对于大部分早期非小细胞肺癌患者而言,手术为首选的治疗方案,而普通胸外科手术的风险性介于中高危到高危之间,术后肺部并发症发生率较高,因此术前心肺储备功能评估十分重要。评估方法包括临床上普遍使用的肺功能测定、血气分析、屏气试验、6 分钟步行试验等,除此之外,心肺运动试验的使用也越来越广泛。本文主要综述肺切除患者的术前心肺储备功能评估,旨在帮助临床医师做出最有利于患者的临床决策,降低不良反应的发生率,改善患者预后。
引用本文: 苏梦丹, 魏蔚. 肺切除患者术前心肺储备功能评估的应用进展. 中国胸心血管外科临床杂志, 2021, 28(9): 1125-1129. doi: 10.7507/1007-4848.202010069 复制
肺癌是目前为止全球范围内发病率和死亡率最高的疾病[1]。我国 Ⅲ 期或更高级别的非小细胞肺癌行肺切除后 5 年生存率为 22.2%[2],美国肺癌患者的 5 年生存率为 15.6%[3]。随着人口老龄化的进展,肺癌患者基础疾病也增加了手术的危险性,包括高血压、缺血性心脏病、慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)等,尤其是循环以及呼吸系统相关性疾病,无疑会影响肺癌患者预后,再加之手术过程中的单肺通气、麻醉操作以及手术刺激不仅会引起患者全身应激反应,还可能导致患者术中通气血流比例失调、循环波动、心律失常以及术后肺部并发症(postoperative pulmonary complications,PPCs)[4]等相关并发症的发生。因此对于肺癌患者的术前心肺储备功能评估十分重要。本文就目前针对肺切除术患者术前心肺功能储备评估的发展与应用现状进行综述,比较其优势与不足,旨在为肺切除患者的围手术期管理提供参考指标。
1 肺功能测定
1.1 肺功能测定的发展和应用现状
肺功能测定包括肺通气功能测定以及肺弥散功能测定。肺通气功能测试主要反映气道顺应性以及储备功能,肺弥散功能主要反映可利用肺泡膜面积、厚度以及肺毛细血管容积。对于拟行肺切除手术的患者,术前第一秒用力呼气量(forced expiratory volume in one second,FEV1)与肺一氧化碳弥散量(diffusing capacity of the lungs for carbon monoxide,DLCO)是客观评价患者能否耐受肺切除手术的关键指标。Miller[5]指出:术前每分钟最大通气量占预测值百分比(MVV%)>55%,FEV1>2.0 L 可耐受单侧全肺切除,MVV%>40%;FEV1>1.0 L 可耐受肺叶切除,MVV%>35%,FEV1>0.6 L 可耐受肺段或者肺楔形切除;低于以上标准的 FEV1 与 DLCO 将增加术后并发症的发生率以及死亡率[6]。一项多中心研究[7]显示,气流受限[FEV1/用力肺活量(FVC)<70%]是导致患者发生 PPCs 的重要因素。而对于术前肺通气功能正常的患者,弥散功能同样也是肺切除后并发症的重要预测因素[8-9],不能因通气功能正常而忽略弥散功能的测定。一般认为,DLCO>80% 预计值可耐受肺切除术,而不需要行其它辅助检查,反之则需要进一步的术前评估。DLCO<60% 预计值,患者死亡风险增加[10]。术前可根据患者拟切除的手术范围计算出术后 FEV1 与 DLCO 预测值,计算公式为:术后 FEV1 预测值(PPO-FEV1)=术前实测 FEV1×剩余肺段数/总肺段数。Sawabata 等[11]的研究表明,PPO-FEV1 与术后 DLCO 预测值(PPO-DLCO)也能预测患者行肺切除后发生并发症的风险。
