2022, Vol. 51文章信息
- 罗巧玲, 陈思娇
- LUO Qiaoling, CHEN Sijiao
- 慢性冠脉综合征患者左心室舒张功能与心肺适能的相关性
- Relationship betweenleft ventricular diastolic functionand cardiorespiratory fitness inpatients with chronic coronary syndrome
- 中国医科大学学报, 2022, 51(7): 611-616
- Journal of China Medical University, 2022, 51(7): 611-616
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文章历史
- 收稿日期：2021-07-15
- 网络出版时间：2022-06-21 15:34
引用本文 |
2. 重庆市第十三人民医院呼吸内科，重庆 400000
2. Department of Respiration, The Thirteenth People's Hospital of Chongqing, Chongqing 400000, China
慢性冠脉综合征(chronic coronary syndrome，CCS) 患者是冠状动脉粥样硬化性心脏病的主要人群，如何降低CCS患者心肌缺血事件的发生率、反复住院率，减少医疗卫生支出是目前关注的重点。心肺适能(cardiorespiratory fitness，CRF) [1-2]与心血管疾病预后密切相关，尽早识别CCS患者CRF是否减低尤为关键。心肺运动试验(cardiopulmonary exercise test，CPET) 是无创评估CRF的金标准[3]，而CPET操作复杂且有诸多禁忌证，尚未广泛使用，因此部分CCS患者未能进行CPET检查来评估CRF。左心室收缩功能是评估心功能的重要指标，但对CRF减低不够敏感。临床上多数冠状动脉粥样硬化性心脏病患者在射血分数减低以前，就已存在舒张功能减低[4]。当患者处于舒张功能减低且不具备CPET检查来评估CRF的情况下，如果能判断CRF是否减低将有助于对患者进行康复指导，保持或提高患者的运动能力。本研究探讨CCS患者左心室舒张功能与CRF的关系，旨在明确是否可通过左心室舒张功能预测CCS患者的CRF水平。
1 材料与方法 1.1 临床资料及分组收集2018年1月至2021年3月中国医科大学附属第一医院老年心血管内科住院且完成CPET检查的CCS患者临床资料。纳入标准：(1) 符合CCS诊断标准[5]；(2) 完成有效的CPET检查(峰值呼吸交换率≥1.10)；(3) 完成超声心动图检查，且左心室收缩功能正常[根据最新中国成人参考值标准[6]：左心室射血分数(left vetricular ejectionfraction，LVEF) 男性≥52%，女性≥53%]；(4) 年龄≥45岁。排除标准：(1) 合并恶性心律失常；(2) 合并瓣膜狭窄、瓣膜反流、肥厚性心肌病；(3) 合并肺动脉高压、间质性肺疾病、肺部感染、肺源性心脏病、慢性阻塞性肺疾病；(4) 因急性冠脉综合征住院；(5) 合并自身免疫系统疾病；(6) 合并恶性肿瘤；(7) 合并血液系统疾病或贫血；(8) 病史资料不完整。本研究已获得医院伦理委员会批准(AF-SOP-07-11-01)。
本研究共纳入91例CCS患者。根据峰值代谢当量(peak metabolic equivalent，Peak MET) [7]将患者分为CRF低水平组(Peak MET < 5.0 METs，n = 32)、中水平组(Peak MET 5.0~ < 7.0 METs，n = 42) 和高水平组(Peak MET≥7.0 METs，n = 17)。
1.2 方法收集患者的一般临床资料，包括性别、年龄、体质量指数(body mass index，BMI)、心率(heart rate，HR)、收缩压(systolic blood pressure，SBP)、舒张压(diastolic blood pressure，DBP)、吸烟史、高血压病史、2型糖尿病史、心律失常病史等基本资料。记录每位患者入院后的血脂、血糖、血红蛋白、肝功能、肾功能以及脑利钠肽(brainnatriuretic peptide，BNP) 等指标。
