翟春曉，王曉軍，余永明，王藝丹，徐良棟，叢曉，申曉倩，李虹，梁英，郝恩魁

臨床研究

心臟超聲參數(shù)積分系統(tǒng)對慢性左心室收縮功能減低心力衰竭患者一年再入院的風險評估

翟春曉，王曉軍*，余永明，王藝丹，徐良棟，叢曉，申曉倩，李虹，梁英，郝恩魁

目的： 本研究旨在建立并使用心臟超聲參數(shù)積分系統(tǒng)（超聲積分系統(tǒng)）對慢性左心室收縮功能減低（LVSD）心力衰竭（心衰）患者進行1年再入院風險評估。 方法： 收集并整理我院2007-01至2016-01期間連續(xù)9年慢性LVSD患者412例，以1年內(nèi)再入院為本研究終點。412例患者常規(guī)超聲心動圖檢查數(shù)據(jù)包括 2007-01至2014-12用于建立超聲積分系統(tǒng)280例，2015-01至2016-01用于超聲積分系統(tǒng)的驗證132例。依據(jù)采集的7項指標并分組：（1）左心室內(nèi)徑： 0 組（n=290）和1 組（n=122）；（2）二尖瓣反流： 0 組（n=203）、1 組（n=138）和 2 組（n=71）；（3）三尖瓣反流： 0 組（n=302）、1 組（n=90）和 2 組（n=20）；（4）LVEF： 0 組（n=272）和 1 組（n=140）；（5）肺動脈收縮壓： 0 組（n=282）和 1 組（n=130）；（6） 心包積液： 0 組（n=347 ）和1 組（n=65）；（7）胸腔積液： 0組（n=261）、1組（n=86）和2組（n=65）。使用COX回歸分析對超聲參數(shù)進行篩查，并通過風險因子（HR）計算超聲積分系統(tǒng)權(quán)重值，利用超聲積分系統(tǒng)對LVSD患者1年內(nèi)再入院進行分析，并與傳統(tǒng)超聲參數(shù)進行受試者工作特征（ROC）曲線分析比較。最后通過驗證數(shù)據(jù)集對超聲積分系統(tǒng)進行驗證。 結(jié)果：超聲積分系統(tǒng)分值如下：左心室內(nèi)徑＞60 mm=1分，三尖瓣反流1組=1分，三尖瓣反流2組=3分，二尖瓣反流1組=2分，二尖瓣反流2組=4分，胸腔積液1組=2分，胸腔積液2組=3分，心包積液=1分。超聲積分系統(tǒng)COX回歸分析發(fā)現(xiàn)，不同組間LVSD患者1年內(nèi)再入院率的HR分別為1.552、3.347、4.562，組間比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。超聲積分系統(tǒng)的預測能力采用ROC曲線下面積（AUC）進行評價（建模數(shù)據(jù)： 70.0%，95%CI：0.640～0.761；驗證數(shù)據(jù)：70.4%，95%CI：0.616～0.792），最佳積分閾值為 4 分。 結(jié)論：超聲積分系統(tǒng)能夠很好的預測LVSD患者 1年再入院風險，并優(yōu)于傳統(tǒng)單項超聲參數(shù)。

超聲心動描記術(shù)；心室功能障礙，左； COX回歸分析

(Chinese Circulation Journal, 2017,32:1194.)

心力衰竭（心衰）是各種心臟疾病的終末階段，左心室收縮功能減退（LVSD）是心衰最常見病因（約占60%），隨著我國人口老齡化， LVSD心衰的患病率逐年上升，預后差和再入院率較高，反復再入院占據(jù)了大量的醫(yī)療資源，給家庭及社會帶來了沉重的經(jīng)濟負擔[1]。有研究表明，慢性心衰30天、1年的再入院率分別為22%、63%，防止高頻再入院可改善患者預后及控制醫(yī)療成本[2，3]。有研究提出臨床積分系統(tǒng)，有助心衰早期診斷、預后評估，但大多數(shù)指標為主觀指標[4，5]。與臨床其他指標相比，心臟超聲參數(shù)是客觀、量化、穩(wěn)定的指標，對LVSD心衰患者的預后及長期再入院預測有更好的作用。超聲心動圖現(xiàn)已成為預測、管理LVSD心衰患者的一項重要手段[6，7]。本研究旨在通過建立心臟超聲參數(shù)積分系統(tǒng)（超聲積分系統(tǒng)）分析和預測LVSD心衰患者1年再入院風險。

