沈玉芹，馬文林，王樂(lè)民*，宋浩明，倪 奕，車 琳，龔 朱，徐文俊，蔣金法，許嘉鴻，嚴(yán)文文，周 琳，張曉宇，李廣鶴，張啟萍

?

無(wú)氧代謝閾值在慢性心力衰竭心功能Ⅰ～Ⅲ級(jí)患者定量分級(jí)中的作用

沈玉芹1，馬文林1，王樂(lè)民1*，宋浩明1，倪 奕1，車 琳1，龔 朱1，徐文俊1，蔣金法1，許嘉鴻1，嚴(yán)文文1，周 琳1，張曉宇2，李廣鶴1，張啟萍1

（同濟(jì)大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院：1心內(nèi)科，2風(fēng)濕病科，上海 200065）

通過(guò)對(duì)慢性心力衰竭患者無(wú)氧代謝閾值（AT）的檢測(cè)來(lái)探討其在心功能分級(jí)中的作用。對(duì)2007年8月至2013年6月期間入住同濟(jì)大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院心內(nèi)科的患者進(jìn)行選擇，經(jīng)心臟超聲確定左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）＜0.49的慢性心力衰竭患者129例為慢性心力衰竭組（缺血性心肌病患者74例，擴(kuò)張型心肌病患者55例；或紐約心臟聯(lián)合會(huì)（NYHA）Ⅰ級(jí)5例，Ⅱ級(jí)68例，Ⅲ級(jí)56例），并實(shí)施心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)（CPET）檢測(cè)AT，以無(wú)氧代謝閾值氧耗量（VO2AT）表示。對(duì)照組為129例健康者。（1）慢性心力衰竭組VO2AT與對(duì)照組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[（10.5±2.3）（15.2±2.7）ml/（kg·min），＜0.01]。（2）NYHA Ⅰ級(jí)、NYHA Ⅱ級(jí)、NYHA Ⅲ級(jí)慢性心力衰竭患者VO2AT依次減小，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[（13.4±1.7）（10.9±2.3）（9.6±2.1）ml/（kg·min），＜0.05]。經(jīng)單因素相關(guān)性分析，VO2AT與NYHA呈負(fù)相關(guān)（＝-0.732，＜0.01）。VO2AT與NYHA心功能分級(jí)具有相關(guān)性，以VO2AT定量評(píng)估我國(guó)慢性心力衰竭患者心功能具有可能。

心力衰竭；無(wú)氧代謝閾值；心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)；心功能

無(wú)氧代謝閾值（anaerobic threshold，AT）是指當(dāng)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷增加到一定量后，組織對(duì)氧的需求超過(guò)了循環(huán)所能提供的氧量，因而組織必須通過(guò)無(wú)氧代謝以提供更多的能量，有氧代謝到無(wú)氧代謝的臨界點(diǎn)稱之為無(wú)氧代謝閾值，以無(wú)氧代謝閾值氧耗量（oxygen consumption at anaerobic threshold，VO2AT）表示。目前國(guó)際上采用VO2AT與峰值氧耗量（peak oxygen consumption，peak VO2）對(duì)慢性心力衰竭進(jìn)行心功能定量分級(jí)，有助于判斷慢性心力衰竭患者的預(yù)后并決策其治療。由于peak VO2易受主觀因素影響，難以達(dá)到真正的峰值運(yùn)動(dòng)，而VO2AT不易受主觀因素的影響，更加客觀，因此，采用VO2AT對(duì)慢性心力衰竭患者心功能定量分級(jí)具有重要意義。但是VO2AT受人種因素的影響，目前國(guó)際上缺乏中國(guó)的本項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，因此，探討我國(guó)慢性心力衰竭VO2AT心功能定量標(biāo)準(zhǔn)顯得尤其必要。本研究為我國(guó)慢性心力衰竭患者以VO2AT進(jìn)行心功能定量分級(jí)的前驅(qū)研究，通過(guò)心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)（cardiopulmonary exercise testing，CPET）對(duì)慢性心力衰竭患者VO2AT進(jìn)行檢測(cè)并研究其與傳統(tǒng)的美國(guó)紐約心臟聯(lián)合會(huì)（New York Heart Association，NYHA）心功能分級(jí)的關(guān)系，探討以VO2AT定量評(píng)估我國(guó)慢性心力衰竭患者心功能的可能性。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

