引用本文: 朱家全, 楊琦, 張韞佼, 張俊文, 鮑春榮, 丁芳寶, 梅舉. 心肌梗死三合一指標在非冠狀動脈心臟手術后的影響因素和預測意義. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2017, 24(11): 839-843. doi: 10.7507/1007-4848.201701048 復制
心肌梗死(心梗)三合一指標包括肌紅蛋白、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、心肌肌鈣蛋白 I(cTnI),該指標是評價缺血性心臟病的重要指標,在急性冠狀動脈綜合征發作時顯著上升;此外,其在冠狀動脈移植手術或冠狀動脈球囊成形支架植入手術后可預測圍術期心梗及判斷預后[1-4]。在非冠狀動脈心臟手術中,心內操作需要阻斷主動脈,獲得無血的術野,因而整個心臟需要停跳一段時間,盡管有心臟停搏液和低溫的保護,心臟仍經歷缺血-再灌注的過程,或多或少導致損傷,因而心梗三合一指標在術后也有升高[5-6],但其圍術期變化影響因素及臨床意義仍缺乏詳細的研究,我們推測該指標可預測圍術期恢復,并探討這三種指標的敏感性和特異性。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
回顧性分析 2016 年 3~11 月上海交通大學醫學院附屬新華醫院心胸外科行非冠狀動脈心內直視手術 77 例患者的臨床資料,其中男 37 例、女 40 例,中位年齡 2 歲。所有患者均經心臟彩超檢查明確心內結構病變(先天性心臟病或心臟瓣膜病),復雜病例術前額外行心臟血管造影(CTA)檢查進一步明確診斷。由于主動脈夾層手術影響因素多,予以排除;所有手術均由同一組醫生完成。
1.2 手術方法
所有患者均采用靜脈吸入復合麻醉及氣管插管,應用淺低溫體外循環輔助下手術,體外循環應用軸流泵、膜肺氧合器。術中采用 4∶1 含血心臟停搏液進行心肌保護,根據病種不同采用間斷順行性灌注(每隔 25~30 min 灌注一次,首次劑量 15~20 ml/kg,復灌劑量 10 ml/kg)或持續逆行性灌注。手術包括常規正中開胸心臟直視手術和各種微創(兒童的經右側腋下直切口簡單先天性心臟病修補術、成人右前外側微創瓣膜手術)心內直視手術。
每例患者術中均仔細排氣,對成人患者,術野持續給與低流量二氧化碳。主動脈開放前,患者頭低位,兒童患者主動脈根部置入排氣槽針;成人患者將主動脈停跳液管連接心內吸引進行倒吸,輕壓右冠狀動脈,膨肺,待心內氣泡基本排盡后緩慢松開阻斷鉗。所有患者排氣順利,未發生明顯冠狀動脈氣栓。
1.3 圍術期處理及觀察指標
所有患者術后均進入 ICU 恢復。收集患者一般資料、術中是否進行心肌修剪(包括右心室流出道和左心室流出道)、體外循環時間和主動脈阻斷時間。術后第 1 d 心梗三合一指標在貝克曼庫爾特全自動生化儀上進行檢測,試劑為貝克曼庫爾特公司原裝試劑盒,正常值參考范圍:肌紅蛋白<70 ng/ml,CK-MB 0~25 ng/ml,cTnI<0.03 ng/ml。采集患者術后呼吸機輔助時間、住 ICU 時間。分析患者術前狀況及術后恢復進程,由 2 名高年資醫師根據臨床資料判斷術后是否按預期順利恢復,共同討論達成一致意見。
1.4 統計學分析
計量資料用均數±標準差(
)或中位數(四分位數)表示,心梗三合一指標的影響因素及與術后呼吸機輔助、住 ICU 時間的關系采用線性回歸分析;預測術后是否按預期恢復應用受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線分析。數據分析采用 STATA14.0 軟件。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 一般結果
