摘要
目的：本研究旨在探索射血分数保留和轻度降低的心力衰竭（HFpEF和HFmrEF）患者中，吸气肌力量、左心房应变储备（LAsr）与功能容量之间的相关性。
方法：这项横断面研究纳入了40例HFpEF和HFmrEF患者。采用单变量和多变量回归分析，探讨最大吸气压力（MIP）、峰值氧耗（pVO₂）、六分钟步行距离（6MWD）与LAsr之间的关系。
结果：单变量分析中，MIP与pVO₂（r=0.400，p=0.011）和6MWD（r=0.549，p<0.001）显著相关，多变量回归进一步证实了MIP与pVO₂（β=0.07，95% CI: 0.02–0.14，p=0.044）和6MWD（β=1.14，95% CI: 0.04–2.23，p=0.043）的独立关联。单变量分析显示MIP与LAsr存在有意义的相关性（r=0.364，p=0.021），但在多变量模型中不显著（β=0.09，95% CI: −0.05–0.24，p=0.181）。
结论：MIP是HFpEF和HFmrEF患者运动能力的重要预测因子，但其与LAsr的关系受混杂因素影响。对于HFpEF和HFmrEF患者的有效管理，解决吸气肌无力问题至关重要。
试验注册：本试验在泰国临床试验注册中心注册，试验ID为TCTR20231121001。
1 引言
心力衰竭（HF）是一种临床综合征，以呼吸困难、踝部水肿、疲劳为特征，可能伴有颈静脉压升高、肺部啰音和肢体水肿等体征。它由心脏结构和/或功能异常引起，导致心内压升高和/或静息或运动时心输出量减少。这种情况导致运动能力和生活质量下降，增加合并症、死亡率和医疗成本。大型综述报告HF患病率在1.3%至6.7%之间，部分亚洲国家发病率为0.5–1.7例/1000人年，且这些数字持续上升。在不同HF表型中，射血分数轻度降低和保留的心力衰竭（HFmrEF和HFpEF）占所有HF病例的50%以上，且与高死亡率相关。大多数HFpEF患者存在合并症、久坐生活方式和运动不耐受。吸气肌无力（IMW）在HFpEF中常见，报道患病率为27.5%–42%。它可能通过损害呼吸力学加重呼吸困难和运动不耐受。
最大吸气压力（MIP）是评估吸气肌力量的关键参数，与HF患者的功能结局（如运动不耐受和生活质量）相关。此外，通过心肺运动试验（CPET）评估的峰值氧耗（pVO₂）和左心房（LA）应变储备正成为HF预后可靠且流行的指标。尽管MIP易于测量且在多家医院和诊所可用，但pVO₂和LA应变储备评估更复杂，在许多机构中不太常用。尽管具有临床意义，MIP与pVO₂之间的相关性仍存在争议，而MIP与LA应变储备之间的关系尚不明确。建立MIP、功能容量和LA应变储备之间的明确联系，可以支持旨在增强MIP的干预措施，从而改善运动耐受性和整体结局。
本研究调查了HFpEF和HFmrEF患者中MIP、LA应变储备和运动能力之间的相关性。我们假设MIP与运动能力和LA应变储备均独立相关，强调其作为HF管理治疗靶点的潜力。
2 方法
2.1 参与者
这项横断面观察性研究使用了来自一项针对HFpEF和HFmrEF患者的前瞻性研究的基线数据。2024年9月至2025年1月，从心脏病中心门诊招募了40例诊断为HFpEF和HFmrEF的患者。由一名物理医师对所有参与者进行筛选和评估。符合条件的患者为：（1）年龄≥18岁的成人，有慢性HF症状且左心室射血分数（LVEF）>40%；（2）N末端前脑钠肽（NT-proBNP）>220 pg/mL或超声心动图显示左心室充盈压升高（静息或运动时）；（3）纽约心脏协会（NYHA）II–III级；（4）稳定服用HF药物至少4周。排除标准：（1）无法完成基线运动试验；（2）需要静脉治疗或机械支持在一周内，或急性失代偿性HF；（3）近期（3个月内）心绞痛或手术；（4）终末期肾病或既往心脏移植；（5）拒绝参与研究。
2.2 结局变量