共分為兩組：慢性心力衰竭組和正常對(duì)照組。慢性心力衰竭組患者為選自2007年8月至2013年6月期間在同濟(jì)大學(xué)附屬同濟(jì)向醫(yī)院心內(nèi)科和在心內(nèi)科門診就診的患者129例，男113例，女16例，年齡（59.1±11.4）歲，NYHA分級(jí)Ⅰ～Ⅲ級(jí)（Ⅰ級(jí)5例，Ⅱ級(jí)68例，Ⅲ級(jí)56例），左室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）為（0.38±0.09），體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）為（24.7±3.7）kg/m2。慢性心力衰竭組中經(jīng)冠狀動(dòng)脈造影確診有缺血性心肌病患者74例，擴(kuò)張型心肌病患者55例。診斷標(biāo)準(zhǔn)參照2007年中國(guó)心肌病診斷與治療建議工作組頒布的《心肌病診斷和治療建議》[1]；正常對(duì)照組為129例健康體檢者。兩組患者均根據(jù)美國(guó)心臟聯(lián)合會(huì)（American Heart Association，AHA）規(guī)定的CPET禁忌證標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排除后納入[2]，無(wú)慢性阻塞性肺病、肌肉骨骼病變、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、血液系統(tǒng)疾病，肝腎功能不全、電解質(zhì)紊亂、甲狀腺功能亢進(jìn)或減退、急性感染等。慢性心力衰竭組各類藥品使用率為β受體阻滯劑89.0%、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑（angiotensin converting enzyme inhibitor，ACEI）或血管緊張素受體拮抗劑（angiotensin receptor blocker，ARB）91.0%、地高辛43.0%、利尿劑51.0%、硝酸酯類45.0%。在施行CPET前1天停用β受體阻滯劑、利尿劑、地高辛及ACEI或ARB、硝酸酯類藥物，CPET完成后即恢復(fù)此類藥物的應(yīng)用。所有入選者均征得同意并簽署知情同意書；該研究已通過(guò)醫(yī)院藥物臨床試驗(yàn)倫理委員會(huì)審批，中國(guó)臨床試驗(yàn)注冊(cè)中心注冊(cè)號(hào)：ChicTR-TRC-00000235。

1.2 心功能檢測(cè)

采用GE公司Vivid 7彩色多普勒超聲診斷儀進(jìn)行心臟功能檢測(cè)；用改良的Simpson雙平面法計(jì)算LVEF。

1.3 心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)

