慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease,COPD）是以持续存在气流受限为特征的可以预防和治疗的疾病，病情呈渐进性进展[1]。此病常年反复发作，严重影响患者的生活质量和劳动能力。COPD稳定期患者的治疗，现有措施仍以支气管扩张、祛痰和长期家庭氧疗为主，但效果不能满足患者日常生活需求[2]。COPD全球倡议（global initiative for chronic obstructive lung disease,GOLD)2019年修订版提出了中国特色COPD康复方法，明确了肺康复治疗在改善患者长期预后方面的重要性[3]。而肺康复处方需要根据心肺运动试验（cardiopulmonary exercise test,CPET）的结果来制订，且有研究表明，CPET是一种优于肺功能试验（pulmonary function test,PFT）的对COPD患者呼吸损伤程度测定的方法[4]。CPET可以对受试者气体交换能力、运动能力的受限进行定量评估，在疾病的鉴别诊断、预后评估、医疗干预效果评价、运动处方制订等方面具有重要的临床价值[5,6]。但CPET检查操作仪器价格昂贵，检查时间长且检查风险较高。而身体成分检查操作简单，能快速分析人体的组成成分。既往对于身体成分和CPET的相关性研究多数是针对正常人或冠心病患者[7,8]。有研究表明COPD患者最大运动能力与BMI、去脂体质量（FFM）、腿部肌肉量（LBMlegs）相关[9,10,11]。本研究旨在分析COPD患者身体成分参数与CPET结果的相关性，并探讨身体成分检查是否能预测COPD患者的心肺运动功能，为不能进行CPET检查的COPD患者预测最大运动能力、制订康复处方以及为COPD患者合理营养支持治疗提供一定的理论依据。

1、对象与方法

1.1 研究对象

回顾性选取2021年7月—2022年3月于中日友好医院进行身体成分检测和CPET检测的稳定期COPD患者77例。本研究已获得中日友好医院伦理委员会审批同意（2022-KY-141），所有研究对象知情同意并签署知情同意书。

1.2 纳排标准

1.2.1 纳入标准：

参照GOLD 2020[12]相关标准，明确诊断为COPD的患者，且疾病处于稳定期。

1.2.2 排除标准：

排除急性加重期的患者及有CPET禁忌证的患者。急性加重的判断标准[13]：呼吸系统症状恶化超出日间变异，如气促加重伴喘息、胸闷、咳嗽加剧、痰量增加等症状，并由此需改变其药物治疗。CPET禁忌证包括[14]：未控制的急性冠脉综合征；急性心力衰竭；有症状的重度主动脉瓣狭窄、严重主动脉缩窄或降主动脉瘤；急性主动脉夹层；急性心肌炎、心包炎或心内膜炎；有症状或血流动力学不稳定的严重心律失常；严重的缓慢性心律失常；急性肺栓塞及肺梗死；急性呼吸衰竭；未控制的哮喘；休息时外周血氧饱和度<85%；急性下肢深静脉血栓；近期发生非心脏原因可影响运动能力的疾病，或患有可因运动而加剧病情的疾病。

1.3 资料收集

1.3.1 人口统计学数据：

从患者的身体成分报告和CPET报告中收集患者的人口统计学数据（即性别、年龄等）。

1.3.2 身体成分：

应用身体成分分析仪MC-780MA进行检测，采用8点接触式电极法直接测定人体各部分的阻抗值。采集的测量指标包括：BMI、体脂率（BFP）、骨骼肌质量指数（SMI）、去脂体质量指数（FFMI）等。

1.3.3 CPET：

采用德国耶格公司的Master Screen心肺运动功能仪踏车。调节室内温度和湿度（温度20～25℃，湿度45%～60%），每天校准环境、容量、气体，以保证CPET检测的准确性。

1.3.3. 1 CPET检测前准备：

受试者穿舒适的衣服、鞋子，禁烟和咖啡2 h，检查之前不要做其他运动，向患者介绍CPET流程和注意事项，签署知情同意书。

1.3.3. 2 测试方法及步骤：

CPET检查前先做肺通气功能测试。根据患者的体型、疾病状况、日常活动能力选择功率递增的幅度。所选功率递增幅度以患者能保持CPET测试8～12 min为宜。测试过程中，患者先静坐3 min，采集静息时的呼吸循环系统相关数据。再进行3 min的无负荷踏车，然后进入到以Ramp方案负荷连续递增的（5～25 W/min）的运动测试。测试期间患者的蹬车转速需保持在55～65 r/min，也可以用节拍器辅助患者保持转速。若没有终止的指征，鼓励患者尽可能坚持运动。

