颅脑创伤合并脑心综合征患者预后与QRS波向量的相关性研究

周晓慧 张艺萍 孙 培

河南省第二人民医院，河南 郑州 451191

脑心综合征(cerebro-cardiac syndrome，CCS)是脑部损伤后导致心脏出现短时间的左心室壁中段的运动功能减退，可伴或不伴心尖部室壁运动异常，且这些异常表现在后续疾病过程中又可完全恢复的一组临床综合征，多见于中老年群体[1-2]。颅脑创伤便是CCS的重要病因之一[3]，颅脑创伤患者发生CCS的机制复杂，研究认为，颅脑损伤后颅内压升高、应激反应、急性脑损伤产生的非胆碱能神经递质及治疗过程中大量脱水剂、止血或凝血剂的应用等均可能诱导CCS发生，既可发生于急性脑部疾病起病后，也可同时或接近同时发生[4]。相较于单纯颅脑创伤患者，合并CCS的颅脑创伤患者无疑具更高的预后不良风险[5]，但至今仍缺乏CCS的治疗管理指南或共识。心电向量图表示的是某一种瞬间心脏除极与复极的心电向量变化，解释心脏的电激动更接近心脏电的实际情况及心电图波形变化的机制。相对于心电图，心电向量图不仅能表达心脏电流大小，还能解释瞬间方位变化，且形成过程中无信息丢失、无创、安全，在心脏疾病的临床诊断及预后评估中发挥重要作用[6-7]。研究报道，基于立体心电图所获得的经多因素校正后的平面QRS-T夹角(平均空间QRS电轴与平均空间T电轴间的夹角)与急性心力衰竭综合征(acute heart failure syndromes，AHFS)患者远期预后密切相关(HR=2.04，95%CI：1.18～3.56，P=0.01)[8]。但当前研究颅脑创伤合并CCS患者QRS波向量的临床研究鲜见，本研究分析颅脑创伤合并CCS患者预后与心电图QRS波向量的关系，以期对颅脑创伤合并CCS患者的临床干预提供参考。

1 资料与方法

1.1一般资料研究对象为河南省第二人民医院2014-01—2019-02收治的颅脑创伤患者。纳入标准：(1)符合颅脑创伤诊断要求，且病程≤72 h；(2)明确为颅脑创伤所致CCS；(3)既往无心脏病史；(4)既往心电图或心血管生物标志物检查未见异常；(5)临床资料完整。排除标准：(1)合并严重电解质紊乱；(2)既往有脑、心、肝、肾等重要器官功能障碍；(3)合并颅脑创伤以外的脑血管疾病；(4)颅脑创伤病程>72 h；(5)未能坚持治疗或放弃治疗者。最终纳入141例，其中男72例，女64例；年龄41～79(61.84±8.97)岁；其中车祸54例，打击45例，跌伤37例；入院时运动格拉斯哥昏迷量表(motor Glasgow coma scale，mGCS)2～3分53例，4～5分83例；初始颅内压(ICP)<20 mmHg 24例，20～40 mmHg 50例，>40 mmHg 62例；脑疝41例；入院血糖<6.1 mmol/L 38例，6.1～6.9 mmol/L 46例，≥7.0 mmol/L 42例；颅内血肿量<50 mL 87例，≥50 mL 49例；单发脑挫裂伤89例，多发脑挫裂伤47例；硬膜外血肿52例，硬膜下血肿33例，脑内血肿28例，混合性血肿23例；改良CT图像评分3～7分82例，8～11分54例；血清N末端B型利钠肽原(N-terminalpro-brain natriuretic peptide，NT-proBNP)异常21例，血清肌钙蛋白I(serum cardiac troponin I，cTnI)异常18例，肌酸激酶同工酶(creatine kinase isoenzyme，CK-MB)异常10例，心肌肌红蛋白(myoglobin，MYO)异常7例；28 d死亡31例，病死率22.79%，纳入预后不良组；另105例纳入预后良好组。

1.2方法受试者均行立体心电向量检查，Frank导联体系连接，检查时取仰卧位，严格按说明书放置电极，电极形成互相垂直的X、Y、Z三个轴，组成额面(F面)、横面(H面)、右侧面(RS面)，立体心电向量机软件自动分析，采集空间QRS-T夹角、空间QRS-T比值、R-T夹角、R-T比值及各平面(F面、H面、RS面)最大振幅、最大向量角度、QRS环Ⅰ～Ⅳ面积(F面、H面、RS面分别以左下、左前、前下作为第Ⅰ象限，顺时针标记各象限为Ⅱ象限、Ⅲ象限、Ⅳ象限)。

