30秒坐立试验联合慢性阻塞性肺疾病患者自我评估测试评分对运动性低氧的预测价值及临床应用研究

【摘要】 背景 慢性阻塞性肺疾病（COPD）是老年患者常见呼吸系统疾病之一，活动时外周经皮血氧饱和度（SpO2）下降是普遍存在的现象，与疾病预后存在相关性，目前诱导运动性低氧（EID）的评估结论不一。目的 探究适合社区及居家COPD患者诱导EID的方法。方法 回顾性选择中日友好医院2021年1月—2023年8月收治的76例COPD稳定期患者为研究对象。收集六分钟步行测试（6MWT）中静息SpO2与运动中最低SpO2（ΔSpO2），以ΔSpO2≥4%为EID判定标准。根据有无EID分为非EID组和EID组，比较两组的肺功能指标、30秒坐立试验（30s STST）ΔSpO2、COPD患者自我评估测试（CAT）评分。探究EID与30s STSTΔSpO2、CAT评分的关系；采用受试者工作特征（ROC）曲线分析30s STSTΔSpO2、CAT评分及二者联合对EID的预测价值。结果 非EID组（n=29）与EID组（n=47）中30s STSTΔSpO2、CAT评分比较，差异有统计学意义（P<0.05）；30s STSTΔSpO2预测EID截断值为2%，灵敏度为59.6%，特异度为82.8%，ROC曲线下面积（AUC）为0.730（95%CI=0.614～0.846，P<0.05）；CAT评分预测EID截断值为13分，灵敏度为48.9%，特异度为79.3%，AUC为0.712（95%CI=0.596～0.828，P<0.05）；30s STSTΔSpO2联合CAT评分预测EID的截断值为0.593，灵敏度为70.2%，特异度为72.4%，AUC为0.765（95%CI=0.659～0.871，P<0.001）。结论 30s STST诱发SpO2≥2%、CAT评分≥13分，需警惕EID的发生可能；30s STST、CAT评分可以成为社区及居家预测稳定期COPD患者诱导EID的测评方法。

【关键词】 肺疾病，慢性阻塞性；坐立试验；低氧血症；运动性低氧；居家康复；预测

【中图分类号】 R 563.9 【文献标识码】 A DOI：10.12114/j.issn.1007-9572.2023.0830

Predictive Value of the Oxygen Desaturation Induced by the 30-second Sit-to-stand-test combined with COPD Patient Self-assessment Test in Exercise-induced Hypoxemia and Its Clinical Application

YANG Tianyi1，SITU Xuanming2，QUMU Shiwei3，WANG Siyuan1，JIANG Shan1，YANG Ting3*

1.Department of Rehabilitation Medicine，China-Japan Friendship Hospital，Beijing 100029，China

2.Pain and Rehabilitation Center，Beijing Jishuitan Hospital Zhongshan Orthopedic Hospital，Zhongshan 528455，China

3.Department of Pulmonary and Critical Care Medicine，Center of Respiratory Medicine，China-Japan Friendship Hospital/National Center for Respiratory Medicine/Institute of Respiratory Medicine，Chinese Academy of Medical Sciences/National Clinical Research Center for Respiratory Disease/WHO Collaborating Centre for Tobacco Cessation and Respiratory Diseases Prevention，Beijing 100029，China

*Corresponding author：YANG Ting，Chief physician/Professor/Doctoral supervisor；E-mail：zryyyangting@163.com

