慢性阻塞性肺疾病合并肺心病患者定量CT 肺功能參數與心率變異性的關系

范莉莎 陳峰 俞紅梅

慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種以氣流受限為特征的肺部疾病，氣流受限不完全可逆，呈進行性發展[1]。隨著病情進展，COPD 可導致肺心病，嚴重影響患者健康[2]。定量CT 檢查現已能夠無創性評價肺組織相關的密度及容積指標，間接反映肺功能，已成為一種形態和功能并重的評價手段[3]。心率變異性（heart rate variability，HRV）是指竇性心律在一定時間段內，逐次心動周期之間的時間變異數，是反映交感與副交感神經張力與平衡的重要指標，已在臨床評估慢性心力衰竭等心臟疾病中廣泛應用[4]。有研究表明肺心病患者的心臟自主神經功能易受到疾病本身的影響，從而發生HRV 異常，同時其肺功能亦受影響[5]。本研究旨在分析COPD 合并肺心病患者定量CT 肺功能參數與HRV 的關系，現將結果報道如下。

1 對象和方法

1.1 對象 選擇2020 年3 月至2021 年12 月桐鄉市第一人民醫院收治的COPD 患者160 例，其中75例單純COPD 患者作為COPD 組，85 例COPD 合并肺心病患者作為肺心病組。另擇同期健康志愿者65名作為對照組。COPD 組男57 例，女18 例，年齡30～76（59.79±10.68）歲，病程5～16（9.49±1.56）年。肺心病組男64 例，女21 例，年齡30～74（58.64±10.13）歲，病程5～18（9.67±1.82）；根據肺心病分級將肺心病組分為輕度亞組32 例、中度亞組30 例、重度亞組23 例[6]。對照組男49 名，女16 名，年齡33～75（59.02±9.85）歲。3 組對象性別、年齡比較，差異均無統計學意義（均P＞0.05）。納入標準：符合《內科學》第8 版中COPD 合并肺心病的診斷標準[6]；心電圖、X 線胸片及超聲心動圖符合肺心病的表現；意識清楚，能夠配合行定量CT、HRV 檢查。排除標準：近期使用過吸入性糖皮質激素及長效抗膽堿能藥物等；合并嚴重腦血管疾??；合并冠心病、心律失常及心臟瓣膜病等心臟??；妊娠或哺乳期；合并嚴重肝腎功能不全、惡性腫瘤及神經系統疾病。本研究經本院醫學倫理委員會審查通過（批準文號：202001-002），3 組對象均知情同意。

1.2 方法

1.2.1 定量CT 肺功能檢查 3 組對象均接受定量CT 檢查。采用美國飛利浦高端CT Brilliance ICT 掃描儀（128 排256 層），檢查前進行呼吸訓練，直至3組對象能在最大吸氣末屏氣，檢查時仰臥位，囑檢查對象深吸氣屏氣，掃描肺底至肺尖。設置管電壓為120 kV，準直128 mm×0.625 mm，有效管電流為250 mA，螺距為0.915，旋轉時間0.5 s，矩陣1024×1024，層厚、層間距均為5 mm，采用Lung Enhanced算法進行圖像重建，層厚、層間距為1 mm。掃描結束后應用后處理工作站分析數據，觀察并記錄肺功能參數呼氣末肺容積/ 吸氣末肺容積（end-expiratory lung volume/end-inspiratory lung volume，Vex/Vin）、呼氣末與吸氣末CT 平均肺密度比值 [ratio of end-expiration and end-inspiratory CT average lung density，MLD（ex/in）]，采用閾值法，以-950 Hu 為閾值，分析后自動獲得低密度衰減區占全肺體積比例（low attenuation area percentage，LAA%），其閾值低于-950 Hu。

1.2.2 HRV 相關指標檢查 3 組對象均采用美國飛利浦DigiTrak XT 動態心電記錄儀觀察24 h 動態心電圖變化情況。檢測低頻頻域為0.04～0.15 Hz，高頻頻域為0.16～0.40 Hz，HRV 相關指標包括竇性RR 間期標準差（standard deviation of the normal to normal inter beat intervals，SDNN）、每5 min 竇性RR 間期平均值的標準差（standard deviation of average of N-N intervals，SDANN）、鄰近竇性RR 間期長度差的均方根（root mean square of the successive differences，rMSDD）、相鄰竇性RR 間期之差＞50 ms的心搏個數占所有心搏個數的百分數（percentage of NN50 in the total number of N-N intervals，PNN50）。

