趙慶恒 李元民

全球每年有2億多成人接受大型非心臟手術(shù)［1］，非心臟手術(shù)并發(fā)癥總體發(fā)生率為7%～11%，死亡率為0.8%～1.5%，其中心臟并發(fā)癥高達(dá)42%［2］，死亡率為0.5%～1.5%［3］，心血管并發(fā)癥仍是非心臟手術(shù)患者發(fā)病和死亡的重要原因之一［4］。術(shù)中及術(shù)后72 h內(nèi)是心血管并發(fā)癥高發(fā)期［5］，圍術(shù)期心肌梗死則更易發(fā)生在術(shù)后48 h內(nèi)［6］。

1 心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)（CPET）

1.1 CPET主要觀察指標(biāo)

CPET是一種評(píng)價(jià)心肺儲(chǔ)備功能和運(yùn)動(dòng)耐力的無創(chuàng)性檢查方法，在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，對(duì)受試者心肺功能進(jìn)行聯(lián)合測(cè)定和綜合評(píng)估。根據(jù)患者的運(yùn)動(dòng)能力、心功能分級(jí)、既往病史和運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)情況等，選擇起始的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷和增量，在功率自行車（或跑臺(tái)）上自靜息狀態(tài)開始，階梯式遞增速度運(yùn)動(dòng)，并監(jiān)測(cè)整個(gè)過程中心電圖、血壓及肺功能變化，根據(jù)受試查者自覺癥狀及監(jiān)測(cè)指標(biāo)終止運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間一般為8～12 min。［1］

觀察指標(biāo)可分為3大類。（1）反映運(yùn)動(dòng)耐量以及心功能的指標(biāo)：最大攝氧量（VO2max）、每千克最大攝氧量（VO2max/kg）、無氧閾（AT）、代謝當(dāng)量（MET）、氧脈搏（VO2/HR）、最大心率儲(chǔ)備（HRRmax）、呼吸交換率（R）、呼吸商（RQ）以及單位功率攝氧量（ΔVO2/ΔW）等；（2）反映通氣功能的指標(biāo)：呼吸儲(chǔ)備（BR）、最大通氣量（VEmax）、潮氣量/吸氣肺總量（VT/IC）以及流量-容積環(huán)（F/V環(huán)）等；（3）反映氣體交換的指標(biāo)：動(dòng)脈血氧分壓（PaO2）、肺泡氣-動(dòng)脈血氧分壓差［P（A-a）O2］、動(dòng)脈血二氧化碳分壓（PaCO2）、呼氣末二氧化碳分壓（PETCO2）、動(dòng)脈呼氣末二氧化碳分壓差［P（a-ET）CO2］、氧通氣當(dāng)量（VE/VO2）、二氧化碳通氣當(dāng)量（VE/VCO2）以及生理死腔與潮氣量比值（VD/VT）等。在實(shí)際測(cè)試中，部分受試者不能維持功率繼續(xù)增加而達(dá)到最大的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，沒有平臺(tái)出現(xiàn)，這種情況稱為峰值攝氧量（VO2peak），通常以VO2peak代替VO2max。

1.2 CPET在手術(shù)評(píng)估中的優(yōu)勢(shì)

作為術(shù)前評(píng)估預(yù)后的輔助手段，CPET 優(yōu)勢(shì)如下：（1）在術(shù)前評(píng)估個(gè)體的心肺耐力時(shí)更加科學(xué)、精準(zhǔn)、全面、客觀，且是無創(chuàng)檢查；（2）作為一種動(dòng)態(tài)評(píng)估檢查，可以將心率、血氧飽和度、血壓和心電圖與吸氣/呼氣分析同步測(cè)量，對(duì)呼吸、循環(huán)、代謝和血液系統(tǒng)的綜合反應(yīng)提供整體評(píng)估［7］。（3）協(xié)助診斷疾病、判斷患者的危險(xiǎn)分層和預(yù)后，評(píng)估患者治療后的反應(yīng)，評(píng)估個(gè)體化的心肺功能儲(chǔ)備和功能受損程度。（4）可在一定程度上模擬手術(shù)對(duì)患者施加的負(fù)荷，并較為全面地評(píng)估手術(shù)耐受力，類似于運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)體功能反應(yīng)［8-9］。因此，CPET被視為非侵入性評(píng)估心肺功能的“金標(biāo)準(zhǔn)”。

