·论著·

纵隔疾病患者运动心肺功能特点研究

操敏,王志茹,张国红,孙桂新,阮洪云,邓玲,邢维祥,李琦*

101149 北京市,首都医科大学附属北京胸科医院心肺功能室

*通信作者:李琦,教授,主任医师;E-mail:lq0703@hotmail.com

【摘要】目的探讨纵隔疾病患者运动心肺功能的特点及其可能的影响因素。方法回顾性选取2014年11月—2016年11月于首都医科大学附属北京胸科医院住院的符合纳入标准的纵隔疾病患者44例为病例组,选取同期于本院住院的静息心电图、静息肺功能正常及心电图运动试验阴性的非纵隔疾病患者32例为对照组。按病变周围有无血管受侵,将病例组分为有血管受侵亚组(34例)和无血管受侵亚组(10例)。根据病变部位,将病例组分为前纵隔亚组(34例)和中、后纵隔亚组(10例)。记录患者静息心电图检查、静息肺功能检查、心肺运动试验(CPET)相应观察指标。结果所有患者静息心电图呈窦性心律,无缺血性ST-T段改变。病例组肺活量占预计值百分比(VC%)低于对照组,残气量/肺总量(RV/TLC)、总气道阻力占预计值百分比(R5%)高于对照组(P<0.05)。病例组运动负荷占预计值百分比(W%)、最大摄氧量占预计值百分比(V·O2%)、氧脉搏占预计值百分比(V·O2/HR%)、呼气潮气容积(VTex)、潮气容积/肺活量(VT/VC)、血氧饱和度(SpO2)低于对照组,呼吸频率(BF)高于对照组(P<0.05)。中、后纵隔亚组W%、呼吸储备(BR)高于前纵隔亚组,呼吸困难指数(DI)低于前纵隔亚组(P<0.05)。有血管受侵亚组W%低于无血管受侵亚组(P<0.05)。结论纵隔疾病患者运动耐力、运动心功能、运动肺功能均下降。患者的静息肺功能、纵隔病变部位及血管受侵可能对其运动心肺功能有一定影响。

 

【关键词】纵隔疾病;运动心肺功能;心肺运动试验

【中图分类号】R 564【文献标识码】ADOI:10.3969/j.issn.1007-9572.2017.00.088

操敏,王志茹,张国红,等.纵隔疾病患者运动心肺功能特点研究[J].中国全科医学,2017,20(36):4489-4494.www.chinagp.net]

CAO M,WANG Z R,ZHANG G H,et al.Characteristics of cardiopulmonary function during exercise in patients with mediastinal diseases[J].Chinese General Practice,2017,20(36):4489-4494.

Characteristics of Cardiopulmonary Function during Exercise in Patients with Mediastinal Diseases

CAO Min,WANG Zhi-ru,ZHANG Guo-hong,SUN Gui-xin,RUAN Hong-yun,DENG Ling,XING Wei-xiang,LI Qi*

Department of Cardiopulmonary Function,Beijing Chest Hospital,Capital Medical University,Beijing 101149,China

*Corresponding author:LI Qi,Professor,Chief physician;E-mail:lq0703@hotmail.com

 

Abstract】Objective To explore the characteristics and possible associated factors of cardiopulmonary function during exercise in patients with mediastinal diseases.

Methods This retrospective study was conducted in 76 participants meeting the inclusion criteria who received inpatient treatment in Beijing Chest Hospital,Capital Medical University from November 2014 to November 2016,including 44 cases of mediastinal diseases(case group),and 32 cases with normal resting electrocardiogram,normal resting pulmonary function and normal exercise electrocardiogram(control group).We divided the case group into vessel invasion subgroup(n=34) and non-vessel invasion subgroup(n=10) based on the vessels being invaded by the lesion or not.We divided the case group into anterior mediastinal subgroup(n=34) and middle and back mediastinal subgroup(n=10) based on the position of lesion.The rest electrocardiogram,resting pulmonary function and cardiopulmonary exercise test(CPET) were measured,and the data of these measurements in all the patients were recorded.

