随着婴幼儿及儿童先天性心脏病（congenital heart disease，ＣＨＤ）诊疗技术的提高，成人ＣＨＤ患者数量在不断增加，对ＣＨＤ患者的管理需求也日益增长。肺动脉高压（pul monary arterial hypertension，ＰＡＨ）是ＣＨＤ常见的并发症，严重影响着患 者的生存质量和生存率。而ＣＨＤ及ＰＡＨ会影响患者的心肺功能，导致运动功能受限或出现活动后气促等症状。本文以无创的心肺运动试验作为客观的临床评估方法，评估ＣＨＤ患者的心肺功能，分析其运动时的通气效率和摄氧效率特点，为临床诊疗提供参考。

1.1 对象

本研究为临床流行病学横断面研究。连续纳入2015年５月至2016年10月于广东省心血管病研究所首次住院诊治的CHD患 者，根据是否合并PAH分为ＣＨＤ合并PAH组（ＣＨＤ－ＰＡＨ 组，ｎ＝３０）及未合并PAH组（ＣＨＤ－nonPAH组，n＝20），同时选取同期行心肺运动试验的健康志愿者作为对照（对照组，ｎ＝30）。世界卫生组织心功能分级在Ⅰ～Ⅲ级。全部患者行超声多普勒心动图检查，明确ＣＨＤ诊断类型，在住院期间行介入治疗或外科手术治疗前完成静态肺功能测试和症状限制性最大极限心肺运动试验，继而接受右心导管检查。PAH诊断标准为海平面静息状态下右心导管测肺动 脉 平 均 压（ｍPAP）≥25mmHg（1mmHg＝0.133kpa），肺毛细血管楔压≤15ｍｍHg且肺血管阻力（PVR）＞３Woodunits。本研究得到广东省人民医院伦理委员会的批准，所有患者均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1一般资料采集 包括年龄、性别、ＣＨＤ类型、身高、体质量、吸烟史；计算体质量指数（BMI）。

1.2.2  超声多普勒心动图检查心脏B超检查由广东省人民医院心血管病研究所心脏Ｂ超室完成。受检者取平卧位或左侧卧位，平静呼吸。采用某特定品牌彩色多普超声机（探头频率２～４ ＭＨｚ）进行心脏超声检查，明确ＣＨＤ诊断类型。

1.2.3 静态肺通气功能测试使用某特定品牌肺量计系统。受试者进行静态肺功能测定得到用力肺活量（FVC）、第１秒用力呼气容积（FEV1）及其绝对值占预计值的百分数（FVC％，FEV1％）、１秒率及其绝对值占预计值的百分数（FEV1／FVC，FEV1％/FVC％）。静态肺功能的预测值采用ＥＲＳ－９３标准。

1.2.4 心肺运动试验 使用某特定品牌心肺运动测试系统。经过严格多级定标后，要求受试者在功率自行车（Ergoselect,Erg-oline900,Germany）上进行症状限制性最大极限运动试验，使用经指脉搏血氧饱和度仪监测血氧饱和度（SPO2）。测试采用Raｍp方案。无高危险性生命体征（如恶性心律失常）或不适症状（如胸痛、头晕）出现时，鼓励患者竭尽全力。以 V-slope方法为主，结合通气当量法同时确定无氧阈（AT）。之后读取各项数据，各项的预计值参考Wasserman公式。

1.3 统计学方法 所有数据分析采用SAS9.2统计软件包进行处理。正态分布计量资料采用均数±标准差（ｘ±ｓ）表示，多组间均数比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用ｑ检验；非正态分布资料采用秩和 检验。计数资料用频数或百分比（％）表示，组间比较采用χ２检验。以Ｐ＜0.05为差异有统计学意义。

2.1 入组研究对象一般情况

３组间年龄、性别构成、BMI差异无统计学意义，ＣＨＤ－nonPAH和ＣＨＤ－ＰＡＨ 组疾病 诊 断 构 成 差 异 无 统 计 学 意 义 （均Ｐ＞0.05），见表１。３组均未见高血压、糖尿病。

2.2 静态肺通气功能 

３组FVC、FEV1及FVC％、FEV1％差异有统计学意义（均 Ｐ＜0.05），而３组FEV1/FVC、FEV1％/FVC％的差异无统计学意义（Ｐ＞0.05）。ＣＨＤ－nonPAH 组的FVC和FEV1低于对照组，但处于正常范围；而 ＣＨＤ－PAH组则表现为中度限制性肺通气障碍。见表２。

2.3 心肺运动试验 

所有受试者均顺利完成测试，过程中无不良事件发生。其中在 ＣＨＤ－PAH组中有１例女性患者运动未能达到无氧阈。４例（ＣＨＤ－nonPAH组1例，ＣＨＤ－PAH组３例）疑似出现运动诱导的右向左分流（EIS)。EIS出现时，摄氧效率平台（OUEP），无氧阈时摄氧效率（OUE＠ AT）等心肺指标不能使用。

