继发于肺动脉高压的慢性右心衰竭与继发于左心疾病的慢性全心衰竭患者通气功能的差异

刘伟华，柳志红，罗勤，赵青，奚群英，马秀平，赵智慧

继发于肺动脉高压的慢性右心衰竭与继发于左心疾病的慢性全心衰竭患者通气功能的差异

刘伟华，柳志红，罗勤，赵青，奚群英，马秀平，赵智慧

目的：探讨慢性右心衰竭（右心衰）与慢性全心衰竭（全心衰）的通气功能的差异。

慢性心力衰竭；通气功能；心肺运动试验；肺动脉高压

(Chinese Circulation Journal, 2014,29:996.)

慢性右心衰竭（右心衰）和慢性全心衰竭（全心衰）临床表现均有呼吸困难。心衰患者的呼吸困难发生机制复杂，现认为心脏、肺脏、肾脏、神经内分泌系统多系统参与其中，肺功能改变在其中有重要作用。无论是肺动脉高压所致右心衰抑或左心疾病引起的全心衰、静息和运动状态下均存在呼吸功能异常，但机制不尽相同[1-4]。 全心衰的通气异常原因较为复杂，主要包括以下几方面：扩大的心脏导致的限制性通气障碍，支气管水肿引起气道阻力改变，呼吸肌无力等[5]。而右心衰通气功能改变以继发于通气血流比异常的过度通气为主[6]。两者的通气功能改变发生机制不同，两者的肺功能也可能存在差异，但目前尚少见到相关的研究报道。目前心肺运动试验（CPX）已可客观评价心脏疾病患者运动状态下心血管、呼吸系统、代谢系统变化[7,8]。本研究通过连续观察右心衰和全心衰患者，采用CPX测定患者静息及运动状态通气功能，比较两组间通气功能的差异，从而探讨右心衰和全心衰患者通气功能改变特点及临床意义。

1 材料与方法

对象选择：2010-10至2012-12期间，阜外心血管病医院就诊的临床情况稳定，且纽约心功能分级（NYHA）Ⅱ/Ⅲ级全心衰和右心衰患者102例，其中全心衰者41例，继发于肺动脉高压的右心衰者61例。全心衰标准为同时具备以下条件：①心脏超声测定左心室射血分数＜50%；②血浆N末端B型利钠肽原（NT-proBNP）≥400 fmol/ml；③累及左心疾病病史；④全心衰症状和（或）体征。右心衰诊断标准为同时具备：1型肺动脉高压且心脏指数（CI）＜2.2 L/（min.m2）。排除标准（具备任何一条）： CPX禁忌证：先天性心脏病病史；任何已知的慢性支气管、肺部疾病史及3个月以内的急性支气管、肺部疾病史；静息状态下肺功能检查第1秒钟用力呼气量与用力肺活量比值（FEV1/FVC）＜65%。所有检查均在β受体阻滞剂、血管紧张素转化酶抑制剂（ACEI）或血管紧张素受体拮抗剂（ARB）、靶向药物治疗之前完成。

通气功能测定：封闭式肺功能仪（COSMED, 意大利）测定患者静息坐位通气功能。运动状态下通气功能由配备蹬车测功仪和逐次呼吸测量系统的心肺运动试验仪（COSMED, 意大利）测定。CPX系统符合美国胸腔学会/美国胸科医师学会关于CPX的声明[9]。

心脏超声、血浆NT-proBNP及右心导管检查：心脏超声（Philips IE33，荷兰）及血浆NT-proBNP在运动前与CPX同一天测定。超声取胸骨旁长轴切面测定左心室内径，右心室内径以及左心室射血分数。CPX检测后3天之内，所有右心衰患者行右心导管检查，通过漂浮球囊（Edwards Lifesciences,美国）测定右心衰患者肺毛细血管楔嵌压和平均肺动脉压。重呼吸法测定心脏指数。

统计学处理方法：所有数据经SPSS 13.0软件处理。连续变量采用标准差表示，t检验计算两组间连续变量，卡方检验计算分类变量。矫正性别、年龄、吸烟、体重指数（BMI），单因素分析P＜0.10的结果通过一般线性模型进行多因素分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

患者基本情况： 由表1可见，全心衰者中男性、年龄、吸烟、体重指数均高于右心衰者；心脏超声检查中全心衰者右心室内径、左心室射血分数低于右心衰者，左心室内径、NT-proBNP高于右心衰者，两者比较差异均有有统计学意义（P＜0.001）。右心衰者的右心导管检查：平均肺动脉压：（54.87±17.36）mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），肺毛细血管楔嵌压（9.20±3.46）mmHg，心脏指数：（1.99±0.22）L/（min.m2）。因全心衰者部分未行右心导管检查，故未列出。

