譚春婷 王浩彥 崔永 高志

肺癌是常見的惡性腫瘤，目前手術(shù)仍是早期肺癌有效的治療方法之一。手術(shù)為創(chuàng)傷性治療，可能引起許多術(shù)后并發(fā)癥甚至導(dǎo)致患者死亡，故術(shù)前手術(shù)風(fēng)險評估很有必要[1]。目前靜息肺功能為評價手術(shù)風(fēng)險的常規(guī)方法，但對一些肺功能顯示風(fēng)險增加的患者，需要進(jìn)一步行心肺運動試驗（cardiopulmonary exercise testing, CPET）評估手術(shù)風(fēng)險[2]。

1 肺癌患者手術(shù)風(fēng)險

對于早期肺癌，尤其是無縱隔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移且臨床診斷為I期-II期的非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer,NSCLC）患者，手術(shù)切除是主要的治療手段[3]。外科手術(shù)的目的在于徹底清除病變，對于肺功能良好的患者，手術(shù)包括腫瘤的全部切除（解剖上的肺葉切除，雙肺葉切除或全肺切除）以及鄰近受累結(jié)構(gòu)和縱隔淋巴結(jié)清掃，以便準(zhǔn)確地分期。對于不能承受廣泛肺切除的患者可考慮行局部肺段切除或肺楔形切除術(shù)。肺癌手術(shù)方法包括開胸手術(shù)和電視胸腔鏡手術(shù)，對大部分患者，為了獲得較好的遠(yuǎn)期效果仍需開胸行標(biāo)準(zhǔn)的根治性手術(shù)[1]。開胸肺切除手術(shù)是創(chuàng)傷性治療，可引起患者呼吸生理紊亂、肺組織容量減少、膈肌運動障礙等，影響患者的通氣功能和換氣功能，加之手術(shù)操作本身及術(shù)前的麻醉、術(shù)后傷口疼痛致咳嗽排痰受限、術(shù)后血流動力學(xué)發(fā)生改變、血管床面積縮小、右心負(fù)荷加重，都會引起患者呼吸、循環(huán)系統(tǒng)紊亂，可導(dǎo)致術(shù)后出現(xiàn)并發(fā)癥，如呼吸衰竭、肺炎、肺不張、急性呼吸窘迫綜合征、肺水腫、肺栓塞、心肌梗死、心律失常、心臟衰竭、急性腎功能不全、敗血癥、休克、死亡等[4]。

2 肺癌手術(shù)風(fēng)險評估

2.1 靜息肺功能 開胸手術(shù)前一般常規(guī)進(jìn)行靜息肺功能檢查，常規(guī)肺功能指標(biāo)可反映氣道阻塞程度及患者的呼吸儲備、呼吸肌強度，可作為預(yù)測術(shù)后肺部并發(fā)癥的初篩[5]。肺切除手術(shù)方式不同，術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率也不同，切除肺組織愈多，手術(shù)范圍越大，術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率也越高。美國胸科醫(yī)師學(xué)會（American college of chest physicians, ACCP）建議能耐受肺切除術(shù)的肺功能測定值為：①全肺切除：第一秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second, FEV1）＞2 L，F(xiàn)EV1占預(yù)計值＞80%；②肺葉切除：FEV1＞1.5 L（1C）。如果患者存在不能解釋的呼吸困難或影像上存在彌漫性肺實質(zhì)疾病表現(xiàn)，則應(yīng)測定彌散功能[2]。如果FEV1或肺一氧化碳彌散量（diffusion capacity for carbon monoxide of the lung, DLCO）均＜80%預(yù)計值，應(yīng)計算預(yù)計術(shù)后肺功能。如果預(yù)計術(shù)后FEV1＜40%，或預(yù)計術(shù)后DLCO＜40%，則圍手術(shù)期死亡率和并發(fā)癥增加，建議這類患者行CPET[2,5]。

