慢性心力衰竭患者二氧化碳通气当量的异常

摘要

介绍．微通气(VE)与二氧化碳生成(VCO)之间的关系_2.)其特征是通风与二氧化碳产生的瞬时比率，即CO的通风当量_2.(VEqCO_2.）.我们假设达到最低VEqCO所花费的时间_2.（达到VEqCO2最低点的时间）可能是慢性心力衰竭（CHF）患者的预后标志物。方法.患者和健康对照组在跑步机上进行症状受限的心肺运动试验（CPET），以达到意志力衰竭。结果．423例CHF患者(平均年龄年；80%为男性）和78名健康对照组（62%为男性；年龄年)被招募。患者到VEqCO2最低点的时间短于对照组(年代和年代;).全因死亡率的单变量预测因子包括峰值摄氧量()，VEqCO_2.最低点()，现在轮到VEqCO了_2.最低点(）.在经调整的Cox多变量比例危害模型中，峰值摄氧量()和VEqCO_2.最低点()是全因死亡率最显著的独立预测因子。结论. 到了VEqCO的时候了_2.CHF患者的最低点比正常人短，是后续死亡率的一个预测因子。

1.介绍

心肺运动试验（CPET）用于对心肺疾病患者的风险进行分层[1.］.在慢性心力衰竭(CHF)患者中，通气(VE)与二氧化碳生产(VCO)呈正线性关系_2.)，但这种关系的斜率大于正常情况，因此，对于给定的二氧化碳产生量，呼吸反应更大[2.–6.]。另一种表征分钟通风与二氧化碳产生之间关系的方法是通风与二氧化碳产生的瞬时比率，即CO的通风当量_2.(VEqCO_2.）.最近，我们证明了最低的VEqCO_2.(VEqCO_2.与其他CPET衍生变量相比，nadir）在疑似CHF患者中具有更大的预后价值[7.］.其他研究也报道了最低的VEqCO_2.具有与VE/VCO类似的预测能力_2.斜率是从整体运动中推导出来的[8.］.

在递增CPET期间，随着运动强度的增加，两组VCO均增加_2.并且VE线性增加，但是，VEqCO_2.在运动开始时下降，可能是由于死腔通气量减少。超过通气补偿点（VCP），乳酸产生导致通气量相对于二氧化碳产生量增加，从而导致VEqCO_2.上升。虽然CHF患者有相同的VEqCO模式_2.与正常受试者一样，在运动期间，心衰越严重，VEqCO增加_2.运动接近尾声时变得更加明显[9].在受影响最严重的患者中，VEqCO_2.从锻炼开始就增加[9].我们假设到达VEqCO所需的时间_2.与健康对照组相比，CHF患者的最低点较短，因此可能是一个重要的预后指标。

2.方法

赫尔和东骑术伦理委员会批准了这项研究，所有患者都提供了知情同意。我们招募了有呼吸困难症状(NYHA功能分级II-III)的社区心力衰竭诊所的连续患者，这些患者在调查中被发现有左心室收缩功能障碍。临床资料包括既往病史、药物及吸烟史。临床检查包括评估体重指数(BMI)、心率、节律和血压。如果患者因非心脏限制(如骨关节炎)而不能运动或有严重的呼吸系统疾病(定义为预测FEV)，则被排除在外_1.< 70%)。

心力衰竭的定义是:当前存在心衰症状，或有经持续治疗控制的症状史，左心室收缩功能受损。左心室功能由三名训练有素的操作者之一进行二维超声心动图测定。左心室功能评估分为正常、轻度、轻度至中度、中度、中度至重度和重度损害，由第二名操作者对第一名操作者的评估不进行评估;当对左室功能不全的严重程度有分歧时，联合第三位术者复查超声心动图，并达成共识。在可能的情况下，按照Schiller及其同事的指导原则，使用Simpson 's公式计算左室射血分数[10]，如果左室射血分数为≤当无法计算LVEF时，如果LVEF≤45或至少存在“轻度至中度”损伤。