本組患者的診斷包括三類:簡單先天性心臟病 45 例(包括室間隔缺損、房間隔缺損、肺動脈狹窄)、復雜先天性心臟病 10 例(法洛四聯癥、完全性房室間隔缺失等)和心臟瓣膜病 22 例(單個或多個瓣膜的置換或修復)。全組 1 例死亡,為瓣膜成形合并心房顫動消融患者術后 5 d 因頑固性低氧血癥不能糾正,家屬拒絕使用體外膜肺氧合(ECMO)治療;另有 1 例患者出現低心排血量綜合征給與主動脈內球囊反搏治療后好轉,全組患者無其他重大并發癥。術后第 1 d 心梗三合一指標均有不同程度升高,其中 cTnI 較正常范圍上升幅度最顯著,濃度為 3.8(2.3~9.8)ng/L,肌紅蛋白濃度 80.0(49.4~134.8)ng/L,CK-MB 濃度 37.2(23.7~53.0)ng/L(表 1)。

2.2 術后心梗三合一指標的影響因素
將患者診斷分類、性別、年齡、體質量、是否修剪心肌、主動脈阻斷時間、體外循環時間作為變量,對心梗三合一指標結果進行單因素線性回歸分析,結果發現:肌紅蛋白濃度與診斷分類、年齡、體質量、主動脈阻斷時間、體外循環時間相關;CK-MB 和 cTnI 濃度與診斷分類、修剪心肌、主動脈阻斷時間、體外循環時間相關(表 2)。將以上因素納入多因素線性回歸分析,僅主動脈阻斷時間和體外循環時間與術后心梗三合一指標濃度顯著相關(表 3)。


2.3 心梗三合一指標與術后呼吸機輔助、住 ICU 時間的關系
線性回歸分析提示術后呼吸機輔助時間與心梗三合一指標相關(肌紅蛋白相關系數 0.10,P=0.018;CK-MB 相關系數 0.29,P=0.035;cTnI 相關系數 1.88,P=0.001);術后住 ICU 時間與肌紅蛋白(相關系數 0.01,P=0.047)和 cTnI 相關(相關系數 0.12,P=0.007)。
2.4 心梗三合一指標預測預后情況
根據患者術前情況及恢復病程,發現 63 例(81.8%)患者按預期恢復,另外 14 例(18.2%)患者偏離預期。偏離預期患者心梗三合一指標顯著高于按預期恢復患者 [cTnI:(16.8±16.7)ng/mlvs.(5.1±4.4)ng/ml,P<0.001;肌紅蛋白:(206.9±187.3)ng/mlvs.(103.6±93.2)ng/ml,P=0.003;CK-MB:(72.9±68.7)ng/mlvs.(39.7±25.4)ng/ml,P=0.003]。以 ROC 曲線進行分析,cTnI 能很好地預測患者術后是否順利恢復(曲線下面積 AUC=0.862,P<0.001),預測效果高于肌紅蛋白和 CK-MB(圖 1)。以cTnI 5.33 ng/ml 為臨界值,其預測敏感性 92.7%,特異性 71.4%。

3 討論
心梗三合一指標是臨床常用的急性心肌損傷的指標,對冠狀動脈旁路移植術圍術期的研究較多,尤其是 cTnI。既往研究發現心梗三合一指標在移植手術后顯著升高,停跳移植手術較不停跳移植手術后上升更為明顯[7-8];并且 cTnI 升高超過 14~17 μg/ml 以上可預測圍手術期心梗[8-9]。而心梗三合一指標在非冠狀動脈心臟手術圍術期的研究大多數僅研究其變化趨勢,發現其在手術后 12~24 h 內顯著升高,然后逐漸下降[10-11]。其上升可能與體外循環、主動脈阻斷、低溫、麻醉等有關,但這些研究未探討該指標與預后之間的關系。
本研究中發現,術后 24 h 心梗三合一指標均超出正常范圍,其中 cTnI 指標上升最為顯著,與既往文獻相符[11]。文獻回顧提示,心臟手術后心梗三合一指標峰值濃度大部分出現在術后 24 h 內,之后逐漸下降[12-14];與冠狀動脈旁路移植術相比,非冠狀動脈心臟直視手術不涉及冠狀動脈操作,術后新發心梗可能很低,因此,本研究并未對術后多個時間點進行動態監測;我們推測術后 24 h 心梗三合一指標的濃度能更直接地反映手術中心肌損傷程度,從而對于判斷術后恢復更具有指導意義。