表1 右心衰与全心衰患者基本情况

表1 右心衰与全心衰患者基本情况

全心衰者 (n=41) 右心衰者 (n=61) P值男 (例) 37 12 ＜0.001年龄 (岁) 45.27±10.18 31.00±10.38 ＜0.001体重指数 (kg/m2) 24.68±4.14 21.78±2.84 ＜0.001吸烟者 (例) 24 6 ＜0.001心脏超声检查右心室内径 (mm) 24.32±4.50 31.62±6.57 ＜0.001左心室内径 (mm) 69.88±11.28 36.62±5.93 ＜0.001左心室射血分数 (%) 29.34±9.79 65.16±7.00 ＜0.001 N末端B型利钠肽原 (fmol/ml)2221.34±1582.15 1337.43±784.73＜0.001

右心衰与全心衰两者间静息状态通气功能单因素分析结果：右心衰者潮气量、用力肺活量（FVC）、第1秒钟用力呼气量（FEV1）、峰值呼气流速（PEF）、峰值吸气流速（PIF）、最大通气量（MVV）均明显低于全心衰者，而呼吸频率高于全心衰者，两者比较差异均有统计学意义（P均＜0.05）。表2

表2 右心衰与全心衰两者间静息状态通气功能单因素分析结果

表2 右心衰与全心衰两者间静息状态通气功能单因素分析结果

通气功能 全心衰者 (n=41)右心衰者 (n=61) P值分钟通气量 (L/min) 11.22±3.28 10.49±2.53 0.206潮气量 (L) 0.69±0.21 0.57±0.19 0.003用力肺活量 (L) 3.65±0.70 3.22±0.67 0.002第1秒用力呼气量 (L) 2.89±0.59 2.53±0.56 0.003峰值呼气流速 (L/s) 6.65±2.09 4.90±1.74 ＜0.001峰值吸气流速 (L/s) 4.46±1.79 3.50±1.27 0.002第1秒用力呼气量与用力肺活量比值 (%) 79.62±4.48 78.75±7.92 0.523最大通气量 (L/min) 122.05±27.34 98.41±27.92 ＜0.001呼吸频率 (次/min) 16.77±4.82 19.28±5.13 0.015死腔通气量与潮气量比值 (%) 30.34±4.90 31.85±4.70 0.121

右心衰与全心衰两者间静息状态通气功能多因素分析结果：静息状态下，全心衰者与右心衰者通气功能未见明显差别（P均＞0.05）。表3

右心衰与全心衰两者间运动状态通气功能单因素分析结果：无氧阈：右心衰者分钟通气量与二氧化碳（CO2）排出量比值高于全心衰者，差异有统计学意义（P均＜0.001）。峰值：右心衰者峰值分钟通气量、峰值潮气量明显低于全心衰患者，差异有统计学意义（P均＜0.01）；峰值死腔通气量与潮气量比值（peak VD/VT）、峰值分钟通气量与CO2排出量比值（peak VE/VCO2）均高于全心衰者，差异有统计学意义（P均＜0.01）。表4

表3 右心衰与全心衰两者间静息状态通气功能多因素分析结果

表3 右心衰与全心衰两者间静息状态通气功能多因素分析结果

通气功能 R2 P值潮气量 0.088 0.538用力肺活量 0.221 0.651第1秒用力呼气量 0.214 0.204峰值呼气流速 0.258 0.374峰值吸气流速 0.104 0.329最大通气量 0.348 0.465呼吸频率 0.051 0.103

表4 右心衰与全心衰两者间运动状态通气功能单因素分析结果

表4 右心衰与全心衰两者间运动状态通气功能单因素分析结果

注：peak VD/VT：峰值死腔通气量与潮气量比值 VE/VCO2：分钟通气量与二氧化碳排出量比值

右心衰与全心衰两者间运动状态通气功能多因素分析结果：右心衰者与全心衰者二者间峰值分钟通气量、峰值死腔通气量与潮气量比值、无氧阈分钟通气量与CO2排出量比值、峰值分钟通气量与CO2排出量比值比较，差异均有统计学意义（P均＜0.05）。表5

表5 右心衰与全心衰两者间运动状态通气功能多因素分析结果

3 讨论

有研究发现在严重全心衰患者中，多数存在肺功能异常，尤其是限制性通气障碍较为常见，心脏扩大在其中发挥重要作用[9-11]。而严重的特发性肺动脉高压（I肺动脉高压）导致的右心衰患者中，阻塞性通气障碍比较常见，同时伴有严重的弥散障碍[12-15]。但本研究发现静息状态下,全心衰者与右心衰者通气功能没有明显差异。

