基于超聲心動圖測量的標準化肺動脈指數(shù)對法洛四聯(lián)癥根治術(shù)患者預(yù)后的預(yù)測價值

賴曉玥 蔣 歡 鄧 曦 夏紅梅

法洛四聯(lián)癥（tetralogy of Fallot，TOF）是最常見的紫紺型先天性心臟病之一，約占所有出生嬰兒先天性心臟畸形總數(shù)的10%［1］。其病理特征為肺動脈狹窄、室間隔缺損、主動脈騎跨及右室肥厚，其中肺動脈狹窄是最根本的病理改變。肺動脈狹窄程度及肺血管發(fā)育情況是影響TOF患者預(yù)后的主要決定因素［2］。傳統(tǒng)的TOF根治手術(shù)主要利用跨瓣環(huán)補片（transannular patch，TAP）來解除右室流出道梗阻。TAP以犧牲肺動脈瓣功能為代價對狹窄的肺動脈進行重建，但長期的肺動脈瓣反流可能導(dǎo)致右心衰竭、心律失常甚至猝死等不良的遠期并發(fā)癥，威脅患者生存［3］。對于肺動脈瓣環(huán)發(fā)育尚可的患者，可以采取保留肺動脈瓣的手術(shù)方法，降低右心相關(guān)并發(fā)癥的風險。超聲心動圖是TOF的首選影像學(xué)檢查手段，可對TOF患者進行準確的術(shù)前評估，對外科手術(shù)方式的選擇具有重要指導(dǎo)意義。本研究基于TOF患者術(shù)前的超聲心動圖測值，計算了標準化的肺動脈指數(shù)，包括肺動脈瓣環(huán)Z值（pulmonary valve annulus Z-score，PVAZ）、肺動脈主干Z值（main pulmonary artery Z-score，MPAZ）及Nakata指數(shù)，平衡了患者年齡、身高、體質(zhì)量等因素的影響，旨在探討其在預(yù)測TOF根治術(shù)患者預(yù)后及危險分層中的臨床應(yīng)用價值。

資料與方法

一、研究對象

選取2003年3月至2020年7月在我院確診為TOF并行根治手術(shù)治療的465例患者，其中男260例，女205例。年齡3個月～51歲，中位數(shù)3.97（1.44，16.91）歲。排除合并肺動脈閉鎖、完全型房室間隔缺損及心室發(fā)育不良等嚴重畸形的患者。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準；由于本研究回顧性、觀察性大樣本研究的性質(zhì)，且研究未涉及個人隱私、生物學(xué)樣本及商業(yè)利益，符合豁免知情同意的條件。

二、儀器與方法

1.超聲心動圖檢查：使用PhilipsiE33及Philips CX 50彩色多普勒超聲診斷儀，線陣探頭，頻率2～5 MHz；患者取側(cè)臥位，應(yīng)用二維超聲心動圖于胸骨旁大動脈短軸切面測量肺動脈瓣環(huán)直徑、肺動脈主干直徑及左右肺動脈直徑，見圖1。參考文獻［4-5］，根據(jù)超聲心動圖測量的肺動脈瓣環(huán)直徑及肺動脈主干直徑分別計算PVAZ及MPAZ；根據(jù)公式計算Nakata指數(shù)=π(d?2+d?2)/4·BSA，d1、d2分別為左、右肺動脈直徑。

圖1 TOF患者胸骨旁大動脈短軸切面觀

2.手術(shù)方法：患者均于我院心血管外科行TOF根治手術(shù)，包括肺動脈重建術(shù)及室間隔缺損修補術(shù)。具體方法：氣管插管行全身麻醉，經(jīng)胸正中切口，常規(guī)插管建立體外循環(huán)，行左房引流。轉(zhuǎn)流降溫后阻斷上、下腔靜脈，阻斷升主動脈同時經(jīng)主動脈根部灌注冷血停搏液。經(jīng)右房平行房室溝切口及右室流出道切口，徹底疏通右室流出道增厚的肌束，解除右室流出道梗阻，取自體心包或牛心包補片修補室間隔缺損。根據(jù)肺動脈發(fā)育情況，行TAP或保留肺動脈瓣加寬右室流出道至肺動脈，同時矯治房間隔缺損、動脈導(dǎo)管未閉等合并畸形。術(shù)后留置胸腔及心包引流管，行呼吸機支持及重癥監(jiān)護。記錄患者的機器轉(zhuǎn)流時間、主動脈阻斷時間、重癥監(jiān)護時間、呼吸機支持時間、引流時間、術(shù)后住院時間及總住院時間。