1.2.1 超声心动图患者均在心血管超声科完善超声心动图检查。应用GE vivid E9彩色多普勒超声心动仪，探头型号为M5S，探头频率为1.7~3.3 MHz。采用改良辛普森法取心尖四腔切面和心尖二腔切面沿心内膜手动描记并记录，超声仪计算：(1)左心室收缩功能指标，左心室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic volume，LVEDV)、左心室收缩末期容积(left ventricular end-systolic volume，LVESV)、左心室每搏量(left ventricular stroke volume，LVSV)、LVEF；(2) 左心室舒张功能指标，二尖瓣环间隔处舒张早期峰值速度(e’velocity of septal annulus，Septal e’)、二尖瓣环间隔处舒张早期峰值速度(e’velocity of late-ral annulus，Lateral e’)、二尖瓣口舒张早期峰值速度(peak E-wave velocity，E)、二尖瓣口舒张晚期峰值速度(peak A-wave velocity，A)、E/A、二尖瓣舒张早期血流峰值速度与二尖瓣环舒张早期峰值速度比值(peak E-wave velocity to peak mitral annular velocity，E/e’)。
1.2.2 CPET使用意大利COSMED公司CPET设备和系统进行测试。先测定患者运动前静息状态的肺功能、心电图。随后根据患者日常运动量、运动强度和心肺功能状况决定功率递增方案，一般选择10、15、20 W/min。运动测试包括静息3 min、无负荷运动3 min、功率持续递增至最大运动、停止运动恢复3 min4个阶段。运动测试期间全程连续动态监测记录进出气流、氧气浓度、二氧化碳浓度、全导联心电图、血压及血氧饱和度的实时变化。气体交换采用逐次呼吸测量系统。收集患者CPET核心指标，包括峰值氧脉搏(peak oxygenuptake，Peak VO2/HR)、峰值摄氧量(peak oxygenuptake，Peak VO2)、Peak MET、二氧化碳通气当量斜率(the slope of carbondioxide ventilation equivalent，VE/VCO2slope)、氧摄取效率斜率(slope of oxygenuptake efficiency，OUES)。
1.3 统计学分析采用SPSS 23.0统计软件进行统计分析。计量资料符合正态分布采用x±s表示，2组间比较采用t检验；非正态分布数据采用M(P25~P75) 表示，组间比较用Mann-Whitney U检验。多组间均数比较采用方差分析；若不满足方差分析条件则采用多个独立样本的非参数检验。计数资料采用率(%) 表示，组间比较采用χ2检验。采用二元logistic回归分析CCS患者左心室舒张功能与CRF减低的关系。绘制受试者操作特征(receiver operating characteristic，ROC) 曲线，并计算曲线下面积(area under curve，AUC)，评估E/e’对CCS患者CRF减低的诊断效能。采用双侧检验，P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 3组一般临床指标比较结果显示，3组年龄比较差异有统计学意义(P < 0.05)，其他各项指标比较未见统计学差异(均P > 0.05)。见表 1。
| Item | Low CRF group (n= 32) | Medium CRF group (n = 42) | High CRF group (n = 17) | P |
| Female [n(%)] | 9(28.1) | 5(11.9) | 1(5.9) | 0.075 |
| Age (year) | 69.38±8.38 | 63.38±9.69 | 59.18±8.90 | 0.001 |
| BMI (kg/m2) | 25.46±2.50 | 25.52±3.16 | 23.83±3.09 | 0.112 |
| HR (beats/min) | 73.50±13.28 | 71.45±11.97 | 67.82±10.52 | 0.306 |
| SBP (mmHg) | 127.38±20.10 | 136.83±16.74 | 128.47±19.53 | 0.070 |
| DBP (mmHg) | 76.72±8.95 | 79.36±9.26 | 76.00±9.74 | 0.931 |
| Smoke [n(%)] | 11(34.4) | 16(38.1) | 6(35.3) | 0.943 |
| Hypertension[n(%)] | 19(59.4) | 20(47.6) | 11(64.7) | 0.403 |
| Diabete [n(%)] | 11(34.4) | 13(31.0) | 4(23.5) | 0.736 |
| Dyslipidemia [n(%)] | 14(43.8) | 12(28.6) | 4(23.5) | 0.255 |