术前肺功能检测对于胸外科手术患者是十分必要的,肺功能检测可在术前识别出呼吸功能不全的患者,这类患者可进行肺康复训练改善肺功能后再行手术,以降低手术及麻醉风险。肺功能差的患者不仅发生 PPCs 的风险增加,术后 ICU 停留时间长、呼吸机脱机时间以及住院时间均会延长。
1.2 肺功能测定的优势和不足
肺功能测定是胸科手术术前常规的检查项目,是对患者能否耐受单肺通气、术后是否发生呼吸系统并发症的初步筛查,具有无创、简便、可行性高的优点。且肺癌手术患者合并肺部疾病者较多,例如合并 COPD[12]以及间质性肺疾病等,肺功能测定能较好地量化患者疾病严重程度,为患者手术方式以及病变切除范围提供参考。但肺功能测定仍有一些不足之处,例如需要患者的密切配合,否则结果可能出现偏差。其次,肺通气功能极低的患者术后发生心肺并发症的风险较大,但轻中度通气功能障碍对于相关并发症的预测能力并不强。最后,肺功能测定要求患者在静息状态下进行,其提供的指标无法反映麻醉状态下及手术应激下整个心肺以及氧供的储备功能,更无法体现患者在负荷递增状态下的心肺储备功能,为确保患者术中安全以及减少术后并发症的发生,需要其它术前评估手段。
2 血气分析
2.1 血气分析的发展和应用现状
血气分析是利用血气酸碱分析仪直接测定血液中 pH、二氧化碳分压(PaCO2)、氧分压(PaO2)等指标,从而对机体的呼吸功能以及内环境状态进行评估的一种方法,对于术前合并呼吸系统疾病的患者具有重要意义。
对于拟行肺切除手术的肺癌患者而言,手术会切除部分肺组织或者是单侧全肺,术后多种原因会导致患者血氧分压下降,比如肺容积减少导致的通气-血流比例失调、患者因疼痛刺激导致的胸廓活动受限、麻醉药物代谢不全引起的呼吸抑制以及肺组织水肿导致的肺换气功能障碍,所以术前基础 PaCO2、PaO2 较为重要,其可以直观反映患者肺换气功能以及体内血液运送气体的能力,从而判断患者是否能耐受肺切除术。通常认为不吸氧情况下测得的 PaO2<60 mm Hg 或 PaCO2>45 mm Hg 是肺切除术的禁忌证[13]。术前 PaO2 低的患者术中单肺通气时更易发生低氧血症[14]。高碳酸血症(PaCO2>45 mm Hg)并不是不良预后的独立危险因素[15],它仅代表肺通气障碍以及较差的肺储备功能。Fernandes 等[16]认为低氧血症与心脏并发症有关,主要是心律失常,但并未发现高碳酸血症与预后之间存在关联。一项针对血气分析与肺切除患者长期生存率关系的研究[17]表明,PaCO2 正常组的 5 年生存率要高于 PaCO2 异常组,表明 PaCO2 在预测患者的远期预后方面可能有一定优势。
2.2 血气分析的优势与不足
动脉血气分析优势在于不受环境、患者自身配合程度的影响,能够直观地反映患者在不吸氧状态下是否存在缺氧和二氧化碳蓄积,从而评估患者对于缺氧的耐受能力。不足之处在于患者肿瘤所处部位不同,导致相邻支气管或肺组织受压迫而出现阻塞性肺不张,不张的肺叶多存在一定程度的通气-血流比例失调,手术切除病变部位后,剩余的肺顺应性得到改善,反而可以解除患者术前的低 PaO2 状态,因此这类患者术前低 PaO2 的原因需要更进一步的分析。另外,血气分析为有创操作,可能造成皮下血肿或者穿刺部位感染等并发症。
3 屏气试验
3.1 屏气试验的发展与应用现状
屏气试验是让受试者取坐位,深吸气末屏气,直到无法忍受后呼气为止,记录深吸气末到呼气开始的时间,正常值>30 s,20~29 s 提示肺功能中等,<20 s 提示肺功能重度受损。
