随着医疗技术的提升,越来越多的高龄且肺功能减退的患者接受手术的机会增多,其发生术后心肺并发症的概率也随之增大,因此术前评估尤为重要｡肺功能检查是较为普遍且常规采用的方法之一,但由于患者配合度及操作者的质量控制等客观因素容易引起误差,近些年国内外学者开始推崇运动心肺功能试验(cardiopulmonary exercise testing,CPET)｡

运动心肺功能试验于1973年由Wasserma提出了运动时气流变化的参数,进入本世纪初,逐渐发展出成熟的运动心肺功能仪并应用到临床工作中｡CPET能动态反映生理负荷下人体呼吸､循环等方面的功能储备,在某种程度上与手术对患者施加的负荷相似,因此能更精准的预测术后肺功能状态｡

近年来,运动心肺试验在肺切除手术领域有较多研究,国外一项研究完成了上腹部肝胆胰手术的术前CPET评估,认为术前CPET是识别并发症高风险患者的客观可靠工具｡本试验旨在探讨肝胆外科手术患者手术前后肺功能的变化,预测术后并发症,同时为提高手术的安全性提供可靠依据｡

1.1研究对象

选取2017年12月至2018年12月在内蒙古医科大学附属医院肝胆外科行胆囊､肝部分切除术和胰腺的患者,同时能耐受运动心肺功能试验检测,共48例,已排除术前患急性肺部感染等患者｡其中男性25例,女性23例;平均年龄为57.19岁,年龄范围(57.19±9.33)岁;开腹手术的患者为28例,腹腔镜手术患者为20例;良性疾病28例,分别为胆囊结石15例､胆囊息肉10例､肝囊肿3例;恶性肿瘤组20例,分别为胆囊肿瘤10例､胰腺肿瘤3例､肝肿瘤7例｡

1.2仪器

实验用仪器有运动心肺功能仪;肺功能仪,功率自行车､脉搏血氧仪｡满足ATS质量标准,每日开机后进行环境定标､容量定标和气体定标｡

1.3方法

1.3.1术前肺功能检测

拟行肝胆外科手术的患者于手术前到肺功能室,签署常规肺功能及运动心肺功能检测知情同意书,进行静息肺功能及运动心肺功能的检测｡

静息肺功能:患者登记年龄､性别,再测量身高､体质量后行静息肺通气检查;运动心肺功能试验;试者准备､检测前准备及运动方案选择;CPET最大摄氧量的判断标准;终止CPET试验的指征;无氧阈(AT)确定方法｡

检查指标:用力肺活量(FVC)､用力肺活量占预计值的百分比(FVC%pred)､第1秒用力呼气容积(FEV1)､第1秒用力呼气容积占预计值百分比(FEV1%pred)､1秒率(FEV1/FVC%)､最大分钟通气量(MVV)､最大分钟通气量占预计值百分比(MVV%pred)及运动心肺功能指标:最大摄氧量(VO₂max)､最大摄氧量占预计值百分比(VO₂max%pred)､最大公斤摄氧量(VO₂max/kg)､最大公斤摄氧量占预计值百分比(VO₂max/kg%pred)､最大氧脉(VO₂/HRmax)､最大氧脉占预计值百分比(VO₂max/HR%pred)､无氧阈(AT)等｡

1.3.2术后肺功能检测

手术患者于术后3个月回到本院复查运动心肺功能试验及肺功能,步骤同上｡

1.4术后心肺并发症(PPC)的评估

观察患者术后1个月内有无出现胸痛､呼吸困难､发热及咳嗽咳痰等症状,结合患者有无阳性体征,根据影像学及实验室化验等辅助检查结果评估与分析患者有无术后心肺并发症发生｡

1.5统计学方法

数据分析采用SPSS19.0统计学软件｡计量资料先行正态检验,正态分布的计量采用均数加减标准差(x±s)表示,比较采用t检验,非正态定量资料采用四分位数范围M(P25,P75)表示,比较采用wilcoxon秩和检验｡术前术后肺功能比较采用配对t检验｡计数资料用χ2检验,将术后有PCC组和无PPC组间差异有显著性意义的指标划分为不同程度(如VO₂max/kg<20､<15等,O₂/HR%pred<80%､<70%等,VO₂max%pred为60%~70%等),比较有PPC组和无PPC组上述指标发生频率行χ²检验,以P<0.05为差异有统计学意义｡

本研究纳入48例肝胆手术患者,术后复查运动心肺功能及肺功能患者38例,10例脱落,原因为失访｡共有11例发生术后PPC(22.9%,11/48)分别为肺部感染7例､肺不张2例､心律失常2例,无死亡病例｡术前肺功能按(见表1)肺功能减退标准分为:肺功能正常34例､肺功能轻度减退11例､肺功能中度减退3例｡肺功能正常患者中有4例发生术后并发症｡肺功能轻度减退中有6例发生了术后并发症｡肺功能中度减退中2例患者发生术后并发症｡术前有高血压患者10例,其中术后并发症的5例,占50%(5/10);术前长期慢性吸烟12例,术后并发症的3例,占25%(3/12);心肌缺血或冠心病的7例,发生并发症的5例,占71%(5/7)｡在行术前运动心肺功能试验过程中心率失常的6例,术后并发症的3例,占50%(3/6)｡

