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心肺运动试验对冠心病 PCI 术后焦虑患者预后的预测价值分析
作者: 覃梓瀚 等 来源:心脏康复网发布时间:2023-07-14


随着我国人口结构出现老年化的改变和群众生活方式的变化,冠心病(CAD)的发病率不论在我国农村还是城市,都呈持续上升趋势,得益于目前先进医疗手段的广泛应用,例如经皮冠状动脉介入治疗(PCI)等,冠心病患者的院内存活率大大上升。


焦虑是冠心病患者主要表现的情绪障碍之一。不幸的是,deJagerTAJ等人研究发现,焦虑与PCI术后患者的长期死亡率的增加有关。如何管理PCI术后存在焦虑的冠心病患者、如何去降低PCI术后存在焦虑的冠心病患者不良预后,已经成为当今心脏康复值得关注的问题。


文献显示心肺运动试验(CPET)参数对某些特殊的心血管疾病患者的预后有非常好的预测价值,但是庄洪波等人通过CPET研究发现伴有焦虑情绪的CAD患者的心肺功能较单纯的CAD患者心肺功能和运动耐量下降,尽管焦虑情绪对CPET的客观性存在一定的影响,但个别CPET参数对PCI术后存在焦虑的冠心病患者的预后仍具有预测价值。


该研究旨在观察分析CPET参数对PCI术后存在焦虑情绪的冠心病的人群5年内死亡风险的预测能力,以期为冠心病患者的护理和管理提供参考依据。


1、对象和方法


1.1 对象


对2015年10月~2021年9月北部战区总医院心血管内科因确诊冠心病(CAD)行PCI手术且在出院前完成CPET的焦虑患者进行分析。具体的纳入标准:①符合1979年WHO制定的“缺血性心脏病的命名及诊断标准”,并且通过冠状动脉造影术确诊为CAD收入院;②患者年龄需满足18周岁;③在2015年10月~2021年9月期间行PCI术,且在术后一周内完成CPET测试;④患者资料包括人口学特点、影像学结果、临床诊断、实验室检查结果、烟酒史、病史以及CPET结果均完整。⑤患者在开始心肺功能运动测试前进行生活质量的评估,并且广泛性焦虑量表(GAD-7)评分结果=5。该研究仅纳入以上五点均满足的患者,最终纳入868人,随访时间为1357(813,1635)天的随访期间是否发生死亡事件分为死亡组17人,无事件组851人。


1.2 情绪指标测试方法


采用由SpitzerRL等人制定的广泛性焦虑障碍量表(GAD-7)对研究对象的焦虑情绪进行自我评价,GAD-7含7个条目,每个条目(0~3)分4级评定,7个条目相加所得的总分为主要统计指标,总分越高,焦虑程度越严重。并且GAD-7量表的制定者SpitzerRL等人定义当评分达到5时认为存在焦虑情绪。故该研究定义总分=5分为GAD-7阳性结果,判定为有焦虑情绪。


1.3 心肺功能运动试验


该研究的所有研究对象在进行心肺功能运动试验(CPET)前均被告知相关注意事项,签署知情同意书,经专业医师评估患者身体条件合适后才可进行CPET。使用自行车功率计评估患者心肺功能。在重新启动测试仪后进行第一次测试之前,对其进行了校准。患者连接测试系统,休息(1~2)min后开始蹬车。同时收集基线代谢数据和静态心肺功能数据。随后患者以60转/min的速度进行(2~3)min的空载运动。当摄氧量和二氧化碳排出达到平衡时,运动负荷开始持续增加(根据患者的年龄、身高和体质量逐渐增加预期运动功率的10%),直至根据美国心脏协会(American Heart Association)的科学声明确定试验终止。最终患者在恢复期持续运动约3min,由康复技术人员记录CPET测试结果。


1.4 临床资料的收集和随访


该研究为回顾性试验,通过查阅患者的医疗记录和随访记录获得患者的医疗信息,并确定研究对象。医疗信息包括人口学特点、影像学结果、实验室检查结果、烟酒史、高血压史和糖尿病史以及CPET结果等。为了记录结局,我们在患者出院后每6个月进行一次随访,若在期间发生死亡事件则终止随访,人员随访通过电话方式进行,随访工作截至2022年9月1日。其中全因死亡由明显的心脏事件、不明原因的猝死或非心脏原因引起。