屏气试验过程中患者肺泡内 PaO2 下降以及 PaCO2 升高,人为造成缺氧状态,屏气时间的长短可以反映患者对缺氧的耐受能力以及碱储备能力。对于拟行肺切除术的患者而言,屏气试验时间短(<30 s)则术中单肺通气时低氧血症发生率高达 25%[18],PPCs 的发生率也会增加。
3.2 屏气试验的优势与不足
屏气试验的优点在于方法简单易行,无特殊设备要求,在病房即可进行。其次,临床医师可在较短的时间内对患者的肺功能有一个初步判断。不足之处在于受到患者自身意志力因素影响较大,敏感性较低,误差较大。其次,屏气试验过程中患者交感神经兴奋,导致血压升高,对于血管调节能力较差的患者而言,发生心脑血管意外的风险增加。所以目前在临床上仅作为一种肺功能评估的补充方法使用。
4 6 分钟步行试验
4.1 6 分钟步行试验的发展与应用现状
6 分钟步行试验(6-minute walk test,6MWT)作为一种亚极量运动试验,因其接近于患者的日常活动,易被患者接受,在临床上被普遍应用于评估 COPD 患者预后[19]。具体方法是记录患者 6 min 快速步行的距离,试验结束后行 Borg 评分,评价患者运动后呼吸困难及疲乏程度,综合评估运动量和心输出量,其结果受到患者心肺功能储备功能、骨骼肌肉运动功能以及神经系统功能等共同影响。
目前 6MWT 可用于肺切除患者的术前评估,若步行距离>400 m 则可耐受肺切除手术[20]。6MWT 还为术后患者制定康复方案提供指导,旨在保护患者剩余心肺功能,将手术对患者的影响降到最低。最近一项关于 6MWT 对上腹部手术术后 PPCs 的预测能力研究[21]表明,6MWT 预测 PPCs 的最佳临界值为 389 m,敏感度为 68.8%,特异度为 81.0%。而胸科手术特殊点在于手术会切除部分肺组织,肺切除患者术前 6MWT 低限值可能较普通手术患者的要求更为严格。Marjanski 等[22]的研究也证实了这一点,若 6MWT 距离<500 m 会增加术后并发症(60.6% vs. 36.9%,OR=2 631,95%CI 1.423~4.880)并延长住院时间。
4.2 6 分钟步行试验的优势与不足
6MWT 最大的优势是对环境要求低,简单方便易行。其次,其活动量接近患者日常活动,患者配合度及满意度较高。最后,对于合并慢性心功能不全的患者来说,6MWT 可客观评价其心功能,其价值在 COPD 患者身上也可以得到体现,可应用于 COPD 患者作为一种长期监测肺功能的方法[23]。不足之处在于 6MWT 结果受多种因素影响,例如患者身高、体重、吸氧能力、骨骼肌肉功能以及精神状态等,在这种情况下,仅依靠步行距离来评估患者心肺储备功能是不准确的。
5 心肺运动试验
5.1 心肺运动试验的发展与应用现状
心肺运动试验(cardiopulmonary exercise test,CPET)是一种能综合评估患者的呼吸系统、循环系统等多个系统对于运动负荷反应的测验方法。根据患者在运动过程中最大氧耗量(VO2max)、峰值氧耗量(VO2peak)、无氧阈值(AT)、以及基础生命体征、心电图(ECG)的变化,结合运动过程中新发的一些临床症状,例如胸痛、胸闷等,整体客观地体现患者对于运动负荷增加的耐受情况[24]。