| Old myocardial infarction[n(%)] | 9(28.1) | 8(19.0) | 1(5.9) | 0.175 |
| After revascularization[n(%)] | 15(46.9) | 18(42.9) | 3(17.6) | 0.115 |
| ARB/ACEI [n(%)] | 15(46.9) | 16(38.1) | 3(17.6) | 0.131 |
| B receptor blocker [n(%)] | 21(65.6) | 26(61.9) | 8(47.1) | 0.434 |
| Calcium channel blocker [n(%)] | 12(37.5) | 13(31.0) | 5(29.4) | 0.790 |
| Statins [n(%)] | 30(93.8) | 38(90.5) | 15(88.2) | 0.789 |
| Nitrates [n(%)] | 10(31.3) | 14(33.3) | 5(29.4) | 0.954 |
| Anticoagulant [n(%)] | 6(18.8) | 9(21.4) | 5(29.4) | 0.687 |
| Antiplatelet drugs [n(%)] | 25(78.1) | 34(81.0) | 11(64.7) | 0.399 |
| Fasting blood glucose (mmol/L) | 5.94±1.29 | 6.03±1.63 | 5.71±0.62 | 0.719 |
| Glycosylated hemoglobin(%) | 6.23±0.98 | 6.20±1.06 | 5.94±0.73 | 0.590 |
| Aspartate aminotransferase (U/L) | 19(16-22) | 20(17-22) | 19(18-21) | 0.653 |
| Alanine aminotransferase (U/L) | 22(14-26) | 21(16-27) | 17(13-26) | 0.515 |
| Hemoglobin(g/100 mL) | 140.84±14.01 | 147.37±10.07 | 143.12±9.83 | 0.055 |
| Triglyceride (mmol/L) | 1.41±0.78 | 1.56±0.94 | 1.14±0.57 | 0.200 |
| Total cholesterol (mmol/L) | 3.95±1.12 | 3.96±0.99 | 4.00±0.86 | 0.981 |
| High density lipoprotein cholesterol (mmol/L) | 1.16±0.31 | 1.11±0.28 | 1.19±0.36 | 0.629 |
| Low density lipoprotein cholesterol (mmol/L) | 2.34±0.96 | 2.35±0.84 | 2.43±0.78 | 0.940 |
| Serum creatinine (μmol/L) | 75.04±19.61 | 68.91±18.37 | 72.71±13.16 | 0.343 |
| BNP (ng/L) | 30(17-50) | 23(11-43) | 17(11-29) | 0.096 |
2.2 3组超声心动图指标比较
结果显示，3组Septal e’、Lateral e’、E/A、E/e’比较差异有统计学意义(均P < 0.05)。Septal e’在CRF低、中、高水平组间依次递增(均P < 0.05)。CRF高水平组Lateral e’均明显高于CRF低、中水平组(均P < 0.05)；CRF高水平组E/A明显高于CRF低水平组(P < 0.05)。CRF低水平组E/e’均明显高于CRF中、高水平组(均P < 0.05)。见表 2。
| Item | Low CRF group (n= 32) | Medium CRF group (n= 42) | High CRF group (n= 17) | P |
| LVEDV (mL) | 92.94±18.94 | 96.52±20.96 | 95.47±15.54 | 0.730 |
| LVESV (mL) | 37(29-42) | 33(30-42) | 37(29-42) | 0.950 |
| LVSV (mL) | 56(51-62) | 60(50-67) | 59(51-68) | 0.436 |
| LVEF (%) | 64(58-66) | 63(60-67) | 62(60-64) | 0.758 |