【Abstract】 Background Chronic obstructive pulmonary disease（COPD） is one of the most common respiratory diseases in elderly patients，and a decrease in oxygen saturation during activity is a common phenomenon correlated with the prognosis. Current assessment of exercise-induced hypoxia（EID） has yielded controversial results. Objective To explore methods suitable for inducing EID in community and home-based COPD patients. Methods This was a retrospective study involving 76 patients with stable COPD admitted to China-Japan Friendship Hospital from January 2021 to August 2023. Resting oxygen saturation and the lowest oxygen saturation during exercise（ΔSpO2） in the six-minute walk test 6MWT） were recorded. Based on the criterion of ΔSpO2 ≥4% for the diagnosis of EID，patients were assigned into non-EID group and EID group. Pulmonary function indicators，ΔSpO2 during 30-second sit-to-stand-test（30s STST），and COPD Assessment Test（CAT） were compared between the two groups. The correlation of EID with ΔSpO2 of 30s STST and CAT scores was identified. The predictive value of ΔSpO2 of 30s STST，CAT score，andΔSpO2 of 30s STST combined with CAT score in predicting EID was analyzed using the receiver operating characteristic（ROC） curves. Results There were significant differences in the ΔSpO2 of 30s STST and CAT score between non-EID group and EID group. The cut-off value of ΔSpO2 of 30s STST in predicting EID was 2%，with the sensitivity，specificity and area under the curve（AUC） of 59.6%，82.8%，0.730（95%CI=0.614-0.846，P<0.05），respectively. The cut-off value of CAT scores in predicting EID was 13，with the sensitivity，specificity and AUC of 48.9%，79.3%，0.712（95%CI=0.596-0.828，P<0.05），respectively. The cut-off value of ΔSpO2 of 30s STST combined with CAT scores in predicting EID was 0.593，with the sensitivity，specificity and AUC of 70.2%，72.4% and 0.765 （95%CI= 0.659-0.871，P<0.001），respectively. Conclusion ΔSpO2 of 30s STST ≥ 2% and CAT score ≥13 points alarm the development of EID. The 30s STST and CAT can be used as community and home-based measures to predict the induction of EID in patients with stable COPD.

【Key words】 Pulmonary disease，chronic obstructive；Sit-to-stand-test；Anoxemia；Exercise induced hypoxia；Home-based rehabilitation；Forecasting

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是一种异质性的肺部疾病，引起呼吸困难、咳嗽、痰液生成和/或加重等慢性呼吸道症状，导致持续且反复恶化的气流阻塞［1］。目前COPD已是全世界第三大死亡原因，从2011年开始，慢性阻塞性肺疾病全球防治倡议指南（GOLD）年度报告改变传统评估方法，从完全基于肺功能参数转向临床指标，例如症状评估、呼吸困难情况等［2］。外周经皮血氧饱和度（SpO2）是重要呼吸生理参数，可反映机体是否缺氧及缺氧程度。在临床研究中运动性低氧（EID）定义为六分钟步行测试（6MWT）或心肺功能测试（CPET）过程中静息SpO2与运动中最低SpO2差值（ΔSpO2）≥4%和/或运动中最低SpO2<90%［3］。EID的病因是多因素的，例如通气-灌注不匹配、肺泡通气不足、弥散型限制、混合静脉血中氧含量减少等［4］。EID患者的特点是严重气流受限、一氧化碳弥散能力下降、静息动脉氧合减少、存在肺气肿［5］。低氧血症与运动耐量受损和死亡率增加有关［6］。目前在临床中测量EID方法包括监测患者安静时SpO2、第1秒用力呼气末容积（FEV1）、一氧化碳弥散量（DLCO），但在社区及居家中开展仍有局限，故寻找简hElNAA1DHJgC7UKgs+DTPhFqh5CXwc/we+jBw/JWNDY=易、直接评估EID的方法亟待解决。本研究探讨COPD稳定期患者6MWT中EID与30秒坐立试验（30s STST）及COPD患者自我评估测试（COPD patient self-assessment test，CAT）评分的相关性，探讨可在社区或居家中预测COPD稳定期患者诱导EID简便、准确的方法。

1 资料与方法

1.1 研究对象

回顾性选择中日友好医院2021年1月—2023年8月收治的76例COPD稳定期患者为研究对象。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准：（1）COPD的诊断标准和肺受损程度分级依据《慢性阻塞性肺疾病诊治指南（ 2021 年修订版 ）》［7］，患者均符合COPD的诊断标准且处于稳定期。（2）行6MWT试验、30s STST、CAT评分相关评估。

排除标准：按照《老年患者6分钟步行试验临床应用中国专家共识》［8］中绝对禁忌证和相对禁忌证，排除不符合条件的患者。本研究已获得中日友好医院临床研究伦理委员会审批（伦理编号2022-KY-141），研究对象均同意且已签署知情同意书。