由于 CPET 要求患者进行一定负荷下的运动,让患者心肺系统以及氧输送系统的储备功能得到充分调动,其过程在一定程度上模拟了肺切除术术后对于患者心肺系统产生的影响,临床医生通过相关指标即可在术前对患者心肺储备功能有一定预估,可以较全面地判断患者手术及麻醉耐受力。CPET 中与胸科手术 PPCs 发生相关的指标为 VO2max,它代表患者机体氧供的极限水平,是评价心肺功能的金标准。根据 2020 肺切除手术患者术前肺功能评估肺科共识[25],若 CPET 提示 VO2max>20 mL/(kg·min)或>75% 预计值,则患者可行包括全肺切除在内的手术治疗;若 VO2max 为 10~20 mL/(kg·min)或 35%~75% 预计值,则需根据患者切除范围计算预计术后最大摄氧量(PPO-VO2max),如果 PPO-VO2max>10 mL/(kg·min)或>35% 预计值,则建议按照所计算切除范围的手术治疗,但患者风险为相对高风险;若 VO2max<10 mL/(kg·min)或<35% 预计值,患者将被归为手术高风险组,需谨慎选择治疗方式,包括缩小手术范围重新计算或者选用非手术治疗方案。Brunelli 等[26]的研究表明 VO2max<12 mL/(kg·min)组的心脏并发症、肺部并发症、死亡率分别是 VO2max>20 mL/(kg·min)组的 5 倍、8 倍和 13 倍。在 Oga 等[27]的研究中发现 VO2peak 与患者病死率显著相关,是病死率的最重要预测因子。除了 VO2 相关指标以外,有研究表明可使用摄氧效率斜率(oxygen uptake efficiency slope,OUES)来评价患者心肺储备功能,且发现亚极量运动下的 OUES 值与 VO2peak 具有强相关性,能够反映患者的心肺储备功能,可能相对于患者进行极量运动才能得出的 VO2max 更具有优势。
5.2 心肺运动试验的优势与不足
CPET 通过相关指标的测量,能够客观、动态、全面地反映患者的心肺储备功能以及运动耐量,能够在早期发现隐匿性心血管疾病,对手术患者预后情况进行预估,同时能够指导心肺康复治疗方案制定,从而改善患者预后。不足之处在于 CPET 指标中的 VO2max 需要患者进行极量运动才能得到,极量运动可能会使得某些原发病加重从而造成严重后果,故对于年龄过小或过大的患者不适用[28];其次,CPET 需要特定的仪器才可测定,该仪器的普及与否也限制了其在临床上的应用。
6 总结与讨论
目前,肺癌已严重威胁到了人类的生命健康安全,早期识别非小细胞型肺癌并进行手术治疗可明显提高患者生存率、改善生活质量。肺切除患者术前心肺储备功能评估对确定手术方式与范围、优化麻醉方案、预测术后心肺并发症以及评估患者术后是否需要进入 ICU 进行呼吸循环支持等方面具有不可替代的作用。从初步的静态肺功能检查到现在应用广泛的运动负荷试验,均能在一定程度上从不同方面评估患者心肺储备功能,但大多数评估方法都有其局限性。通过对目前临床上使用的心肺储备功能评估方法的应用现状分析,我们发现:(1)常规的肺通气功能测定可以反映患者是否存在气流受限,但通气功能正常的患者不能忽略弥散功能的测定,更不能使用动脉血气分析结果代替弥散功能测定;(2)心肺储备功能的评估不能依靠独立指标来判断,有研究[29]发现,将 CPET 结果与 6MWT 中预测术后并发症的敏感指标结合的时候,其预测并发症的能力要强于单个敏感指标,并且敏感性与特异性均>80%,提示临床医生应该将多种指标结合分析,力求在术前对患者的心肺功能进行充分了解,尽早进行干预,以减少 PPCs 的发生;(3)相对于患者静息状态下的动脉血气,运动后血气分析中的血氧饱和度(SaO2)更加准确,有研究[30]表明,在步进装置上匀速攀登,运动后动脉血中 SaO2 下降程度≥4%,PPCs 发生率较大。可见运动负荷可以动态地体现患者生理负荷下循环、呼吸等系统对氧耗增加的反应与耐受情况,这也提示临床医生应当仔细分析患者运动负荷下心肺储备功能相关指标的动态变化,可最大限度地模拟患者在行肺切除术后的呼吸循环生理变化,从而起到指导手术方式、优化麻醉方案、制定术后康复方案的作用,改善肺切除患者预后。