本研究中,單因素線性回歸分析提示:診斷分類、年齡、體質量、主動脈阻斷時間、體外循環時間是影響術后心梗三合一指標濃度的重要因素。瓣膜病、復雜先天性心臟病的術后心梗三合一指標濃度顯著高于簡單先天性心臟病,成人濃度高于嬰幼兒;心肌修剪操作增加術后心梗三合一指標的濃度;主動脈阻斷時間和體外循環時間與術后心梗三合一指標濃度正相關。然而,當進行多因素分析校正后,僅主動脈阻斷時間和體外循環時間為術后心梗三合一指標增高的危險因素,這與既往文獻報道一致[3]。我們推測:成人瓣膜病、復雜先天性心臟病較簡單先天性心臟病手術時間長,而進行心肌修剪操作也顯著增加主動脈阻斷和體外循環時間,因而單因素分析時造成的顯著差異可能是由于瓣膜手術、復雜先天性心臟病手術和心肌修剪導致的手術時間延長所致,這些差異在實施多因素線性回歸分析校正后消失。
盡管術后肌紅蛋白、CK-MB 和 cTnI 三者表現出類似的變化和影響因素,但仍有一些差異。首先,術后 cTnI 較正常范圍上升的幅度最大,為正常值上限的 100 倍左右,顯著高于肌紅蛋白和 CK-MB 的數倍。其次,cTnI 與術后呼吸機輔助時間、住 ICU 時間的相關性最好。最后,cTnI 預測術后是否順利恢復的效果最佳(其 ROC 曲線下面積大于肌紅蛋白和 CK-MB),在今后的檢測中,我們可以重點關注 cTnI 的變化,即可滿足臨床需要,并節約患者支出。
近年來,多項研究發現心肌損傷標志物可用于預測心臟術后死亡率、心臟主要不良事件發生。Adabag 等[15]研究證實術后 24 h cTnI 濃度時術后死亡的獨立危險因子,肌鈣蛋白 T 圍術期顯著升高也可預測近中期死亡率[16-17];肌鈣蛋白還在預測術后重大并發癥,如急性腎損傷等住院并發癥方面也有顯著臨床意義[8, 18-20]。本研究發現,以術后 24 h cTnI 5.33 ng/ml 作為臨界點預測術后是否順利恢復有較高的敏感性和特異性。對于術后 24 h cTnI 高于該臨界值的患者,我們應引起重視,該結果值得推廣。需要注意的是,本研究采用的結局指標為是否順利恢復,而不是死亡或其他重大并發癥(本組無死亡病例,重大并發癥發生率低),因此,該臨界值比較低。我們推測若使用 cTnI 來預測術后死亡,該臨界值應遠遠高于本研究所得到的 5.33 ng/ml。
本研究也存在以下幾點局限:(1)本組患者 77 例,樣本量有限,混雜因素較多,未能進行分層分析;(2)圍術期冠狀動脈氣栓可能是導致心梗三合一指標顯著上升的原因之一,本研究中未分析該因素的影響。基于本研究中所有患者心臟復跳均由同一組醫生按照標準化的方法進行仔細嚴格地排氣,術中未發現明顯氣栓過程,且術后早期監護室中心電監測也未見明顯 ST 段改變等心肌缺血癥狀,因此,未對其進行細致分析;(3)本研究選取的結局指標為術后氣管插管時間、住 ICU 時間,隨訪時間僅限于 ICU 階段,未研究心梗三合一指標對近中期療效判斷的意義;研究選取的另一結局指標是患者術后是否按預期恢復,該指標為主觀判斷,盡管該判斷是基于 2 名高年資醫師討論得來,但仍包含有主觀因素,可能導致誤差。今后的研究可選取更多患者,基于各個病種分別分析,納入更多的影響因素,使用更客觀的結局指標,從而更好地闡明圍術期心梗三合一指標對臨床的指導意義。