1 資料與方法

臨床資料： 選取2007-01至2016-01我院因LVSD心衰急性發(fā)作入院患者433例，其中失訪21例，共隨訪412例（95.15%），以 1 年內(nèi)再次心衰入院作為終點，共225例患者發(fā)生終點事件。以2007-01至2014-12的280例患者用于建立超聲積分系統(tǒng)［其中男性160例（57%），平均年齡（69±12）歲，1年內(nèi)再入院156例（56%）］。以2015-01至2016-01的132例患者用于超聲積分系統(tǒng)的驗證［其中男性72例（55%），平均年齡（71±13）歲，1年內(nèi)再入院69例（52%）］。

納入標準:（1）患者因心衰急性發(fā)作入院，符合典型心衰癥狀的臨床表現(xiàn)； （2）左心室射血分數(shù)（LVEF）＜50%；（3）診斷為缺血性心肌病或擴張性心肌病。

排除標準：（1）其后發(fā)生了急性心肌梗死；（2）急性心肌炎、先天性心臟病、酒精性心臟病、慢性阻塞性肺疾病；（3）心臟瓣膜病；（4）原發(fā)性心包積液。入院后行常規(guī)生化血液檢查，超聲心動圖檢查于病情穩(wěn)定3天后進行。412例患者在隨診1年時，發(fā)生再入院的納入和排除標準同前。

治療方法：根據(jù)美國心臟病學會（ACC）/ 美國心臟協(xié)會（AHA）美國 2007 年心衰指南為治療方案。院內(nèi)治療：以強心苷類藥物、利尿劑和血管活性藥物為主， 同時應(yīng)用血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑（ACEI）/血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑（ARB）、β 受體阻滯劑和螺內(nèi)酯，保持水電解質(zhì)穩(wěn)定，配合支持療法，如果合并感染，配合使用藥敏試驗的抗生素，治療時間為7～10 天。院外治療：藥物為主，如洋地黃、利尿劑、螺內(nèi)酯、ACEI/ARB 和 β 受體阻滯劑，2～4 周門診復查。

超聲心動圖檢查及分組：412例患者入院后，癥狀初步緩解后3天行超聲心動圖檢測 , 采集的7項指標及分組：（1）左心室內(nèi)徑：①0 組（n=290)：左心室內(nèi)徑≤ 60 mm;② 1 組（n=122)： 左心室內(nèi)徑＞60 mm。（2）二尖瓣反流：① 0 組（n=203)： 反流束面積/ 左心房面積 ＜19%；② 1 組（n=138)：20% ≤反流束面積 / 左心房面積≤ 40%；③2組（n=71)：反流束面積 / 左心房面積＞ 41%。（3）三尖瓣反流：①0 組（n=302)：反流束面積 / 左心房面積 ＜19%；② 1 組（n=90)：20% ≤反流束面積 / 左心房面積≤ 40%；③2 組（n=20)：反流束面積 / 左心房面積＞ 41%。（4）LVEF：① 0組（n=272)：LVEF ≥ 35%；② 1組（n=140)：LVEF ＜ 35%。（5）肺動脈收縮壓：① 0組（n=282)：肺動脈收縮壓≤50mmHg（1mmHg=0.133 kPa）；②1 組（n=130)：肺動脈收縮壓＞50 mmHg。（6）心包積液：①0組（n=347 )：無心包積液；②1 組（n=65)：有心包積液。(7)胸腔積液：①0組（n=261）：無胸腔積液；②1組（n=86）：一側(cè)胸腔積液；③2組（n=65）：雙側(cè)胸腔積液。