从表３中看出，３组峰值负荷、峰值摄氧量（peak VO2）无氧阈、峰值氧脉的差异有统计学意义（均Ｐ＜0.01），以 ＣＨＤ－PAH组下降最为明显，ＣＨＤ－nonPAH组也略有下降。表４显示，无氧阈时潮气末二氧化碳分压（PETCO2＠ＡＴ）在ＣＨＤ－ＰＡＨ 组最低，二氧化碳通气当量斜率（VE/ＶCO2 slope），二氧化碳通气当量最低值（lowest VE/VCO2）在ＣＨＤ－PAH组 最 高（均Ｐ＜0.01），ＣＨＤ－nonPAH组 与对照组比较，差异无统计学意义（均Ｐ＞０．０５）。呼吸储备（BR％）在 ＣＨＤ－PAH组中剩余最少，但仍处于正常范围，与其他两组比较，差异有统计学意义（均Ｐ＜0.01）。

３组受试者的部分心肺运动试验指标在测试不同阶段的差异见图１。ＣＨＤ－PAH组在４个阶段的摄氧效率低于 ＣＨＤ－nonPAH组和对照组（均Ｐ＜0.05），ＣＨＤ－nonPAH组仅OUE＠AT低于对照组（Ｐ＜0.01），见图1Ａ。ＣＨＤ－ＰＡＨ 组在４个阶段的 VE/VCO2高于其他两组（均Ｐ＜0.01），而 ＣＨＤ－nonPAH组 和 对照组的差异无统计学意义（Ｐ＞0.05），见图1Ｂ。ＣＨＤ－PAH组在各阶段PETCO2低于 其 他２组（均 Ｐ＜0.01），见图1Ｃ。在静息期和热身期，３组VO2和VCO2差异无统计学意义（均Ｐ＞0.05），到了无氧阈和峰值时差异才呈现统计学意义（均Ｐ＜0.05），ＣＨＤ患者在无氧阈和峰值时氧气摄入减少，CO2无排出亦减少，ＣＨＤ－nonPAH和 ＣＨＤ－PAH组间差异有 统 计 学 意 义（均Ｐ＜0.05）。对于 ＶＥ，在静息期和热身期 ＣＨＤ－ＰＡＨ组 高于其他２组（均 Ｐ＜０．０５），反而在无氧阈时和峰值时差异无统计学意义（均Ｐ＞0.05），见图１Ｄ～Ｆ。

本研究结果显示，与对照组相比，CHD- nonPAH组和ＣＨＤ－ＰＡＨ 组 的Peak VO2  of pred％、OUES、OUEP下 降，且 ＣＨＤ－PAH组的OUES、OUEP低于ＣＨＤ-nonPAH组。与对照组和ＣＨＤ－nonPAH组相比，ＣＨＤ－PAH组在测试的４个阶段（静息期、热身期、无氧阈和峰值时)的OUE和PETCO2下 降，二 氧化碳通气当量上升。

CHD患者常伴运动不耐受、活动后气促等症状，本研究通过评估 ＣＨＤ患者的静态肺功能和运动心肺功能，为临床评估病情严重程度、疗效观察和治疗方案提供参考信息。

本研究中，ＣＨＤ－nonPAH组患者呈现正常肺通气功能特点，而 ＣＨＤ－PAH组存在中度限制性肺通气功能障碍的态势，与 Low等的综述中的观点相同。ＣＨＤ－PAH 患者表现出的限制性肺功能改变与特发性肺动脉 高 压（IPAH）患者相似，可能的机制包括脊柱侧弯、房（室）间隔缺损等心腔内畸形导致心脏扩大，心输出量、射血分数下降，肺顺应性下降等。

本研究得到 ＣＨＤ－PAH组和CHD－nonPAH组的peak VO2 of pred％均低于正常预计值，分别表现为运动耐量中度及轻度下降趋势，这一结果与既往研究结果一致。根 据Fick原 理，最 大 摄 氧 量＝心排出量×动静脉氧含量差；而心排出量＝心率×每搏输出量。因此，引起 CHD患者峰值摄氧量下降从两方面考虑：①心排量下降，增加运动负荷时心率或每搏输出量反 应减少。Wasserman提出 VO2/心率可间接反映心脏每搏输出量水平。本研究中 ＣＨＤ－PAH患者的峰值心率，两组 ＣＨＤ 患者的无氧阈时心率、峰值氧脉及无氧阈时氧脉均低于对照组，有力地证明ＣＨＤ患者运动高峰期每搏心输出量和心排量下降，且ＣＨＤ－PAH组下降更为明显。② 动静脉氧含量差减小，出现了运动导致的低血氧症。如本研究中观察到４例患者疑似出现EIS情况；并且在ＣＨＤ－PAH组患者中，80％（24例）峰值SPO2比静 息时下降≥４％，更为peak VO2下降提供强有力的证据。同时，SPO2下降还可以帮助临床鉴别诊断肺血管疾病和左心衰竭。