1.3观察指标(1)比较不同类别患者的预后(病死率)情况，包括性别、年龄、颅脑创伤原因、mGCS评分、颅内压(ICP)、脑疝、入院血糖、颅内血肿量、脑挫裂伤情况、血肿位置、改良CT图像评分、心血管标志物(NT-proBNP、cTnI、CK-MB、MYO)；(2)比较预后不良与预后良好组的空间QRS-T夹角、空间QRS-T比值、R-T夹角、R-T比值及各平面最大振幅、最大向量角度、QRS环Ⅰ面积、QRS环Ⅱ面积、QRS环Ⅲ面积、QRS环Ⅳ面积；(3)分析QRS波向量对颅脑创伤合并CCS患者预后的影响；(4)分析心电图QRS波向量对颅脑创伤合并CCS患者预后的预测价值。

2 结果

2.1颅脑创伤合并CCS患者的预后情况比较不同性别、年龄层次、颅脑创伤原因、ICP、入院血糖、颅内血肿位置、改良CT图像评分的颅脑创伤合并CCS患者预后不良比例比较差异均无统计学意义(P>0.05)；但入院时mGCS评分<8分、发生脑疝、颅内血肿量≥50 mL、多发脑挫裂伤及NT-pro BNP、cTnI、CK-MB、MYO异常患者中预后不良发生率显著高于入院时mGCS评分≥8分、未发生脑疝、颅内血肿量<50 mL、单发脑挫裂伤、NT-pro BNP、cTnI及CK或CK-MB、MYO正常患者，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.2不同预后患者的心电图QRS波向量指标比较预后良好与预后不良组的空间QRS-T比值、R-T夹角、R-T比值、F面最大向量角度、F面QRS环Ⅰ面积、F面QRS环Ⅱ面积、F面QRS环Ⅲ面积、F面QRS环Ⅳ面积、H面QRS环Ⅰ面积、H面QRS环Ⅲ面积、H面QRS环Ⅳ面积、RS面最大振幅、RS面最大向量角度、RS面QRS环Ⅰ面积、RS面QRS环Ⅱ面积、RS面QRS环Ⅲ面积比较差异均无统计学意义(P>0.05)；但预后不良组空间QRS-T夹角、F面最大振幅、H面最大振幅、H面最大向量角度显著高于预后良好组，H面QRS环Ⅱ面积、RS面QRS环Ⅳ面积显著低于预后良好组，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表1 颅脑创伤合并CCS患者的预后情况比较 [n(%)]Table 1 Prognosis of patients with traumatic brain injury complicated with CCS [n(%)]

指标预后不良预后良好t值P值空间QRST夹角(°)63.60±43.6745.17±20.553.2940.001空间QRST比值6.43±3.496.66±4.210.2680.788RT夹角(°)-36.27±67.55-33.17±59.420.2490.803RT比值5.47±4.125.88±3.670.5360.592F面最大振幅(mV)1.71±0.681.43±0.582.2900.023最大向量角度(°)39.89±15.3640.27±12.270.1440.885QRS环Ⅰ面积87.57±15.4288.75±14.260.4010.688QRS环Ⅱ面积5.76±7.525.26±8.420.3000.764QRS环Ⅲ面积3.01±5.243.53±7.090.3830.702QRS环Ⅳ面积3.57±13.292.39±9.020.5740.566H面最大振幅(mV)1.38±0.501.16±0.552.0190.045最大向量角度(°)4.46±2.278.02±2.273.0220.003QRS环Ⅰ面积51.88±28.5760.58±24.191.7030.090QRS环Ⅱ面积0.70±1.217.52±1.5522.7870.000QRS环Ⅲ面积4.57±6.555.81±8.270.7750.439QRS环Ⅳ面积42.68±27.1432.36±26.111.9370.054RS面最大振幅(mV)1.20±4.821.21±0.470.0210.983最大向量角度(°)79.68±5.0752.61±85.331.7890.075QRS环Ⅰ面积48.22±29.3654.25±23.771.1840.238QRS环Ⅱ面积45.17±27.7937.36±24.081.5460.124QRS环Ⅲ面积5.20±10.817.08±14.470.6780.498QRS环Ⅳ面积1.32±3.179.36±1.2521.1810.000

2.3患者预后与心电图QRS波向量的关系将一般资料与心电图QRS波向量指标有差异选项，包括入院时mGCS评分(2～3=1、4～=2)、脑疝(是=1、否=0)、颅内血肿量(<50 mL=1、≥50 mL=2)、脑挫裂伤范围(单发脑挫裂伤=1、多发脑挫裂伤=2)、NT-pro BNP(异常=1、正常=0)、cTnI(异常=1、正常=0)、CK-MB(异常=1、正常=0)、MYO(异常=1、正常=0)、空间QRS-T夹角(原值)、F面最大振幅(原值)、H面最大振幅(原值)、H面最大向量角度(原值)、H面QRS环Ⅱ面积(原值)、RS面QRS环Ⅳ面积(原值)为协变量，预后(死亡=1、存活=0)为因变量纳入二分类Logistic回归模型，结果显示，QRS-T夹角、H面最大向量角度与脑疝、MYO均是颅脑创伤合并CCS患者预后的独立影响因素(P<0.05)。见表3。

表3 患者预后与心电图QRS波向量指标的关系Table 3 Relationship between ECG QRS wave vector indexes and the prognosis of patients