隨訪：2007-01 至 2016-01 期間通過住院和門診病歷和電話訪談對412例患者進行隨訪，每3個月在門診或電話聯(lián)系進行評估，再入院事件以再次因心衰入院。

2 結(jié)果

各組患者平均1年內(nèi)再入院時間比較（表1）：（1）左心室內(nèi)徑組內(nèi)間比較（P=0.004）、二尖瓣反流組內(nèi)比較（P=0.000）、三尖瓣反流組內(nèi)比較（P=0.000）、胸腔積液組內(nèi)比較（P=0.003）、心包積液組內(nèi)比較（P=0.001）、肺動脈收縮壓組內(nèi)組間比較（P=0.004），患者 1 年內(nèi)再入院時間均呈下降趨勢，差異均有統(tǒng)計學意義。（2）LVEF 組內(nèi)間比較（P=0.784），患者1年內(nèi)再入院時間差異無統(tǒng)計學意義。

多項超聲參數(shù)COX回歸分析（表2）：結(jié)果顯示左心室內(nèi)徑、三尖瓣反流、二尖瓣反流、胸腔積液、心包積液是LVSD患者1年內(nèi)再入院的獨立危險因素。

表1 280例（建模）患者在不同組別中平均1年內(nèi)再入院時間比較（log-rankα=0.05）

表2 多項超聲參數(shù)COX回歸分析

超聲積分系統(tǒng)建立與評價：根據(jù)對有意義參數(shù)進行多因素COX回歸分析確定的HR，HR-1代表與對照組（0組）相比增加的1年內(nèi)再入院風險率，將左心室內(nèi)徑的HR-1設(shè)定為1分，其他相關(guān)變量的HR-1以左心室內(nèi)徑為參照轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的整數(shù)。超聲積分系統(tǒng)的分值范圍是0～12，其中左心室內(nèi)徑＞ 60 mm =1分，三尖瓣反流1組=1分，三尖瓣反流2組=3分，二尖瓣反流1組=2分，二尖瓣反流2組=4分，胸腔積液1組=2分，胸腔積液2組=3分，心包積液=1分。超聲積分系統(tǒng)四分類Kaplan-Meier生存曲線（圖1）。

超聲積分系統(tǒng)COX回歸分析： 采用 COX回歸分析結(jié)果顯示，不同組間LVSD患者1年內(nèi)再入院率有顯著差異：超聲積分系統(tǒng)（1組vs 0組）[HR=1.552，95% CI：1.066～2.259，P=0.022）， 超聲積分系統(tǒng)（2組 vs 0組 ） [HR=3.374，95% CI：2.161～5.185，P=0.000），超聲積分系統(tǒng)（3組 vs 0組）[HR=4.562，95%CI：2.517～8.269，P=0.000）。

圖1 超聲積分系統(tǒng)四分類Kaplan-Meier生存曲線

ROC曲線分析（圖2）： 結(jié)果表明超聲積分系統(tǒng)的 AUC 為 70.0%，95%CI：0.640～0.761，最佳積分閾值為4分。

圖2 超聲積分系統(tǒng)和各項超聲參數(shù)對280例患者1年內(nèi)再入院預測的受試者工作特征曲線

1年內(nèi)再入院預測結(jié)果（表3）：用 ROC 曲線分析超聲積分系統(tǒng)和各項超聲參數(shù)對280例患者1年內(nèi)再入院特異性及敏感性均高于單項超聲指標。

超聲積分系統(tǒng)驗證：使用超聲積分系統(tǒng)對132例驗證病例的超聲指標進行賦值，并繪制ROC曲線與建模數(shù)據(jù)曲線比較（圖3），結(jié)果顯示驗證數(shù)據(jù)模型AUC為70.4%，95%CI：0.616～0.792，最佳積分閾值為4分。以上結(jié)果與建模數(shù)據(jù)評價結(jié)果相似，說明系統(tǒng)預測性能良好，可有效預測LVSD患者預后。