利益冲突:无。
作者贡献:苏梦丹负责检索文献、撰写论文;魏蔚负责选题、提出建设性意见、审校和修改论文。
肺癌是目前为止全球范围内发病率和死亡率最高的疾病[1]。我国 Ⅲ 期或更高级别的非小细胞肺癌行肺切除后 5 年生存率为 22.2%[2],美国肺癌患者的 5 年生存率为 15.6%[3]。随着人口老龄化的进展,肺癌患者基础疾病也增加了手术的危险性,包括高血压、缺血性心脏病、慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)等,尤其是循环以及呼吸系统相关性疾病,无疑会影响肺癌患者预后,再加之手术过程中的单肺通气、麻醉操作以及手术刺激不仅会引起患者全身应激反应,还可能导致患者术中通气血流比例失调、循环波动、心律失常以及术后肺部并发症(postoperative pulmonary complications,PPCs)[4]等相关并发症的发生。因此对于肺癌患者的术前心肺储备功能评估十分重要。本文就目前针对肺切除术患者术前心肺功能储备评估的发展与应用现状进行综述,比较其优势与不足,旨在为肺切除患者的围手术期管理提供参考指标。
1 肺功能测定
1.1 肺功能测定的发展和应用现状
肺功能测定包括肺通气功能测定以及肺弥散功能测定。肺通气功能测试主要反映气道顺应性以及储备功能,肺弥散功能主要反映可利用肺泡膜面积、厚度以及肺毛细血管容积。对于拟行肺切除手术的患者,术前第一秒用力呼气量(forced expiratory volume in one second,FEV1)与肺一氧化碳弥散量(diffusing capacity of the lungs for carbon monoxide,DLCO)是客观评价患者能否耐受肺切除手术的关键指标。Miller[5]指出:术前每分钟最大通气量占预测值百分比(MVV%)>55%,FEV1>2.0 L 可耐受单侧全肺切除,MVV%>40%;FEV1>1.0 L 可耐受肺叶切除,MVV%>35%,FEV1>0.6 L 可耐受肺段或者肺楔形切除;低于以上标准的 FEV1 与 DLCO 将增加术后并发症的发生率以及死亡率[6]。一项多中心研究[7]显示,气流受限[FEV1/用力肺活量(FVC)<70%]是导致患者发生 PPCs 的重要因素。而对于术前肺通气功能正常的患者,弥散功能同样也是肺切除后并发症的重要预测因素[8-9],不能因通气功能正常而忽略弥散功能的测定。一般认为,DLCO>80% 预计值可耐受肺切除术,而不需要行其它辅助检查,反之则需要进一步的术前评估。DLCO<60% 预计值,患者死亡风险增加[10]。术前可根据患者拟切除的手术范围计算出术后 FEV1 与 DLCO 预测值,计算公式为:术后 FEV1 预测值(PPO-FEV1)=术前实测 FEV1×剩余肺段数/总肺段数。Sawabata 等[11]的研究表明,PPO-FEV1 与术后 DLCO 预测值(PPO-DLCO)也能预测患者行肺切除后发生并发症的风险。
术前肺功能检测对于胸外科手术患者是十分必要的,肺功能检测可在术前识别出呼吸功能不全的患者,这类患者可进行肺康复训练改善肺功能后再行手术,以降低手术及麻醉风险。肺功能差的患者不仅发生 PPCs 的风险增加,术后 ICU 停留时间长、呼吸机脱机时间以及住院时间均会延长。