綜上,心梗三合一指標在非冠狀動脈心臟手術后顯著升高,復雜、長時間的手術后升高更明顯。cTnI 的升高可預測術后恢復是否順利,與術后呼吸機輔助、住 ICU 時間相關,預測效果優于肌紅蛋白及 CK-MB。在充分保證心肌保護效果的基礎上,減少主動脈阻斷時間及體外循環時間,有助于降低心肌損傷的程度,從而減少術后呼吸機輔助時間和住 ICU 時間,加快患者恢復,改善預后。
心肌梗死(心梗)三合一指標包括肌紅蛋白、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、心肌肌鈣蛋白 I(cTnI),該指標是評價缺血性心臟病的重要指標,在急性冠狀動脈綜合征發作時顯著上升;此外,其在冠狀動脈移植手術或冠狀動脈球囊成形支架植入手術后可預測圍術期心梗及判斷預后[1-4]。在非冠狀動脈心臟手術中,心內操作需要阻斷主動脈,獲得無血的術野,因而整個心臟需要停跳一段時間,盡管有心臟停搏液和低溫的保護,心臟仍經歷缺血-再灌注的過程,或多或少導致損傷,因而心梗三合一指標在術后也有升高[5-6],但其圍術期變化影響因素及臨床意義仍缺乏詳細的研究,我們推測該指標可預測圍術期恢復,并探討這三種指標的敏感性和特異性。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
回顧性分析 2016 年 3~11 月上海交通大學醫學院附屬新華醫院心胸外科行非冠狀動脈心內直視手術 77 例患者的臨床資料,其中男 37 例、女 40 例,中位年齡 2 歲。所有患者均經心臟彩超檢查明確心內結構病變(先天性心臟病或心臟瓣膜病),復雜病例術前額外行心臟血管造影(CTA)檢查進一步明確診斷。由于主動脈夾層手術影響因素多,予以排除;所有手術均由同一組醫生完成。
1.2 手術方法
所有患者均采用靜脈吸入復合麻醉及氣管插管,應用淺低溫體外循環輔助下手術,體外循環應用軸流泵、膜肺氧合器。術中采用 4∶1 含血心臟停搏液進行心肌保護,根據病種不同采用間斷順行性灌注(每隔 25~30 min 灌注一次,首次劑量 15~20 ml/kg,復灌劑量 10 ml/kg)或持續逆行性灌注。手術包括常規正中開胸心臟直視手術和各種微創(兒童的經右側腋下直切口簡單先天性心臟病修補術、成人右前外側微創瓣膜手術)心內直視手術。
每例患者術中均仔細排氣,對成人患者,術野持續給與低流量二氧化碳。主動脈開放前,患者頭低位,兒童患者主動脈根部置入排氣槽針;成人患者將主動脈停跳液管連接心內吸引進行倒吸,輕壓右冠狀動脈,膨肺,待心內氣泡基本排盡后緩慢松開阻斷鉗。所有患者排氣順利,未發生明顯冠狀動脈氣栓。
1.3 圍術期處理及觀察指標
所有患者術后均進入 ICU 恢復。收集患者一般資料、術中是否進行心肌修剪(包括右心室流出道和左心室流出道)、體外循環時間和主動脈阻斷時間。術后第 1 d 心梗三合一指標在貝克曼庫爾特全自動生化儀上進行檢測,試劑為貝克曼庫爾特公司原裝試劑盒,正常值參考范圍:肌紅蛋白<70 ng/ml,CK-MB 0~25 ng/ml,cTnI<0.03 ng/ml。采集患者術后呼吸機輔助時間、住 ICU 時間。分析患者術前狀況及術后恢復進程,由 2 名高年資醫師根據臨床資料判斷術后是否按預期順利恢復,共同討論達成一致意見。
1.4 統計學分析
計量資料用均數±標準差(
)或中位數(四分位數)表示,心梗三合一指標的影響因素及與術后呼吸機輔助、住 ICU 時間的關系采用線性回歸分析;預測術后是否按預期恢復應用受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線分析。數據分析采用 STATA14.0 軟件。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 一般結果
