左心室形态联合ST段压低对婴幼儿动脉导管未闭术后心功能不全的预测价值

纪志娴 罗刚 王思宝 王葵亮 泮思林

青岛大学附属妇女儿童医院心脏中心（山东青岛 266034）

动脉导管未闭（patent ductus arteriosus，PDA）是一种潜在紫绀性先天性心脏病，血流动力学为左向右分流，肺循环血量过多，左心室容量负荷增加。符合手术指征者需及时行手术关闭PDA，部分患儿术后发生以左心室射血分数降低为特征的左心功能不全［1-3］。针对PDA 术后婴幼儿左心功能不全的报道有限，预测因素的相关研究不足，亟需更多的临床研究予以明确。因此，本研究总结我院455 例经手术闭合PDA 的婴幼儿临床资料，对PDA 术后左心功能不全的婴幼儿危险因素及预后转归进行分析研究，为开展临床防治工作提供理论支持，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料2016年1月至2022年12月青岛大学附属妇女儿童医院455 例PDA 婴幼儿实施介入封堵治疗。本研究经青岛大学附属妇女儿童医院伦理委员批准（批准号：QFELL-KY-2019-64）。所有患儿监护人术前均告知手术相关风险并签署手术知情同意书。

1.2 纳入与排除标准本研究接受介入封堵治疗的患儿均符合《常见先天性心脏病介入治疗中国专家共识》［4］。对于1 岁以内低体重的婴儿，有明显临床体征（如典型机器样杂音、枪击音和心前区震颤）及心脏超负荷的表现，如呼吸困难，药物治疗不易控制者，需考虑外科手术［5］。排除标准：感染性心内膜炎；合并严重肺动脉高压，临床上出现差异性发绀者；复杂先天性心脏病中依赖PDA存活者。左心功能不全定义为PDA闭合后左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）＜ 50%或LVEF 较术前水平降低 ≥ 10%。

1.3 方法心电图ST 段压低评判标准：多导联ST段表现出水平或下斜形压低超过0.05 mV，记录术前ST 段压低最明显导联的电幅度；超声心动图测量指标：左心房内径（left atrial diameter，LAD）、左心室舒张末期内径（left ventricular end diastolic diameter，LVEDD）、左心室收缩末期内径（left ventricular end-systolic diameter，LVESD）、主动脉内径（aortic diameter，AOD）、肺动脉内径（pulmonary artery diameter，PAD）、肺动脉收缩压（pulmonary artery systolic pressure，PASP）、LVEF 及左心室短轴收缩率（left ventricular fractional shortening，LVFS）等临床资料。纳入研究患儿根据术后心功能评估情况分为心功能不全组及心功能正常组，对术前相关指标进行对比研究。术后第1、3、6、12 个月定期至我院复查经胸超声心动图和心电图，之后每年复查1 次经胸超声心动图和心电图。

1.4 统计学方法本研究利用SPSS 24.0 统计学软件进行处理和统计分析。符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用t检验，以P＜ 0.05 表示差异有统计学意义。采用二分类logistic 回归分析PDA 术后左心功能不全的危险因素，并绘制受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve，ROC 曲线），计算各指标曲线下面积（area under curve，AUC）、灵敏度和特异度。以P＜ 0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况本研究共纳入455 例接受PDA 手术的婴幼儿（男176 例，女279 例），平均年龄（17.08 ± 13.59）个月。所有患儿平均体质量（9.53 ±5.05）kg，平均动脉导管内径（3.69 ± 1.45）mm，术前平均LVEF 为（64.04 ± 5.37）%，手术均顺利完成，未见残余漏、封堵器脱落、严重低血压及死亡等严重并发症。42 例（9.23%）患儿术后出现左心功能不全，平均LVEF 为（54.83 ± 3.37）%，其中介入封堵术29 例，外科结扎术13 例。

2.2 两组患儿临床资料比较与术后LVEF 正常患儿相比，左心功能不全患儿年龄、体质量、BSA、PDA 内径以及术前LAD、AOD、LVEF、LVFS、PASP指标差异无统计学意义（P＞ 0.05）。左心功能不全患儿术前LVEDD、LVESD、PAD 及ST 段压低水平更高（P＜ 0.05），见表1。

2.3 PDA 术后左心功能不全的危险因素分析将表1 中P＜ 0.05 的变量（LVEDD、LVESD、PAD 及ST 段压低）作为协变量，以有无左心功能不全作为因变量（有=1，无=0），用进入法进行建立二分类logistic 回归分析，结果显示ST 段压低是预测PDA 患儿术后发生心功能不全的独立危险因素（P＜ 0.05），见表2。

表1 婴幼儿PDA 术后左心功能不全的影响因素分析Tab.1 Influencing factors analysis for left ventricular dysfunction in infants after operation with PDA ±s

