心肌肌钙蛋白I 水平对非心脏手术后心肌损伤患者脱离机械通气的预测价值

李纾，杜安琪，赵连泽，赵秀娟，朱凤雪，安友仲

近十年来，尽管患者的病情更复杂、基础疾病更多，但随着医学技术的进步，接受手术患者在术中的死亡率已经从1/10 000 人次显著下降至1/100 000 人次[1]。但是，患者术后30 d 内的死亡率近十年来无显著改善，持续在1%～2%，是术中死亡率的近1 000 倍[2]。脱离机械通气（简称脱机）是全身麻醉手术患者术后必然经历的治疗过程，而脱机失败则会直接导致患者预后不良[3]。因此，探索影响术后患者脱机失败的因素，对降低失败率，改善预后有重要的意义。接受手术的患者术前呼吸功能相对较好，而心脏因素对于术后患者脱机成功与否起关键作用[4-5]。非心脏手术后心肌损伤（MINS）的发生率较高，可达18%[6]。本研究分析了MINS 患者心肌肌钙蛋白I（cTnI）水平及多个与脱机相关的指标，探索影响脱机的危险因素，并评估cTnI 水平对脱机成功与否的预测价值。

1 资料与方法

研究对象：前瞻性观察我院2016 年1 月至2018 年12 月间收治的非心脏手术后患者资料。纳入标准：（1）年龄＞18 岁；（2）接受非心脏手术；（3）术后机械通气时间＞ 24 h。排除标准：（1）患者术前即存在cTnI 高于正常值上限；（2）未进入脱机过程或因其他原因中断机械通气治疗；（3）围产期女性；（4）颅脑损伤或神经外科术后患者；（5）有慢性肾脏病的患者；（6）脱离有创机械通气后计划性序贯无创机械通气或高流量吸氧的患者。共纳入286 例MINS 患者，根据术后第一次脱机是否成功将患者分为脱机失败组（n=81）和脱机成功组（n=205）。本研究通过北京大学人民医院伦理委员会审批，所有研究对象均签署知情同意书。

研究方法：所有患者纳入本研究后即每天检测cTnI 水平。根据患者病情，治疗小组共同决策调整机械通气模式及参数，所有患者使用的模式包括容量控制通气、压力控制通气、同步间歇指令通气（压力/容量）+压力支持通气及单纯压力支持通气。每天评价患者是否满足脱机指征，若满足则开始进行自主呼吸试验，试验成功者直接拔除气管插管。心电监测仪连续动态监测动脉血压、心率、指尖氧饱和度，每12 h 进行血气分析。持续观察48 h 判断患者是否脱机成功。

相关治疗指征及定义：MINS 的定义为非心脏术后30 d 内出现的缺血导致的与预后相关的心肌损伤（引起或不引起坏死）[7]。脱机指征包括临床评估标准如咳嗽有力、无过多气道分泌物、患者基础疾病好转或开始好转，以及客观评估标准如临床病情稳定、血流动力学状态稳定[心率≤140 次/min，收缩压90～160 mmHg（1mmHg=0.133 kPa），未使用或少量使用血管活性药]、代谢状态稳定、改良氧合指数≥150 mmHg、呼气末气道内正压≤ 8 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）、呼吸频率≤35 次/min、无显著呼吸性酸中毒。患者在脱机后48 h 内需要再次插管、死亡、非计划性应用无创通气或高流量吸氧，则判定为脱机失败[8]。

观察指标：（1）患者基本人口学特征：性别、年龄和体重指数（BMI）；（2）既往病史：高血压、糖尿病、冠心病、脑血管病、慢性阻塞性肺病和吸烟史，以及术前超声心动图检查所得左心室射血分数；（3）术中情况：出血量、手术时间以及24 h 内是否接受二次手术；（4）术后情况：术后当天急性生理和慢性健康评分Ⅱ（APACHE Ⅱ），脱机前cTnI 最高水平、氧合指数的最低值、机械通气天数以及是否并发脓毒症和急性肾损伤。

统计学方法：使用SPSS 20.0 软件进行数据分析。计量资料用均数±标准差或中位数（P25，P75）表示；计数资料用绝对频数及百分数表示。两组患者的基本人口学特征和临床指标在组间的比较，正态分布的计量资料采用Studentt检验，非正态分布的计量资料采用秩和检验，率的比较采用χ2检验。多因素分析采用Logistic 回归分析。cTnI 水平和机械通气时间对患者脱机失败率的预测价值采用ROC 曲线来评价。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 脱机失败组和脱机成功组的一般临床资料比较（表1）

286 例MINS 患者中，术后24 h 内诊断MINS的患者239 例（83.6%），72 h 内发生MINS 共278例（97.2%）。其中，脱机失败组较脱机成功组年龄、BMI 大，合并糖尿病和慢性阻塞性肺病的比例高，差异均有统计学意义（P＜0.05）。

2.2 脱机失败组和脱机成功组患者术中、术后情况比较（表2）

脱机失败组患者脱机前cTnI 水平显著高于脱机成功的患者[2.04（0.20，10.05）ng/ml vs 0.11（0.05，0.55）ng/ml，P＜0.001]。另外，与脱机成功组相比，脱机失败组患者手术时间更长，APACHE Ⅱ评分更高，机械通气时间更长，而且合并急性肾损伤的比例更高。在预后方面，脱机失败组患者28 d 死亡率高于脱机成功组患者，总机械通气时间和入住重症监护室时间较脱机成功组患者也更长，差异均有统计学意义（P均 ＜ 0.05）。

