过度换气试验

Groves等观察到某些变异型心绞痛患者，常在过度换气后出现心绞痛发作，于是他首次提出用延长过度换气来诱发冠状动脉痉挛。而过度换气导致的冠状动脉痉挛，除可引起心绞痛外，尚见引起心肌梗死和心肌损伤的报道。

（一）过度换气试验的机制

Nowlin等对夜间发作胸痛的患者同时进行心电图和脑电图的监测，发现心电图出现ST段上升或压低的心绞痛与睡眠期间快速眼球移动相关，于是提出睡眠时随同快速眼球移动而出现的过快呼吸是心绞痛、心电图改变与室性心动过速的启动源。

目前研究已确定过度换气可出现的心电图类似于心肌缺血型改变即T波倒置和ST段压低。虽然这种骤发费力的过度换气产生上述类型心电图改变的机制仍有待阐明，有人认为在过度换气期间由于心率增快而发生非同步复极以及钾平衡的改变都可引起心电图缺血性的改变，一直延续至过度换气结束。值得注意的是这种由过度换气所诱发的缺血性心电图改变患者，在进行冠状动脉造影时绝大多数显示冠状动脉正常。

钙离子是维持动脉张力的最终介质，血管平滑肌的收缩依赖于钙离子，而氢离子具有高度的钙拮抗作用，其在细胞内可与钙离子竞争肌钙蛋白上的阳离子结合位点，并与肌钙蛋白抑制亚单位有协调作用，降低肌钙蛋白对钙离子的亲和力，使血管平滑肌收缩能力降低。因而，钙离子浓度升高或氢离子浓度降低，均可导致血管收缩。过度换气可致呼吸性碱中毒，从而使体内氢离子浓度降低，而且呼吸性碱中毒时，氯离子进入细胞内减少，利于跨膜钙内流，从而使钙离子向细胞内运转增加，导致冠状动脉收缩，甚至引起冠状动脉痉挛。

据研究表明心绞痛发生于停止换气过度后平均242s，心电图改变则先于心绞痛之前平均67s。可见心电图改变及心绞痛常常出现于碱中毒好转和血pH接近正常对照值时，而不是碱中毒最严重阶段。有研究显示在过度换气期间，血浆游离钙浓度先下降，在恢复期上升，这也许是过度换气试验延缓反应的原因。

（二）过度换气试验与冠状动脉痉挛

Michaelides等研究发现过度换气可引起广泛的心外膜冠状动脉管径下降。其中对照组和冠心病组冠状动脉管径下降轻微，分别为9%±4%和5%±3%；而冠状动脉痉挛患者冠状动脉管径下降严重，可达28%±14%（P＜0．001）。过度换气试验亦可引起冠状动脉痉挛患者的冠状动脉血流量明显下降25%±11%，冠状动脉阻力增加，但对照组和冠心病组的冠状动脉血流量和冠状动脉阻力在过度换气试验中均无明显变化。

Ganong认为过度换气导致冠状动脉痉挛的机制除氢离子浓度降低外，过度换气所产生的继发性低碳酸血症对许多血管如中枢神经系统的血管亦有直接收缩作用。若血管壁呈高敏状态或血小板呈过高反应，此时过低的二氧化碳分压也可直接产生冠状动脉痉挛。此外Neill等认为呼吸性碱中毒时由于Bohn效应，氧与血红蛋白亲和力增加而损害了氧的释放能力，也会导致心肌缺血。

（三）过度换气试验方法

1．适应证

（1）运动试验阴性、临床怀疑冠状动脉痉挛性心绞痛而无其他确诊依据的患者，协助诊断冠状动脉痉挛性心绞痛。

（2）评估冠状动脉痉挛患者的治疗效果。

2．禁忌证

（1）急性心肌梗死的急性期。

（2）各类不稳定型心绞痛患者。

（3）稳定型心绞痛但不能耐受撤药者。

（4）合并严重室性心律失常和左心功能不全者。

（5）左束支传导阻滞、高度房室传到阻滞、心脏瓣膜病或心肌病等。

（6）未控制的高血压或低血压患者。

（7）慢性肺部疾患、胸廓畸形、衰弱而不能耐受深快呼吸者。

3．实验前准备及注意事项　过度换气试验一般均选定在上午9～12时施行，以避免内环境变化的影响，并可提高阳性率。试验3d前逐渐停用β受体阻滞药，24～48h前停用消心痛和钙拮抗药等有关药物。必要时可予硝酸甘油舌下含服，但需间隔2h后再行试验。由于在自发或被激发的心绞痛后立即行过度换气试验易产生假阴性，应于发作至少4h后方可进行。

4．试验方法　患者取平卧位，安静后记录12导联心电图和血压，在连续心电监测下，嘱其尽可能快而深地呼吸6min（≥30／min）。过度换气期间和结束后10～15min每隔1～2min记录一次12导联或多导联（如Ⅱ、V2、V5；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、V2、V4、V6）心电图和血压。计算心率和血压的乘积（“双乘积”），以此作为心肌耗氧量的指标。记录胸痛等症状和各种心电图改变的起止时间。胸痛发作较剧烈或心电图改变严重者可于记录心电图后予舌下含服或静脉注射硝酸甘油以终止发作。必要时可于试验前、结束时和结束后6～10min做动脉血气分析以观察血pH改变，有的强调在过度换气结束后6min时pH应≥7．55。亦有的认为单纯过度换气难以使pH提高到足以诱发冠状动脉痉挛的程度，特别是当发作频度较低时，故提出与静脉输注Tris等碱性溶液相结合，先于5min内输注Tris缓冲液100～200ml，接着行过度换气，使pH提高到7．67，可提高其敏感性。