表3 用ROC曲線分析超聲積分系統(tǒng)和各項超聲參數(shù)對280例患者1年內(nèi)再入院預測結(jié)果

圖3 驗證數(shù)據(jù)和建模數(shù)據(jù)預測1年內(nèi)再入院的受試者工作特征曲線

3 討論

許多因素可增加LVSD患者心衰再入院風險，目前已證實的再入院高危因素有年齡＞80歲、缺血性心衰、液體潴留、低鈉血癥、腎功能衰竭史、血肌酐≥1.5 mg/dl、B型利鈉肽≥1023.90 ng/L等[8-12]，這些因素的出現(xiàn)提示患者可能需要再次入院接受治療，通過有意義的預測指標對再入院高危因素早期識別尤為必要。

隨著床旁超聲和便攜式超聲設(shè)備的推廣，超聲心動圖檢查作為一個簡便、可靠的評估手段被廣泛應(yīng)用于LVSD患者的臨床篩查、診斷和治療。近年來，已有多項研究使用心臟超聲參數(shù)對LVSD患者血流動力學進行評估，并對預后和再入院進行預測分析[8,13-15]，公認的超聲參數(shù)有二尖瓣反流、三尖瓣反流、肺動脈收縮壓、LVEF等，這些指標對LVSD患者短期再入院預測有重要價值。有研究認為預測LVSD患者1年內(nèi)再入院的心臟超聲參數(shù)指標包括二尖瓣反流、三尖瓣反流、心包積液，其中二尖瓣反流、心包積液為1年內(nèi)再入院的獨立危險因素[16]。但是以上幾種指標是相互獨立的，彼此權(quán)重不同，其特異性和敏感性不高。本研究將多項心臟超聲參數(shù)指標綜合分析，計算各自的權(quán)重來建立超聲積分系統(tǒng)，旨在對LVSD患者的一年內(nèi)再入院風險評估做出更好的評價，通過此系統(tǒng)進行出院評估，制定全面的出院計劃和門診隨診，有利于降低LVSD患者的再入院率。

另外，對不同方法間的ROC曲線和AUC值的比較分析結(jié)果表明，超聲積分系統(tǒng)對心衰患者1年內(nèi)再入院的風險評估效果明顯優(yōu)于單項指標，其準確性和敏感性均有顯著提高，具有較高的臨床實用價值和理論研究意義。另一方面，由于在超聲積分系統(tǒng)的設(shè)計中，各參數(shù)權(quán)重的設(shè)定依賴于人工經(jīng)驗，這對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和泛化能力產(chǎn)生消極影響。隨著數(shù)據(jù)挖掘與機器學習技術(shù)的不斷發(fā)展，利用機器學習算法建立心衰生存預測模型，對心衰患者進行預后評估，逐漸成為心衰研究的熱點[17]。在未來的研究中，我們將利用機器學習與數(shù)據(jù)挖掘算法，評估參數(shù)的重要性，融合多超聲參數(shù)，進一步優(yōu)化超聲系統(tǒng)，建立超聲參數(shù)與心衰之間的映射關(guān)系。因此，超聲心動圖是可以有輸出各種有效數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，有助于疾病預測、篩查、診斷、治療評估，能提供大量有效、可靠原始數(shù)據(jù)，對LVSD患者1年內(nèi)再入院風險評估、生存分析評估有重大價值和挖掘潛力。未來隨著人工智能發(fā)展，以該數(shù)據(jù)平臺為主，結(jié)合其他體系指標，比如腎功能指標，有望構(gòu)建心衰早期篩查、風險評估的計算機模型和精準醫(yī)療平臺。

總之，超聲心動圖可以提供豐富的臨床有效數(shù)據(jù)，為LVSD的預測、篩查、診斷、治療和預后評估提供大量信息。本文基于超聲心動圖建立的超聲積分系統(tǒng)，對LVSD患者1年內(nèi)再入院的風險進行評估，具有重要的臨床應(yīng)用價值。但由于影響心衰患者預后的因素較多，為提高預測模型的準確性和適用性，有必要融合多指標體系，進一步開展多中心大樣本量研究，以構(gòu)建更適合臨床心衰患者的預后評估系統(tǒng)。