从电子病历中收集年龄、性别、体重指数（BMI）、NYHA功能分级、HF表型、NT-proBNP、超声心动图参数（LVEF、左心室腔径、E/e’内侧、E/e’平均值、LA应变储备）、合并症和用药数据。在基线时，由经验丰富的医生在临床稳定状态下，在预定时间窗内（同一天或48小时内）评估运动能力（6分钟步行距离[6MWD]、pVO₂、无氧阈值和呼吸交换比）和MIP，且在任何干预之前。
2.3 结局测量
2.3.1 吸气肌力量
使用数字手持设备（Contec呼吸压力计，RPM10）在站立位、胸部活动不受限制的情况下评估MIP。测量在呼气至残气量后开始吸气时进行，随后用力吸气持续2–3秒。两次尝试之间需休息30–60秒。为确保准确性，连续测量之间的差异不应超过10%，至少记录三次满意尝试，并报告最高值。IMW通常定义为MIP低于预测值的70%。
2.3.2 心肺运动试验（CPET）
使用配备自行车测力计（Geratherm Respiratory GmbH）的CPET系统。测试从短暂热身开始，然后以25 W/min的速率递增负荷，逐渐接近患者的最大运动能力。参与者被要求保持55–65转/分钟的恒定踏频。测试持续至患者自愿力竭或达到临床终止标准。随后进行恢复期以确保安全恢复。测试完成后记录pVO₂。
2.3.3 六分钟步行试验（6MWT）
按照美国胸科学会指南支持的方案进行。要求患者在封闭的30米直线走廊内连续行走，目标是在6分钟内尽可能走远。行走距离（6MWD）作为运动耐量的测量指标，距离越远表示运动能力越强。
2.3.4 超声心动图
使用同一设备（Vivid S70，GE Healthcare）由合格心脏病专家根据美国超声心动图学会指南分析超声心动图参数。左心室腔径在舒张末期测量，遵循标准指南的超声心动图方案。在四腔心切面获取室间隔和侧壁二尖瓣环的组织多普勒成像，包括分析二尖瓣e’和二尖瓣E/e’以估算LV充盈压。所有测量均由训练有素的心脏病专家在3–5个连续心动周期中分析并取平均值。平均E/e’比值>14视为LV充盈压升高。LA应变储备使用二维斑点追踪超声心动图从四腔心和两腔心切面测量，在心室收缩末期进行心内膜边界描记。零点参考点设定为LV舒张末期，LA应变储备定义为心室收缩期间的最大正向纵向应变。
2.3.5 统计分析
分类变量以百分比表示，连续变量以均值±标准差表示。使用Shapiro-Wilk检验评估数据正态性。两组（有和无IMW）连续变量比较采用独立t检验。分类变量采用卡方检验或Fisher精确检验。单变量回归使用Pearson相关系数。多变量回归分析用于确定MIP与运动能力（校正年龄、性别、NYHA功能分级、LVEF、BMI、NT-proBNP、糖尿病、房颤、β受体阻滞剂和E/e’内侧）以及MIP与LA应变储备（校正年龄、性别、LVEF、BMI、糖尿病、房颤、用药和E/e’内侧）之间的相关性。所有分析均使用Stata 17.0（StataCorp LP，美国德克萨斯州大学城）进行，统计学显著性设定为p<0.05。
3 结果
研究纳入40例患者，平均年龄67.7±8.9岁，主要为男性（62.5%）。平均NT-proBNP水平为543.2±243.6 pg/mL，20%的患者为NYHA III级。平均峰值VO₂为13.7±3.6 mL/kg/min，平均LA应变储备为17.3±3.9%。本队列中大多数房颤病例为持续性房颤，无患者符合阵发性房颤标准。吸气肌力量（MIP）为64.5±22.2 cmH₂O。其他特征见表1。
表1 参与者特征
| 变量 | 总体（n=40） | 无IMW（n=26） | IMW（n=14） | p值 |
|---|---|---|---|---|
| 年龄（岁） | 67.7±8.9 | 66.8±8.7 | 69.4±9.3 | 0.402 |
| 男/女 | 25/15 | 18/8 | 7/7 | 0.231 |
| 体重指数（kg/m²） | 25.3±2.3 | 25.6±2.5 | 24.7±2.0 | 0.237 |