1.3 統計學處理 采用SPSS 23.0 統計軟件。計量資料以表示，多組比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用SNK-q檢驗。計數資料組間比較采用χ2檢驗。采用Pearson 相關分析定量CT 肺功能參數與HRV 的相關性。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3 組對象定量CT 肺功能參數比較 3 組對象LAA%、Vex/Vin、MLD（ex/in）比較，差異均有統計學意義（均P＜0.01）。COPD 組、肺心病組LAA%、Vex/Vin、MLD（ex/in）高于對照組，肺心病組上述指標高于COPD 組，差異均有統計學意義（均P＜0.01），見表1。

表1 3 組對象定量CT 肺功能參數比較

2.2 3 組對象HRV 相關指標比較 3 組對象SDNN、SDANN、rMSSD、PNN50 比較，差異均有統計學意義（均P＜0.01）。COPD 組、肺心病組的SDNN、SDANN、rMSSD、PNN50 低于對照組，肺心病組上述指標低于COPD 組，差異均有統計學意義（均P＜0.01），見表2。

表2 3 組對象HRV 相關指標比較

2.3 COPD 合并肺心病患者定量CT 肺功能參數和HRV 相關指標比較 3 個亞組COPD 合并肺心病患者LAA%、Vex/Vin、MLD（ex/in）、SDNN、SDANN、rMSSD、PNN50 比較，差異均有統計學意義（均P＜0.01）。中度亞組、重度亞組LAA%、Vex/Vin、MLD（ex/in）高于輕度亞組，重度亞組上述指標高于中度亞組，差異均有統計學意義（均P＜0.01）。中度亞組、重度亞組SDNN、SDANN、rMSSD、PNN50 低于輕度亞組，重度亞組上述指標低于中度亞組，差異均有統計學意義（均P＜0.01），見表3。

表3 COPD 合并肺心病患者定量CT 肺功能參數和HRV 相關指標比較

2.4 COPD 合并肺心病患者定量CT 肺功能參數與HRV 相關指標的關系分析 Pearson 相關性分析結果顯示，COPD 合并肺心病患者LAA%、Vex/Vin、MLD（ex/in）與SDNN、SDANN、rMSSD 及PNN50 均呈負相關（均P＜0.05），見表4。

表4 COPD 合并肺心病患者定量CT 肺功能參數與HRV 相關指標的關系分析

3 討論

COPD 是呼吸系統中的一種常見病和多發病，可致肺血管阻力持續升高，產生肺動脈高壓，引起右心室負荷加重，導致右心房、心室順應性下降，最終引起右心功能不全，導致肺心病的發生[7]。COPD 合并肺心病的發病率較高，且呈逐年增高的趨勢，增加患者死亡風險。隨著CT 及圖像后處理功能發展越來越成熟，采用定量CT 肺功能檢測方法來評估患者肺功能狀況已成為可能，有較強的臨床應用價值[8]。HRV 是目前公認的較為精確的評估心血管自主神經功能的方法[9]，但關于COPD 合并肺心病患者定量CT 肺功能參數與HRV 的關系尚不清楚。

Vex/Vin、MLD（ex/in）均為空氣潴留參數，其中Vex/Vin 由肺內血流、氣體及肺組織各部分組成，MLD（ex/in）是由肺內血液、氣體及肺組織相對比例決定。文獻報道CT 定量測量COPD 患者的Vex/Vin、MLD（ex/in）可反映肺部氣體潴留情況[10-11]。在呼吸運動中，影響此兩者的主要因素是肺內氣體含量變化，兩者均能通過深呼吸下動態觀察肺順應性改變，反映空氣潴留情況，其越小，則肺順應性越好，肺功能損傷越小。LAA 病理改變為呼吸性細支氣管的病理性擴張和肺泡壁的破壞，定量CT 測量采用吸氣末閾值法評價肺內LAA，其結果與病理改變相關性強[12]。HRV 能靈敏反映自主神經系統的活性，HRV的降低反映出交感神經的張力升高以及迷走神經的興奮性下降，可作為預測惡性心率失常及心臟性猝死等心臟疾病的最有意義的指標，也用于心源性疾病與非心源性疾病的分層[13]。