表1 脱机失败组和脱机成功组患者的一般临床资料比较[例 (%）]

表2 脱机失败组和脱机成功组患者术中、术后情况比较[例 (%)]

2.3 多因素Logistic 回归分析（表3）

将两组间差异具有统计学意义的脱机相关因素作为自变量，以脱机失败与否作为因变量，进行二元非条件Logistic 回归分析。结果显示cTnI 水平高以及APACHE Ⅱ评分高是MINS 患者脱机失败的独立危险因素。

2.4 ROC 曲线分析（图1）

ROC 曲线分析结果显示，cTnI 预测MINS 患者脱机失败率的AUC 为0.760（95%CI：0.689～0.831，P＜0.001）；cTnI 联合APACHE Ⅱ评分预测的AUC 为0.763（95%CI：0.693～0.833，P＜0.001）。

表3 影响非心脏手术后心肌损伤患者脱机失败的多因素Logistic 回归分析

图1 心肌肌钙蛋白I以及心肌肌钙蛋白I联合急性生理和慢性健康评分Ⅱ预测非心脏术后心肌损伤患者脱机失败的ROC 曲线图

3 讨论

有研究[6,9-10]显示，MINS 患者死亡风险增加约3.6 倍，MINS 是手术患者死亡的首要原因。脱机是患者撤离机械通气支持、恢复自主呼吸的过程。随着自主呼吸逐步恢复，患者呼吸做功增加，心脏负担也进一步加重，因此可以将脱机视为一次对患者心肺功能的压力测试。MINS 患者在已经发生心肌缺血的情况下，有必要在开始脱机前对心脏情况进行充分评估，以减少急性心力衰竭、心原性肺水肿的发生，达到降低脱机失败率改善患者预后的目的。因此，探索影响MINS 患者脱机的危险因素，寻求预测脱机失败的新指标具有一定的临床意义。

本研究结果显示，cTnI 水平是MINS 患者脱机的独立危险因素。cTnI 是用于诊断心肌损伤的经典指标，具有很好的敏感度和特异度[11]。由于心脏特异性较好，在急性缺血损伤过程中，其早期升高的程度对心肌损伤的程度和患者病情也有一定的提示作用[12-13]。脱机过程中出现心肌缺血，继而导致心脏舒张功能障碍和肺水肿是脱机失败的重要影响因素。因此，监测MINS 患者cTnI 水平了解心肌缺血损伤程度，对于评估患者是否具有脱机失败的高风险，预警临床提前干预，具有重要的意义。

本研究中，脱机失败组的MINS 患者机械通气时间和入住重症监护室时间更长、28 天死亡率更高，与脱机成功的患者相比预后差、医疗资源和花费消耗大。MINS 的发病机制尚不清楚，有研究认为可能与患者病情较重，以及术中及术后发生低血压事件有关[9]。脱机过程中，患者耗氧量和心肺做功增加，若心脏功能障碍代偿不足，容易出现血流动力学不稳定、休克等诱发心肌缺血相关的恶性心血管事件，导致患者最终预后不良。心原性肺水肿的患者死亡率可高达10%～20%[14]。因此，早期评估心脏情况，有利于降低MINS 患者脱机相关的心血管并发症，进而改善患者预后。

脱机过程中，患者心输出量增加以匹配机体耗氧量增加。但在脱机失败的患者中，通过肺动脉导管可以检测到心脏左心室舒张末期压力增加，耗氧量增加但心输出量不足导致混合静脉血氧饱和度下降。左心室舒张功能障碍导致肺毛细血管楔压增加、肺水肿是脱机失败最重要的原因。因此，早期预测心脏代偿功能，避免在脱机过程中出现心肌缺血等并发症，有利于降低脱机失败率。本研究结果显示，cTnI 在预测MINS 患者脱机失败率方面，具有一定临床价值。相较于其他用于预测脱机失败及相关并发症的指标，cTnI 更容易获得且是临床常规检测的项目。肺动脉导管是预测脱机失败率的金标准[15]，但该项操作为创伤性，且技术难度高、并发症多，并不能常规用于脱机前的心血管功能评估。也有研究认为超声检查可以用于评估心脏功能并预测脱机失败，但超声对心脏舒张功能的评价受呼气末气道内正压的影响较大，患者的检查条件和配合程度以及超声医生的操作水平也显著阻碍了超声在临床的常规应用[16]。如何将各种预测指标结合以形成理想的预测模型仍是目前研究的热点，本研究结果也为cTnI 预测价值的深入探索提供了新的科学依据。

综上所述，本研究前瞻性观察了影响MINS 患者脱机的多个因素，结果显示APACHE Ⅱ评分高以及cTnI 水平升高是MINS 患者脱机失败的独立危险因素。另外，cTnI 对于预测MINS 患者脱机失败具有一定的临床价值。在评估MINS 患者脱机失败风险时，需观察患者cTnI 指标，以降低脱机相关并发症的发生，降低脱机失败率，最终改善患者预后。

利益冲突:所有作者均声明不存在利益冲突