 GOLD I～IV组稳定期COPD患者的左心功能变化情况(x±s)

2.4 以FEV1/pre 50%为界分为轻中度组和重度组观察左心、右心、肺动脉压变化

以FEV1/pre50%为界分为FEV1≥50%的轻中度组和FEV1<50%的重度组。重度组中，患者的左心功能(LVEF：P=0.036、L-Tei：P=0.027)、右心功能(R-Tei：P=0.001)以及肺动脉压(P=0.002)与对照组比较，差异有统计学意义；在右心功能(R-Tei：P=0.03)和肺动脉压(P=0.001)的2项指标上，重度组和轻中度组间的差异有统计学意义(表3)。

表3 以FEV1/pre 50%为界分为两组的左心、右心、肺动脉压变化情况(x±s)

3 讨论

COPD临床上以咳嗽、咳痰或伴有喘息，活动后气促及反复发作的慢性过程为特征。低氧性肺动脉高压是COPD进展到肺心病的一个中间环节，以呼吸困难和乏力为主要临床表现是基础肺部疾病的共有表现，临床上很难鉴别。虽然右心导管检查是肺动脉高压诊断的金标准，但由于右心导管检查是有创检查，患者更倾向接受无创超声心动图检查。因而临床上超声心动图检查是评估慢性肺部疾病伴肺动脉高压的便捷、有效、价廉的方法。此外，气喘、活动后心悸、呼吸困难以及劳动耐力下降等症状也可以是左心功能不全的表现，呼吸科医生在诊疗上往往将重点集中在肺部疾患，而忽视继发性左心功能不全而导致的心衰。本研究通过超声心动图对COPD患者的心功能检测研究，发现随着COPD患者气道阻塞的加重，患者左右心室的功能逐渐下降，在中度阻塞的患者中即有提示意义，这对早期COPD患者既病防变提早进行干预治疗提供临床依据。本研究结果提示，COPD患者在较早期就会出现左心功能不全。其他既往研究[6-7]也发现，在没有出现其他任何心血管功能障碍情况的时候，早期COPD患者就已经出现了亚临床的左室充盈障碍，通过心超检测E/A、等容舒张时间(isovolumetric relaxation time，IVRT)等指标，发现COPD患者组发生左室舒张功能障碍的比例达70.9%，显著高于对照组的27.5%。

低氧性肺动脉高压是COPD患者的常见并发症，常在心功能不全前出现，提示预后不良。因此，COPD患者是否并发肺动脉高压对评估病情严重程度、判断预后均具有重要意义。本次研究显示，COPD患者GOLD I组肺动脉压与对照组基本保持一致，随着肺功能分级的增高，气道阻塞的加重，在GOLD II组和GOLD III组之间肺动脉压压力存在非常显著的增加，这说明在COPD患者，低氧发生初期，低氧性肺血管收缩是一种生理保护性反应。持续及慢性低氧时，维持血管收缩并诱导缺氧诱导因子的激活，导致肺血管重塑和缺氧诱导低氧性肺动脉高压的发展。早期肺血管功能性改变导致肺动脉压升高的机制可能占主导地位，而随着病程的持续，肺血管器质性改变达到一定程度后由量变发展为质变，PAP则呈现显著的升高[8]。根据笔者的研究结果，这种病理生理学改变发生的时间节点，反映在肺功能检测指标上可能是在GOLD II到GOLD III之间。此外，GOLD IV组PAP的增加并不如预想中增加的那么迅速。这与国内外文献报道COPD患者并发肺动脉高压大部分为轻度到中度升高的结果相近。

综上所述，在稳定期COPD患者中，超声心动图检查能够及时有效地发现患者心功能和PAP的变化，对稳定期COPD患者进行心脏超声筛查和监测，尤其是肺功能轻中度阻塞患者及时发现心功能减退值得进一步研究。