患者在跑步机上进行症状限制的最大CPET，使用修改的Bruce方案，增加0阶段(2.74 km)·H^−1.和0%梯度)。用Oxycon Delta代谢车(VIASYS Healthcare Inc.， Philadelphia, PA, USA)测量代谢气体交换。峰值摄氧量(pVO)_2.)为平均VO_2.最后30场这是一种锻炼。通气无氧阈值（AT）采用V斜率法计算[11].VE和VCO之间关系的梯度_2.（VE/VCO）_2.(坡度)，利用整个试验的数据，通过线性回归分析得到。的VEqCO_2.运动开始到结束的关系画了出来。每次连续30秒的读数都取平均值，最低的读数被定义为VEqCO_2.最低点(7.].到达VEqCO所需的时间_2.以秒为单位报告最低点。峰值呼吸交换率（pRER）计算为平均VCO_2./签证官_2.最后30秒运动的比例。为比较目的，我们还纳入了没有心脏、呼吸或肌肉骨骼限制的健康对照组。随机邀请两名当地全科医生作为健康对照。

2.1.统计分析

我们使用SPSS（17.0版）进行统计分析。连续变量以平均值±标准差表示，分类数据以百分比表示。通过Kolmogorov-Smirnov检验评估连续变量的正态性。自始至终使用5%统计显著性的任意水平（双尾）。独立的T-检验用于测量CHF患者与健康对照组之间的差异。所有幸存者都被跟踪了至少12个月，因此我们给出了12个月存活的可能性。使用受试者操作特征(ROC)曲线来确定12个月生存率最强的预测变量的值。在我们的ROC分析中，我们报告了曲线下面积(AUC)的95%置信区间(CI)、敏感性、特异性和最佳截断点。为了定义最佳切点，我们使用最接近ROC曲线左上角的点，通常称为(0,1)准则。

所有基线变量(表1.)作为潜在的单变量死亡率预测指标，使用Cox分析，我们调整了年龄、性别、BMI、心衰病因和左室功能障碍的严重程度(无、轻微、轻微、轻到中、中、中到重、严重)。模型构建基于反向消元法(P入口值<0.05;P>0.1)。采用后向似然比方法的多变量Cox比例风险模型，从所有重要的候选预测变量中确定全因死亡率的独立预测变量。结果测量为全因死亡率。对最强的候选预测因子绘制Kaplan-Meier生存曲线;用最优切点对数据进行二分。


变量(平均值±SD)	心力衰竭患者	健康对照组	价值观*

N	423	78	—
男性(%)	80	62	0.0001 *
年龄（年）	63 (12)	61 (11)	0.529
体重指数（kg·m）^−2.)	28日(5)	26 (3)	0.001 *
左室射血分数（%）	36 (6)	60 (6)	0.0001 *
pVO_2.(毫升·公斤^−1.·闵^−1.)	22.3 (8.1)	36.2 (8.8)	0.0001 *
VE / VCO_2.斜率(全)	33.8 (7.7)	27.7 (3.0)	0.0001 *
VEqCO_2.最低点	32.4 (6.2)	26.5 (3.0)	0.0001 *
时间VEqCO_2.最低点（s）	327 (514)	514 (187)	0.0001 *
(毫升·公斤^−1.·闵^−1.)	15.2 (5.7)	23.4 (6.6)	0.0001 *
r峰	1.07 (0.10)	1.08 (0.06)	0.223
运动持续时间(s)	564 (250)	881 (256)	0.0001 *
心率（休息）（心跳）·闵^−1.)	76 (15)	72 (12)	0.079
心率(峰值)(心跳)·闵^−1.)	136 (30)	165 (20)	0.0001 *
收缩压(静息)(mmHg)	137 (25)	148 (20)	0.0001 *
收缩压（峰值）（毫米汞柱）	172 (36)	199 (22)	0.0001 *
舒张压(静息)(mmHg)	84 (15)	90 (9)	0.0001 *
舒张压（峰值）（毫米汞柱）	93 (22)	101 (21)	0.003 *
循环利尿剂(%)	67	—	—
ACE-I（%）	75	—	—
β受体阻滞剂(%)	77	—	—