| Septal e’(cm/s) | 5.0(4.0-6.7) | 7.0(5.0-7.3) | 8.0(6.0-9.0) | 0.001 |
| Lateral e’ (cm/s) | 7.84±2.06 | 8.71±2.31 | 10.29±2.00 | 0.001 |
| E (m/s) | 0.7(0.6-0.8) | 0.7(0.6-0.8) | 0.8(0.7-0.9) | 0.078 |
| A (m/s) | 0.9(0.8-1.1) | 0.8(0.7-1.0) | 0.8(0.7-0.9) | 0.101 |
| E/A | 0.8(0.7-0.9) | 0.9(0.7-1.0) | 1.0(0.9-1.1) | 0.041 |
| E/e’ | 10.9(9.9-12.0) | 9.2(8.0-10.7) | 9.5(8.0-10.6) | 0.006 |
2.3 3组CPET各项指标比较
结果显示，3组Peak VO2/HR、Peak VO2、OUES、VE/VCO2slope比较差异均有统计学意义(均P < 0.05)。Peak VO2/HR、Peak VO2、OUES在CRF低、中、高水平组间呈现依次递增趋势(均P < 0.05)；VE/VCO2slope在CRF低、中、高水平组间呈现依次递减趋势(均P < 0.05)。见表 3。
| Item | Low CRF group (n= 32) | Medium CRF group (n= 42) | High CRF group (n = 17) | P |
| Peak VO2/HR (mL/beat) | 9.52±2.31 | 11.72±2.31 | 13.09±2.43 | < 0.001 |
| Peak VO2[mL/ (min·kg)] | 15.03±1.84 | 20.26±1.83 | 27.18±2.68 | < 0.001 |
| OUES (mL/log L) | 662.90±86.38 | 848.56±110.96 | 1 047.11±116.56 | < 0.001 |
| VE/VCO2slope | 35.74±6.23 | 32.65±3.49 | 29.23±2.79 | < 0.001 |
2.4 CCS患者左心室功能与CRF的关系
将CRF低水平作为因变量；LVEDV、LVESV、LVSV、LVEF、Septal e’、Lateral e’、E、A、E/A、E/e’作为自变量，用向前LR法进行二元logistic回归分析，结果显示E/A是CCS患者CRF减低的独立保护因素(OR = 0.083，95%CI：0.009~0.729，P < 0.05)；E/e’是CCS患者CRF减低的独立危险因素(OR = 1.388，95%CI：1.112~1.731，P < 0.05)。进一步将CCS患者的性别、年龄、BMI、BNP、吸烟、陈旧性心肌梗死、血运重建术后、合并疾病(高血压、糖尿病、血脂异常) 以及用药情况(β受体阻滞剂、钙通道阻滞剂、硝酸酯类药物) 作为混杂因素校正后，发现E/e’ (OR = 1.311，95%CI：1.050~1.637，P < 0.05)、年龄(OR = 1.084，95%CI：1.024~1.148，P < 0.05) 是CCS患者CRF减低的独立危险因素。
2.5 不同E/e’ CCS患者CPET各项指标比较根据E/e’的三分位数将患者分为E/e’ < 9.0组、E/e’ 9.0~ < 10.8组和E/e’≥10.8组。结果显示，3组Peak VO2/HR、Peak VO2、Peak MET、OUES比较均有统计学差异(均P < 0.05)；而VE/VCO2slope比较无统计学差异(P > 0.05)。与E/e’ < 9.0组比较，E/e’≥10.8组Peak VO2/HR、Peak VO2、Peak MET、OUES均明显降低(均P < 0.05)。见表 4。
| Item | E/e’ < 9.0 group (n = 29) | E/e’9.0- < 10.8 group (n = 32) | E/e’≥10.8 group (n= 30) | P |
| Peak VO2/HR (mL/beat) | 12.12±2.42 | 11.25±2.18 | 10.27±3.10 | 0.028 |
| Peak VO2[mL/ (min·kg)] | 21.41±4.54 | 20.02±4.74 | 17.75±4.33 | 0.010 |
| Peak MET (METs) | 6.11±1.29 | 5.73±1.36 | 5.08±1.24 | 0.011 |
| OUES (mL/logL) | 883.82±140.92 | 829.23±191.09 | 749.57±154.98 | 0.009 |