1.2 肺功能测定的优势和不足
肺功能测定是胸科手术术前常规的检查项目,是对患者能否耐受单肺通气、术后是否发生呼吸系统并发症的初步筛查,具有无创、简便、可行性高的优点。且肺癌手术患者合并肺部疾病者较多,例如合并 COPD[12]以及间质性肺疾病等,肺功能测定能较好地量化患者疾病严重程度,为患者手术方式以及病变切除范围提供参考。但肺功能测定仍有一些不足之处,例如需要患者的密切配合,否则结果可能出现偏差。其次,肺通气功能极低的患者术后发生心肺并发症的风险较大,但轻中度通气功能障碍对于相关并发症的预测能力并不强。最后,肺功能测定要求患者在静息状态下进行,其提供的指标无法反映麻醉状态下及手术应激下整个心肺以及氧供的储备功能,更无法体现患者在负荷递增状态下的心肺储备功能,为确保患者术中安全以及减少术后并发症的发生,需要其它术前评估手段。
2 血气分析
2.1 血气分析的发展和应用现状
血气分析是利用血气酸碱分析仪直接测定血液中 pH、二氧化碳分压(PaCO2)、氧分压(PaO2)等指标,从而对机体的呼吸功能以及内环境状态进行评估的一种方法,对于术前合并呼吸系统疾病的患者具有重要意义。
对于拟行肺切除手术的肺癌患者而言,手术会切除部分肺组织或者是单侧全肺,术后多种原因会导致患者血氧分压下降,比如肺容积减少导致的通气-血流比例失调、患者因疼痛刺激导致的胸廓活动受限、麻醉药物代谢不全引起的呼吸抑制以及肺组织水肿导致的肺换气功能障碍,所以术前基础 PaCO2、PaO2 较为重要,其可以直观反映患者肺换气功能以及体内血液运送气体的能力,从而判断患者是否能耐受肺切除术。通常认为不吸氧情况下测得的 PaO2<60 mm Hg 或 PaCO2>45 mm Hg 是肺切除术的禁忌证[13]。术前 PaO2 低的患者术中单肺通气时更易发生低氧血症[14]。高碳酸血症(PaCO2>45 mm Hg)并不是不良预后的独立危险因素[15],它仅代表肺通气障碍以及较差的肺储备功能。Fernandes 等[16]认为低氧血症与心脏并发症有关,主要是心律失常,但并未发现高碳酸血症与预后之间存在关联。一项针对血气分析与肺切除患者长期生存率关系的研究[17]表明,PaCO2 正常组的 5 年生存率要高于 PaCO2 异常组,表明 PaCO2 在预测患者的远期预后方面可能有一定优势。
2.2 血气分析的优势与不足
动脉血气分析优势在于不受环境、患者自身配合程度的影响,能够直观地反映患者在不吸氧状态下是否存在缺氧和二氧化碳蓄积,从而评估患者对于缺氧的耐受能力。不足之处在于患者肿瘤所处部位不同,导致相邻支气管或肺组织受压迫而出现阻塞性肺不张,不张的肺叶多存在一定程度的通气-血流比例失调,手术切除病变部位后,剩余的肺顺应性得到改善,反而可以解除患者术前的低 PaO2 状态,因此这类患者术前低 PaO2 的原因需要更进一步的分析。另外,血气分析为有创操作,可能造成皮下血肿或者穿刺部位感染等并发症。
3 屏气试验
3.1 屏气试验的发展与应用现状
屏气试验是让受试者取坐位,深吸气末屏气,直到无法忍受后呼气为止,记录深吸气末到呼气开始的时间,正常值>30 s,20~29 s 提示肺功能中等,<20 s 提示肺功能重度受损。
屏气试验过程中患者肺泡内 PaO2 下降以及 PaCO2 升高,人为造成缺氧状态,屏气时间的长短可以反映患者对缺氧的耐受能力以及碱储备能力。对于拟行肺切除术的患者而言,屏气试验时间短(<30 s)则术中单肺通气时低氧血症发生率高达 25%[18],PPCs 的发生率也会增加。
3.2 屏气试验的优势与不足