采用的儀器包括氣體再呼吸系統(tǒng)（Innovision公司，丹麥）、運(yùn)動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)CASE P2系列和Variobike 500的電力自行車（通用公司，美國(guó)）。CPET包括3部分：心電圖負(fù)荷試驗(yàn)、血流動(dòng)力學(xué)負(fù)荷試驗(yàn)和運(yùn)動(dòng)氣體代謝分析。（1）心電圖負(fù)荷試驗(yàn)。最低運(yùn)動(dòng)負(fù)荷為20J/s，采用的運(yùn)動(dòng)方案是修訂的Ramp10方案，即踏車上休息3min，無(wú)負(fù)荷狀態(tài)下踏車3min，然后從20J/s開始，踏車2min后每30s增加5J/s（恢復(fù)為Ramp10方案），直至患者出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)峰值或運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)，踏車時(shí)保持均勻轉(zhuǎn)速60～70轉(zhuǎn)/min。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中監(jiān)測(cè)患者的心電圖、血壓以及全身反應(yīng)，出現(xiàn)下列任一種情況時(shí)立即終止運(yùn)動(dòng)：心率達(dá)到85%最大心率的預(yù)計(jì)值，收縮壓＞220mmHg，或出現(xiàn)嚴(yán)重的心律失常，ST壓低≥0.2mV或上抬≥0.2mV，患者出現(xiàn)胸悶、胸痛、氣短、心悸等癥狀，或者患者感到疲勞要求終止運(yùn)動(dòng)。（2）血流動(dòng)力學(xué)負(fù)荷試驗(yàn)。在開始的1min（靜息時(shí)）、9min（踏車運(yùn)動(dòng)負(fù)荷為30J/s時(shí)）、12min（踏車運(yùn)動(dòng)負(fù)荷為60J/s時(shí)）、15min（踏車運(yùn)動(dòng)負(fù)荷為90J/s時(shí)）等進(jìn)行測(cè)定，依此類推，即每隔30J/s測(cè)定運(yùn)動(dòng)時(shí)的心輸出量（cardiac output，CO）。（3）運(yùn)動(dòng)氣體代謝分析?；颊咴囼?yàn)開始后每一次呼出的氣體均被氣體再呼吸系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測(cè)。呼吸參數(shù)包括氧耗量、二氧化碳排出量、每分鐘通氣量（minute ventilation volume，VE）。AT由V斜率（slope）方法判定[3]。入選的129例慢性心力衰竭患者均完成CPET，無(wú)1例患者發(fā)生暈厥等不良反應(yīng)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 兩組一般情況比較

兩組患者性別、年齡、BMI差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＞0.05）。兩組LVEF、NYHA分級(jí)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.01；表1）。

表1 兩組患者一般資料比較

BMI: body mass index; CHF: chronic heart failure; LVEF: left ventricular ejection fraction; NYHA: New York Heart Association; ACEI: angiotensin converting enzyme inhibitor; ARB: angiotensin receptor blocker. Compared with control group,**＜0.01

2.2 慢性心力衰竭組與正常對(duì)照組VO2AT比較

慢性心力衰竭組VO2AT明顯低于正常對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[（10.5±2.4）（15.2±2.6）ml/（kg·min），＜0.01]。

2.3 NYHAⅠ～Ⅲ級(jí)慢性心力衰竭患者一般情況比較

NYHA Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)與NYHA Ⅲ級(jí)的患者性別、年齡、BMI、β受體阻滯劑、ACEI或ARB、地高辛、利尿劑、硝酸酯類藥物應(yīng)用差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＞0.05），NYHA Ⅰ級(jí)與NYHA Ⅲ級(jí)LVEF差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.01；表2）。

2.4 NYHA Ⅰ～Ⅲ級(jí)慢性心力衰竭患者VO2AT比較

在NYHAⅠ級(jí)、Ⅱ級(jí)與Ⅲ級(jí)患者性別、年齡、BMI、β受體阻滯劑、ACEI或ARB藥物應(yīng)用差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＞0.05）的情況下，NYHA Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)患者VO2AT依次減小[（13.6±1.7）（10.9±2.3）（9.6±2.1）ml/（kg·min）]，兩級(jí)比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05；圖1）。

2.5 單因素相關(guān)性

經(jīng)Spearman單因素相關(guān)性分析，VO2AT與NYHA相關(guān)系數(shù)為-0.732，＜0.01，表明VO2AT與NYHA顯著性負(fù)相關(guān)。