3.隨訪：通過臨床病歷或電話溝通（2020年10月截止）隨訪TOF患者根治術(shù)后情況，隨訪終點事件為死亡、最近一次病歷記錄或電話隨訪。

三、統(tǒng)計學(xué)處理

應(yīng)用SPSS22.0統(tǒng)計軟件，計量資料以中位數(shù)（四分位距）表示，組間比較行Mann-Whitney U檢驗。繪制受試者工作特征（ROC）曲線預(yù)測TOF患者術(shù)中是否行TAP，并計算敏感性、特異性、曲線下面積（AUC）及95%可信區(qū)間（CI）。利用ROC曲線確定參數(shù)的截斷值，按截斷值分組后分別進行Log-Rank檢驗比較組間生存差異并繪制Kaplan-Meier生存曲線。指標之間的相關(guān)性采用Spearman相關(guān)性分析法。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

一、PVAZ預(yù)測TOF根治術(shù)中是否TAP的價值

465例行TOF根治手術(shù)患者，體表面積為0.59（0.45，1.27）m2。PVAZ為-2.71（-3.29，-1.85），MPAZ為-2.71（-3.79，-1.22），Nakata指數(shù)為186（131，260）mm2/m2。413例（88.82%）行TAP，52例（11.18%）未行TAP。行TAP的患者PVAZ為-2.81（-3.31，-2.04），未行TAP的患者PVAZ為-1.51（-2.52，-0.75），二者比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001）。ROC曲線分析顯示，TOF患者PVAZ為-2.73時，預(yù)測術(shù)中行TAP的AUC為0.740（95%CI：0.641～0.839，P＜0.001），敏感性為52.8%，特異性為86.0%。見圖2。

二、TOF根治術(shù)患者預(yù)后情況評估

1.各標準化肺動脈指數(shù)與TOF患者圍術(shù)期臨床指標的相關(guān)性分析：PVAZ與主動脈阻斷時間呈負相關(guān)；MPAZ與機器轉(zhuǎn)流時間、主動脈阻斷時間、重癥監(jiān)護時間、呼吸機支持時間、引流時間及總住院時間均呈負相關(guān)；Nakata指數(shù)與機器轉(zhuǎn)流時間、主動脈阻斷時間、重癥監(jiān)護時間、呼吸機支持時間均呈負相關(guān)。見表1。

圖2基于超聲心動圖測量的PVAZ預(yù)測TOF根治術(shù)患者是否行TAP的ROC曲線圖

表1各標準化肺動脈指數(shù)與TOF患者圍術(shù)期臨床指標的相關(guān)性分析結(jié)果

2.TOF根治術(shù)后患者結(jié)局隨訪情況：對465例TOF根治術(shù)后患者的結(jié)局進行隨訪，其中86例患者于出院后失訪，隨訪時間為2.03（0.23，6.56）年，最長隨訪時間為16.06年。隨訪期間共發(fā)生23例死亡，總體死亡率為4.95%，死亡患者手術(shù)時的年齡為1.10（0.82，1.95）歲。其中住院期間死亡20例，包括術(shù)后低心排出量綜合征引起多器官功能衰竭14例、心跳驟停3例、重癥肺炎2例及急性肺水腫并心力衰竭1例；出院后死亡3例，包括心源性猝死2例和大咯血1例。根治術(shù)后患者生存的截斷值為-3.47，AUC為0.651（95%CI：0.522～0.779，P=0.023），敏感性為70.0%，特異性為69.7%；Nakata指數(shù)預(yù)測TOF根治術(shù)后患者生存的截斷值為103 mm2/m2，AUC為0.415（95%CI：0.271～0.558，P=0.199）。因此，后期選擇PVAZ的截斷值為-2.98和MPAZ的截斷值為-3.47行進一步分析。