屏气试验的优点在于方法简单易行,无特殊设备要求,在病房即可进行。其次,临床医师可在较短的时间内对患者的肺功能有一个初步判断。不足之处在于受到患者自身意志力因素影响较大,敏感性较低,误差较大。其次,屏气试验过程中患者交感神经兴奋,导致血压升高,对于血管调节能力较差的患者而言,发生心脑血管意外的风险增加。所以目前在临床上仅作为一种肺功能评估的补充方法使用。
4 6 分钟步行试验
4.1 6 分钟步行试验的发展与应用现状
6 分钟步行试验(6-minute walk test,6MWT)作为一种亚极量运动试验,因其接近于患者的日常活动,易被患者接受,在临床上被普遍应用于评估 COPD 患者预后[19]。具体方法是记录患者 6 min 快速步行的距离,试验结束后行 Borg 评分,评价患者运动后呼吸困难及疲乏程度,综合评估运动量和心输出量,其结果受到患者心肺功能储备功能、骨骼肌肉运动功能以及神经系统功能等共同影响。
目前 6MWT 可用于肺切除患者的术前评估,若步行距离>400 m 则可耐受肺切除手术[20]。6MWT 还为术后患者制定康复方案提供指导,旨在保护患者剩余心肺功能,将手术对患者的影响降到最低。最近一项关于 6MWT 对上腹部手术术后 PPCs 的预测能力研究[21]表明,6MWT 预测 PPCs 的最佳临界值为 389 m,敏感度为 68.8%,特异度为 81.0%。而胸科手术特殊点在于手术会切除部分肺组织,肺切除患者术前 6MWT 低限值可能较普通手术患者的要求更为严格。Marjanski 等[22]的研究也证实了这一点,若 6MWT 距离<500 m 会增加术后并发症(60.6% vs. 36.9%,OR=2 631,95%CI 1.423~4.880)并延长住院时间。
4.2 6 分钟步行试验的优势与不足
6MWT 最大的优势是对环境要求低,简单方便易行。其次,其活动量接近患者日常活动,患者配合度及满意度较高。最后,对于合并慢性心功能不全的患者来说,6MWT 可客观评价其心功能,其价值在 COPD 患者身上也可以得到体现,可应用于 COPD 患者作为一种长期监测肺功能的方法[23]。不足之处在于 6MWT 结果受多种因素影响,例如患者身高、体重、吸氧能力、骨骼肌肉功能以及精神状态等,在这种情况下,仅依靠步行距离来评估患者心肺储备功能是不准确的。
5 心肺运动试验
5.1 心肺运动试验的发展与应用现状
心肺运动试验(cardiopulmonary exercise test,CPET)是一种能综合评估患者的呼吸系统、循环系统等多个系统对于运动负荷反应的测验方法。根据患者在运动过程中最大氧耗量(VO2max)、峰值氧耗量(VO2peak)、无氧阈值(AT)、以及基础生命体征、心电图(ECG)的变化,结合运动过程中新发的一些临床症状,例如胸痛、胸闷等,整体客观地体现患者对于运动负荷增加的耐受情况[24]。
由于 CPET 要求患者进行一定负荷下的运动,让患者心肺系统以及氧输送系统的储备功能得到充分调动,其过程在一定程度上模拟了肺切除术术后对于患者心肺系统产生的影响,临床医生通过相关指标即可在术前对患者心肺储备功能有一定预估,可以较全面地判断患者手术及麻醉耐受力。CPET 中与胸科手术 PPCs 发生相关的指标为 VO2max,它代表患者机体氧供的极限水平,是评价心肺功能的金标准。