表1 婴幼儿PDA 术后左心功能不全的影响因素分析Tab.1 Influencing factors analysis for left ventricular dysfunction in infants after operation with PDA ±s

注：BSA：体表面积；PDA：动脉导管未闭；AOD：主动脉内径；LAD：左心房内径；PASP：肺动脉收缩期压；LVEDD：左心室舒张末期内径；LVESD：左心室收缩末期内径；PAD：肺动脉内径；LVEF：左心室射血分数；LVFS：左心室短轴收缩率

正常组（n =413）16.24 ± 11.80 8.59 ± 6.13 0.51 ± 0.09 3.66 ± 1.49 11.61 ± 3.05 18.40 ± 5.34 35.93 ± 9.12 32.53 ± 7.94 20.37 ± 5.35 15.34 ± 4.28 64.66 ± 5.83 44.21 ± 3.18 0.02 ± 0.03异常组（n =42）15.68 ± 13.89 9.00 ± 5.29 0.48 ± 0.12 3.90 ± 1.03 11.95 ± 2.01 20.67 ± 5.12 39.33 ± 10.70 35.95 ± 6.29 23.66 ± 4.78 17.51 ± 3.35 63.39 ± 6.44 44.87 ± 4.48 0.07 ± 0.04 P值0.619 0.614 0.233 0.482 0.920 0.304 0.121 0.048 0.042 0.002 0.190 0.233 0.000项目年龄（个月）体质量（kg）BSA（m2）PDA内径（mm）AOD（mm）LAD（mm）PASP（mmHg）LVEDD（mm）LVEDS（mm）PAD（mm）LVEF（%）LVFS（%）ST段压低（mV）t值-0.498-0.506-1.287 0.704-0.100 1.030 2.502 1.904 1.876 3.138-1.313 1.221 9.058

表2 婴幼儿PDA 术后左心功能不全的危险因素分析Tab.2 Risk factors analysis for left ventricular dysfunction in infants after operation with PDA

2.4 PDA患儿术后心功能不全ROC曲线以PDA术后左心室功能情况为状态变量，以ST 段压低为检验变量，绘制ROC 曲线。结果显示，ST 段压低评估PDA 患儿心功能不全的AUC 为0.785，灵敏度为85.4%，特异度为54.0%，截断值为0.025 mV，见图1。

2.5 随访结果42 例左心功能不全患儿平均随访时间为（3.81 ± 1.26）年，LVEF 于术后1～6 个月内恢复。与术前相比，左心功能不全患儿术后6 个月，LAD、LVEDD、LVESD、AOD 及PAD 显著缩小（P＜ 0.05），见表3，心电图示ST 段压低均恢复正常。随访期间所有患儿无死亡病例发生，未合并肺动脉高压。

表3 PDA 术后左心功能不全婴幼儿6 个月随访情况Tab.3 Follow up of infants at 6 months after operation with PDA±s，mm

表3 PDA 术后左心功能不全婴幼儿6 个月随访情况Tab.3 Follow up of infants at 6 months after operation with PDA±s，mm

注：PDA：动脉导管未闭；AOD：主动脉内径；LAD：左心房内径；LVEDD：左心室舒张末期内径；LVESD：左心室收缩末期内径；PAD：肺动脉内径

PAD 17.51 ± 3.35 14.21 ± 2.17时间术前术后AOD 11.95 ± 2.01 10.15 ± 2.33 LAD 20.67 ± 5.12 18.25 ± 3.28 LVEDD 35.95 ± 6.29 29.31 ± 4.15 LVEDS 23.66 ± 4.78 18.23 ± 4.50 7.584 0.027 t值P值7.074 0.003 4.336 0.030 8.853 0.041 8.152 0.001

3 讨论

PDA 作为最常见的左向右分流的先天性心血管畸形之一，肺循环血量过多，左心室容量负荷增加。随着PDA 临床诊治工作不断开展，笔者发现无论外科结扎手术还是介入封堵治疗，部分患儿会出现以左心室射血分数降低为特征的左心功能不全［1-3］。文献资料报道青少年和成人PDA 闭合后左心室收缩功能减低发生率5.60%～11.00%，25.00%～48.52%儿童经皮PDA 封堵术后出现左心室收缩功能减低［6-9］。针对PDA 闭合术后婴幼儿左心功能不全的报道有限，相关发生机制及预测危险因素仍不明确，亟需更多的临床数据资料研究以及早期识别。本研究总结我院455 例婴幼儿手术闭合PDA 的临床资料，术后9.32%出现左心功能不全，研究发现术前LVEDD、LVESD 左心室形态指标及ST 段压低是预测PDA 患儿术后心功能不全的重要指标。

图1 ST 段压低评估婴幼儿PDA 术后心功能不全的ROC曲线Fig.1 ROC curve of ST segment depression in evaluating left ventricular dysfunction in infants undergoing PDA operation