3 討 論

慢性心力衰竭具有高發(fā)病率、高再住院率、高病死率的特點(diǎn)，嚴(yán)重危害人類健康。心臟功能分級(jí)對(duì)心力衰竭患者疾病的嚴(yán)重程度及預(yù)后的判斷具有重要意義；NYHA心臟功能分級(jí)是最常用的傳統(tǒng)心臟功能分級(jí)方法，但是該方法存在醫(yī)師主觀干擾因素，有時(shí)較難精確區(qū)分。國(guó)際上，目前認(rèn)為CPET可作為評(píng)定心力衰竭患者心臟功能的金標(biāo)準(zhǔn)，可用peak VO2和VO2AT進(jìn)行心功能定量分級(jí)[4,5]，peak VO2的切點(diǎn)值為l0、l6、20，VO2AT的切點(diǎn)值為8、l1、l4，區(qū)別于NYHA心臟功能分級(jí)（表3）。據(jù)報(bào)道，peak VO2＜10ml/（kg·min）時(shí)，患者1年內(nèi)死亡率明顯增加，且為心臟移植的絕對(duì)指征[6]；peak VO2＜14ml/（kg·min）為心力衰竭患者心臟移植前心臟機(jī)械輔助裝置持續(xù)應(yīng)用的指證[7]?！吨袊?guó)心力衰竭診斷和治療指南，2014年》把peak VO2＜12ml/（kg·min）列為終末期心力衰竭患者左心室機(jī)械輔助裝置置入的指證[8]。

表2 NYHAⅠ～Ⅲ級(jí)一般資料比較

BMI: body mass index; CHF: chronic heart failure; LVEF: left ventricular ejection fraction; NYHA: New York Heart Association; ACEI: angiotensin converting enzyme inhibitor; ARB: angiotensin receptor blocker. Compared with NYHA Ⅰ,**＜0.01

圖1 NYHA Ⅰ～Ⅲ級(jí)慢性心力衰竭患者VO2AT比較

Figure 1 VO2AT of NYHA Ⅰ～ⅢVO2AT: oxygen consumption at anaerobic threshold

表3 peak VO2和VO2AT的心功能分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

peak VO2: peak oxygen consumption; VO2AT: oxygen consumption at anaerobic threshold

peak VO2和VO2AT除了受性別、年齡、體質(zhì)量、藥物（ACEI、β受體阻滯劑等）因素影響外[9?14]，還可能受種族因素影響，因?yàn)榉侵藓诜N人、亞洲黃種人、歐美白種人之間，骨骼肌肌纖維組成成分和血紅蛋白量均存在差異，這些均影響氧的代謝，從而導(dǎo)致peak VO2和VO2AT存在差異。盡管許多學(xué)者也提出peak VO2和VO2AT可能受不同種族的影響，用其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量本國(guó)人群存在不妥[15,16]。但是因peak VO2和VO2AT干擾因素較多，至今尚無(wú)研究報(bào)道僅人種不同導(dǎo)致的peak VO2和VO2AT的不同。盡管如此，但是目前仍然認(rèn)為用表3所列出的歐美國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷中國(guó)慢性心力衰竭患者的心功能存在欠缺。目前國(guó)內(nèi)未有慢性心力衰竭以peak VO2和VO2AT進(jìn)行心功能分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，因此，有必要研究以peak VO2和VO2AT對(duì)中國(guó)慢性心力衰竭進(jìn)行心功能定量分級(jí)。但是，peak VO2與VO2AT比較而言，VO2AT更加客觀、科學(xué)，不受主觀因素的影響，而peak VO2很容易受主觀因素的影響，難以達(dá)到真正的峰值運(yùn)動(dòng)，因此用peak VO2來(lái)評(píng)判慢性心力衰竭患者的心臟功能存在局限性，而以VO2AT為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)慢性心力衰竭患者進(jìn)行心功能定量分級(jí)較聯(lián)用peak VO2和VO2AT為標(biāo)準(zhǔn)更加簡(jiǎn)單、可靠。目前尚無(wú)以VO2AT為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)慢性心力衰竭患者進(jìn)行心功能定量分級(jí)的報(bào)道。