1.5 统计学处理


符合正态分布的连续变量以 ±s表示,用独立样本t检验和单因素方差分析(ANOVA)比较,必要时进行不等方差校正。不符合正态分布的连续变量以中位数及四分位数间距   [M(P25,P75)]表示,采用Mann-WhitneyU检验。对计数资料以[例数(%)]表示,根据情况采用χ2检验或Fisher精确检验进行比较。以双侧P=0.05为差异有统计学意义。多因素分析采用Logistic回归模型,并计算比值比(OR)及95%可信区间,建立  logistic模型的回归方程。模型的预测能力通过绘制受试者工作特征(ROC)曲线检测,并认为线下面积(area under curve,AUC>0.5有预测价值,AUC>0.75的预测价值较高。通过Hosmer-Lemeshow拟合优度检验来评价预测模型的适配度,认为P>0.05为可接受的水平上模型的估计拟合了数据,P>0.1表明预测模型拟合效果较好。所有数据均采用SPSS27.0.1.0统计分析。


2、结果


2.1 两组患者临床资料比较


相比于无事件组,死亡组患者有更高的年龄(P<0.05)和更低的肌酸激酶同工酶(P<0.01)。两组的性别、BMI、LVEF、SYNTAX评分、临床诊断、实验室检查(血红蛋白、脑钠肽、总胆固醇、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白、甘油三酯、血肌酐、谷丙转氨酶、肌钙蛋白T)、烟酒史、病史(高血压史和糖尿病史)和院内服药情况(β受体阻滞剂、钙通道阻滞剂、血管紧张素转化酶抑制剂、血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂)差异均无统计学意义,见表1。表中使用术语包括STEMI:急性ST段抬高型心肌梗死;NSTEMI:非急性ST段抬高型心肌梗死。


2.2 两组患者介入资料比较


相比于无事件组,死亡组患者在左前降支植入支架的比例更小(P<0.05)。两组在介入通道、冠脉病变情况、支架数、是否在左回旋支和(或)右冠状动脉植入支架差异无

统计学意义。表中使用术语包括LAD:左前降支;LCX:左回旋支;RCA:右冠状动脉。


2.3 两组患者CPET比较


死亡组患者的用力肺活量(FVC)、用力肺活量占预测百分比(FVCpercent)、最大肺活量(VCmax)明显低于无事件组(均P<0.05),第一秒用力呼气量(FEV1)、峰值氧脉搏(Peak Oxygen pulse)明显低于无事件组(均P<0.01),二氧化碳通气当量最小值(VE/VCO2min)明显高于无事件组(P<0.05),二氧化碳通气当量斜率(VE/VCO2slope)明显高于无事件组(P<0.01),运动后3分钟内心率恢复(HRR)明显低于无事件组(P<0.05)。两组第一秒用力呼气量占预测值百分比(FEV1percent)、一秒钟用力呼气量与用力肺活量的比值(FEV1/FVC)、峰值心率(Peak heart rate)、峰值功率(Peak workload)、最大代谢当量(METmax)、无氧域时代谢当量(METAT)、峰值摄氧量(VO2max)、无氧域时摄氧量(VO2AT)、峰值摄氧量占预测值百分比(VO2percent)、交换比率(RER)、平均通气量(VE)、呼吸储备(BF)、无氧域时二氧化碳通气当量VE/VO2AT、Borg评分、呼吸频率(BR)、运动时间(duration)差异均无统计学意义,见表3。表中使用术语MET即代谢当量,以安静且坐位时的能量消耗为基础,表达各种活动时相对能量代谢水平的常用指标,1MET=耗氧量3.5ml/(kg·min)。



2.4 生存随访


不良事件组17例患者(1.96%)在中位随访时间为1357天的随访周期中发生死亡事件,其中第一例死亡事件发生在出院后第100天,最后一例死亡事件发生在出院后第1761天,死亡患者死亡时间的中位数为出院后第673天。与无事件组比较,aP<0.05,bP<0.01。