| NYHA II/III级，n | 32/8 | 23/3 | 9/5 | 0.068 |
| HFpEF/HFmrEF | 27/13 | 14/12 | 13/1 | 0.012* |
| NT-proBNP（pg/mL） | 543.2±243.6 | 489.3±197.2 | 597±277.1 | 0.164 |
| 超声心动图 | ||||
| LV腔径（mm） | 47.2±7.1 | 48.5±8.2 | 44.8±3.8 | 0.132 |
| LVEF（%） | 55.1±8.9 | 54.1±9.5 | 57.0±7.8 | 0.328 |
| E/e’内侧 | 12.6±3.3 | 12.7±3.4 | 12.5±3.2 | 0.892 |
| E/e’平均值 | 11.1±3.3 | 11.5±3.8 | 10.4±2.1 | 0.375 |
| LA应变储备（%） | 17.3±3.9 | 18.2±4.0 | 15.6±3.2 | 0.044* |
| 合并症，n（%） | ||||
| 高血压 | 27（67.5） | 17（65.4） | 10（71.4） | 0.697 |
感谢您的提醒。我继续翻译剩余内容，并以【全文结束】结尾。
表1 参与者特征（续）
| 变量 | 总体（n=40） | 无IMW（n=26） | IMW（n=14） | p值 |
|---|---|---|---|---|
| 糖尿病 | 20（50） | 13（50） | 7（50） | 1 |
| 房颤 | 15（37.5） | 8（30.8） | 7（50） | 0.231 |
| 运动能力 | ||||
| pVO₂（mL/kg/min） | 13.7±3.6 | 15.3±2.2 | 12.5±3.6 | 0.045* |
| AT（%） | 8.5±1.9 | 8.9±1.7 | 7.7±2.0 | 0.059 |
| RER | 1.096±0.024 | 1.097±0.026 | 1.095±0.021 | 0.811 |
| 6MWD（m） | 359.1±55.0 | 373.9±49.5 | 331.6±55.7 | 0.018* |
| MIP（cmH₂O） | 64.5±22.2 | 73.2±18.1 | 48.3±20.3 | <0.001* |
| 药物，n（%） | ||||
| β受体阻滞剂 | 37（92.5） | 23（88.5） | 14（100） | 0.186 |
| 利尿剂 | 35（87.5） | 22（84.6） | 13（92.9） | 0.452 |
| ACEI/ARB/ARNI | 35（87.5） | 22（84.6） | 13（92.9） | 0.452 |
| MRA | 11（27.5） | 11（42.3） | 0（0） | 0.004* |
| SGLT2i | 36（90） | 23（88.5） | 13（92.9） | 0.658 |
注：缩写：6MWD，六分钟步行距离；ACEI，血管紧张素转换酶抑制剂；ARB，血管紧张素受体阻滞剂；ARNI，血管紧张素受体脑啡肽酶抑制剂；AT，无氧阈值；av，平均值；HFmrEF，射血分数轻度降低的心力衰竭；HFpEF，射血分数保留的心力衰竭；IMW，吸气肌无力；LV，左心室；LVEF，左心室射血分数；MIP，最大吸气压力；MRA，盐皮质激素受体拮抗剂；NT-proBNP，N末端前脑钠肽；NYHA，纽约心脏协会；pVO₂，峰值氧耗；RER，呼吸交换比；SGLT2i，钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂。 p<0.05。