本研究結果顯示，3 組對象LAA%、Vex/Vin、MLD（ex/in）、SDNN、SDANN、rMSSD、PNN50 比較，差異均有統計學意義；COPD 組、肺心病組LAA%、Vex/Vin、MLD（ex/in）高于對照組，肺心病組上述指標高于COPD 組；COPD 組、肺心病組SDNN、SDANN、rMSSD、PNN50 低于對照組，肺心病組上述指標低于COPD 組。上述結果提示COPD 患者與COPD 合并肺心病患者的定量CT 肺功能相關參數增大，HRV 相關參數降低，且COPD 合并肺心病患者各參數變化更嚴重。已有研究指出，COPD 患者肺組織內密度減低區的比例與肺功能存在相關性，其比例越大，患者肺功能越差[14]。CT 肺密度指標的測量能客觀反映COPD 患者肺組織密度的減低程度，從而間接反映患者肺功能的降低[15]。COPD 患者細支氣管組織彈性降低，肺泡膨脹并發生病理性融合，造成肺氣腫及肺大泡形成，肺組織長期處于膨脹狀態，順應性降低。在COPD 合并肺心病時，由于肺動脈高壓的作用，支氣管管壁增厚，同時管腔狹窄，氣道壁明顯增厚，氣道梗阻程度更高，氣體潴留程度更嚴重，肺功能將進一步受到損害[16]。因COPD 患者存在氣流阻塞而致機體出現缺氧、二氧化碳分壓升高，會刺激頸動脈相關化學感受器及肺牽張感受器而導致交感神經興奮性增加和迷走神經張力的降低，從而出現HRV 指標的下降[17]。

本研究結果還顯示，3 個亞組LAA%、Vex/Vin、MLD（ex/in）、SDNN、SDANN、rMSSD、PNN50 比較，差異均有統計學意義；中度亞組、重度亞組LAA%、Vex/Vin、MLD（ex/in）高于輕度亞組，重度亞組上述指標高于中度亞組；中度亞組、重度亞組SDNN、SDANN、rMSSD、PNN50 低于輕度亞組，重度亞組上述指標低于中度亞組。上述結果提示定量CT 肺功能參數及HRV 參數均可能與COPD 合并肺心病患者的病情程度存在一定的關系。由于COPD 產生的肺動脈高壓作用，進一步加重了肺心病患者的病情，引起肺組織彈性顯著降低，小氣道阻力增大，空氣潴留增大，導致肺功能損傷逐漸加重。隨著COPD 合并肺心病患者的病情越來越重，氣道阻塞亦越嚴重，導致缺氧程度加重，而長期處于缺氧狀態會使機體自主神經功能受到不同程度的影響，導致其系統功能紊亂，從而出現不同程度的HRV 下降[18]。

本研究進一步采用Pearson 相關分析COPD 合并肺心病患者定量CT 肺功能參數與HRV 的關系，結果顯示，COPD 合并肺心病患者LAA%、Vex/Vin、MLD（ex/in）與SDNN、SDANN、rMSSD 及PNN50 均呈負相關。由于COPD 病變所致肺心病患者肺循環阻力增加、肺動脈高壓，導致管腔狹窄，氣體潴留程度加重，肺順應性降低，從而加重COPD 合并肺心病患者的肺功能損害[19]。COPD 合并肺心病患者肺功能損害程度越明顯，缺氧的程度越重，而長期處于缺氧狀態會使機體自主神經功能受到不同程度的影響，發生心臟結構變化，呼氣時較大的肺容積可能通過肺過度膨脹導致心臟受壓，最終會出現功能紊亂[20]。

綜上所述，COPD 合并肺心病患者定量CT 肺功能參數LAA%、Vex/Vin、MLD（ex/in）與HRV 參數SDNN、SDANN、rMSSD、PNN50 均能反映患者病情嚴重程度，且CT 肺功能參數與HRV 參數呈負相關。