本研究全心衰者与右心衰者静息状态通气功能无差别，但在运动状态下右心衰者峰值通气量明显低于全心衰者，表明右心衰者运动状态下通气功能低于全心衰者。已有研究表明，全心衰者及右心衰者运动状态下均出现死腔通气量与潮气量比值（VD/VT）改变，而且VD/VT的变化可以反映通气血流比的变化[16-21]。但全心衰者与右心衰者运动状态下VD/VT是否存在差异尚不清楚。本研究观察到在静息状态下，两者VD/VT无明显差别，但运动状态下右心衰者的peak VD/VT明显高于全心衰者，提示运动状态下右心衰者通气血流比异常更为严重，而其原因应为原发性肺血管床损伤导致严重通气血流比失调。分钟通气量与CO2排出量比值（VE/VCO2）被认为是评价心衰患者通气效率的最佳指标[17,22,23]。本研究发现右心衰者无氧阈值和peak VE/VCO2均明显高于全心衰者，提示右心衰者在运动状态下通气功能明显低于全心衰者，其原因应该在于右心衰者原发性血管床损害引起通气血流比异常，而导致VD/VT升高。

静息状态，全心衰者与右心衰者通气功能未见明显差别。运动状态，右心衰者通气功能低于全心衰者，主要表现为峰值分钟通气量降低及VE/VCO2升高。右心衰者通气功能降低主要与原发性肺血管床损害导致更严重的通气血流比失调有关。两组患者通气功能的差异提示肺功能异常可能在右心衰者的呼吸困难发生中起更重要作用。

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Differences of Ventilation Function in Patients Between Chronic Right Heart Failure Secondary to Pulmonary Arterial Hypertension and Chronic Whole Heart Failure Secondary to Left Heart Diseases

LIU Wei-hua, LIU Zhi-hong, LUO Qin, ZHAO Qing, XI Qun-ying, MA Xiu-ping, ZHAO Zhi-hui.
State Key Laboratory of Cardiovascular Disease, Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital, CAMS and PUMC, Beijing (100037), China

LIU Zhi-hong, Email: fuwailiu@hotmail.com

Objective: To study the differences of ventilation function in patients between chronic right heart failure secondary to pulmonary arterial hypertension and chronic whole heart failure secondary to left heart diseases.Methods: A total of 102 patients with clinical stable chronic heart failure (CHF) were studied. The patients were divided into 2 groups: Whole heart failure (WHF) group, n=41 and Right heart failure (RHF) group, n=61. The ventilation function test at rest and cardiopulmonary exercise test (CPX) were conducted and compared between 2 groups.Results: The rest ventilation function was similar between 2 groups. For CPX examination, compared with WHF group, RHF group had the lower peak minute ventilation (VE), higher anaerobic threshold and peak minute ventilation/CO2 production (VE/VCO2), higher peak dead space volume/tidal volume (VD/VT), all P＜0.05.Conclusion: At exercise condition, RHF patients had decreased ventilation function and ventilation index due to severe abnormality of ventilation/perfusion (V/Q).

Chronic Heart Failure; Ventilation Function; Cardiopulmonary Exercise Test; Pulmonary Arterial Hypertension

2014-03-11）

（编辑：梅平）

100037 北京市，北京协和医学院 中国医学科学院 国家心血管病中心 阜外心血管病医院 心血管疾病国家重点实验室

刘伟华 博士研究生 主要从事心血管内科临床与基础研究 Email:xiaocangsheng@aliyun.com 通讯作者：柳志红 fuwailiu@hotmail.com

R541

A

1000-3614（2014）12-0996-04

10.3969/j.issn.1000-3614.2014.12.010

方法：102例临床稳定的慢性心力衰竭（心衰）患者入选该研究，根据心衰情况分为全心衰者（41例），右心衰者（61例）。所有患者均测定静息状态下通气功能，心肺运动试验（CPX）测定运动状态下通气功能。

结果：静息状态下,全心衰者及右心衰者通气功能无差异。运动状态下，右心衰者峰值分钟通气量（peak VE）明显低于全心衰者（P＜0.05），而无氧阈及峰值分钟通气量与二氧化碳（CO2）生成量比值（VE/VCO2），峰值死腔通气量与潮气量比值（peak VD/VT）高于全心衰者（P＜0.05），差异均有统计学意义。

结论：静息状态，全心衰者与右心衰者通气功能无差异。运动状态下，右心衰者通气功能及通气效率降低，其原因在于严重的通气血流比（V/Q）异常。