1.3 CPET參數(shù)預(yù)測(cè)非心臟手術(shù)后心血管并發(fā)癥

手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估有兩個(gè)主要組成部分，一部分與手術(shù)類型有關(guān)，一部分是患者的心肺功能。美國心臟病學(xué)會(huì)（ACC）/美國心臟協(xié)會(huì)（AHA）建議表明，確定患者心肺功能是術(shù)前心臟風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的關(guān)鍵。心肺功能可用MET來測(cè)量，如果患者爬兩層樓梯或跑一小段距離（4 MET）而無癥狀，則可以進(jìn)行大型非心臟手術(shù)，否則表明患者的心肺功能較差，較差的心肺功能與術(shù)后心臟不良事件發(fā)生率增加有關(guān)［10］。CPET參數(shù)中AT、VO2peak等與接受非心臟手術(shù)患者的心臟功能變化有較強(qiáng)的相關(guān)性。Older等［11］回顧性分析了術(shù)前行CPET的187例外科手術(shù)老年患者，發(fā)現(xiàn)AT＜11 mL·kg-1·min-1的患者術(shù)后心血管并發(fā)癥病死率為18%，AT≥11 mL·kg-1·min-1的患者病死率僅為0.8%；而有心肌缺血征象合并AT ＜11 mL·kg-1·min-1的患者病死率高達(dá)42%，相反的，AT＞11 mL·kg-1·min-1合并術(shù)前心肌缺血患者病死率僅為4%，證實(shí)AT 是術(shù)后心血管并發(fā)癥發(fā)病率的良好預(yù)測(cè)指標(biāo)。VO2peak也是術(shù)后并發(fā)癥可靠的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，Brunelli等［12］對(duì)術(shù)前進(jìn)行CPET的204例行肺切除患者進(jìn)行研究，結(jié)果術(shù)后有6例死亡均發(fā)生在VO2peak＜20 mL·kg-1·min-1的患者中（4例VO2peak＜12 mL·kg-1·min-1）。VO2peak＞20 mL·kg-1·min-1的患者心血管病發(fā)病率為3.5%，死亡率為0；VO2peak＜12 mL·kg-1·min-1患者心血管病發(fā)病率為17%，死亡率為13%，證實(shí)VO2peak＜12 mL·kg-1·min-1與術(shù)后心臟事件發(fā)生率、死亡率增加明顯相關(guān)。上述結(jié)果是基于小樣本量的研究，存在偏倚可能，但表明低VO2peak與術(shù)后心臟并發(fā)癥發(fā)生率、死亡率高度相關(guān)，CPET有助于手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分層。基于心血管疾病的死亡幾乎都局限于AT＜11 mL·kg-1·min-1的患者［8］，而低VO2peak又是非心臟手術(shù)患者風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)的另一重要指標(biāo)，有研究建議將術(shù)前風(fēng)險(xiǎn)增加的參數(shù)閾值設(shè)置在VO2peak＜15 mL·kg-1·min-1和AT＜11 mL·kg-1·min-1［9］。當(dāng)VO2peak＜15 mL·kg-1·min-1、AT＜11 mL·kg-1·min-1時(shí)，患者心肺耐力不能滿足手術(shù)需求，應(yīng)考慮暫緩手術(shù)。此外，James等［13］觀察了83例年齡≥40歲接受非心臟手術(shù)患者，術(shù)前計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分、測(cè)量血漿生物標(biāo)志物和行CPET檢查（記錄AT和VO2peak等參數(shù)），術(shù)后隨訪28 d發(fā)現(xiàn)CPET預(yù)測(cè)價(jià)值大于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分系統(tǒng)和血漿生物標(biāo)志物，對(duì)心血管不良事件具有較好的預(yù)測(cè)精度。靜態(tài)肺功能評(píng)估為高危的患者，如術(shù)前第一秒用力呼氣容積（FEV1）占預(yù)計(jì)值百分比≤40%預(yù)計(jì)值、PaCO2≥45 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）等，認(rèn)為不能耐受手術(shù)，可通過CPET作出更客觀評(píng)價(jià)。Morice等［14］對(duì)37例行靜態(tài)肺功能測(cè)定FEV1占預(yù)計(jì)值百分比＜40%的患者進(jìn)一步行CPET檢查，僅13例患者完成CPET測(cè)試，且測(cè)定VO2peak＞15 mL·kg-1·min-1，其中8例患者自愿接受手術(shù)，術(shù)后有6例安全完成手術(shù)且無術(shù)后并發(fā)癥，證實(shí)術(shù)前行CPET評(píng)估比普通肺功能檢查更為客觀、可靠。當(dāng)前CPET的使用已經(jīng)擴(kuò)展到指導(dǎo)術(shù)前的方案制定。

2 紅細(xì)胞分布寬度（RDW）

RDW 作為紅細(xì)胞參數(shù)之一，參考范圍為12.3%～15.4%，可以反映紅細(xì)胞體積的異質(zhì)性，紅細(xì)胞生成或破壞等均可導(dǎo)致RDW 變化。