1.3 资料收集

1.3.1 人口学资料：从肺功能报告中收集患者的人口统计学数据（即年龄、性别）和人体测量数据（即身高、体质量）并计算BMI。

1.3.2 检测指标及方法：（1）由资质合格的肺功能检查技师按照标准要求完成肺功能检查［9］。（2）6MWT，用于评价运动耐量、医疗干预效果及判定预后。选择长度30 m且少有人经过的平直走廊进行评估，要求患者在6 min内全力步行，根据自身情况调整步行速度，收集6MWT中ΔSpO2。由训练有素的医院工作人员按照指南要求进行操作且监督［8］。收集试验开始前ΔSpO2，EID判定标准为ΔSpO2≥4%。（3）30s STST，用于测量下肢周围肌肉力量。按照标准测试要求选择座椅平面到地板高度为47 cm的椅子且靠墙以保持固定，患者坐在座椅上，同时双脚平放于地面上，手臂和手腕交叉并抱于胸前。医院工作人员发出“开始”信号同时计时，患者完成一个完整站立姿势然后坐下，触摸座椅为一个动作单元。在不使用手臂帮助的前提下，30 s内下尽可能地重复“站立-坐下”的动作。对每一个合格的计数，患者需完成一个动作单元。确保良好动作时给予鼓励。医院工作人员记录试验开始前的静息SpO2、试验中最低SPO2、完成个数及疲劳程度［10］。（4）CAT评分用于补充肺功能测定和评估风险，包含咳嗽、运动、精力等8个维度。旨在评估和量化COPD患者的健康状况和症状负担［11］。总分40分，0～10、11～20、21～30、31～40分分别代表轻度、中度、严重或非常严重的临床影响［12］。

1.4 统计学方法

采用SPSS 26.0统计软件进行数据处理及分析。符合正态分布的计量资料采用（x-±s）表示，两组间比较采用成组t检验；不符合正态分布时以M（P25，P75）表示，组间比较采用Mann-Whitney检验。计数资料以相对数表示，组间比较采用χ2检验。采用受试者工作特性（ROC）曲线评价30s STSTΔSpO2、CAT评分对EID的预测价值。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 人口学资料分析

76例COPD稳定期患者年龄32～87岁、平均年龄（64.5±10.0）岁，BMI 17.3～29.9 kg/m2、平均BMI（24.4±3.1）kg/m2；男性患者59例，年龄42～87岁、平均年龄（65.6±9.3）岁，BMI 17.3～29.8 kg/m2、平均BMI（24.5±2.9）kg/m2；女性患者17例，年龄32～75岁，平均年龄（60.6±11.4）岁，BMI 17.4～29.9 kg/m2，平均BMI（24.1±3.7）kg/m2。

两组患者性别、年龄及BMI比较，差异均无统计学意义（P>0.05），见表1。

2.2 非EID组与EID组患者30s STSTΔSpO2、CAT评分、肺功能指标比较

两组患者的30s STSTΔSpO2、CAT评分、肺DLCO占预计值百分比（DLCO/SB%pred）、每升肺泡气量的肺DLCO占预计值百分比（DLCO/VA%pred）比较，差异有统计学意义（P<0.05）。两组FEV1/用力肺活量（FEV1/FVC）、FEV1占预计值百分比（FEV1%pred）、呼气峰值流速（PEF）、用力呼出肺活量25%时流速（MEF25）、用力呼出肺活量50%时流速（MEF50）、用力呼气中期流速（MMEF75/25）比较，差异均无统计学意义（P>0.05），见表1。

2.3 30s STSTΔSpO2、CAT评分及联合预测价值

30s STSTΔSpO2预测EID截断值是2%，灵敏度为59.6%，特异度为82.8%，ROC曲线下面积（AUC）为0.730（95%CI=0.614～0.846，P<0.05）。CAT评分预测EID截断值是13分，灵敏度为48.9%，特异度为79.3%，受试者工作特征曲线下面积（AUC）为0.712（95%CI=0.596～0.828，P<0.05）。30s STSTΔSpO2联合CAT评分预测EID的截断值是0.593，灵敏度为70.2%，特异度为72.4%，AUC为0.765（95%CI=0.659～0.871，P<0.001），见表2、图1。

3 讨论

研究发现EID是死亡和病情加重的危险因素［13］，与非EID患者相比，在定量计算机断层扫描中发生EID的患者表现为更严重的肺气肿，死亡风险高达2.4～2.7倍［14］。COPD患者发生EID与运动能力下降、严重气流受限、通气/灌注比不匹配、动态过度通气、弥散功能受限、肌力下降、日常生活能力受限相关［15］。COPD后遗症之一是慢性低氧血症，易造成肺动脉高压、神经认知功能障碍、继发性红细胞增多症、全身系统性炎症、骨骼肌功能障碍、骨质下降、抑郁症等［16］，将进一步导致生活质量下降、运动耐量降低、心血管发病风险增加以及死亡风险增加。在社区及居家中协助评估COPD患者是否发生EID有重要临床意义。