ResultsThe rest electrocardiogram of all the patients presented normal sinus rhythm without ischemic ST-segment and T wave changes.Vital capacity% predicted(VC%) in case group was smaller than that in control group,but ratio of residual volume to total lung capacity(RV/TLC) and resistance at 5 Hz% predicted(R5%) in case group were higher than those in control group(P<0.05).Compared with the control group,the case group had lower values of exercise Watt % predicted(W%),maximal oxygen uptake % predicted(V·O2%),oxygen pulse % predicted(V·O2/HR%),expiratory tidal volume(VTex),ratio of tidal volume to vital capacity(VT/VC) and transcutaneous oxygen saturation of hemoglobin(SpO2) but higher breathing frequency(BF)(P<0.05).W% and breathing reserve(BR) in the middle and back mediastinal subgroup were higher than those in anterior mediastinal subgroup(P<0.05).Lower dyspnea index(DI) was observed in the middle and back mediastinal subgroup rather than the anterior mediastinal subgroup(P<0.05).W% in the vessel invasion subgroup was lower than that in non-vessel invasion subgroup(P<0.05).

ConclusionDuring CPET,cardiopulmonary function during exercise decreased in patients with mediastinal diseases,which may be related to the resting pulmonary function,the location of the lesion and the vessels invaded by lesion.

【Key words】Mediastinal diseases;Cardiopulmonary function during exercise;Cardiopulmonary exercise test

 

 

 

纵隔疾病是临床常见的一组疾病,既包括良性疾病如胸腺瘤、纵隔囊肿、结节病等,也包括恶性疾病如纵隔恶性肿瘤、淋巴瘤、各种癌症纵隔淋巴结转移等[1]。大多数纵隔疾病的临床表现无特异性,有时仅以胸闷、憋气为主要临床症状,而鉴别心源性呼吸困难与肺源性呼吸困难的一项重要检查手段为心肺运动试验(CPET)。

CPET是通过连续动态监测和分析患者从静息到运动过程中的心电、血压、呼吸、气体交换、血氧饱和度等指标,定量评估患者的整体功能状态,用于疾病诊断、运动康复处方制定及预后判断等的无创检查方法[2]。目前CPET在临床已得到广泛应用[3-5],而有关纵隔疾病患者运动心肺功能的研究少有报道。本研究通过观察纵隔疾病患者运动心肺功能的特点,探讨其可能的影响因素及作用机制,以期为临床治疗提供依据。

1对象与方法

1.1研究对象及分组回顾性选取2014年11月—2016年11月于首都医科大学附属北京胸科医院住院的符合纳入标准的纵隔疾病患者44例为病例组,其中男25例,女19例;年龄18~72岁,平均年龄(41.0±15.9)岁;疾病类型:胸腺瘤18例,神经纤维瘤5例,畸胎瘤5例,何杰金病3例,甲状腺肿3例,脂肪瘤3例,心包囊肿1例,其他类型肿瘤6例。纳入标准:既往无神经肌肉疾病,无肺部合并症,无风湿性心脏病、先天性心脏病、冠心病等心脏病病史,无心包积液。排除标准:未行运动心肺功能检查的患者。

选取同期于本院住院的符合纳入标准的静息心电图、静息肺功能正常及心电图运动试验阴性[6]的非纵隔疾病患者32例为对照组,其中男23例,女9例;年龄21~70岁,平均年龄(46.7±14.9)岁。纳入标准:既往无心、肺、神经肌肉疾病。排除标准:肿瘤患者。两组性别、年龄比较,差异无统计学意义(χ2=1.805,P=0.179;t=1.602,P=0.114)。

按病变周围有无血管受侵,将病例组分为有血管受侵亚组(34例,病变周围有血管受侵,其中上腔静脉和肺动脉和/或主动脉10例、上腔静脉和双无名静脉和/或主动脉6例、双无名静脉6例、主动脉和/或锁骨下静脉5例、肺动脉或肺静脉4例、双无名静脉和/或锁骨下静脉3例)和无血管受侵亚组(10例,病变周围无血管受侵)。根据病变部位,将病例组分为前纵隔亚组(34例)和中、后纵隔亚组(10例)。

所有受试者签署CPET知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 静息心电图检查用日本光电BCG-1550P心电图机对患者进行静息心电图检查,观察指标为:心律、ST-T段改变情况。