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Risk Assessment of Echocardiography Parameter Scoring System for 1 Year Re-admission in Patients With Left Ventricular Systolic Dysfunction

ZHAI Chun-xiao, WANG Xiao-jun, YU Yong-ming, WANG Yi-dan, XU Liang-dong, CONG Xiao, SHEN Xiao-qian, LI Hong,LIANG Ying, HAO En-kui.
Department of Clinical Medical School, Weifang Medical College, Weifang (261053), Shandong, China

HAO En-kui, Email: haoenkui@sdu.edu.cn

Objective: To establish an echocardiography parameter scoring system for assessing the risk of 1 year re-admission in patients with left ventricular systolic dysfunction (LVSD).

Methods: A total of 412 chronic LVSD patients treated in our hospital from 2007-01 to 2016-01 were studied and the end point event was 1 year re-admission. The data included in 280 patients from 2007-01 to 2014-12 for establishing the scoring system and 132 patients from 2015-01 to 2016-01 for verifying the system. Based on 7 echocardiography parameters,the patients were divided into 7 sets of groups:①Left ventricular diameter (LVD): Group0, n=290 and Group1, n=122;②Mitrial regurgitation (MR): Group0, n=203, Group1, n=138 and Group2, n=71; ③Tricuspid regurgitation (TR): Group0,n=302, Group1, n=90 and Group2, n=20;④LVEF: Group0, n=272 and Group1, n=140;⑤Pulmonary artery systolic pressure: Group0, n=282 and Group1, n=130; ⑥Hydropericardium: Group0, n=347 and Group1, n=65; ⑦Hydrothorax:Group 0, n=261, Group1, n=86 and Group2, n=65. The parameters were identified by COX regression analysis, weighted value of scoring system was calculate by hazard ratio (HR), predictive value for1 year re-admission was assess by ROC curve and finally, scoring integration was verified by validation data group.

Results: The integration score was calculated as follows: LVD＞60mm=1 point; TR: Group1=1 point and Group2=3 points; MR: Group1=2 points and Group2=4 points; Hydrothorax: Group1=2 points and Group2=3 points;Hydropericardium=1 point. COX regression analysis indicated that for 1 year re-admission: HR=1.552 in Group1 vs Group0,HR=3.374 in Group2 vs Group0 and HR=4.562 in Group3 vs Group0, all P＜0.05. The AUC of ROC for establishing the data was 70.0% (95% CI 0.640-0.761) and for verifying the data was 70.4% (95% CI 0.616-0.792); the best integration score was 4 points.

Conclusion: Echocardiography parameter scoring system may better predict the risk of 1 year re-admission in LVSD patients which is superior to single echocardiography parameter.

Echocardiography; Ventricular dysfunction, left; COX regression analysis

2014 年山東省科技發(fā)展計劃（2014GSF118187）

261053 山東省濰坊市，濰坊醫(yī)學院 臨床醫(yī)學院( 翟春曉 ) ；山東大學附屬千佛山醫(yī)院 心內(nèi)科（王曉軍、李虹、梁英、郝恩魁）； 山東大學（余永明、王藝丹）；德州市人民醫(yī)院 急診科（徐良棟）；濟南市中心醫(yī)院 心內(nèi)科（叢曉）；煙臺毓璜頂醫(yī)院 神經(jīng)外科監(jiān)護室（申曉倩）

翟春曉 碩士研究生 研究方向為心力衰竭基礎(chǔ)和臨床研究 Email：zhaichunxiao123@126.com 通訊作者：郝恩魁 Email:haoenkui@sdu.edu.cn*為共同第一作者

R541.4

A

1000-3614（2017）12-1194-05

10.3969/j.issn.1000-3614.2017.12.013

2017-02-07）

（編輯：梅平）