本組患者的診斷包括三類:簡單先天性心臟病 45 例(包括室間隔缺損、房間隔缺損、肺動脈狹窄)、復雜先天性心臟病 10 例(法洛四聯癥、完全性房室間隔缺失等)和心臟瓣膜病 22 例(單個或多個瓣膜的置換或修復)。全組 1 例死亡,為瓣膜成形合并心房顫動消融患者術后 5 d 因頑固性低氧血癥不能糾正,家屬拒絕使用體外膜肺氧合(ECMO)治療;另有 1 例患者出現低心排血量綜合征給與主動脈內球囊反搏治療后好轉,全組患者無其他重大并發癥。術后第 1 d 心梗三合一指標均有不同程度升高,其中 cTnI 較正常范圍上升幅度最顯著,濃度為 3.8(2.3~9.8)ng/L,肌紅蛋白濃度 80.0(49.4~134.8)ng/L,CK-MB 濃度 37.2(23.7~53.0)ng/L(表 1)。

2.2 術后心梗三合一指標的影響因素
將患者診斷分類、性別、年齡、體質量、是否修剪心肌、主動脈阻斷時間、體外循環時間作為變量,對心梗三合一指標結果進行單因素線性回歸分析,結果發現:肌紅蛋白濃度與診斷分類、年齡、體質量、主動脈阻斷時間、體外循環時間相關;CK-MB 和 cTnI 濃度與診斷分類、修剪心肌、主動脈阻斷時間、體外循環時間相關(表 2)。將以上因素納入多因素線性回歸分析,僅主動脈阻斷時間和體外循環時間與術后心梗三合一指標濃度顯著相關(表 3)。


2.3 心梗三合一指標與術后呼吸機輔助、住 ICU 時間的關系
線性回歸分析提示術后呼吸機輔助時間與心梗三合一指標相關(肌紅蛋白相關系數 0.10,P=0.018;CK-MB 相關系數 0.29,P=0.035;cTnI 相關系數 1.88,P=0.001);術后住 ICU 時間與肌紅蛋白(相關系數 0.01,P=0.047)和 cTnI 相關(相關系數 0.12,P=0.007)。
2.4 心梗三合一指標預測預后情況
根據患者術前情況及恢復病程,發現 63 例(81.8%)患者按預期恢復,另外 14 例(18.2%)患者偏離預期。偏離預期患者心梗三合一指標顯著高于按預期恢復患者 [cTnI:(16.8±16.7)ng/mlvs.(5.1±4.4)ng/ml,P<0.001;肌紅蛋白:(206.9±187.3)ng/mlvs.(103.6±93.2)ng/ml,P=0.003;CK-MB:(72.9±68.7)ng/mlvs.(39.7±25.4)ng/ml,P=0.003]。以 ROC 曲線進行分析,cTnI 能很好地預測患者術后是否順利恢復(曲線下面積 AUC=0.862,P<0.001),預測效果高于肌紅蛋白和 CK-MB(圖 1)。以cTnI 5.33 ng/ml 為臨界值,其預測敏感性 92.7%,特異性 71.4%。

3 討論
心梗三合一指標是臨床常用的急性心肌損傷的指標,對冠狀動脈旁路移植術圍術期的研究較多,尤其是 cTnI。既往研究發現心梗三合一指標在移植手術后顯著升高,停跳移植手術較不停跳移植手術后上升更為明顯[7-8];并且 cTnI 升高超過 14~17 μg/ml 以上可預測圍手術期心梗[8-9]。而心梗三合一指標在非冠狀動脈心臟手術圍術期的研究大多數僅研究其變化趨勢,發現其在手術后 12~24 h 內顯著升高,然后逐漸下降[10-11]。其上升可能與體外循環、主動脈阻斷、低溫、麻醉等有關,但這些研究未探討該指標與預后之間的關系。
本研究中發現,術后 24 h 心梗三合一指標均超出正常范圍,其中 cTnI 指標上升最為顯著,與既往文獻相符[11]。文獻回顧提示,心臟手術后心梗三合一指標峰值濃度大部分出現在術后 24 h 內,之后逐漸下降[12-14];與冠狀動脈旁路移植術相比,非冠狀動脈心臟直視手術不涉及冠狀動脈操作,術后新發心梗可能很低,因此,本研究并未對術后多個時間點進行動態監測;我們推測術后 24 h 心梗三合一指標的濃度能更直接地反映手術中心肌損傷程度,從而對于判斷術后恢復更具有指導意義。