2.2 CPET的特點 CPET或運動心肺功能試驗是指伴有代謝測定的一項檢查，它通過綜合心肺功能，在一定功率負(fù)荷下檢測受試者運動過程中相關(guān)生理參數(shù)變化（包括運動氣體代謝、動態(tài)心電圖、血壓等），評估受試者呼吸、循環(huán)、神經(jīng)、骨骼肌肉等系統(tǒng)整體功能和儲備能力，所以它可反映細(xì)胞呼吸功能的變化[6]。與靜態(tài)肺功能檢查和一般心臟負(fù)荷試驗不同，它強調(diào)運動時心肺功能的相互作用和氣體交換作用，綜合反映心與肺在一定負(fù)荷下通氣量、攝氧量和二氧化碳排出量等代謝、通氣指標(biāo)及心電圖變化，反映人體的最大有氧代謝能力和心肺儲備能力，特別強調(diào)心肺功能的同步測定[7]。但CPET檢查儀器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、檢查指標(biāo)較多、受檢者配合程度要求較高、且具有一定的危險性，應(yīng)嚴(yán)格掌握檢查的適應(yīng)證和禁忌證。尤其對于合并心血管疾病的患者，在檢查過程中需密切觀察患者反應(yīng)、血壓及心電圖情況，而因腦血管疾病或身體畸形不能運動的患者則不能進(jìn)行該檢查[8]。

開胸手術(shù)可引起全身的系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)，氧耗可由靜息時的110 mL/(min·m2)增加到術(shù)后的170 mL/(min·m2)，即增加50%。并且，這種高水平的氧耗要持續(xù)很長時間，這需要足夠的心肺儲備才能滿足術(shù)后氧耗的增加[9]。CPET通過增加心肺及氧傳遞系統(tǒng)的負(fù)荷，使受試者的通氣量、攝氧量、二氧化碳產(chǎn)生量、脈率及心排血量都相應(yīng)增加，即增加整個心肺系統(tǒng)及氧運輸系統(tǒng)的負(fù)荷，在某種程度上與肺切除手術(shù)對患者施加的負(fù)荷相似，體現(xiàn)了在最大運動負(fù)荷下心肺運動耦聯(lián)的能力，故能比較全面地判斷患者對手術(shù)的耐受力[10]。從而幫助胸外科醫(yī)師確定手術(shù)的適應(yīng)證，減少術(shù)后并發(fā)癥。早在20世紀(jì)70年代就應(yīng)用于外科手術(shù)風(fēng)險性評估[11]。近年來，CPET在肺癌患者手術(shù)風(fēng)險評估領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。

2.3 其它肺癌手術(shù)風(fēng)險評估方法 如往返步行試驗、6分鐘步行試驗對預(yù)測肺切除手術(shù)風(fēng)險亦有一定價值，多認(rèn)為往返步行試驗中往返小于25次（250 m）或試驗過程中血氧飽和度降低＞4%的患者圍手術(shù)期死亡率和心肺并發(fā)癥風(fēng)險增加，而6分鐘步行試驗的距離對肺切除術(shù)風(fēng)險的預(yù)測作用目前尚無共識[2,5]。登樓試驗也可作為預(yù)測肺切除患者術(shù)后心肺并發(fā)癥的方法之一，并且相對安全而經(jīng)濟(jì)。一般認(rèn)為登3層樓的患者可行肺葉切除術(shù)，登5層樓的患者可耐受全肺切除術(shù)[12,13]。登樓試驗的層數(shù)與最大攝氧量（maximal oxygen uptake, VO2max）相關(guān)，Beckles等[14]認(rèn)為登樓大于5層的患者VO2max/kg＞20 mL/(kg·min)，登樓小于1層的患者VO2max/kg＜10 mL/(kg·min)。但相對于CPET而言，登樓試驗過程中登樓的速度、每層樓的臺階數(shù)、每級臺階的高度、終止運動的指征等尚缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[2]。

3 CPET在肺癌手術(shù)風(fēng)險評估中的應(yīng)用

1972年Reichel[11]首先報道了CPET在全肺切除手術(shù)術(shù)前評估的應(yīng)用，之后CPET在肺切術(shù)手術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用受到廣泛研究[15-17]。迄今，常用評估肺切除手術(shù)風(fēng)險的CPET指標(biāo)為VO2max、最大公斤攝氧量（VO2max/kg）、最大攝氧量占預(yù)計值%（VO2max%）和無氧閾（anaerobic threshold, AT）。

3.1 VO2max 指細(xì)胞最大的攝氧能力，指在運動的最后階段，即竭盡全力階段，循環(huán)和呼吸系統(tǒng)發(fā)揮最大作用時每分鐘攝取的氧量，一般等同于最大運動狀態(tài)下的攝氧量，即峰值攝氧量（VO2peak），若考慮到體重的影響，可用最大公斤攝氧量（VO2max/kg）表示。VO2max取決于循環(huán)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的功能，故呼吸和循環(huán)受限均可導(dǎo)致VO2max下降。

