无症状先天性心脏病患者心脏储备功能的评价

摘要: 目的 探讨无症状先天性心脏病(CHD)患者的心脏储备功能,为拟定治疗方案提供依据。 方法 应用Jaeger公司生产的运动心肺功能仪(功率自行车),采用ramp-pattern方案,对20例无症状CHD患者(研究组)和20例健康人(对照组)作心肺运动试验,记录两组心肺功能指标,包括摄氧量(VO2)、公斤摄氧量(VO2/kg)、增加负荷(功
率)、二氧化碳排出量(VCO2),以得出最大摄氧量(VO2max)、最大公斤摄氧量(VO2max/kg)、无氧阈时的摄氧量(ATVO2)、最大心率(HRmax)等结果。 结果 研究组术后6个月VO2max、VO2max/kg和ATVO2显著高于术前(P=0.039,0.027,0.013),HRmax显著低于术前(P=0.001);研究组术前VO2max、VO2max/kg和ATVO2显著低于对照组(P=0.001,0.001,0.001);研究组术后6个月VO2max、VO2max/kg和HRmax显著低于对照组(P=0.043,0.024,0.001)。 结论 无症状CHD患者心脏储备功能减低,术后6个月心功能较术前明显改善,但尚未达到正常水平,窦房结对运动的反应减弱。
关键词: 先天性心脏病; 心肺运动试验; 心脏储备功能
无症状的先天性心脏病(congenital heart disease, CHD)在CHD中较常见,患者均无临床症状。实际上,此类患者无论入学后无症状或近几年无症状,而在婴幼儿时期都易出现呼吸道感染等症状;另外,许多患者均有临床症状,但很轻。这类患者是否
需要早期手术治疗,目前尚无定论[1,2]。当患者有明显的临床症状时,心功能已失代偿,加上肺血管疾病和心律失常,已增加了手术风险,影响预后。我们于1998年10月~2000年1月通过心肺运动试验,对20例无症状CHD患者的心脏储备功能进行了探讨,
为心脏外科医师拟定治疗方案提供依据。
1 资料与方法
1.1 一般临床资料和分组
根据是否患有CHD分为两组。研究组:20例无症状室间隔缺损(VSD)患者(体检发现),男9例,女11例;年龄8~13岁,平均年龄10.3±1.7岁;平均身高140.1±7.0cm;平均体重34.9±5.5 kg。所有患者均无临床症状、呼吸系统疾病、贫血和运动系统疾病。超声心动图示VSD直径4.3~7.0mm,隔瓣下型缺损11例,单纯膜部缺损6例,干下型缺损2例,肌部缺损1例。所有患者均在全身麻醉中度低温、心脏局部深低温、体外循环下行心内直视修补术。对照组:健康人20例,男10例,女10例,其入选标准为:(1)年龄8~13岁;平均身高141.8±7.8cm;平均体重35.9±5.4 kg;(2)无心血管、呼吸和运动系统疾病;(3)无贫血,血红蛋白(Hb)浓度均在正常范围;(4)非运动员或体育爱好者。两组年龄、身高、体重差别均无显著性意义(P=0.57)。
1.2 监测指标和方法
研究组患者于术前和术后6个月行心肺运动试验,受试者均于受试前1天熟悉卧式踏车,于餐后2~3小时进行试验,调节功率自行车坐椅高度,胸前置心电图监测电极,采用Jaeger公司生产的运动心肺功能仪(功率自行车,ERGO-OXYSCREEN),采用ramp-pattern方案[3],即连续递增(斜坡式)运动方案。首先在无负荷时,以50 r/min蹬2分钟,然后以每2分钟递增25W的速度递增功率,直至受试者出现心悸、气促和腿疲劳不能运动或心率达预计值的90%后停止。整个运动期间行心电图监测。测试过程中,仪器不断收集患者的呼出气体,输入O2和二氧化碳(CO2)分析泵,定点取样分析。通过电脑处理系统在规定的负荷、时间下有计划地测量和记录受试者的心肺指标,包括摄氧量(VO2)、公斤摄氧量(VO2/kg)、增加负荷(功率)、CO2排出量(VCO2),以得出最大摄氧量(VO2max)、最大公斤摄氧量(VO2max/kg)、无氧阈时的摄氧量(ATVO2)、最大心率(HRmax)的结果。VO2max的判定标准:(1)心率稳定在接近理论最大心率;(2)运动负荷增加,而VO2稳定;(3)呼吸气体交换率>1.10;(4)不能维持50 r/min的踏车速率。至少具备以上3项即可确定VO2max。无氧阈(AT)的判定标准:(1)运动中达一定功率后,通气量(MV)相对升高的拐点;(2)运动中达一定功率后,VCO2相对升高的拐点;(3)运动中达一定功率后,VCO2与VO2的交点;(4)运动中达一定功率后,呼出气氧浓度(FO2%)相对下降的拐点;(5)运动中达一定功率后,O2通气当量(MV/VO2)呈现相对升高的拐点,同时CO2通气当量(MV/VCO2)未见降低;(6)运动中达一定功率后,呼吸商(RQ)相对升高
的拐点。具备以上4项即可确立AT。
1.3 统计学处理
文中数据处理采用均数±标准差(x-±s)表示,检测结果输入计算机SPSS系统,应用方差分析,两两比较采用t检验进行统计学分析。
2 结 果
受试者均达到VO2max,心悸、疲劳或气促是运动终止的唯一原因。组内比较:研究组术后6个月VO2max、VO2max/kg和ATVO2显著高于术前(P=0.039,0.027,0.013),HRmax显著低于术前(P=0. 001)。组间比较:研究组术前VO2max、VO2max/kg和ATVO2显著低于对照组(P=0.001,0.001,0.001),两组HRmax比较差别无显著性意义(P=0.415);研究组术后6个月VO2max、VO2max/kg和HRmax显著低于对照组(P=0.043,0.024,0.001),ATVO2与对照组比较有降低趋势,但差别无显著性意义(P=0.420)。