根据 2020 肺切除手术患者术前肺功能评估肺科共识[25],若 CPET 提示 VO2max>20 mL/(kg·min)或>75% 预计值,则患者可行包括全肺切除在内的手术治疗;若 VO2max 为 10~20 mL/(kg·min)或 35%~75% 预计值,则需根据患者切除范围计算预计术后最大摄氧量(PPO-VO2max),如果 PPO-VO2max>10 mL/(kg·min)或>35% 预计值,则建议按照所计算切除范围的手术治疗,但患者风险为相对高风险;若 VO2max<10 mL/(kg·min)或<35% 预计值,患者将被归为手术高风险组,需谨慎选择治疗方式,包括缩小手术范围重新计算或者选用非手术治疗方案。Brunelli 等[26]的研究表明 VO2max<12 mL/(kg·min)组的心脏并发症、肺部并发症、死亡率分别是 VO2max>20 mL/(kg·min)组的 5 倍、8 倍和 13 倍。在 Oga 等[27]的研究中发现 VO2peak 与患者病死率显著相关,是病死率的最重要预测因子。除了 VO2 相关指标以外,有研究表明可使用摄氧效率斜率(oxygen uptake efficiency slope,OUES)来评价患者心肺储备功能,且发现亚极量运动下的 OUES 值与 VO2peak 具有强相关性,能够反映患者的心肺储备功能,可能相对于患者进行极量运动才能得出的 VO2max 更具有优势。
5.2 心肺运动试验的优势与不足
CPET 通过相关指标的测量,能够客观、动态、全面地反映患者的心肺储备功能以及运动耐量,能够在早期发现隐匿性心血管疾病,对手术患者预后情况进行预估,同时能够指导心肺康复治疗方案制定,从而改善患者预后。不足之处在于 CPET 指标中的 VO2max 需要患者进行极量运动才能得到,极量运动可能会使得某些原发病加重从而造成严重后果,故对于年龄过小或过大的患者不适用[28];其次,CPET 需要特定的仪器才可测定,该仪器的普及与否也限制了其在临床上的应用。
6 总结与讨论
目前,肺癌已严重威胁到了人类的生命健康安全,早期识别非小细胞型肺癌并进行手术治疗可明显提高患者生存率、改善生活质量。肺切除患者术前心肺储备功能评估对确定手术方式与范围、优化麻醉方案、预测术后心肺并发症以及评估患者术后是否需要进入 ICU 进行呼吸循环支持等方面具有不可替代的作用。从初步的静态肺功能检查到现在应用广泛的运动负荷试验,均能在一定程度上从不同方面评估患者心肺储备功能,但大多数评估方法都有其局限性。通过对目前临床上使用的心肺储备功能评估方法的应用现状分析,我们发现:(1)常规的肺通气功能测定可以反映患者是否存在气流受限,但通气功能正常的患者不能忽略弥散功能的测定,更不能使用动脉血气分析结果代替弥散功能测定;(2)心肺储备功能的评估不能依靠独立指标来判断,有研究[29]发现,将 CPET 结果与 6MWT 中预测术后并发症的敏感指标结合的时候,其预测并发症的能力要强于单个敏感指标,并且敏感性与特异性均>80%,提示临床医生应该将多种指标结合分析,力求在术前对患者的心肺功能进行充分了解,尽早进行干预,以减少 PPCs 的发生;(3)相对于患者静息状态下的动脉血气,运动后血气分析中的血氧饱和度(SaO2)更加准确,有研究[30]表明,在步进装置上匀速攀登,运动后动脉血中 SaO2 下降程度≥4%,PPCs 发生率较大。可见运动负荷可以动态地体现患者生理负荷下循环、呼吸等系统对氧耗增加的反应与耐受情况,这也提示临床医生应当仔细分析患者运动负荷下心肺储备功能相关指标的动态变化,可最大限度地模拟患者在行肺切除术后的呼吸循环生理变化,从而起到指导手术方式、优化麻醉方案、制定术后康复方案的作用,改善肺切除患者预后。
利益冲突:无。
作者贡献:苏梦丹负责检索文献、撰写论文;魏蔚负责选题、提出建设性意见、审校和修改论文。