1.2.2 静息肺功能 检查用德国耶格公司的Master Screen PFT+IOS肺功能仪,按指南[7-9]的要求对受试者进行静息肺功能检查,观察指标包括:肺活量占预计值百分比(VC%)、第1秒用力呼气末容积占预计值百分比(FEV1%)、残气量/肺总量(RV/TLC)、最大自主通气量占预计值百分比(MVV%)、一氧化碳弥散量占预计值百分比(DLCO%)、一氧化碳弥散量与肺泡通气量比值(DLCO/VA)、总气道阻力占预计值百分比(R5%)。

1.2.3 CPET 嘱受试者休息15~20 min后,用德国耶格公司的Oxycon Delta心肺运动测试系统及Ergo900L卧位功率自行车进行CPET。采用连续递增的运动方案,即:静息2 min,无负荷运动3 min,起始负荷20 W,每2 min递增20 W,至受试者出现CPET停止指征[10]时终止运动。观察指标为:运动负荷占预计值百分比(W%)、最大摄氧量占预计值百分比(V·O2%)、氧脉搏占预计值百分比(V·O2/HR%)、分钟通气量(V·E)、呼气潮气容积(VTex)、呼吸频率(BF)、呼吸困难指数(DI)、呼吸储备(BR)、潮气容积/肺活量(VT/VC)、血氧饱和度(SpO2)。

1.3 统计学方法 采用SPSS 19.0软件进行统计学分析。计量资料以(x±s)表示,两组间比较采用两独立样本t检验;计数资料比较采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 静息心电图 检查结果所有受试者静息心电图呈窦性心律,无缺血性ST-T段改变。

2.2 病例组与对照组静息肺功能检查结果比较 病例组VC低于对照组,RV/TLC、R5%高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);病例组与对照组FEV1%、MVV%、DLCO%、DLCO/VA比较,差异无统计学意义(P>0.05,见表1)。

2.3 病例组与对照组CPET结果比较 病例组W%、V·O2%、V·O2/HR%、VTex、VT/VC、SpO2低于对照组,BF高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);病例组与对照组V·E、DI、BR比较,差异无统计学意义(P>0.05,见表2)。

2.4 前纵隔亚组与中、后纵隔亚组静息肺功能检查结果比较 前纵隔亚组与中、后纵隔亚组VC%、FEV1%、RV/TLC、MVV%、DLCO%、DLCO/VA、R5%比较,差异无统计学意义(P>0.05,见表3)。

2.5前纵隔亚组与中、后纵隔亚组CPET结果比较中、后纵隔亚组W%、BR高于前纵隔亚组,DI低于前纵隔亚组,差异有统计学意义(P<0.05);前纵隔亚组与中、后纵隔亚组V·O2%、V·O2/HR%、V·E、VTex、BF、VT/VC、SpO2比较,差异无统计学意义(P>0.05,见表4)。

2.6 有血管受侵亚组与无血管受侵亚组静息肺功能检查结果比较 有血管受侵亚组与无血管受侵亚组VC%、FEV1%、RV/TLC、MVV%、DLCO%、DLCO/VA、R5%比较,差异无统计学意义(P>0.05,见表5)。

2.7 有血管受侵亚组与无血管受侵亚组CPET结果比较 有血管受侵亚组W%低于无血管受侵亚组,差异有统计学意义(P<0.05);有血管受侵亚组与无血管受侵亚组V·O2%、V·O2/HR%、V·E、VTex、BF、DI、BR、VT/VC、SpO2比较,差异无统计学意义(P>0.05,见表6)。

3 讨论

纵隔是两侧胸膜之间、胸骨之后、胸部脊柱之间的一个间隙,下为膈肌,上与颈部连通[11]。其包括心脏及除肺脏之外的其他所有胸内脏器,这些脏器与多种疾病有关。临床常见的原发性纵隔疾病常无症状,而出现胸痛、咳嗽、呼吸困难等症状时,病变常已压迫或侵犯临近组织、神经等[12],延误其诊断及治疗。CPET可以发现静息心电图、肺功能检查不能解释的呼吸困难,其