1.3.3. 3 终止CPET测试的标准[15]:

(1）出现中度至重度心绞痛。（2）出现眩晕、共济失调、发绀或面色苍白、严重疲乏、呼吸困难等。（3）心电图示相邻导联ST段水平型或下斜型压低≥0.2 m V，持续2 min及以上；ST段弓背向上型抬高≥0.1 m V。（4）出现严重心律失常，如二至三度房室传导阻滞、室性心动过速、频发室性早搏、新发快速心室率的心房颤动等。（5）随着功率递增，收缩压下降≥10 mm Hg(1 mm Hg=0.133 k Pa）或持续低于基线血压；或收缩压≥220 mm Hg和/或舒张压≥110 mm Hg。（6）因下肢无力或肌肉疼痛、痉挛，导致踏车转速明显下降。（7）受试者要求终止运动。

1.3.3. 4 测得的CPET指标：

在运动中检测受试者最高运动状态时摄氧量（peak VO2）、最高运动状态时代谢当量（peak METs）、最高运动状态时运动负荷（peak Load）、最大分钟通气量（peak VE）、最高运动状态时心率（peak HR）、最高运动状态时氧脉搏（peak O2pulse）、摄氧效率斜率（OUES）。

1.4 统计学方法

采用SPSS 25.0软件进行统计处理。符合正态分布的计量资料以表示，不符合正态分布的计量资料以M(P25,P75）表示，计数资料以相对数表示。相关性分析采用Pearson相关或Spearman秩相关分析。再将相关分析P<0.01的预测变量纳入多元线性回归模型，同时调整协变量年龄、性别、第1秒用力呼气末容积（FEV1），分析身体成分与心肺运动功能的关系。以P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

2.1 患者基本临床资料

77例患者中，男60例（77.9%），女17例（22.1%）；年龄64(58,69）岁；BMI(24.8±3.9)kg/m2；身体成分：BFP(25.47±6.95)%,SMI(8.77±1.33)kg/m2,FFMI18.02(16.04,19.37)kg/m2；肺功能：FEV1(2.12±0.82)L,FEV1占预计值百分比（FEV1%pred)79.9%(62.9%,89.1%);COPD GOLD分级：轻度（FEV1≥80%)38例（49.35%），中度（50%≤FEV1<80%)30例（38.96%），重度（30%≤FEV1<50%)5例（6.49%），极重度（FEV1<30%)4例（5.19%);CPET:peak VO2 1 358.00(1 079.25,1 692.55)m L/min,peak METs(5.76±1.57),peak Load 100.0(77.0,129.5)W,peak VE(56.78±18.16)L/min,peak HR(141.36±22.05）次/min,peak O2pulse(88.65±20.60)m L/次，OUES 1 691.00(1 245.85,2 069.70）。

2.2 COPD患者的身体成分和CPET指标的相关性分析

相关性分析结果显示，BFP与peak METs呈负相关（P<0.01);SMI与peak VO2、peak Load、peak VE、peak HR、peak O2pulse、OUES呈正相关（P<0.01);FFMI与peak VO2、peak Load、peak VE、peak O2pulse、OUES呈正相关（P<0.01），见表1。

2.3 多元线性回归分析

分别以peak VO2、Peak METs、peak Load、peak VE、peak HR、peak O2pulse、OUES为因变量，以相关分析P<0.01的体成分变量为自变量，同时调整协变量性别、年龄、FEV1，多元线性回归分析结果显示，SMI、FFMI与COPD患者peak Load、peak VE、peak O2pulse、OUES呈独立正相关，BFP与COPD患者peak METs呈独立负相关（P<0.05）。其中在因变量为peak Load、peak VE、peak O2pulse、OUES的多元线性回归分析中，SMI的β值高于FFMI，见表2。  