本研究通過(guò)129例慢性心力衰竭患者VO2AT與正常對(duì)照組129例健康者進(jìn)行比較，兩組患者性別、年齡、BMI差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的情況下，慢性心力衰竭患者VO2AT明顯低于正常對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.01），說(shuō)明慢性心力衰竭患者運(yùn)動(dòng)耐力較正常對(duì)照明顯減退，與本中心先前報(bào)道一致[17]。在NYHA Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)與Ⅲ級(jí)的患者性別、年齡、BMI、β受體阻滯劑、ACEI或ARB藥物應(yīng)用差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義情況下，NYHA Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)的患者VO2AT存在明顯差異（＜0.05），NYHA Ⅰ級(jí)～Ⅲ級(jí)VO2AT依次減小，經(jīng)單因素相關(guān)性分析，VO2AT與NYHA呈負(fù)相關(guān)（＝-0.732，＜0.01），提示VO2AT與NYHA分級(jí)存在相關(guān)關(guān)系且與NYHA分級(jí)存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，說(shuō)明VO2AT作為慢性心力衰竭患者心功能定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可以。而VO2AT對(duì)我國(guó)慢性心力衰竭心功能定量分級(jí)的閾值仍需進(jìn)一步行多中心、大樣本量研究后方可界定。不足之處：因NYHA Ⅳ級(jí)的患者難以完成CPET，故缺乏NYHA Ⅳ級(jí)的數(shù)據(jù)。本研究證實(shí)了以VO2AT作為中國(guó)慢性心力衰竭患者心功能定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)具有可能，將為我國(guó)慢性心力衰竭患者以VO2AT進(jìn)行心功能定量分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)制定奠定基礎(chǔ)。

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（編輯: 劉子琪）

Role of anaerobic threshold in cardiac functional classification for NYHA Ⅰ-Ⅲ patients with chronic heart failure

SHEN Yu-Qin1, MA Wen-Lin1, WANG Le-Min1*, SONG Hao-Ming1, NI Yi1, CHE Lin1, GONG Zhu1, XU Wen-Jun1, JIANG Jin-Fa1, XU Jia-Hong1, YAN Wen-Wen1, Zhou-Lin1, ZHANG Xiao-Yu2, LI Guang-He1, Zhang Qi-Ping1

(1Department of Cardiology,2Department of Rheumatology, Tongji Hospital Affiliated to Tongji University, Shanghai 200065, China)

To evaluate the role of anaerobic threshold in the cardiac functional classification for the patients with chronic heart failure (CHF) by cardiopulmonary exercise testing (CPET).Totally 129 patients suffering from CHF with left ventricular ejection fraction (LVEF)＜0.49 by echocardiography selected from all the in- and out-patients in Department of Cardiology of our hospital from August 2007 to June 2013 were enrolled in this study. Coronary angiography indicated that there were 74 cases of ischemic cardiomyopathy and 55 cases of dilated cardiomyopathy. Five patients ranked in New York Heart Association class Ⅰ (NYHA Ⅰ), 68 patients in NYHA Ⅱ, and 56 patients in NYHA Ⅲ. VO2AT were calculated by CPET and then documented. Another 129 age-, gender- and body mass index-matched healthy people taking physical examination in the same period served as control group.(1) The difference of VO2AT between CHF patients and controls was statistically significant [(10.5±2.3)(15.2±2.7)ml/(kg·min),＜0.01]. (2) The values of VO2AT was gradually decreased among NYHA Ⅰ, NYHAⅡ and NYHAⅢ with significant differences [(13.4±1.7)(10.9±2.3)(9.6±2.1)ml/(kg·min),＜0.05]. Univariate analysis indicated that VO2AT was negatively related with NYHA grade (＝-0.732,＜0.01).VO2AT is correlated with NYHA grade, and it might be used to evaluate cardiac function for Chinese CHF patients.

heart failure; anaerobic threshold; cardiopulmonary exercise test; cardiac function

R541.6

A

10.11915/j.issn.1671-5403.2015.03.040

(SHDC12010117)(WSJ1324).

2014?12?17;

2015?01?02

上海市市級(jí)醫(yī)院新興前沿技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目（SHDC12010117）；上海衛(wèi)生及計(jì)劃委員會(huì)項(xiàng)目（WSJ1324）

王樂(lè)民, E-mail: wanglemin2003@163.com