1982年Eugene等[15]即提出VO2max與肺切除術(shù)后死亡率密切相關(guān)。1984年Smith等[16]認(rèn)為VO2max應(yīng)用體重進(jìn)行校正，用最大公斤攝氧量（VO2max/kg）評估手術(shù)風(fēng)險更科學(xué)，提出VO2max/kg＞20 mL/(kg·min)手術(shù)風(fēng)險低，VO2max/kg＜15 mL/(kg·min)手術(shù)風(fēng)險高。1987年Bechard等[17]研究50例肺切除患者，結(jié)果認(rèn)為VO2max/kg＜10 mL/(kg·min)為高?；颊?。BTS在2001年發(fā)布的肺癌患者手術(shù)指南中認(rèn)為VO2max/kg＞15 mL/(kg·min)的患者手術(shù)風(fēng)險較低，而VO2max/kg＜15 mL/(kg·min)的患者手術(shù)風(fēng)險高[5]。2007年ACCP指南同樣推薦根據(jù)VO2max/kg值對擬行標(biāo)準(zhǔn)肺切除術(shù)的肺癌患者進(jìn)行危險度分級：VO2max/kg在15 mL/(kg·min)-20 mL/(kg·min)的患者一般能耐受手術(shù)，死亡率和心肺并發(fā)癥發(fā)生率較低；VO2max/kg介于10 mL/(kg·min)-15 mL/(kg·min)，圍手術(shù)期死亡和心肺并發(fā)癥發(fā)生率增加；VO2max/kg＜10 mL/(kg·min)，術(shù)后死亡和心肺并發(fā)癥風(fēng)險非常高，建議對這類肺癌患者進(jìn)行非標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)或采取非手術(shù)治療方法[2]。2009年Bobbio等[18]入選73例行肺切除術(shù)（包括單/雙肺葉切除術(shù)和肺段切除術(shù)）的患者（其中71例為NSCLC），術(shù)前進(jìn)行CPET，觀察術(shù)后30天手術(shù)并發(fā)癥和死亡率。結(jié)果為VO2max/kg＜15 mL/(kg·min)的患者肺部并發(fā)癥的發(fā)生率為43%，而VO2max/kg＞20 mL/(kg·min)的患者肺部并發(fā)癥的發(fā)生率為9.1%。2009年Brunelli等[4]納入了204例進(jìn)行肺葉切除術(shù)和全肺切除術(shù)的患者及59例局限肺切除的患者。術(shù)前進(jìn)行CPET，觀察VO2max與術(shù)后心肺并發(fā)癥和死亡率的關(guān)系。結(jié)果表明VO2max/kg在預(yù)測肺切除患者術(shù)后心肺并發(fā)癥方面是一項獨立可信的預(yù)測指標(biāo)，VO2max/kg＞20 mL/(kg·min)的患者術(shù)后死亡率和心肺并發(fā)癥發(fā)生率低，是可以耐受肺切除術(shù)的界限值。VO2max/kg＜12 mL/(kg·min)的患者術(shù)后死亡率和并發(fā)癥明顯升高，而進(jìn)行楔形或肺段切除的患者術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率較肺葉或全肺切除術(shù)的患者低。研究并建議對于肺癌擬行手術(shù)的患者，除目前指南建議之外，應(yīng)更加廣泛的開展術(shù)前CPET。