通过测量极限运动状态下的生理参数,对心血管、呼吸、代谢及周围神经肌肉系统的异常提供综合且准确的评估[13],是评估心肺疾病病情严重程度和肺内气体交换情况的重要方法[14]。本研究通过分析44例纵隔疾病患者静息肺功能检查、CPET结果,观察、分析其运动心肺功能的特点,探讨其可能的影响因素。

3.1纵隔疾病患者的运动心肺功能特点临床目前常用V·O2%作为评价受试者运动量或运动耐力的指标[14]。本研究结果显示,病例组W%、V·O2%低于对照组,表明纵隔疾病患者的运动耐力、摄氧能力下降,运动时肌肉氧供不足,患者常提前终止负荷运动[15]。运动中常用V·O2/HR%评价受试者CPET中的心功能[10]。本研究结果显示,病例组V·O2/HR%低于对照组,提示纵隔疾病患者心功能下降,与其他肺部疾病研究结果相似[16]。研究表明,与低氧血症、高碳酸血症、炎性反应、心力衰竭等有关的通气障碍及心血管功能异常等,均是导致患者运动耐力下降的原因[17]。正常情况下,运动的最初阶段是通过增加VT来提高V·E,运动至高负荷阶段,当VT达VC的50%~60%时,V·E的增加需依赖于增快的BF[10]。本研究结果显示,病例组VTex、VT/VC、SpO2低于对照组,BF高于对照组;病例组与对照组V·E、DI、BR无差异;提示纵隔疾病患者运动肺功能下降。

3.2纵隔疾病患者运动心肺功能可能影响因素纵隔内组织器官较多,有心脏、心包、气管及胸内大血管(主动脉弓、肺动脉、肺静脉、无名静脉、上腔静脉等)、食管等,纵隔内的占位性病变势必会对组织、器官造成机械性压迫而使其受到影响[12]。而纵隔疾病的影响因素也是多方面的,本研究主要从静息肺功能、病变部位、病变与大血管的位置关系3个方面来探讨纵隔疾病患者运动心肺功能的可能影响因素。

本研究结果显示,病例组VC低于对照组,RV/TLC、R5%高于对照组,提示纵隔病变对气道造成局部压迫或阻塞[12],导致肺出现扩张受限和/或呼气受限,这也是VT降低、患者在较高肺容积水平出现呼吸流速受限的原因;而BF增高可能与患者的R5%增高有关。这可能是纵隔疾病患者运动心肺功能受限的原因之一。

前纵隔包括心脏前方和上方所有器官(胸腺和淋巴组织等)[12]。本研究结果显示,中、后纵隔亚组W%、BR高于前纵隔亚组,DI低于前纵隔亚组,考虑原因可能是由于前纵隔病变部位距气管较近,致使局部气道受压引起肺通气和肺扩张受限,提示纵隔病变的部位对患者运动心肺功能可能有一定影响。

纵隔内的结构复杂,大血管较多,与本组纵隔病变关系密切的大血管主要有:上腔静脉、肺动脉、肺静脉、无名静脉、主动脉等。本研究结果显示,有血管受侵亚组W%低于无血管受侵亚组,有血管受侵亚组与无血管受侵亚组V·O2%、V·O2/HR%、V·E、VTex、BF、DI、BR、VT/VC、SpO2无差异,提示纵隔病变累及大血管后,血流不同程度受阻,使左心室充盈不足,或使左心室后负荷增加,均导致运动中心搏出量不能随功率相应地增加,氧脉搏降低,对组织供氧减少[18],提前终止负荷运动。

本研究的不足之处在于患者例数较少,未能按照病变类型进行分组,且部分患者的病变与神经、内分泌系统关系密切,尚需进一步研究证实本研究结果。

综上所述,纵隔疾病患者运动耐力、运动心功能、运动肺功能下降。患者的静息肺功能、纵隔病变部位及血管受侵可能对其运动心肺功能有一定影响。

 

作者贡献:操敏负责组织课题、数据统计、撰写论文,对文章整体负责;王志茹、张国红、孙桂新、阮洪云、邓玲、邢维祥参与课题实施、质量控制,帮助收集资料;李琦指导、协调、监督课题工作,进行论文审校。

本文无利益冲突。

 

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(收稿日期:2017-06-09;修回日期:2017-11-07)

(本文编辑:崔丽红)