有IMW的患者（n=14）与无IMW的患者（n=26）在几个关键参数上存在显著差异。虽然年龄、BMI、NT-proBNP水平以及LVEF和E/e’比值等超声心动图指标在两组间相似，但IMW组的LA应变储备显著更低（15.6±3.2 vs. 18.2±4.0，p=0.044）。IMW组的运动能力显著降低，表现为更低的峰值VO₂（12.5±3.6 vs. 15.3±2.2 mL/kg/min，p=0.045）和6MWD（331.6±55.7 vs. 373.9±49.5 m，p=0.018）。此外，IMW组在HF表型分布（HFpEF vs. HFmrEF，p=0.012）和MRA使用（无IMW组42.3% vs. IMW组0%，p=0.004）方面存在显著差异（表1）。
单变量相关分析显示MIP与多个变量存在显著相关性。pVO₂（r=0.400，p=0.011）、6MWD（r=0.549，p<0.001）和LA应变储备（r=0.364，p=0.021）呈正相关。MIP与年龄呈显著负相关（r=−0.410，p=0.009）。相反，MIP与LVEF（r=0.159，p=0.327）、NT-proBNP（r=−0.276，p=0.085）或BMI（r=−0.017，p=0.919）之间无显著关联（表2及支持信息图，图1）。
表2 MIP与其他结局的单变量相关分析
| 变量 | 相关系数 | p值 |
|---|---|---|
| pVO₂ | 0.400 | 0.011* |
| 6MWD | 0.549 | <0.001* |
| LA应变储备 | 0.364 | 0.021* |
| 年龄 | −0.410 | 0.009* |
| LVEF | 0.159 | 0.327 |
| NT-proBNP | −0.276 | 0.085 |
| BMI | −0.017 | 0.919 |
注：缩写：6MWD，六分钟步行距离；BMI，体重指数；LA，左心房；LVEF，左心室射血分数；NT-proBNP，N末端前脑钠肽；pVO₂，峰值氧耗。 p<0.05。
图1 散点图显示了MIP与pVO₂之间的正相关关系，突出了吸气肌力量在心肺功能中的作用。
在多变量线性回归分析中，MIP与运动能力的关键指标——pVO₂（β=0.07，95% CI: 0.02至0.14，p=0.044）和6MWD（β=1.14，95% CI: 0.04至2.23，p=0.043）——呈显著正相关。然而，MIP与LA应变储备（β=0.09，95% CI: −0.05至0.24，p=0.181）之间的关系未达到统计学显著性。回归模型中的所有协变量见表3。
表3 MIP与pVO₂、6MWD或LA应变储备相关性的多变量回归分析
| 变量 | pVO₂ β系数 | 95% CI | p值 | 6MWD β系数 | 95% CI | p值 | LA应变储备 β系数 | 95% CI | p值 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 年龄（岁） | −0.008 | −0.17至0.16 | 0.918 | 1.04 | −1.59至3.67 | 0.415 | −0.06 | −0.40至0.28 | 0.712 |
| 男性 | 0.68 | −2.52至3.88 | 0.659 | 4.46 | −46.12至55.03 | 0.855 | −0.50 | −6.79至5.79 | 0.867 |
| NYHA III级 | 0.06 | −2.69至2.81 | 0.963 | 7.96 | −35.58至51.49 | 0.705 | — | — | — |
| MIP（cmH₂O） | 0.07 | 0.02至0.14 | 0.044* | 1.14 | 0.04至2.23 | 0.043* | 0.09 | −0.05至0.24 | 0.181 |