2.1 RDW 是心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)指標(biāo)

RDW 被認(rèn)為是有前景的心血管疾病預(yù)測(cè)指標(biāo)［15］。Melchio等［16］評(píng)估RDW 在急性心力衰竭（AHF）住院患者中的預(yù)后作用，回顧性觀察了451例連續(xù)出院的AHF患者，中位隨訪18個(gè)月后，證實(shí)RDW 是判斷AHF患者長(zhǎng)期預(yù)后較差的強(qiáng)有力指標(biāo)，其預(yù)后價(jià)值高于其他公認(rèn)的風(fēng)險(xiǎn)因素或生物標(biāo)志物。Tonelli等［17］發(fā)現(xiàn)RDW 升高與心血管事件和全因死亡風(fēng)險(xiǎn)獨(dú)立相關(guān)，RDW 升高1%，其死亡風(fēng)險(xiǎn)增加14%。Lippi等［18］在2009年首次公布了RDW 與急性冠狀動(dòng)脈綜合征（ACS）潛在的關(guān)系，確診為ACS的患者RDW 水平明顯高于對(duì)照組，RDW 可與其他常規(guī)心臟標(biāo)志物一起用于ACS急診患者的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。Borné等［19］在一項(xiàng)隊(duì)列研究中發(fā)現(xiàn)，高RDW 與致死性冠狀動(dòng)脈疾?。–AD）的發(fā)病率增加相關(guān)，與非致死性CAD 的發(fā)病率無關(guān)。Shah等［20］首次通過增加RDW 指標(biāo)以改善弗雷明漢風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分（FRS）模型，使得FRS預(yù)測(cè)冠狀動(dòng)脈粥樣硬化心臟病（冠心?。┫嚓P(guān)死亡率的準(zhǔn)確性顯著提高，該研究表明，RDW 是一種有前途的預(yù)后指標(biāo)。由此可見，RDW 與多種心血管疾病存在關(guān)聯(lián)，并與疾病的發(fā)生和病情嚴(yán)重程度相關(guān)。RDW在心血管疾病臨床診斷、危險(xiǎn)分層及預(yù)后評(píng)價(jià)上有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

2.2 心血管損傷導(dǎo)致RDW 升高的機(jī)制

方士杰等［21］認(rèn)為炎性反應(yīng)對(duì)于冠狀動(dòng)脈血管的破壞作用是冠狀動(dòng)脈病變的主要因素，其病理生理學(xué)機(jī)制可能是冠狀動(dòng)脈血管暴露在氧化應(yīng)激環(huán)境中，血管內(nèi)皮細(xì)胞受損，膽固醇結(jié)晶沉積在血管壁，并加重動(dòng)脈粥樣硬化。氧化應(yīng)激作為常見的心血管危險(xiǎn)因素，在動(dòng)脈粥樣硬化損傷的發(fā)病機(jī)制中起重要作用，同時(shí)也是維持造血細(xì)胞內(nèi)環(huán)境平衡的重要調(diào)節(jié)因子，造血細(xì)胞內(nèi)環(huán)境平衡的紊亂可能導(dǎo)致造血干細(xì)胞功能異常［22-24］。紅細(xì)胞在冠狀動(dòng)脈損傷過程中扮演重要角色［25-29］：（1）紅細(xì)胞參與炎癥反應(yīng)過程。炎性反應(yīng)通過抑制促紅細(xì)胞生成素生成，調(diào)節(jié)紅細(xì)胞的產(chǎn)生、成熟和存活，并通過破壞紅細(xì)胞膜和增強(qiáng)氧化應(yīng)激使紅細(xì)胞存活率降低及異質(zhì)性增大。（2）紅細(xì)胞在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成和穩(wěn)定性方面起重要作用。首先，紅細(xì)胞膜膽固醇含量升高可使斑塊的脂質(zhì)核擴(kuò)大，促進(jìn)斑塊從穩(wěn)定病變向不穩(wěn)定病變轉(zhuǎn)變；其次，紅細(xì)胞膜膽固醇升高促進(jìn)細(xì)胞的氧化損傷，誘導(dǎo)動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展。（3）紅細(xì)胞變形能力減弱。紅細(xì)胞變形能力減弱使紅細(xì)胞聚集增加、血黏度改變和微循環(huán)血液流動(dòng)受損，加重微循環(huán)缺氧。以上因素協(xié)同作用損傷冠狀動(dòng)脈，進(jìn)而導(dǎo)致心血管系統(tǒng)（尤其是心肌細(xì)胞）易受缺血、缺氧等各種病理狀態(tài)的影響。