2.5 导致PCI术后焦虑的冠心病患者发生不良事件的独立危险


因素根据上述两组单因素分析比较的结果,为了不漏掉一些重要的自变量,将P<0.15的自变量纳入二元logistic多因素回归,共筛选出纳入二元logistic多因素回归的指标为FVC、FVCpercent、VCmax、FEV1、FEV1percent、MVV、METAT、O2pulse、VE/VO2AT、VE/VCO2min、VE/VCO2slope、HRR,采用向前似然比法筛选变量,共筛选出FVCpercent(P<0.05,OR0.957,95%CI0.924~0.990)VE/VCO2min(P<0.05,OR1.118,95%CI1.006~1.241)和HRR(P<0.05,OR0.969,95%CI0.949~0.991)是导致PCI术后存在焦虑的冠心病患者发生不良事件的独立危险因素,(见表4)。



2.6 logistic模型的建立


根据logistic多因素回归分析的结果FVCpercent、VE/VCO2min、HRR及各个指标的回归系数,建立回归方程。r为预测发生不良事件的概率,取值为(0~1),r值越大,则发生不良事件的可能性越大,回归方程如下:Logit(r)=−2.739 −0.044 ×FVC percent +0.111 ×VE /VCO2min +(−0.031)×HRR。


2.7 预测模型的评估


通常用ROC曲线评估预测模型的判别能力。将是否发生不良事件作为状态变量,根据所建立的模型分别计算该研究中每个PCI术后存在焦虑的冠心病患者的预后指数并绘制ROC曲线(见图1)。预测模型ROC下面积为0.795>0.75,95%CI:0.679~0.912,标准误为0.795,区分度较好。通过Hosmer-Lemeshow拟合优度检验来评价预测模型的适配度并绘制校准曲线(见图2),结果显示Hosmer-Lemeshowχ2=7.396,r=0.495>0.1,提示模型适配度较好,模型预测值与实际观测值之间差异无统计学意义,预测模型有较好的你和,工作效果较好。



3、讨论


风险预测模型是以一系列特征为依据,估计个体的患病风险或临床结果的概率的统计模型,在临床实践中,主要是用于对疾病严重程度进行分层,预测疾病患病风险或疾病预后。随着科技的发展,尤其是检测手段的不断创新,越来越多的新指标被发现,被使用,为预测模型的建立提供越来越多的参数,预测模型也在临床实践充当着越来越重要的角色。


目前大部分研究选用传统无创影像学对患者生存预后进行预测,但这种方法存在花费高和便捷性低的问题,并且需要专业的技术人员操作,而这种方法的客观性也常常达不到预期水平。与传统的无创影像学检查和无创负荷显像相比,CPET无论从经济便捷的角度还是从客观准确的角度都具有很大的优势。更重要的是,CPET可以通过无创性的检查得出一系列与心肺功能和预后有着严密联系的参数,AnuradhaLala等人也阐述了许多CPET参数对心脏疾病患者死亡或心衰患者再住院治疗有明确的预测价值。


尽管焦虑情绪对CPET结果的客观性存在一定影响,但该研究发现个别CPET参数对PCI术后存在焦虑的冠心病患者的5年死亡风险仍具有预测能力。并且这些CPET参数在死亡组中明显趋向不良。但值得注意的是,该研究的死亡组患者反而有着更低水平的肌酸激酶同工酶和更低比例地在左降支植入支架,但传统观点认为更低水平的肌酸激酶同工酶通常意味着心脏受损情况更轻微、更低比例地在左降支植入支架说明病变程度更低。这一点恰恰有力地说明了CPET参数在对PCI术后存在焦虑的冠心病患者的5年死亡风险的预测能力强于传统的实验室检查和介入资料。


更具体地讲,用力肺活量占预测百分比(FVC%)、二氧化碳通气当量的最小值(VE/VCO2min)和运动后心率恢复(HRR)等三个CPET参数是该研究得出的PCI术后存在焦虑的冠心病患者5年死亡风险的独立危险因素关于上述三个因素与焦虑情绪的联系,通过查阅文献发现,焦虑情绪所引起除了与心肺功能和运动耐量下降相关外,也与自主神经系统关系密切,具体表现为交感神经激活和副交感神经(迷走神经)退缩,鉴于此,可以合理地预期PCI术后存在焦虑的冠心病患者的预后不仅与传统的心肺功能有关,和自主神经系统也存在一定关系。而模型中的三个因素正好印证了这一点。