2.生存分析：根據(jù)ROC曲線確定的截斷值將患者分組，進行組間生存分析并繪制Kaplan-Meier生存曲線（圖3）。Log-Rank檢驗顯示，PVAZ＜-2.98者術(shù)后生存率顯著低于PVAZ≥-2.98者，MPAZ＜-3.47者術(shù)后生存率顯著低于MPAZ≥-3.47者，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.044、0.002）。

三、各標準化肺動脈指數(shù)預(yù)測TOF根治術(shù)后患者生存情況

1.確定各標準化肺動脈指數(shù)的截斷值：ROC曲線分析顯示，PVAZ預(yù)測TOF根治術(shù)后患者生存的截斷值為-2.98，AUC為0.665（95%CI：0.520～0.810，P=0.031），敏感性為73.3%，特異性為61.3%；MPAZ預(yù)測TOF

圖3 TOF患者根治術(shù)后Kaplan-Meier生存曲線圖

討 論

由于肺血管發(fā)育情況的差異，TOF疾病譜具有一定的異質(zhì)性。肺血管發(fā)育情況是決定患者手術(shù)決策和預(yù)后的重要指標。除懷疑合并其他嚴重畸形或極少數(shù)聲窗差的患者外，超聲心動圖是大多TOF患者術(shù)前接受的唯一的影像學(xué)檢查。因此，術(shù)前超聲心動圖對肺動脈發(fā)育情況的準確評估非常重要［6］。但是，由于患者的年齡、體質(zhì)量等差異，單純依靠超聲心動圖測值對肺動脈的評價作用有限。在臨床工作實際中，手術(shù)決策更多依賴于醫(yī)師的個人經(jīng)驗，缺乏定量標準的參考。而Z值平衡了年齡、身高和體質(zhì)量等因素的影響，反映了個體偏離總體均數(shù)的程度，是簡單、有效的標準化評價指標。此外，Nakata指數(shù)也是基于患者體表面積的一個標準化評價指標。在目前臨床應(yīng)用中，肺動脈指數(shù)一般基于血管介入、CT或MRI測量計算，但受檢查方式本身的限制（禁忌癥、有創(chuàng)、成本高等問題），僅少部分患者有機會接受檢查［7］。而超聲心動圖因其本身獨特的優(yōu)勢，是TOF患者的常規(guī)檢查方法。本研究旨在論證基于超聲心動圖測量的標準肺動脈指數(shù)在預(yù)測TOF根治術(shù)患者預(yù)后及危險分層中也具有良好的應(yīng)用價值。

一、PVAZ可預(yù)測TOF根治術(shù)中是否行TAP

隨著對疾病認識的深入和心臟外科技術(shù)的發(fā)展，TOF根治術(shù)患者的存活率不斷提高。TOF根治術(shù)已經(jīng)成為一種成熟的手術(shù)方式，總體而言圍術(shù)期手術(shù)效果良好［8］。然而，術(shù)后長期的肺動脈瓣反流及與之相關(guān)的右心功能不全等并發(fā)癥仍威脅著患者的生存質(zhì)量和壽命。盡管保留肺動脈瓣環(huán)的手術(shù)方式可能會減少TOF根治術(shù)后患者右心相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生，但僅適用于肺動脈瓣環(huán)發(fā)育較好的患者。對于肺動脈發(fā)育較差患者，為了有效地重建右室流出道及肺動脈，常不可避免行TAP。因此，術(shù)前需要對TOF患者進行準確評估以合理地選擇手術(shù)方式。本研究465例TOF患者中，413例（88.82%）在根治術(shù)中行TAP。已有研究［9-10］提示PVAZ對于TOF根治術(shù)中是否行TAP具有良好的預(yù)測價值。由于研究人群的不同和樣本量的差異，不同研究得到的結(jié)論具有一定差異。一項納入了19篇相關(guān)文獻的Meta分析研究［11］顯示，PVAZ預(yù)測TOF術(shù)中是否行TAP的截斷值為-4～-2。本研究通過ROC曲線分析結(jié)果顯示，PVAZ截斷值為-2.73，AUC為0.740（95%CI：0.641～0.839），敏感性為52.8%，特異性為86.0%，提示PVAZ對于TOF根治術(shù)中是否行TAP具有良好的預(yù)測效果。