本研究中,單因素線性回歸分析提示:診斷分類、年齡、體質量、主動脈阻斷時間、體外循環時間是影響術后心梗三合一指標濃度的重要因素。瓣膜病、復雜先天性心臟病的術后心梗三合一指標濃度顯著高于簡單先天性心臟病,成人濃度高于嬰幼兒;心肌修剪操作增加術后心梗三合一指標的濃度;主動脈阻斷時間和體外循環時間與術后心梗三合一指標濃度正相關。然而,當進行多因素分析校正后,僅主動脈阻斷時間和體外循環時間為術后心梗三合一指標增高的危險因素,這與既往文獻報道一致[3]。我們推測:成人瓣膜病、復雜先天性心臟病較簡單先天性心臟病手術時間長,而進行心肌修剪操作也顯著增加主動脈阻斷和體外循環時間,因而單因素分析時造成的顯著差異可能是由于瓣膜手術、復雜先天性心臟病手術和心肌修剪導致的手術時間延長所致,這些差異在實施多因素線性回歸分析校正后消失。
盡管術后肌紅蛋白、CK-MB 和 cTnI 三者表現出類似的變化和影響因素,但仍有一些差異。首先,術后 cTnI 較正常范圍上升的幅度最大,為正常值上限的 100 倍左右,顯著高于肌紅蛋白和 CK-MB 的數倍。其次,cTnI 與術后呼吸機輔助時間、住 ICU 時間的相關性最好。最后,cTnI 預測術后是否順利恢復的效果最佳(其 ROC 曲線下面積大于肌紅蛋白和 CK-MB),在今后的檢測中,我們可以重點關注 cTnI 的變化,即可滿足臨床需要,并節約患者支出。
近年來,多項研究發現心肌損傷標志物可用于預測心臟術后死亡率、心臟主要不良事件發生。Adabag 等[15]研究證實術后 24 h cTnI 濃度時術后死亡的獨立危險因子,肌鈣蛋白 T 圍術期顯著升高也可預測近中期死亡率[16-17];肌鈣蛋白還在預測術后重大并發癥,如急性腎損傷等住院并發癥方面也有顯著臨床意義[8, 18-20]。本研究發現,以術后 24 h cTnI 5.33 ng/ml 作為臨界點預測術后是否順利恢復有較高的敏感性和特異性。對于術后 24 h cTnI 高于該臨界值的患者,我們應引起重視,該結果值得推廣。需要注意的是,本研究采用的結局指標為是否順利恢復,而不是死亡或其他重大并發癥(本組無死亡病例,重大并發癥發生率低),因此,該臨界值比較低。我們推測若使用 cTnI 來預測術后死亡,該臨界值應遠遠高于本研究所得到的 5.33 ng/ml。
本研究也存在以下幾點局限:(1)本組患者 77 例,樣本量有限,混雜因素較多,未能進行分層分析;(2)圍術期冠狀動脈氣栓可能是導致心梗三合一指標顯著上升的原因之一,本研究中未分析該因素的影響。基于本研究中所有患者心臟復跳均由同一組醫生按照標準化的方法進行仔細嚴格地排氣,術中未發現明顯氣栓過程,且術后早期監護室中心電監測也未見明顯 ST 段改變等心肌缺血癥狀,因此,未對其進行細致分析;(3)本研究選取的結局指標為術后氣管插管時間、住 ICU 時間,隨訪時間僅限于 ICU 階段,未研究心梗三合一指標對近中期療效判斷的意義;研究選取的另一結局指標是患者術后是否按預期恢復,該指標為主觀判斷,盡管該判斷是基于 2 名高年資醫師討論得來,但仍包含有主觀因素,可能導致誤差。今后的研究可選取更多患者,基于各個病種分別分析,納入更多的影響因素,使用更客觀的結局指標,從而更好地闡明圍術期心梗三合一指標對臨床的指導意義。
綜上,心梗三合一指標在非冠狀動脈心臟手術后顯著升高,復雜、長時間的手術后升高更明顯。cTnI 的升高可預測術后恢復是否順利,與術后呼吸機輔助、住 ICU 時間相關,預測效果優于肌紅蛋白及 CK-MB。在充分保證心肌保護效果的基礎上,減少主動脈阻斷時間及體外循環時間,有助于降低心肌損傷的程度,從而減少術后呼吸機輔助時間和住 ICU 時間,加快患者恢復,改善預后。