2.1术后无PCC组和有PCC组的术前肺功能比较

2.1.1术后无PCC组和有PPC组术前肺功能比较

在手术的患者中,术后发生PPC组和无发生PPC组的术前肺功能(如FEV1/pred,FVC/pred,MVV/pred等指标)无明显下降,差异无统计学意义(P>0.05)(见表2)｡

2.1.2术后无PCC组和有PPC组术前运动心肺功能比较

有PPC组与无PPC组,术前运动心肺功能比较结果示VO₂max/pred､VO₂max/kg/pred､AT､O₂HR/pred等指标的差异均有统计学意义(P<0.05)(见表2)｡

2.2运动心肺功能指标与术后PPC的关系

术后有PPC组和无PPC组的术前运动心肺功能试验中VO₂max/pred<60%､VO₂max/kg<15/min·kg､O₂HR/pred<70%时术后PCC发生率差异有统计学意义(P<0.05,见表3),根据Older提出AT值为11mL/min·kg区分术后PCC预测阈值作为分界线,在AT>11mL/min·kg组发生PPC较AT<11mL/min·kg组比较差异有统计学意义(P<0.05,见表4)｡

2.3术前后肺功能比较

2.3.1良性疾病组术前术后的肺功能比较

良性疾病组术前与术后3月运动心肺功能及肺功能差异无统计学意义(P>0.05)｡患者术后3个月肺功能均恢复至术前(见表5)｡

2.3.2恶性肿瘤组术前后的肺功能比较

恶性肿瘤的患者术后复查15例,术后3月复查运动心肺试验及肺功能发现,运动心肺功能试验中只有VO2max下降有显著性差异,其余指标未见明显变化(P<0.05)(见表5)｡

CPET是一个客观､定量､无创的检查方法,可以较为客观的评价整体心肺功能,近年来在胸外科评估手术风险方面有较多研究｡

3.1肺功能与运动心肺功能

目前肺功能被认为是评估手术风险的重要检查方法｡在本次研究中,纳入的患者术前肺功能多为正常或有轻中度的损害,对于这些患者而言,肺功能的指标在术后无PPC组及有PPC组间差异无统计学意义(见表2)｡然而在运动心肺功能检查里有VO₂max/pred､VO₂max/kg､AT､O₂HR/pred等指标在无PPC组和有PPC组间比较有统计学意义,与文献报道相似｡这就说明,在一些静息肺功能表现正常或轻中度减退时,静息肺功能不能精准评估手术风险｡有文献报道术前肺功能极低时静息肺功能可以预测术后PPC及病死率,但对于肺功能正常或轻中度减退者预测较差｡因此CEPT可以更加准确､客观､全面地评估患者对手术的耐受力｡

3.2根据术前肺功能对术后PCC的预测

3.2.1运动心肺功能试验指标与术后PPC

国外有Bolliger等得出VO₂max/kg>20mL/min·kg时患者术后PCC发生率与病死率较低,可很好地耐受肺切除手术｡而本研究结果显示在VO₂max/kg<15mL/min·kg时术后PPC发生率与无PPC发生率有显著性差异(见表3),因此当VO₂max/kg<15mL/min·kg时,患者行腹部手术时术后发生PCC可能性较大,得出结果与上述文献报道相似｡在一项结直肠手术术前评估的回顾性分析中也有类似的结果,其范围为VO₂max/kg≤18.2mL/min·kg时,有一定的术后发病率｡国外一项研究发现,在大型腹部手术术后肺功能的比较中发现患者VO₂max/kg>18.6mL/min·kg时生存率较高但未与术前肺功能相比较｡

2005年Win等研究得出VO₂max%pred<50%的肺癌患者的术后PPC发生率明显高于VO₂max%pred>60%的患者｡在本研究中,VO₂max%<60%时,腹部术后有PPC发生率与无PPC发生率比较差异有统计学意义(见表3)｡在我们认为VO₂max%<60%时需综合评估患者情况,谨慎考虑腹部手术｡

2006年周明娟认为O₂/HRmax%pred<65%时,肺部手术后发生PPC可能性较大｡在本研究里,O₂/HRmax%pred在腹部术后有PPC组和无PPC组间差异有统计学意义(见表3),且在O₂/HRmax%pred<70%时,需谨慎考虑腹部手术｡在一些腹部手术中检测CPET的研究中,暂不确定CPET中VO₂max%pred和O₂/HRmax%pred等变量是否能预测术后发病率,考虑多与样本量较少有关,也手术范围及类型相关｡

无氧阈(AT)反映了机体耐受负荷的潜力,是运动到无氧代谢能力的标志｡在本研究得出在术后有PPC组及无PPC组间术前AT比较结果为AT>11mL/min·kg组发生PPC较AT<11mL/min·kg组间差异有统计学意义(见表4)｡我们认为AT<11mL/min·kg需谨慎考虑手术,手术危险性较大,而AT>11mL/min·kg危险性较小｡有国外研究发现[10],在肝移植或切除中,患者AT<9mL/min·kg时可预测短期病死率,且AT在9~11mL/min·kg区间时,患者术后ICU或CCU的住院率较高,并认为术前CPET对预测肝脏手术后并发症有一定帮助,但需要进一步的研究来验证CPET的预后能力｡