BMI：体重指数；LVEF：左室射血分数；pVO_2.:峰值摄氧量;ACE-I:血管紧张素转化酶抑制剂;峰值RER:呼吸交换比峰值;:无氧阈值;英国石油(BP):血压;* CHF与健康对照组的差异，．

3.结果

423例CHF患者(平均年龄年；80%男性；左室射血分数；峰值VO_2.22.3±8.1 mL·kg^−1.·闵^−1.；VE / VCO_2.坡)被纳入研究。在这些患者中，75%使用ACE抑制剂，77%使用受体阻滞剂，67%使用环类利尿剂。78名健康受试者(62%为男性;年龄健康对照组的峰值摄氧量较高，VE/VC较低O2坡度，和下VEqCO_2.最低点（表1）1.）.时间VEqCO_2.患者的最低点短于对照组(327±204 s)年代;)但这两组的运动时间占总运动时间的百分比相似(%与%;)我们对62名NYHA III级患者进行了亚组分析，发现VEqCO的时间_2.最低点显著降低( s）与其他症状较轻的患者相比(年代;）.我们还按性别进行了亚组分析，发现VEqCO的时间_2.男性之间的最低点非常相似()和女性(年代;；）.

在患者中，进行VEqCO的时间_2.最低点与年龄相关(；)及LVEF (；)，但与BMI (；）.时间VEqCO_2.最低点与峰值摄氧量相关(；)，与VE/VCO均呈负相关_2.斜坡(；)和VEqCO_2.最低点(；).散点图，显示与VEqCO之间的关联_2.低谷，峰值摄氧量和VE/VCO_2.患者和对照组的斜率如图所示1.和2.．

118例(28%)患者在随访期间死亡。幸存者的中位随访为年。CPET结果的单变量预测因子如表所示2.除静息心率外，所有候选变量均为显著的单变量预测因子。全因死亡率的最强单变量预测因子为峰值摄氧量, VEqCO_2.最低点()，VE/VCO_2.斜坡()，现在轮到VEqCO了_2.最低点(）.根据年龄、性别、BMI和左室功能障碍严重程度调整的Cox多变量比例风险模型中，峰值摄氧量(；HR = 0.91;95%可信区间0.88 - -0.95;)和VEqCO_2.最低点(HR=1.12；95%可信区间1.04-1.20；)是死亡率最显著的独立预测因子。


变量	价值	人力资源		95%可信区间	卡方

峰值摄氧量	0.0001	0.891	0.862	0.920	53
VEqCO_2.最低点	0.0001	1.095	1.068	1.122	47.9
VE / VCO_2.坡	0.0001	1.060	1.041	1.079	31.7
时间VEqCO_2.最低点*	0.0001	0.705	0.523	0.905	24.0
运动高峰时的心率	0.0001	0.995	0.978	0.992	18．5
收缩压（静息）	０．００１	0.986	0.978	0.994	12．0
舒张压(静息)	0.02	0.977	0.963	0.991	9．3
心率(rest)	0.744	1.002	0.990	1.014	０.１

人力资源:风险比;95% CI: 95%置信区间;*调整HR与VEqCO时间增加10 s相关_2.最低点

ROC曲线分析时间与VEqCO的关系_2.最低点（和两个VEqCO_2.最低点和峰值VO_2.)和12个月的全因死亡率如图所示3.．时间VEqCO_2.最低(AUC = 0.75;；95% ci = 0.67-0.84;敏感性= 81;特异性= 62;最佳切割点= 250 s);VEqCO_2.最低点(AUC = 0.81;；95%可信区间=0.74–0.89；敏感性=86；特异性=62；最佳切点=33）；峰值VO_2.(AUC = 0.76;；95%可信区间=0.67–0.85；敏感性=86；特异性=57；最佳切点=20 毫升·千克^−1.·闵^−1.)与12个月全因死亡率的关系相似。采用ROC分析确定的最佳切割点构建Kaplan-Meier生存曲线_2.最低点（图4.)，VEqCO_2.最低点（图5.)，及_2.（图6.）.