3 讨 论
本组患者按NYHA心功能分级均属于Ⅰ级,但这种方法明显受主观因素的影响。心肺运动试验是在运动负荷下了解心血管和呼吸系统的状态,动态观察和测定人体心血管和肺功能的多项指标,可检测出静息时不能发现的病理生理改变。VO2max是人体在极量运动中、动员机体各种储备功能所能摄取的最大氧量。机体运氧能力取决于心功、肺功能和Hb。运动生理研究表明,最大运动负荷时肺通气量大于当时耗氧所需的通气量,因此,呼吸系统正常时,通气对达到VO2max无限制作用。Woodsen[4]报道,Hb不低于110 g/L,对VO2升高无明显影响。本组CHD患者均无呼吸系统疾病,平均Hb 137g/L,无1例低于110g/L。根据Fick的公式:VO2max=心率×每搏量×动静脉氧差,运动中VO2max取决于心排血量和组织摄氧量。Rubin等[5]报道,心脏病患者组织摄氧功
能无明显损害。因此,无肺部疾病的CHD患者从理论上讲,VO2max主要取决于运动时心排血量的增加,反映CHD患者的心脏储备功能。Fredriksen等[6]报道,CHD患者与正常对照组比较,VO2max显著降低。我们的研究结果也表明,研究组患者VO2max、VO2max/kg显著低于对照组(P<0.01)。Raymond等[7]报道,无症状CHD患者心肺运动试验结果正常。但本组患者年龄偏大(8~13岁),病史较长,由于长期左向右分流,致使左心负荷增加,心脏储备功能也受到明显影响。因此,我们主张无症状的CHD患者也应抓住适宜时机及时手术。本组患者心脏手术后6个月VO2max、VO2max/kg较术前明显增高,但仍低于对照组,表明心功能较术前明显改善,但尚未恢复至正常,这可能与以下因素有关:(1)窦房结对运动的反应减弱,表现为窦房结变时性功能不全,导致运动
过程中心排血量不能随运动负荷的增加而增加[8,2];(2)手术创伤和缺乏运动训练。
理论上,AT指尚未发展为代谢性酸中毒时能够维持的最高VO2,是做功耐受力潜在能力的重要指标,心脏病病情加重,AT时的VO2则降低。Palange等[9]报道,VO2max减低,AT减低,低VO2/△Watt模式是心血管功能被损害的证据,并与心脏功能损害程度的高度相关。另外,AT不受CHD患者主观意识的影响,客观性较强[10]。因此,联合观察AT指标能客观地评价CHD患者的心脏储备功能。我们的研究发现,研究组患者术前AT时VO2显著低于对照组,术后6个月显著高于术前。

心肺运动试验中,由于神经体液因素的影响,心率增加,心肌收缩力加强,使心排血量增加,以满足运动系统组织代谢的需要。Weber等[11]研究表明,在逐级增量运动中,HRmax随心功能不全加重而降低。我们的研究结果表明,术前研究组HRmax较对照组有降低趋势,但差别无显著性意义,术后6个月HRmax显著低于术前(P<0.01)。提示本组患者术前窦房结对运动的反应尚在正常范围,但心内修补术后却明显减弱。这可能是心脏术后6个月心脏储备功能不能完全恢复正常的原因之一。患者心脏术后窦房结变时性功能不全可能与以下因素有关:(1)通过右心耳上腔静脉插管直接或间接增加了损伤窦房结区域或窦房结动脉的危险性[12]。(2)体外循环创伤伴弹性纤维组织增生,可能直接或间接损害窦房结的完整性[8]。

无症状CHD患者术前心脏储备功能减低,术后6个月心脏储备功能较术前明显改善。为了获得良好的预后和恢复劳动力,在应用心电图、超声心动图检查的同时,选择适宜的病例,采用心肺运动试验评价无症状CHD患者心脏的储备功能,可为心脏外科医师拟定治疗方案提供一定的理论依据。