二、標準化肺動脈指數(shù)與TOF患者圍術(shù)期臨床指標的相關(guān)性分析

對于嚴重肺動脈狹窄的患者，手術(shù)重建右室流出道及肺動脈的難度更大，預(yù)示著患者可能需要更長的手術(shù)時間和更高強度的圍術(shù)期護理。本研究相關(guān)性分析結(jié)果顯示，各標準化肺動脈指數(shù)與不同圍術(shù)期臨床指標均呈負相關(guān)；PVAZ越低與更長的主動脈阻斷時間有關(guān)，MPAZ越低與更長的機器轉(zhuǎn)流時間、主動脈阻斷時間、重癥監(jiān)護時間、呼吸機支持時間、引流時間及總住院時間相關(guān)，Nakata指數(shù)越低與更長的機器轉(zhuǎn)流時間、主動脈阻斷時間、重癥監(jiān)護時間、呼吸機支持時間相關(guān)。表明，無論年齡、身高和體質(zhì)量如何，肺動脈指數(shù)越小，肺動脈狹窄程度越重，提示圍術(shù)期預(yù)后越差。

三、標準化肺動脈指數(shù)在TOF患者預(yù)后評估中的價值

本研究對我院近20年收治的465例TOF根治術(shù)患者進行隨訪，隨訪期間共23例死亡（占4.95%），總體死亡率＜5%。其中，術(shù)后低心排出量綜合征導(dǎo)致的多器官功能衰竭是最主要的死亡原因。這可能與患者本身肺血管床發(fā)育差、體外循環(huán)的缺血缺氧損害及術(shù)后肺部感染等綜合因素有關(guān)［7］。生存分析結(jié)果顯示，PVAZ為-2.98和MPAZ為-3.47可以較好地預(yù)測TOF根治術(shù)患者術(shù)后生存。提示基于超聲心動圖測量的各肺動脈指數(shù)對TOF患者根治術(shù)的術(shù)后早期及長期預(yù)后均有一定的預(yù)測價值。

早在1984年，Nakata等［12］就提出用心導(dǎo)管造影測量左、右肺動脈第一分支的橫截面積與體表面積比值，即Nakata指數(shù)來反映肺動脈的發(fā)育情況。由于心導(dǎo)管造影屬于有創(chuàng)檢查手段，且價格昂貴，其應(yīng)用范圍有限。國外研究［13-14］顯示，基于計算機斷層掃描和超聲心動圖等其他影像學(xué)成像方式測值計算的Nakata指數(shù)均與心導(dǎo)管造影結(jié)果的相關(guān)性良好。Nakata指數(shù)＜120 mm2/m2曾被認為是TOF根治手術(shù)的禁忌癥。然而，由于Nakata指數(shù)本身存在一定的局限性，這一標準受到研究者質(zhì)疑而并未得到公認。主要原因在于，肺動脈狹窄后遠端擴張在TOF患者中較多，而Nakata指數(shù)的計算是基于對左、右肺動脈分支的測量，將會高估該類患者的肺血管發(fā)育情況。本研究結(jié)果顯示，基于超聲心動圖測量的Nakata指數(shù)與TOF圍術(shù)期臨床指標均有一定的相關(guān)性，但在預(yù)測術(shù)后結(jié)局中價值有限。除上述原因以外，對于少數(shù)肺動脈分支發(fā)育極差或肺氣干擾嚴重、聲窗不佳的患者，超聲心動圖對其左、右肺動脈的完整顯示非常困難，可能也會對研究結(jié)果有一定影響。

綜上所述，基于超聲心動圖測量的標準化肺動脈指數(shù)在評價TOF根治術(shù)患者預(yù)后中具有不同的指導(dǎo)意義。其中，PVAZ對于TOF根治術(shù)中是否行TAP具有良好的預(yù)測價值；PVAZ和MPAZ均可作為TOF根治術(shù)患者結(jié)局的危險分層標準預(yù)測患者預(yù)后；Nakata指數(shù)與TOF圍術(shù)期臨床指標具有一定的相關(guān)性，但對術(shù)后結(jié)局的預(yù)測價值有限。