3.2.2术后发生PPC与术前肺功能的关系

有研究报道认为术前明显心肌缺血或冠心病､心律失常､高血压病､慢性长期吸烟均是术后发生PPC的危险因素｡本研究中肺功能在有PPC组和无PPC组间差异无统计学意义(见表2),在7例有心肌缺血或冠心病的危险因素的患者中有2例未发生PPC,结合CPET检查,其结果为有PPC组和无PPC组的VO₂max%平均值分别为41%和62%,AT平均值为10.1mL/min·kg和15.85mL/min·kg,VO₂max/kg的平均值为13.78mL/min·kg和19mL/min·kg,O₂/HRmax%pred平均值为76.4%和95%,根据上述数据我们可以发现无PPC组的运动心肺功能指标均在上述所建议的安全范围之上,也就是说患者虽然术前有明显心肌缺血或冠心病,但患者呼吸及心脏储备足以耐受手术时,术后发生PPC可能性较小｡同样我们也发现,在术前有高血压病及慢性长期吸烟的患者中,术后无发生PPC的患者术前运动心肺功能的指标均在认为手术风险小的范围里,这提示当患者术前合并慢性病等危险因素时,肺功能不能很好地反映患者手术耐受情况｡有研究报道认为肺功能不能准确地评定所有手术高危患者,可能会漏掉有明显心血管疾病的患者,故此时应建议他们完善运动心肺功能检查,明确患者是否有手术高风险｡在老年和心肺功能处于临界状态患者,尤其是合并心肺疾病的患者,腹部手术前更应该行CPET检查,进行手术风险评估,与Moran等的研究报道相一致｡

在肺功能正常的34例中有4例发生术后并发症,肺功能轻度减退的11例中有6例发生了术后并发症,肺功能中度减退的3例中2例发生术后并发症｡术前相同的肺功能,其术后并发症的发生率有所不同｡究其原因,静息肺功能仅能反映单一器官在静息状态下的情况,不能反映患者运动状态下心肺功能储备以及一些隐匿疾病的存在｡在本次研究中,有一部分患者术前肺功能表现为正常,但患者此时心肺功能可能处于临界状态,暂由常规肺功能反映不出,但手术后出现PPC｡此时患者应该完善运动心肺功能试验,评估手术风险高低｡还有一部分患者为术前肺功能较差,如3例术前静息肺功能为中度减退的患者,2例发生术后PPC､1例术后未发生术后PPC,其原因考虑虽然患者术前静息肺功能异常,但可以由其他系统如肌肉系统等代偿完成体内氧运输的增加时,可不发生术后PPC｡因此我们可以得出,当患者术前肺功能明显异常时,建议进行运动心肺功能试验进行危险分层,精确手术风险情况,避免发生那些因术前肺功能差而失去手术机会的事情,与Lederman等的相关报道相一致｡

3.3腹部手术患者术前后肺功能变化

3.3.1良性疾病组手术前后肺功能变化

有研究提出腹部手术术后出现暂时限制性通气功能障碍是可逆的｡在本研究中,根据良性疾病组的不同手术方式的肺功能比较结果示手术前后静息肺功能及运动肺功能的差异无统计学意义｡(见表5),3个月后术后肺功能均恢复到术前状态｡由此可得出腹部手术对远期肺功能无明显影响,与上述报道相似｡

3.3.2恶性肿瘤组手术前后肺功能变化

本次研究中发现在恶性肿瘤组只有运动心肺功能指标中VO₂max指标较术前降低,其余指标与术前相较均无显著性差异(见表5)｡但VO₂max/kg却较术前明显改变,我们考虑可能与术后体质量减轻有关｡正常人在运动时的VO₂max随着年龄､性别､身高､体质量等的不同而变化,由此可见采用VO₂max/kg评估可能更优VO₂max,与戴兴等的相关研究报道相符｡综上我们可以看到,本研究发现恶性肿瘤患者的腹部手术后仅有VO₂max下降,尚认为肝胆外科腹部手术对于远期肺功能影响不大｡

综上所述,CPET为患者术前评估提供了良好的客观测量,同时也是预测术后结果的有力指标｡本研究为单中心前瞻性研究,存在一定局限性,如例数较少,在未来可通过前瞻性的多中心研究,进一步扩大样本数量,深入研究探讨运动心肺功能试验对肝胆外科手术患者术后并发症及肺功能的预测｡此外,也需寻找更加客观的衍生变量进行分析,来消除如患者未尽最大努力等外在干扰因素引起的差异,继续细化分类,进一步精准预测风险｡

参考文献：略

作者：都丽 所鸿 顾岩 祁晶

单位：内蒙古医科大学附属医院

来源：内蒙古医科大学学报2023年6月第45卷第3期