3.2 VO2max% 最大攝氧量實測值與預(yù)計值相比較即VO2max占預(yù)計值%（VO2max%），一般應(yīng)大于預(yù)計值的84%。

1995年Bolliger等[19]認(rèn)為VO2max絕對值應(yīng)根據(jù)性別、年齡進(jìn)行校正，故VO2max%比單純VO2max絕對值預(yù)測肺切除手術(shù)風(fēng)險更優(yōu)越。其研究結(jié)果認(rèn)為：VO2max%＞75%，手術(shù)風(fēng)險低；VO2max%＜60%，手術(shù)風(fēng)險增加；VO2max%＜43%，應(yīng)避免行開胸手術(shù)。2000年Brutsche等[20]納入了125例NSCLC行開胸肺切除手術(shù)（包括全肺切除、單/雙側(cè)肺葉切除、肺段/楔形切除）的患者，術(shù)前進(jìn)行CPET，觀察術(shù)后30天的并發(fā)癥和死亡率，結(jié)果認(rèn)為VO2max%是預(yù)測術(shù)后并發(fā)癥的最佳指標(biāo)，VO2max%＞90%，手術(shù)風(fēng)險低；VO2max%＜60%手術(shù)風(fēng)險明顯增加。2005年Win等[1]認(rèn)為若將VO2max/kg高風(fēng)險值定為15 mL/(kg·min)則將很多可以從手術(shù)中獲益的肺癌患者排除在外，比如老年人、身體矮小者和/或女性患者，因為這些人群的VO2max/kg正常值就可能低于15 mL/(kg·min)，故認(rèn)為采用VO2max%來判定將更科學(xué)。其研究入選101例NSCLC行肺切除術(shù)的患者，術(shù)前進(jìn)行靜息肺功能及CPET，結(jié)果認(rèn)為VO2max%＜50%的肺癌患者的嚴(yán)重并發(fā)癥（死亡、心肌梗塞、呼吸衰竭）發(fā)生率明顯高于VO2max%＞60%的患者。故認(rèn)為，VO2max%＜50%-60%預(yù)計值時，術(shù)后死亡率和并發(fā)癥將增加。2007年Loewen等[21]綜合了以上的研究方法，入選364例肺癌進(jìn)行肺切除手術(shù)的患者，研究認(rèn)為VO2max/kg＜16 mL/(kg·min)或VO2max＜65%的患者術(shù)后并發(fā)癥及死亡率將明顯增加。國內(nèi)李琦等[22]亦認(rèn)為VO2max受體重、年齡和性別等影響較大，單純用絕對值評估手術(shù)適應(yīng)證并不適于所有人群，推薦VO2max%作為預(yù)測全肺切除術(shù)后呼吸衰竭、評估手術(shù)適應(yīng)證的指標(biāo)。

2007年Benzo等[23]對包括955例患者的14項研究進(jìn)行的一項meta分析認(rèn)為，VO2max/kg與VO2max%均可對肺切除患者進(jìn)行危險度分級。

3.3 AT 又稱乳酸閾或通氣閾，機體在負(fù)荷遞增的運動過程中，有氧代謝不能滿足運動肌肉的能量需求，需要通過無氧代謝來增加供能開始時的攝氧量。即尚未發(fā)生乳酸性酸中毒時的VO2值，反映了機體耐受負(fù)荷的潛能。測定方法有乳酸法、V-斜率法（V-Slope）和通氣當(dāng)量法，正常應(yīng)大于預(yù)計VO2max的40%以上。相對VO2max而言，AT更能反映肌肉線粒體利用氧的能力。AT的測定反映循環(huán)系統(tǒng)維持氧運輸?shù)哪芰?，且與患者的用力無關(guān)。它關(guān)系到圍手術(shù)期ATP有氧代謝內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。一些研究者認(rèn)為對心肺功能不全、靜態(tài)肺功能認(rèn)為不宜手術(shù)又必須手術(shù)的患者，CPET可將圍手術(shù)期高?；颊吲c低?；颊邊^(qū)別開，甚至只需測定AT即可，遠(yuǎn)不需達(dá)到極量運動。Older等[24]的研究結(jié)果為AT＞11 mL/(kg·min)的患者術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率低，而AT＜11 mL/(kg·min)的患者術(shù)后并發(fā)癥明顯增加。Agnew[25]認(rèn)為AT至少大于11 mL/(kg·min)方可考慮進(jìn)行開胸手術(shù)。

3.4 總結(jié) 目前國內(nèi)外預(yù)測肺癌患者進(jìn)行開胸肺切除術(shù)風(fēng)險預(yù)測的指標(biāo)有VO2max/kg、VO2max%和AT。一般認(rèn)為VO2max/kg≥20 mL/(kg·min)或VO2max%≥75%，可行肺切除術(shù)；15 mL/(kg·min)≤VO2max/kg＜20 mL/(kg·min)或60%≤VO2max%＜75%，手術(shù)風(fēng)險低；10 mL/(kg·min)≤VO2max/kg＜15 mL/(kg·min)或43%≤VO2max%＜60%，手術(shù)風(fēng)險高；VO2max/kg＜10 mL/(kg·min)或VO2max%＜43%，應(yīng)禁忌開胸手術(shù)。AT≥11 mL/(kg·min)手術(shù)風(fēng)險低，AT＜11 mL/(kg·min)手術(shù)風(fēng)險高。

綜上所述，CPET是一項客觀評價心、肺功能的無創(chuàng)檢查技術(shù)，能比較全面地判斷患者對手術(shù)的耐受力，建議老年或有心、肺等合并癥及靜態(tài)肺功能顯示手術(shù)臨界高風(fēng)險的肺癌患者，術(shù)前行CPET進(jìn)一步評估，以指導(dǎo)臨床，從而降低肺癌患者手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生率和死亡率。