表1 COPD患者身体成分与心肺运动指标的相关分析 

3、讨论

COPD主要累及肺部，但也会引起肺外多器官受累及骨骼肌萎缩等全身性反应[10]。BMI曾是评估COPD患者营养状况最常用的工具，但体质量变化和BMI分类并没有考虑身体成分的变化，包括脂肪和肌肉分布。随着身体成分学的发展，临床能更加简单、快速地了解人体组成、分析营养状况。有研究表明，中国COPD患者发生营养不良的情况较为普遍[15]。而营养不良的情况可以通过体成分中的FFMI等指标降低来体现[16]。有研究表明，低FFMI与总体死亡率和COPD死亡率增加相关，即使在BMI正常的受试者中，低FFMI也与总体死亡率的增加有关[17]。也曾有研究表明BMI与COPD患者的CPET结果有一定的相关性[9]，但本研究表明，COPD患者的运动能力与身体成分结果相关性更大。所以应该更加注重身体成分的结果而不是单纯地进行BMI分析。

COPD患者气流受限严重程度与营养不良相关，通气不足增加能量消耗，应采用营养支持疗法联合康复改善体质和运动耐力[18]。有研究通过6分钟步行试验证明了营养不良患者的运动能力较低[15]，本研究结果与之相一致。本研究表明，COPD患者的BFP与peak METs呈独立负相关。有研究表明，代谢当量值每增加1个单位，生存率会增加12%[11]。所以肥胖的人寿命和运动能力会相对降低。

本研究表明，COPD患者SMI、FFMI与CPET中的peak Load、peak VE、peak O2pulse、OUES呈独立正相关。所以肌肉指数高的患者运动时可以达到更高的运动功率、更大的分钟通气量、更高的氧脉搏以及更高的OUES。在因变量为peak Load、peak VE、peak O2pulse、OUES的多元线性回归分析中SMI的β值高于FFMI，说明SMI对于COPD患者踏车CPET的结果peak Load、peak VE、peak O2pulse、OUES的影响程度大于FFMI。这可能是由于SMI只反映骨骼肌，而FFMI反映的肌肉除了骨骼肌，还有平滑肌和心肌。所以骨骼肌对COPD患者心肺运动能力影响较大。COPD患者更应该加强营养，增加蛋白质的摄入。对于不能进行CPET检查的COPD患者可以通过身体成分的结果预测患者的运动能力，为患者制订肺康复运动处方提供理论依据。

本研究的局限性：本研究为单中心的回顾性研究，纳入分析的样本量有限，该医疗单位的COPD人群疾病严重程度可能并不能类推到全国各地区的COPD患者。而且不同医疗单位所用的踏车设备、操作人员不同也会对试验结果产生影响。本研究结论有待于大样本量、多中心研究进一步证实。此外，本研究患者的基线心血管功能状况、日常活动水平、药物治疗等因素均可影响运动试验的结果，有待于纳入多维生理指标和疾病特征的临床研究进一步探讨。

4、小结

BFP与COPD患者peak METs呈独立负相关，SMI、FFMI与COPD患者peak Load、peak VE、peak O2pulse、OUES呈独立正相关。肌肉量与COPD患者的运动能力呈正相关，身体成分测定结果可以作为COPD患者运动能力预测、指导康复运动、合理营养支持治疗的重要标准。

作者贡献：于春艳提出主要研究目标，负责研究的构思与设计，研究的实施，撰写论文；董芬、雷洁萍进行数据的收集与整理，统计学处理，表格的绘制与展示；夏金根、曲木诗玮进行论文的修订；杨汀、杨天祎、李晓盼负责文章的质量控制与审查，对文章整体负责，监督管理。

表2 COPD患者身体成分与心肺运动指标相关性的多元线性回归分析

参考文献:

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[3]陈亚红. 2019年GOLD慢性阻塞性肺疾病诊断､治疗及预防全球策略解读[J].中国医学前沿杂志(电子版),2019,11(1):1-14.

[8]白瑾,赵威,徐昕晔,等.冠心病患者体成分与运动能力的相关性[J].北京大学学报(医学版),2014,46(6):854-858.

[9]周锋,刘锦铭,孙兴国.慢性阻塞性肺疾病患者BMI指数对心肺运动耐力的影响[C]//中华医学会呼吸病学年会——2011(第十二次全国呼吸病学学术会议)论文汇编.广州,2011:411-412.

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基金资助:中国医学科学院医学与健康科技创新工程(2021-12M-1-049);

文章来源:于春艳,董芬,雷洁萍,等.慢性阻塞性肺疾病患者身体成分与心肺运动能力的相关性研究[J].中国全科医学,2024,27(29):3629-3634.