FVC%是静态肺功能传统参数之一,与的用力肺活量不同的是,FVC%考虑了年龄、身高和种族等因素,在多数场景下描述肺功能方面更准确,证实因为这点,目前许多关于肺间质疾病的研究采用FVC%的变化来判断肺功能的变化,从而判断疾病的进展。在闵京福等人对肺功能下降是否是冠状动脉疾病死亡的预测指标的研究中,发现FVC%较低的CAD患者死亡风险更高。并且相关文献指出FVC%>80%为正常值,而该研究教练车人群中死亡组的FVC%均值为73.82%,低于正常值。所以该研究猜测,FVC%能成为独立预测死亡的保护性指标之一,正是因为它能更客观准确地描述肺功能。


二氧化碳通气当量(VE/VCO2)是衡量气体交换效率的指标。在增量CPET期间,随着运动强度的增加,VCO2和VE都线性增加。然而,VE/VCO2在运动开始时下降,可能是由于死腔样通气减少。在无氧域之后,乳酸的产生导致通气相对于二氧化碳增加,因此VE/VCO2升高。研究中常常观察的是二氧化碳通气当量在无氧域的值(VE/VCO2AT)或者是二氧化碳通气当量在整个CPET过程中的最低值(VE/VCO2min),两者在统计学意义上差异不显著,并且VE/VCO2min是估计通气效率低下首选的无创方法。总的来说,VE/VCO2min不仅与通气血流的匹配程度相关,与机体对CO2的敏感性也有一定关系。国外有研究表明,在体力负荷测试中,焦虑情绪与通气量(VE)的增加和呼气二氧化碳浓度(FETCO2)显着的下降有关,因此该研究推断,相比于无焦虑人群,焦虑人群的VE和VCO2比值增加,其潜在机制,该研究的推测有两点:①由于心功能低下或肺部血管病变,肺泡毛细血管灌注不足;②焦虑情绪导致交感神经过度兴奋,呼吸加快,造成通气血流不匹配,死腔样通气增加。关于VE/VCO2min预测能力的应用,既往研究显示,VE/VCO2min在疑似心衰的患者中比其他CPET参数具有更大的预后价值,是全因死亡率最有效的独立预测的危险因子,而心衰患者除了心肺功能低下外,往往伴有自主神经失衡。综上所述,VE/VCO2min可以具有预测死亡能力,正是由于VE/VCO2min能够同时反映出焦虑患者的心肺功能和自主神经功能。


心率恢复(HRR)在该研究通过患者在心肺功能测试中峰值心率减去停止运动3分钟后的心率得出。运动后心率的恢复受心血管副交感神经兴奋和交感神经逐渐去兴奋化的影响,因此,HRR是评估患者自主神经功能的方便,无创手段之一。在该研究中,死亡组的HRR小于无事件组,即死亡组运动后三分钟心率恢复比无事件组慢,在两组院内服用药物无差异的条件下,HRR越小,则代表副交感神经功能和交感神经去兴奋功能越差。既往研究显示,迷走神经活动的增加和交感神经活动的减少都与死亡风险的降低有关。结合这两点,可以得出HRR在焦虑人群中也能评估自主神经的功能。于是该研究推论,HRR在焦虑人群中具有预测死亡的作用,首先是因为HRR能相对准确地评估焦虑人群自主神经的功能,其次自主神经与死亡率密切相关。


值得注意的是,对于患有某些心肺疾病的患者,特别的训练方式或者用药策略可以改善上述的三个指标,这是否意味着对于与该研究类型相同的人群也能通过一定的训练手段改善上述指标,总而最大限度地降低死亡率,这仍需要我们继续探究。


该研究存在一定的局限性:①该研究为回顾性队列研究,存在部分患者因为数据丢失而未被纳入分析的情况;②相当一部分研究对象有服用降压药,对自主神经功能造成一定的影响,从而影响结果分析;③患者在进行心肺运动试验时,由于采取的症状限制性运动的策略,部分患者未达到极量运动水平,从而不能获取到峰值心率。



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