| LVEF（%） | −0.07 | −0.24至0.09 | 0.362 | −0.52 | −3.16至2.13 | 0.685 | −0.11 | −0.49至0.28 | 0.568 |
| E/e’内侧 | −0.59 | −1.04至−0.14 | 0.014* | −4.51 | −11.69至2.66 | 0.202 | −0.43 | −1.37至0.52 | 0.347 |
| 糖尿病 | 3.00 | −0.17至6.17 | 0.062 | −0.39 | −50.51至49.73 | 0.987 | 0.79 | −4.80至6.39 | 0.766 |
| 房颤 | 1.69 | −1.35至4.73 | 0.256 | −25.31 | −73.37至22.74 | 0.282 | −1.07 | −6.37至4.24 | 0.673 |
| β受体阻滞剂 | 3.02 | −1.15至7.18 | 0.145 | −51.83 | −117.65至13.99 | 0.115 | 0.76 | −7.75至9.27 | 0.851 |
| 利尿剂 | — | — | — | — | — | — | −2.56 | −12.84至7.71 | 0.301 |
| ACEI/ARB/ARNI | — | — | — | — | — | — | 2.02 | −4.97至9.01 | 0.545 |
| MRA | — | — | — | — | — | — | −3.63 | −10.89至3.63 | 0.301 |
| BMI（kg/m²） | −0.23 | −0.80至0.34 | 0.400 | 0.51 | −8.48至9.50 | 0.906 | 0.28 | −7.75至9.27 | 0.570 |
| NT-proBNP（pg/mL） | 0.003 | −0.007至0.012 | 0.553 | 0.06 | −0.10至0.21 | 0.475 | — | — | — |
| 校正R² | 0.20 | 0.38 | 0.21 |
注：缩写：6MWD，六分钟步行距离；ACEI，血管紧张素转换酶抑制剂；ARB，血管紧张素受体阻滞剂；ARNI，血管紧张素受体脑啡肽酶抑制剂；BMI，体重指数；LA，左心房；LVEF，左心室射血分数；MIP，最大吸气压力；MRA，盐皮质激素受体拮抗剂；NT-proBNP，N末端前脑钠肽；NYHA，纽约心脏协会；pVO₂，峰值氧耗；SGLT2i，钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂。 p<0.05。
4 讨论
这项观察性研究的结果表明：（1）MIP是HFpEF和HFmrEF患者运动能力的重要且独立的关联因素；（2）在调整其他混杂因素后，MIP与LA应变储备无关联。本初步研究评估了吸气肌力量与LA应变储备（HFpEF患者的重要预后因素）之间的相关性（图2）。
图2 该图展示了吸气肌力量与功能运动能力（以6MWD表示）之间的关联。
本研究显示HFpEF患者中MIP与6MWD呈强正相关（r=0.549，p<0.001）。多变量分析进一步证实了这一关系（β=1.14，95% CI: 0.04至2.23，p=0.043），强调了呼吸肌力量在决定步行表现中的作用。由于6MWD是最常见的亚极量运动试验，MIP预测6MWD的能力凸显了其临床相关性。这些结果与既往研究一致，表明针对吸气肌力量的干预措施（如吸气肌训练[IMT]）可能改善HFpEF患者的6MWD和功能结局（图3）。
图3 数据描述了MIP与LA应变储备之间的关系，提示心脏力学与吸气肌力量之间的潜在关联。