2.3 RDW 預(yù)測(cè)非心臟手術(shù)后心血管并發(fā)癥研究進(jìn)展

雖然RDW 是諸多疾病尤其是心血管疾病的預(yù)后指標(biāo)，但國內(nèi)外有關(guān)術(shù)前RDW 預(yù)測(cè)非心臟手術(shù)后心血管并發(fā)癥的研究極為少見。Abdullah［30］等在一項(xiàng)回顧性隊(duì)列研究中觀察非心臟手術(shù)老年患者術(shù)前RDW 和30 d死亡率的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)高水平的RDW 會(huì)增加30 d圍手術(shù)期死亡率。陽敏［31］等探討了RDW 與腎移植術(shù)后急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）患者病死率的相關(guān)性，證明RDW 升高與腎移植術(shù)后ARDS患者疾病嚴(yán)重程度和50 d病死率相關(guān)。2項(xiàng)研究均表明RDW 作為一種廉價(jià)、方便的生物標(biāo)志物，在圍手術(shù)期預(yù)測(cè)短期死亡率方面具有較好的作用。

3 CPET參數(shù)與RDW 的關(guān)系

Barcin等［32］研究了行運(yùn)動(dòng)平板試驗(yàn)（ETT）的132例非阻塞性CAD且無心力衰竭癥狀的患者，根據(jù)ETT測(cè)定的MET水平分為3組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)能力差的患者RDW 水平明顯高于中、高度運(yùn)動(dòng)能力組，證明RDW 值升高的患者運(yùn)動(dòng)能力可能受損。Nishiyama等［33］探討RDW 是否與CAD 患者運(yùn)動(dòng)耐受受損有關(guān)，結(jié)果表明，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練顯著提高后，RDW 與促紅細(xì)胞生成素水平變化呈正相關(guān)，且均明顯降低；運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練使AT、VO2peak明顯增加，且VO2peak與RDW 呈顯著負(fù)相關(guān)。該研究首次證實(shí)降低RDW 與降低CAD患者的紅細(xì)胞生成素水平相關(guān)，提示RDW 的異質(zhì)性可能由髓系紅細(xì)胞增殖引起。其次，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能增強(qiáng)CAD 患者運(yùn)動(dòng)耐受性，提高VO2peak，降低RDW，改善預(yù)后。RDW 反映氧轉(zhuǎn)運(yùn)能力，而氧轉(zhuǎn)運(yùn)能力的降低可能是心血管疾病RDW 升高與預(yù)后不良的潛在機(jī)制之一。Hong等［34］在研究中證實(shí)了高RDW 與慢性心力衰竭（心衰）患者的VO2peak和二氧化碳通氣斜率（VE/VCO2slope）獨(dú)立相關(guān)，RDW 升高與心衰患者的運(yùn)動(dòng)耐力下降及通氣效率低下有關(guān)，并可能是心衰進(jìn)一步加重的跡象。

Alshawabkeh等［35］研究了RDW 與成人先天性心臟病不良預(yù)后關(guān)系，發(fā)現(xiàn)RDW 增高與紐約心臟協(xié)會(huì)心功能分級(jí)（NYHA）惡化存在相關(guān)性，即RDW 升高與VO2peak降低、VE/VCO2slope增大相關(guān)，這一趨勢(shì)與CPET 預(yù)測(cè)術(shù)后心衰結(jié)果類似。因此，我們推測(cè)RDW 與非心臟手術(shù)后心血管并發(fā)癥也存在相關(guān)性。

4 存在的問題及展望

上述研究證實(shí)CPET參數(shù)與RDW 均能不同程度地預(yù)測(cè)非心臟手術(shù)后心血管并發(fā)癥，且兩者之間存在內(nèi)在聯(lián)系，但檢索國內(nèi)外文獻(xiàn)，未發(fā)現(xiàn)二者聯(lián)合應(yīng)用于非心臟手術(shù)后心血管并發(fā)癥的相關(guān)研究。因此，有必要進(jìn)一步探究CPET聯(lián)合RDW 預(yù)測(cè)非心臟手術(shù)后心血管并發(fā)癥的潛在價(jià)值，為臨床上更好地預(yù)測(cè)術(shù)后心血管風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生、預(yù)防提供依據(jù)。

雖然CPET有良好的應(yīng)用前景，且有研究支持術(shù)前行CPET 作為非心臟手術(shù)后心血管并發(fā)癥的預(yù)測(cè)手段，但其實(shí)際臨床應(yīng)用仍有限。既往研究多與胸、腹外科手術(shù)相關(guān)，其他外科領(lǐng)域相對(duì)較少。總之，RDW 聯(lián)合CPET 參數(shù)預(yù)測(cè)非心臟手術(shù)后心血管并發(fā)癥較單一指標(biāo)更具價(jià)值，但仍需要進(jìn)一步研究。