图3

_2. _2. _2. _2. _2. ^−1. ^−1. 显示VEqCO值的接收机工作特性曲线最低点，时间到了最低点，和最高摄氧量预测12个月的全因死亡率。VEqCO最低点：；；95% ci = 0.74-0.89;敏感性= 86;特异性= 62;最优切点= 33;时间VEqCO最低点：；；95%可信区间=0.67–0.84；敏感性=81；特异性=62；最佳切点=250 s、峰值VO: auc = 0.76;；95%可信区间=0.67–0.85；敏感性=86；特异性=57；最佳切点=20 毫升·千克·闵．

4.讨论

我们已经证明了VEqCO的时间_2.CHF患者的最低点明显低于对照组。据我们所知，之前没有研究评估时间对VEqCO的预后价值_2.太阳和他的同事们[12的VEqCO值最低_2.(VEqCO_2.在健康对照组中，最稳定的通气低效标志物是nadir。在最大运动测试期间，VEqCO_2.最低点出现在通气无氧阈值附近，出现在“中等”运动强度期间。VE和VCO_2.与通气补偿点(VCP)线性相关。超过这一点(在剧烈运动到最大运动时)，VE相对于VCO增加_2.取决于pH值和PaCO_2.[12］.

CHF患者在运动开始时出现过度的呼吸反应;即VE/VCO_2.从运动一开始坡度就不正常。VE/VC升高的原因有很多O2坡度，包括增加的死空间和由此产生的“浪费”通风[13–15，早期代谢性酸中毒[16]，以及化学受体和能受体的过度激活[17,18］.VEqCO的陨落_2.运动开始时，至少部分原因是运动开始时固定解剖死腔通气量占总通气量的比例减少，但高原期后的增加是由于非一氧化碳所致_2.通风的刺激，无论是乳酸的产生或通风的替代刺激，如麦角反射[9,19].去VEqCO的时间越短_2.最低点反映了非一氧化碳的较早发生（以及更重要的影响）_2.对CHF患者通气的刺激。

我们发现时间与VEqCO之间有很强的关系_2.最低点和死亡率。是时候去VEqCO了_2.最低点是一个重要的单变量预测全因死亡率的指标，尽管峰值摄氧量和VEqCO优于最低点_2.多变量生存模型中的最低点。我们之前已经证明，峰值摄氧量[20]和VEqCO_2.最低点(7.]是CHF患者全因死亡率的独立预测因子。其他研究者也报告了类似的发现[8.,21］.

我们的研究的一个局限性是，我们没有单个患者/对照的复测CPET数据;因此，我们无法确定VEqCO时间的重现性_2.健康或患病人群的最低点。

心肺运动测试提供了两种广泛的预后变量:运动能力的测量，如峰值VO_2.，反映了泵、呼吸机与抽肌之间的复杂关系;以及对运动的呼吸反应的测量，如VE/V二氧化碳斜率或时间到VEqCO_2.最低点，反映了CHF对通气的异常刺激。是时候去VEqCO了_2.CHF患者最大CPET后的最低点比正常人短，是随后死亡率的预测因子。

5.临床信息

(一)心肺运动测试对于心血管疾病（包括CHF）患者规定适当的运动量变得越来越重要。(2)与年龄匹配的对照组相比，CHF患者对运动的通气反应异常。(iii)对运动的代谢反应是危险的重要预测因子，在CHF患者康复计划前后应进行监测。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

致谢

这项研究没有从任何公共、商业或非营利部门的资助机构获得具体的资助。

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