坐立试验（STST）于1985年首次在文献中提出［17］，主要作为评价患者功能、日常生活能力的评估工具。在COPD患者中使用STST的研究始于2007年［18］，近15年相关研究的报道开始增加。主要研究STST与6MWT距离、优势手握力、股四头肌肌力、COPD圣·乔治医院呼吸问题调查问卷、CAT评分、改良版英国医学研究委员会呼吸困难问卷、COPD预后指数（BODE指数和ADO指数）的相关性。STST与上述指标均存在相关性［19-20］。既往预测EID所需的肺功能设备昂贵且需要专业技术人员操作，6MWT需要较大空间进行评估，对潜在EID患者来说，需要去三级医院就诊，耗时较长且存在一定风险。应用30s STST无场地、测量工具限制，试验操作简单易行，仅需要椅子和指脉搏血氧饱和度仪即可，设备易于管理，被视为6MWT的替代方法，是社区及居家的理想测试。在既往研究中30s STST与肌肉力量、运动耐力之间有相关性［21］，未关注试验前后SpO2变化情况。本研究通过计算并研究30s STST与6MWT试验前后SpO2差值的变化，非EID组与EID组中30s STSTΔSpO2有差异，6MWT试验前与30s STST后ΔSpO2的变化存在相关性；30s STSTΔSpO2预测EID截断值是2%，灵敏度为59.6%，特异度为82.8%，AUC为0.730。提示社区医师评估或患者自评30s STST，观察SpO2前后变化情况，若下降超过2%，患者存在EID风险，需及时进行临床干预，避免造成慢性功能损伤。

CAT评分为临床医生和患者提供简单可靠且与健康状况相关的衡量标准，它不是一个诊断工具，其作用为补充肺功能测量结果、评估急性加重状态和预测未来风险［22］，促进医生对患者疾病信息的收集以便双方对疾病的严重程度达成共识。使COPD治疗更有针对性，并优化患者管理。既往研究发现CAT评分与GOLD分级、气流限制程度与DLCO均存在相关性［23］，在本研究中CAT评分与COPD患者EID存在相关性且可预测EID的发生，最佳截断值为13分，COPD患者进行自我评估测试时，得分≥13分，存在EID风险。与其他COPD疾病特异性生活质量量表相比，CAT耗时较短，在GOLD分组中必不可少，选择CAT评分有利于降低时间成本，提高本项工具的实用性。

在社区评估及居家自我测评中，通过30s STSTΔSpO2与CAT评分两项评估方法即能力测试和问卷评估相结合，补充主观评分的局限性，可更好预测EID发生、降低运动风险，需要及时氧气治疗或医院就诊。目前全球数字化转型，应用通信技术实现远程康复服务，已发表了专注于不同远程医疗计划对COPD患者影响的研究［24］。COPD患者大多数为老年人，且存在多种并发症，例如心血管疾病、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征、高血压、糖尿病等，更易受到新型冠状病毒、流感病毒侵袭，为减少上述情况发生，患者可采取减少社交活动、户外运动；造成腹型肥胖、肌肉质量不佳、心肺耐力下降、抑郁情绪增加等情况［25］。未来由门诊康复、住院康复等传统方式向远程康复、居家康复等智能方式转型，将会是未来热点研究方向，30s STST及CAT评分无需大型设备，可作为快速有效的评估方法，记录患者功能和健康状况。

本研究存在局限性，本研究纳入样本量较少，单一中心研究可能会受到选择性偏倚影响。入选患者文化程度不同，CAT评分可能会受到患者主观感受影响。30s STST中患者身高与腿长不同，对于标准化座椅高度可能会受到影响，本研究未进行进一步分组，性别因素的影响尚不清楚。未来需要多中心、大样本研究进一步探讨性别因素的影响。

综上所述，6MWT ΔSpO2与30s STSTΔSpO2、CAT评分均存在相关性，可作为社区及远程中预测COPD稳定期患者诱导发生EID的重要补充条件，在社区康复及远程康复中可作为重要评估手段，适合推广。

作者贡献：杨天祎提出主要研究目标，负责研究的构思与设计，研究的实施，撰写论文；司徒炫明、曲木诗玮进行数据的收集与整理，统计学处理，图、表的绘制与展示；王思远进行论文的修订；江山、杨汀负责文章的质量控制与审查，对文章整体负责，监督管理。

本文无利益冲突。

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（收稿日期：2023-10-20；修回日期：2024-04-20）

（本文编辑：赵跃翠）