2.4心电图QRS波向量对颅脑创伤合并CCS患者预后的预测价值空间QRS-T夹角的AUC值为0.815，略高于H面最大向量角度的0.729，但差异无统计学意义(Z=1.205，P=0.228)；以64.46°为临界值，空间QRS-T夹角预测颅脑创伤合并CCS患者预后的敏感度为67.70%、特异度为88.70%；联合诊断时AUC值上升，并显著高于单一空间QRS-T夹角或单一H面最大向量角度(Z=2.076、2.685，P=0.037、0.007)。见图1、表4。

表4 心电图QRS波向量对颅脑创伤合并CCS患者预后的 预测价值Table 4 Value of ECG QRS wave vector indexes in predicting the prognosis of patients with traumatic brain injury complicated with CCS

图1 心电图QRS波向量预测颅脑创伤合并CCS患者预后的ROC曲线Figure 1 ROC curve analysis of ECG QRS wave vector for predicting the prognosis of patients with traumatic brain injury and CCS

3 讨论

对于颅脑损伤患者而言，CCS的发生可恶化病情，增加死亡风险[9]。基于立体心电图获得QRS波向量是评价恶性心律失常风险的重要指标。甚至有报道指出，无论有无心脏基础病变，空间QRS-T夹角的增大均是猝死、心源性死亡、全因死亡的风险预测指标[10]。但颅脑创伤合并CCS患者预后与心电图QRS波向量的关系罕见报道。基于此，本研究分析了颅脑创伤合并CCS患者预后与心电图QRS波向量的关系，以期能够为颅脑创伤合并CCS患者的临床干预及预后评估提供参考。本研究显示，入院时mGCS评分<8分、发生脑疝、颅内血肿量≥50 mL、多发脑挫裂伤及NT-pro BNP、cTnI、CK-MB、MYO异常患者中预后不良发生率显著高于入院时mGCS评分≥8分、未发生脑疝、颅内血肿量<50 mL、单发脑挫裂伤及NT-pro BNP、cTnI、CK或CK-MB、MYO正常患者，其中脑疝、MYO均是颅脑创伤合并CCS患者预后的独立影响因素，且发生脑疝的颅脑创伤合并CCS患者死亡风险是未发生脑疝患者的1.332倍，这与既往报道结论相似[11]。分析其原因，当脑疝形成后，疝出的脑组织压迫邻近神经、血管等组织结构，从而导致缺血、缺氧，并造成组织损伤及对应功能受损，从而增加预后不良风险。而MYO则是广泛存在于人及哺乳动物心肌、骨骼肌细胞内的蛋白质，主要发挥储存及运输氧的功能，当心肌功能受损便可能引起MYO大量释放[12]，本研究中MYO异常患者预后不良风险是MYO正常患者的0.691倍。

在QRS波向量相关指标上，预后不良组空间QRS-T夹角、F面最大振幅、H面最大振幅、H面最大向量角度显著高于预后良好组，H面QRS环Ⅱ面积、RS面QRS环Ⅳ面积显著低于预后良好组；Logistic回归分析显示，QRS-T夹角、H面最大向量角度与脑疝、MYO均是颅脑创伤合并CCS患者预后的独立影响因素。其中空间QRS-T夹角则是反映心肌干扰心室壁电动力的重要指标[13]。研究报道，空间QRS-T夹角的增大一定程度上意味着致死性心律失常事件发生风险增加[10]。在健康人群中，心肌细胞具较高的同质性，这也使得QRS波与T波角度较为一致，因此QRS-T夹角小。当心肌缺血或受损时，心肌细胞复极与正常心肌细胞不再同步，综合复极向量也随之发生改变，QRS波与T波角度的一致性被破坏，夹角增大，这与RAPOSEIRAS-ROUBN等[14]的研究报道相似。H面最大向量角度则是立体心电图的除极参数之一，其增大意味着QRS最大向量振幅、QRS环的长宽及面积增加，分析或与心肌受损后左右心室引起的心室内差异性传导有关[15-16]。

为进一步分析QRS波向量在颅脑创伤合并CCS患者中的临床价值，本研究进一步绘制ROC曲线分析其对此类患者预后的预测价值，结果显示，空间QRS-T夹角、H面最大向量角度的AUC值分别为0.815、0.729，提示其均可发挥一定预测效能；而联合诊断时AUC值上升，并显著高于单一空间QRS-T夹角或单一H面最大向量角度，特异度高达90.60%。基于当前关于颅脑创伤合并CCS患者立体心电图参数变化的临床研究较少，QRS波向量对颅脑创伤合并CCS的影响仍有待采集大样本量后进一步研究。

颅脑创伤合并CCS患者预后与心电图QRS-T夹角、H面最大向量角度密切相关，且心电图QRS-T夹角、H面最大向量角度作为其预后的评价指标同样可发挥一定的效能，临床还需重视脑疝、MYO与颅脑创伤患者预后的关系，严密监测脑疝的发生、定期测定MYO，积极应对，以最大限度降低颅脑创伤合并CCS患者预后不良风险。