5．结果判断　过度换气试验的阳性诊断标准为：过度换气当时或恢复期10min内出现ST段抬高或缺血型压低≥0．1mV，在J点后0．08s，持续＞1min，或T波假性改善或新出现U波倒置，伴或不伴胸痛。过度换气在无器质性心脏病者亦可引起心电图改变，但通常仅是无诊断意义的T波低平或倒置，偶见ST段压低（＜2%），且一般仅出现于过度换气当时。而过度换气试验阳性者常表现为ST段抬高或压低，或T波假性改善，常发生于过度换气结束后3～5min，亦可发生于当时，而胸痛等症状则要比心电图改变晚0．5～1min。出现ST段改变的导联不应是孤立的，常与自发性心绞痛时一致，符合冠状动脉分布范围。

（四）过度换气致胸痛的鉴别诊断

1．过度换气与食管痉挛　食管痉挛可以引起类似心绞痛样胸痛。过度换气引起食管平滑肌痉挛的机制与其引起冠状动脉痉挛的机制相似。由于过度换气可使氢离子浓度降低，而氢离子为钙离子的拮抗药，因此，过度换气引起呼吸性碱中毒时，依赖于钙离子的平滑肌张力增加，导致食管的痉挛，从而引起胸痛。因此，过度换气引起胸痛时，应考虑到有冠状动脉痉挛或食管痉挛的可能。过度换气又可以诱发或加重这两种疾病。冠状动脉痉挛与食管痉挛可以同时或单独发生，当按冠状动脉痉挛治疗胸痛不能立即缓解时，可行食管测压检查，以证实有无食管痉挛的存在。一般情况下，过度换气诱发的食管痉挛，应用硝酸甘油或钙拮抗药等治疗亦可奏效，但食管痉挛用药后的胸痛消失时间较长，约十多分钟或数十分钟；而冠状动脉痉挛用药后，胸痛可在短时间内消失，约数秒钟或数分钟。此可用于二者的鉴别诊断。

2．过度换气与心脏神经官能症　心脏神经官能症是指主诉心悸、胸痛等症状，而进行一系列心血管系统检查未见异常的一组临床综合征。White等强调指出本症与频繁的叹息式呼吸有关，对排除心脏器质性疾病，有心悸、胸闷、胸痛等循环系统症状，且具有焦虑不安等精神症状者，应考虑本症的可能。心脏神经官能症的症状是由于频繁呼吸引起过度换气造成的呼吸性碱中毒所致，因此本症的特征之一是呼吸方式的改变。在胸痛或过度换气时进行心电图检查是鉴别胸痛是否与冠状动脉痉挛相关的主要鉴别手段。

3．过度换气与其他心血管系统疾病　Gordin等曾观察到二尖瓣脱垂患者过度换气后可引起心电图假阳性缺血样ST段改变，其对1678例进行过度换气试验，有28例出现ST段下移，其中16例有二尖瓣脱垂，认为其发生机制是二尖瓣脱垂患者过度换气后引起的心动过速，可减少左心室的充盈和容量，增加二尖瓣脱垂的程度，并可引起乳头肌过度牵拉，从而导致缺血样ST段的改变。

另外，Wasserburger等曾报道，短时间的过度换气试验可使部分早期复极综合征患者的胸前导联T波变倒置，其报告24例中，17例出现T波明显倒置；Zonercich指出，过度换气可使早期复极综合征患者ST段上抬更明显，其原因有待于进一步的观察与研究。

（五）过度换气试验的临床评价

Previtali等对一组临床诊断为冠状动脉痉挛性心绞痛的患者进行麦角新碱激发试验及过度换气试验，以比较两者对诊断冠状动脉痉挛性心绞痛的敏感性，并用心绞痛自行发作的次数进行矫正。结果显示过度换气试验的敏感性为54%～83%，低于麦角新碱激发试验，并受自发性心绞痛频率的影响，在频繁发作的病例中，其阳性率与麦角新碱激发试验相似，在偶发病例中低于麦角新碱激发试验。由此可见，过度换气试验的敏感性不如麦角新碱激发试验，其在诊断冠状动脉痉挛性心绞痛方面，敏感性的差异与病例的选择有关，而且也不一定所有心绞痛患者都能诱发冠状动脉痉挛，但对已确诊冠状动脉痉挛性心绞痛的患者，过度换气试验的敏感性为70%，特异性为100%。另外过度换气试验的可重复性一般在80%以上，如果在相同条件下进行则可重复性可高达100%。然而，由于偶发心绞痛病例在事实上占有相当比例，过度换气试验对此类患者的诱发诊断能力相对较弱，应尽可能选择其他方式进行激发试验。

但麦角新碱激发试验虽然敏感性较高，却可能产生室性心动过速、心肌梗死甚至死亡，而过度换气试验产生的缺血时间较短，这可能与酸碱平衡改变引起的触发性冠状动脉痉挛很快被代偿机制所逆转有关。因此，过度换气的显著特点是具有良好的安全性，因具有引起缺血时间短、给硝酸酯药物后易缓解、无恶性心律失常、心肌梗死、甚至死亡等并发症的发生等优点，过度换气试验可广泛地应用于高度怀疑冠状动脉痉挛患者的初步筛查。鉴于高危患者进行过度换气试验过程中依然存在由于严重而广泛痉挛所诱发的心肌缺血和室性心律失常的危险，因此必须强调只有在能够治疗可能发生的任何并发症的场合下才能进行该项试验。