pVO₂被认为是心血管疾病功能容量的标准测量指标，也是HF患者的关键预后指标。它反映了个体在最大运动下供氧和耗氧的能力。pVO₂反映了个体的健康水平和耐力耐受性。pVO₂是HF患者的重要评估工具，包括诊断、治疗计划、监测和预后。一些既往研究报告了MIP与pVO₂之间的正相关。例如，最近在2024年，Shah等人显示HF患者中MIP与pVO₂在单变量回归（r=0.430，p=0.0019）和多变量回归（β=0.06，p=0.07）中均存在显著相关性。本研究与既往观察性试验一致，通过单变量回归（r=0.400，p=0.011）和多变量回归（β=0.07，95% CI: 0.02至0.14，p=0.044）分别显示了显著相关性。有趣的是，Palau等人报告在HFpEF患者中，无论是单变量还是多变量分析，MIP与pVO₂均无显著相关性。作者将此归因于所评估的两个人群（HFpEF vs. 所有HF表型）之间的差异。在本研究中，我们进一步提供了证据，表明MIP是HFpEF患者功能容量的独立预测因子。
LA应变储备是心房功能的测量指标，反映其左心室收缩期（心室收缩和射血时）扩张和储存血液的能力。它通过斑点追踪超声心动图推导，代表LA壁的形变。近年来，LA应变储备已成为可靠的预后标志物，较高值与HFpEF患者的更好结局（包括降低死亡和住院风险）相关。尽管缺乏直接证据将吸气肌力量与LA应变储备联系起来，但已提出几种机制来解释这一关系：（1）更强的吸气肌（反映为更高的MIP）产生更有效的负胸内压，增强静脉回流，降低LA压力，从而改善LA顺应性和应变；（2）此外，改善的膈肌效率和减少的肺充血可能有助于更好的血流动力学，降低心房僵硬，并促进心室收缩期LA储备的扩张。本研究显示，单变量回归中MIP与LA应变储备存在有意义的相关性（r=0.364，p=0.021），但多变量回归中不显著（β=0.09，95% CI: −0.05至0.24，p=0.181）。这些结果表明，相关性可能受混杂因素（年龄、性别、合并症和用药）的影响。
有趣的是，年龄是公认的运动能力和心房重塑的决定因素，但在本研究的多元分析中并未成为独立预测因子。这一发现可能反映了更接近的生理变量（如MIP和舒张功能参数）的纳入，这些变量可能介导了衰老对心肺功能的影响。此外，本HFpEF队列相对同质的年龄分布可能限制了检测独立年龄效应的能力。同样，尽管房颤对LA功能有显著影响，但本研究大多数患者为持续性房颤，导致队列中节律状态相对同质。因此，房颤对LA应变的影响可能是一致的，并未对患者间变异产生显著贡献，从而限制了其在多变量模型中成为独立决定因素的能力。
本研究存在一些局限性：（1）样本量相对较小，限制了检测显著效应的能力，尤其是MIP与LA应变储备之间的相关性；（2）研究人群集中在HFpEF和HFmrEF，不能直接外推至所有HF患者；（3）缺乏LAVI评估限制了心房重塑的解释，特别是在房颤患者中，心房大小可能提供补充的预后信息。需要进一步研究来阐明MIP与LA应变储备之间的联系机制，并评估IMT对这些参数的影响。
5 结论
本研究提供了证据表明，以MIP测量的吸气肌力量是HFpEF和HFmrEF患者运动能力的独立预测因子。然而，MIP与LA应变储备之间的关系仍不明确。这些发现强调了需要针对性干预以改善吸气肌力量，作为增强此类患者运动耐受性和整体结局的手段。
作者贡献
Tran Huu Dat构思了本研究。Tran Huu Dat、Ha Le Thi、Bui Thi Hoai Thu、Dung Doan Duc和Lien Nguyen Thi Kim参与设计和方法学。Tran Huu Dat和Bui Thi Hoai Thu收集研究数据。Tran Huu Dat进行数据分析。Tran Huu Dat起草了初稿。所有五位作者严格审阅并批准了最终稿件。
基金
作者未获得本工作的特定资助。
伦理声明
本研究获得了Vinmec医疗系统伦理审查委员会（编号：102/2024）和朱拉隆功大学医学院机构审查委员会（编号：0790/66）的批准。所有参与者在入组前均签署了书面知情同意书。
利益冲突
作者声明无利益冲突。
数据可用性声明
支持本研究结果的数据可根据合理要求从通讯作者处获取。