国外研究［10］显示从宫内到新生儿早期是活产儿生理适应的关键阶段，PDA 闭合是这一阶段的重要标志，适应失调可能导致部分新生儿急性心肺功能不全，具体原因并未明确。类似的左心功能不全在二尖瓣关闭不全术后也有报道，Frank-Starling 机制的慢性代偿间的失衡可能对此做出解释［11］。PDA 闭合后肺循环压力下降，左心室容量超负荷状态突然减少，体循环血管阻力迅速升高，左心室后负荷增加，导致前负荷-后负荷不匹配，是导致左心室收缩功能不全的潜在原因。研究［10］显示，与术后心功能正常者相比，左心功能不全患儿术前LVEF 较低，LVESVI 和LVEDVI 水平更高，PDA 内径更粗大，这与本研究结果基本一致。一项为期两年的观察性前瞻性研究招募了68 例患者接受了PDA介入封堵治疗，33例（48.52%）患者在PDA 术后48 h 出现左心室收缩功能障碍；该研究报告显示术后平均LVEF 降低，LVEDD、LVEDV 及LVFS的变化差异均有统计学意义（P＜ 0.000 1）［8］。由于术后左心室前负荷减少，但术后早期左心室收缩期容积值保持不变，因此LVEF 这一百分比值下降明显，随着左心室容积回缩这一比例逐步恢复正常。

尽管PDA 患儿的血流动力学变化相似，但术后左心功能不全发生并不普遍。LVEF ＜ 50%也不太可能仅仅是前负荷减少的结果，少数病例由于慢性容量超负荷和不可逆心肌损伤，左心室功能障碍持续存在。EL-KHUFFASH 等［9］观察到PDA 早产儿的肌钙蛋白水平升高，这表明PDA 造成了心肌亚临床损伤。PDA 闭合后LV 收缩功能障碍的患者的LV 舒张功能比LVEF 正常者更差，而且LV 舒张特性的改善落后于LV 收缩功能的改善，这表明继发于容量超负荷的心肌损伤更明显［10］。早产儿PDA 结扎后1 h 超声心动图显示左心室输出量（LVO）＜ 200 mL/（kg·min）可预测6～12 h 发生结扎后心脏综合征，需正性肌力支持和（或）通气支持，左心室整体纵向应变绝对值与SVR 之间存在显著的负线性关系，表明心肌功能受到后负荷变化的强烈影响［12］。

GUPTA 等［7］研究发现PDA 闭合前LVESD ≥24.5 mm、LVEDVI ≥ 85.5 mL/m2、LVESVI ＞ 32 mL/m2和PDA 内径 ≥ 3.1 mm 可预测PDA 闭合后左心功能不全。相较于对照组，PDA 封堵术后LVEF 降低者术前主动脉僵硬度更高，拥有更高的BNP 水平、肺动脉压和PDA 内径［6］。张大海等［13］统计发现心功能不全组PDA 肺动脉端内径均高于心功能正常组，Tei 指数低于心功能正常组，差异均具有统计学意义（P＜ 0.05）；经logistic 回归分析，Tei 指数、PDA 肺动脉端内径是PDA 患儿心功能不全的危险因素（P＜ 0.05）；当Tei 指数＜ 0.165，动脉导管肺动脉端内径＞ 2.35 mm 时，PDA 患儿易出现心功能不全。本研究对LVEDD、LVESD、PAD 及ST段压进行二分类logistic 回归分析显示ST 段压低是预测PDA 患儿术后发生心功能不全的独立危险因素。

ST 段对应于心室复极的早期、较慢的阶段［14］。ST 段压低可由多种机制引起，左心室扩大会延迟电脉冲在心室内的传导时间，心电图QRS 波间期延长，继发ST 段压低，这可以解释PDA 患儿ST 段压低的原因［15］。研究［16］显示，Fontan 患者24 h 动态心电图监测期间出现心电图ST 段压低，与心功能（NYHA 功能分类）密切相关，这可能是临床实践中有用的评价指标。结合本研究结果，术前ST 段压低可能是评估左心室高负荷及预测术后心功能下降的重要因素。虽然0.025 mV 的截断值在临床实用性较差，但其具有高灵敏度，有望在增加样本量的基础上进一步研究。

总之，PDA 闭合后需注意左心室收缩功能障碍，与左心室前负荷迅速降低和后负荷增加有关，潜在的心肌损伤可能是重要原因。多数左心室收缩功能障碍患儿随访期间多恢复良好。术前左心室形态联合ST 段压低可作为预测PDA 患儿术后心功能不全的重要指标。

【Author contributions】JI Zhixian and LUO Gang wrote drafting of the article；WANG Sibao and WANG Kuiliang made data collection and analysis；PAN Silin mades critical revision of the article for important intellectual content.All the authors approved the final manuscript as submitted.