重症心脏瓣膜置换术后患者预后的影响因素分析及风险模型的建立

欧阳春，黄 磊，叶小强，冯 钢，韩 振

（北京大学深圳医院心血管外科，广东深圳 518000）

心脏瓣膜病是临床较为常见的心脏外科疾病，随着现代生活方式以及生活水平的改善，心脏瓣膜病的老龄化现象逐年加重，退行性病变所引起的心脏瓣膜病的发病率也逐年增加［1］。近年来，越来越多的心脏瓣膜病患者要求进行手术治疗，有关资料统计，每年约有27.5万例患者需开展心脏瓣膜手术，在发达国家，心脏瓣膜手术占心脏外科手术发生率的20%～35%［2-3］。心脏瓣膜病患者早期症状并不明显，随着病情的不断发展，患者可能发展为重症心脏瓣膜病，该种状态已无法通过内科治疗手段纠正患者的瓣膜血流动力学障碍。心脏瓣膜置换术（heart valve replacement，HVR）系采用人工瓣膜或机械瓣膜对人心脏瓣膜进行置换，从而改善心脏瓣膜的关闭不全以及狭窄等问题［4］。但由于HVR 在治疗中所面临的问题常常极为复杂，不同个体心脏瓣膜的差异、瓣膜的病因种类的不同、治疗方法的差异以及创新HVR 技术的不断变化均可能导致患者预后出现显著差异［5］。有关资料显示，心脏瓣膜病患者HVR 治疗后的出院病死率约为4%～8%，是冠状动脉旁路移植术的2 倍左右［6］。因此，找出影响重症心脏瓣膜病患者预后的影响因素并在早期采取相应的干预措施，对疾病的预后具有重要意义。

1 资料和方法

1.1 预警模型一般资料

顺序选取北京大学深圳医院2015 年2 月到2021 年2 月心外科收治的264 例重症心脏瓣膜病患者作为研究对象，依据患者行HVR 术后是否死亡分为死亡组与生存组。纳入标准：（1）经超声心动图检查确诊为心脏瓣膜病的患者，且符合重症心脏瓣膜病诊断标准的患者［7］；（2）入院后给予HVR治疗的患者；（3）临床资料完整的患者。排除标准：（1）死于非心功能异常的患者；（2）妊娠期或哺乳期妇女；（3）合并心源性恶液质的患者；（4）严重低血压患者；（5）合并认知功能障碍的患者。

1.2 观察指标

回顾性分析所有纳入患者的性别、年龄、体质量指数、病程、原发性高血压（高血压）史、糖尿病史、肝和肾功能不全、术前心功能分级、原发病类型、左心室舒张末期内径、左心房内径、左心室射血分数、主动脉阻断时间、体外循环时间、手术类型、术后感染、HVR 手术史、严遵医嘱及抗凝不当等临床资料。

1.3 统计学分析

所有患者数据采用SPSS 23.0 软件进行纳入并统计分析，计数资料均用［n（%）］表示，采用卡方（χ2）检验。采用Logistic 回归分析对独立风险因素进行筛选，采用R（R3.6.0）软件对筛选出的独立危险因素建立列线图模型，并应用rms 程序包和Bootstrap 法对列线图预测模型进行验证，计算一致性指数（C-index）、制作受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve，ROC）。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者基本信息资料单因素分析

两组患者的年龄、病程、高血压史、肝及肾功能不全、术前心功能分级、原发病类型、左心室舒张末期内径、左心房内径、左心室射血分数、主动脉阻断时间、体外循环时间、手术类型、术后感染、HVR 手术史、严遵医嘱及抗凝不当的资料比较，差异有统计学意义（P＜0.05），详见表1。

表1 两组患者基本信息资料单因素分析结果 ［n（%）］

2.2 多因素Logistic 回归分析结果

根据重症心脏瓣膜置换术后患者是否发生死亡事件将患者分为发生组与未发生组，通过一般基本信息资料对比结果，对年龄、病程、高血压史、肝及肾功能不全、术前心功能分级、原发病类型、左心室舒张末期内径、左心房内径、左心室射血分数、主动脉阻断时间、体外循环时间、手术类型、术后感染、HVR 手术史、严遵医嘱及抗凝不当等数据作二元Logistic 回归分析，结果表明，病程、高血压史、肝及肾功能不全、原发病类型、左心室舒张末期内径、左心房内径、左心室射血分数、手术类型、术后感染、HVR 手术史及严遵医嘱的P值大于0.05，因此予以剔除，筛选出年龄（OR=3.614，95%CI：1.195～10.932）、术前心功能分级（OR=3.922，95%CI：1.446～10.633）、主动脉阻断时间（OR=3.709，95%CI：1.424～9.662）、体外循环时间（OR=6.171，95%CI：1.636～23.284）、抗凝不当（OR=5.272，95%CI：1.819～15.279）为患者术后发生死亡事件的独立危险因素，且具有统计学意义（P＜0.05），详见表2。

表2 多因素logistic 回归分析结果

2.3 影响重症心脏瓣膜置换术后患者预后的风险模型的建立与验证

基于上述筛选出的独立危险因素，建立了预测患者术后发生死亡事件风险概率的列线图模型，通过对各因素分类进行赋值，对每位患者总分值进行对照，从而给出预后不良的几率，如图1 所示。为确保样本的准确性，采用内部数据验证法，构建验证集，对比两者差异，结果显示：建模集和验证集的C-index 指数分别为0.957（95%CI：0.865～1.049）和0.983（95%CI：0.934～1.032）；两组的校正曲线均与标准曲线拟合较好，见图2；两组ROC曲线下面积（AUC）分别为0.957 和0.983，见图3，证明本次模型具有良好的预测精准度。