| VE/VCO2slope | 33.05±3.91 | 32.37±4.97 | 33.92±6.11 | 0.492 |
2.6 E/e’预测CCS患者CRF减低的ROC曲线
绘制E/e’预测CCS患者CRF减低的ROC曲线，结果显示，AUC为0.704 (95%CI：0.594~0.813，P = 0.001)。E/e’=9.63时，预测CCS患者CRF减低的灵敏度为84.4%，特异度为54.2%。见图 1。
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| 图 1 E/e’预测CCS患者CRF减低的ROC曲线 Fig.1 E/e' ROC curve for predicting CRF reduction in patients with CCS |
3 讨论
研究[8]显示，冠状动脉粥样硬化性心脏病患者Peak MET每提高1 METs，心血管死亡率和全因死亡率分别降低19%和15%。心血管系统，尤其是心脏收缩功能和舒张功能被认为是对CRF最重要的影响因素[9]。CCS患者在出现左心室收缩功能异常前往往已存在左心室舒张功能减低的现象[10]。一些研究[11-12]发现，冠状动脉粥样硬化性心脏病患者运动训练后提高机体运动耐量的同时，左心室舒张功能也得到改善，这提示运动耐量水平与左心室舒张功能之间具有一定联系，可能与随着运动耐量提高，心肌耗氧量、心率变异性以及内皮功能得到改善有关[9]。本研究探讨左心室功能与CRF减低的关系时，校正了性别、年龄、BMI、吸烟、合并疾病、基础用药等混杂因素后发现，年龄依旧是CRF减低的危险因素(OR = 1.084，95%CI：1.024~1.148，P < 0.05)。除了年龄这个传统危险因素外，E/e’也是导致CCS患者CRF减低的独立危险因素(OR = 1.311，95%CI：1.050~1.637，P < 0.05)。通过绘制ROC曲线发现，E/e’对预测CCS患者CRF减低具有较好的诊断效能(AUC=0.704，P = 0.001)，E/e’=9.63时，其预测CCS患者CRF减低的灵敏度为84.4%，特异度为54.2%。
根据代谢当量值与日常活动、娱乐及工作活动的关系表[13]，医生能直接告知患者可以从事的体力活动事项及强度。研究[14]显示Peak VO2/HR对CCS的诊断价值有限，但也有研究[15]证实其与致命的心血管和全因死亡事件呈线性负相关。Peak VO2一直是测量有氧运动能力的金标准[16]。对于部分不能达到最大运动强度测试的CCS患者，有研究[17]发现OUES是与Peak VO2关联性很高的指标，且不受测试时间和运动强度的影响。有研究[18]发现OUES对评估冠状动脉粥样硬化性心脏病患者的预后也具有一定的价值。VE/VCO2slope也被证实可以作为可靠且独立的心肌灌注缺陷的预测因子[19]，甚至还有研究证实VE/VCO2slope对冠状动脉粥样硬化性心脏病具有诊断价值[20]。
本研究对CCS患者左心室舒张功能与CPET核心指标的相关性进行了验证。结果显示，随着E/e’升高，CCS患者Peak VO2/HR、Peak VO2、Peak MET、OUES呈现逐渐减低的趋势。E/e’是评估左心室舒张功能的关键指标[2]，E/e’升高预示着舒张功能减低。CCS患者若出现左心室舒张功能减低，机体可能对氧的摄取和转运功能也减低，这可能会影响患者的预后，因此应尽早对患者进行全面的评估和预后管理。另外，本研究结果显示CRF低、中、高水平组中VE/VCO2slope呈现依次递减趋势(均P < 0.05)，说明尽管在未合并贫血以及严重肺血管疾病的情况下，CRF减低患者在运动时仍存在氧利用障碍、过度通气的情况。然而本研究发现CCS患者左心室舒张功能与VE/VCO2slope之间并没有直接的关系，这可能是因为VE/VCO2slope增加主要是由于反射控制异常、解剖和生理死腔以及肺血流动力学异常等多种因素共同作用导致的[21]，与先前的研究[22]结果一致。
综上所述，E/e’是CCS患者CRF减低的独立危险因素，E/e’对预测CCS患者CRF减低有较好的评估价值。虽然E/e’对CRF的评估不如CPET精确，但对那些不具备CPET检查条件的CCS患者来说，通过左心室舒张功能(E/e’) 评估CRF是可行的办法。本研究不足之处：(1) 纳入的研究对象较少，且未能将CCS患者和健康人群进行比较；(2) 可能存在由于不同心脏超声医师实际操作习惯不同而造成的误差。今后需要扩大样本量，在左心室舒张功能指标更加全面的情况下来进一步验证心室舒张功能与CRF的关系。
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