临床上，一般用VE/VCO2 slope和PETCO2＠AT这两个指标来反映通气效率。而本研究中，ＣＨＤ－PAH组的VE/VCO2 slope上升，PETCO2 ＠AT下降提示通气效率明显下降，与Oudiz等的研究发现一致；而 ＣＨＤ－ｎｏｎＰＡＨ 组和对照组之间差异无统计学意义。ＣＨＤ－ＰＡＨ组的PETCO2全程低下，足以证明ＣＨＤ－PAH组运动全程处于过度通气状态，即使在静息期和热身期亦会存在代偿现象。随着运动负荷进一步增加至无氧阈和运动高峰期，通气效率愈差。从图1Ｅ～Ｆ可以看出，CO2排出减少是ＣＨＤ－PAH组在无氧阈和运动高峰期时通气效率下降的主要原因，而并非是VE的增 加。CO2排出减少则是因为心排量减少，肺循环灌注不足，此时的 Ｖ－Ｑ比例失调以Q 减少为主。而本研究中３组受试者无氧阈和运动高峰期的VE无明显差异可能的原因是 ＣＨＤ－PAH组运动耐量下降，较早出现代谢性酸中毒，运动持续时间较短。同时，CHD－PAH组较另外两组的呼吸储备减少但仍有剩余，由此推断限制性肺通气功能障碍并不是CHD－PAH患者运动受限的主要原因。

近年来，Baba等发现OUES作 为 一 个亚极量的运动指标可 以 很 好 地 反 映 ＰＡＨ 患者的心肺功能。随后摄氧效率在评估心肺疾病病情及预后方面引起了关注。本研究结果显示较之于对照组，ＣＨＤ－nonPAH组OUES降低，而 CHD－PAH组的OUES最低，这与Giardini等的研究结 果 一 致。在本研究中，可以看到３组的摄氧效率均在无氧阈时达到最大，

ＣＨＤ－PAH组低于其余两组，而 ＣＨＤ－nonPAH组也略有下降。ＣＨＤ－PAH组的摄氧效率下降可能是由于肺血管阻力异常增加后导致右心室后负荷增加，心排出量减少及肺血流减少，肺 过 度 通 气,Ｖ－Ｑ比 例 失调。而ＣＨＤ－nonPAH组心肺能力尚好，摄氧效率仅在无氧阈时才略显差异，此时与心脏结构有缺损，心脏收缩能力下降导致每搏输出量减少，心排出量减少有关，同时与通气量无关。

CHD患者呈现低肺容积和运动耐量下降的趋势，单纯CHD患者肺通气功能正常，运动耐量轻度下降；合并有PAH的CHD 患者存在中度限制性肺通气功能障碍和运动耐量中度下降，合并PAH的CHD患者呼吸储备比单纯ＣＨＤ显著下降。同时，CHD－PAH患者还具有运动全程通气效率及摄氧效率明显下降的特点。ＣＨＤ患者运动耐量下降的机制主要是心排血量减少或合 并 运 动 低 血 氧 症。肺内灌注不足，CO2排出受限，血液运氧效率下降共同导致机体组织氧气需/供平衡失调，机体组织相对缺氧是合并有ＰＡＨ 的ＣＨＤ患者运动耐量下降的主要机制。因 此，CHD患者的康复治疗方案应注重患者肺功能及运动耐量的提高。有研究显示，ＣＨＤ患者进行中等强度运动训练可以显著改善患者的运动耐量和生存质量，且过程不增加CHD患者发生不良事件的风险。另有文章指出有氧运动联合呼吸训练可以改善PAH患者的呼吸肌功能，合并有ＰＡＨ的ＣＨＤ患 者 进 行 有 氧 抗 阻 运动联合呼吸肌训练，亦可提高６min步行距离和峰值摄氧量水平，同时训练过程未见发生不良事件。ＣＨＤ患者个体化的运动处方指南还强调运动过程中需要紧密关注是否出现心律失常、低血压反应以及运动低血氧症等，而心肺运动试验恰好可以评估运动风险，也可以根据AT制定运动强度，指导患者进行安全有效的训练以及评估训练效果。

参考资料（略）

本文作者：李河 陈贤元 谢海霞 郭兰 罗冬玲 张曹进 张国林 詹惠敏 刘智

作者单位：广东省人民医院

来源：中华高血压杂志