图1 预测患者术后发生死亡事件的风险模型的建立

图2 列线图模型的校正曲线验证

图3 列线图模型的ROC 验证

3 讨论

自1954 年二尖瓣狭窄患者首次实施的闭式分离术成功后，我国的心内闭式手术进入了崭新的阶段，此后各类心脏瓣膜疾病在我国得到了广泛的应用与发展。大量研究显示，HVR 可有效地改善患者血液循环障碍，提高患者生活质量，使更多患者生存受益［8-10］。尽管该项手术成功率较高，但HVR 患者术后病死率仍较高，因此，分析并找出影响心脏瓣膜病患者HVR 术后中远期患者预后的危险因素［11］，并采取针对性的干预措施可有效改善患者预后及生存质量。本研究选取本院心脏外科患者264 例作为研究对象，所有患者均完成了HVR 手术治疗，术后随访发现，24 例患者发生死亡，其中11 例死于多器官功能衰竭，6 例死于低心排血量综合征，5 例死于严重心律失常，2 例死于感染性心内膜炎。本研究中病死率为9.09%（24/264），稍高于文献报道，考虑可能与以下两方面因素有关：（1）本研究所选样本量有限，且为单中心的试验结果，可能仍需扩大样本量进行进一步验证；（2）本研究所选取的研究对象为重症心脏瓣膜病患者，患者病情严重程度以及预后本身较一般患者更为严重，因此，病死率稍高于一般心脏瓣膜病患者。

为进一步探讨影响重症心脏瓣膜病患者HVR术后患者死亡的危险因素，本研究通过在单因素分析基础上进行多因素Logistic 回归分析，筛选出影响重症心脏瓣膜病患者HVR 术后患者死亡的危险因素。结果显示，年龄＞56 岁、术前心功能分级为Ⅲ、Ⅳ级、主动脉阻断时间≥2 h、体外循环时间≥3 h 以及抗凝不当是本研究中影响重症心脏瓣膜病患者HVR 术后患者死亡的独立危险因素。有关资料显示，影响重症心脏瓣膜病患者HVR 术后患者死亡的危险因素较多，年龄、心功能分级、病程都有可能影响患者术后死亡，与此同时，手术过程中的主动脉阻断时间以及术中体外循环时间同样可能导致患者术后病死率居高不下［12］。年龄较高患者整体状态较差，患者可能出现多器官功能衰竭，且患者的基础免疫功能较差，同时可能合并各类基础疾病［13］。资料显示，高龄心脏瓣膜病患者进行HVR 治疗后死亡的发生率高达14.5%，现已成为HVR 预后不良的高危人群［14］。有关资料显示，心功能较差是HVR 术后患者死亡的危险因素，主要认为心功能较差的患者可能会导致患者术后呼吸困难、心力衰竭、肺动脉高压等并发症，对于心脏扩大患者术后甚至可能出现恶性心律失常［15］。本研究中心功能分级为Ⅲ、Ⅳ级的患者HVR 治疗后出现了较高的病死率（10/12），与上述文献报道基本一致，因此对于心功能较差的患者术前应采取积极措施，如给予磷酸肌酸支持以及极化液进行治疗。主动脉阻断时间与体外循环时间是本研究的另外两个独立危险因素，主要认为长时间的体外循环可能会引起患者外周血白细胞介素、肿瘤坏死因子等炎症因子大量释放引起患者全身炎症免疫反应，而长时间的主动脉阻断可能会导致患者血液再灌注后出现明显的细胞因子升高［16］。本研究结果显示，抗凝不当是本研究中的另一独立危险因素，对于须行HVR 治疗的患者常需根据具体情况选择心脏瓣膜材质，其中由于机械瓣膜使用的材质为金属与各类高级复合材料组成导致机械瓣膜置换的患者使用周期较长，但与此同时，金属材料与人体的不相容性导致患者使用时需要进行终身的抗凝治疗，尤其需要患者严格遵医嘱服用抗凝药，然而由于患者对相关知识的了解程度并不够，常会导致患者依从性差，进而酿成重要的后果［17］。因此，医护人员术前以及术后应当采取适宜的宣教措施对患者进行HVR 手术及注意事项的宣传教育。

此外，本次研究基于上述筛选出的独立危险因素建立了预测重症心脏瓣膜病患者HVR 后死亡的列线图模型，为避免曲线过度拟合及预测的准确性，本文采用内外部验证途径对模型进行了预测效能检验，结果显示本研究中建模集和验证集的C-index 指数分别为0.957（95%CI：0.865～1.049）和0.983（95%CI：0.934～1.032），校正曲线拟合较好，两组ROC 曲线下面积（AUC）分别为0.957和0.983，提示本次模型具有良好的预测精准度。

综上所述，年龄＞56 岁、术前心功能分级为Ⅲ、Ⅳ级、主动脉阻断时间≥2 h、体外循环时间≥3 h 以及抗凝不当是本研究中影响重症心脏瓣膜病患者HVR 术后患者死亡的独立危险因素。本研究基于上述危险因素建立的列线图预测模型具有一定的预测性，医护人员可根据预测模型给予高风险人群相应的预防措施，改善患者预后。