2. 天津市第一中心医院科教处,天津 300192;
3. 首都医科大学附属北京世纪坛医院心内科,北京 100032
2. Department of Science and Education, Tianjin Fist Central Hospital, Tianjin 300192, China;
3. Department of Cardiology Medicine, Beijing Shijitan Hospital, Capital Medical University, Beijing 100032, China
急性胰腺炎(acute pancreatitis, AP)是消化系统常见急症之一,病死率约为5%~10%[1],轻症患者病情常有自限性,预后较好,而合并器官功能衰竭的重症胰腺炎(severe acute pancreatitis, SAP)病死率则可高达30%[2],因此受到临床广泛重视[3]。早期评估AP患者严重程度并给予积极、合理的治疗,对于SAP的预后至关重要。2012年亚特兰大国际会议修订后的亚特兰大分类(Revision of the Atlanta classification, RAC)[4],使用改良的Marshall评分进行器官功能衰竭评估,其中心功能成为评估AP严重程度的重要指标之一[5],心血管失代偿是SAP病死率最高的并发症[6]。随着医疗技术水平的提高,床旁超声心动图在临床普遍应用,逐渐成为急危重症患者的一种重要诊查手段。近年来,心功能障碍在危重疾病中受到广泛关注[7-8],国内也有心肌损伤与AP病情评估的相关报道[9-10],但将超声心动图引入AP患者心功能评估的研究相对较少。本研究应用床旁超声心动图对AP患者心功能障碍进行评估,为SAP早期病情判断及治疗提供依据。
1 资料与方法 1.1 一般资料前瞻性收集2018年6月至2020年12月期间首都医科大学附属北京世纪坛医院急诊科收治的AP患者。本研究已通过首都医科大学附属北京世纪坛医院伦理审查委员会批准[伦理审批文件编号:11- 2-2018(2)],符合医学伦理学标准,所有被纳入研究的患者或其授权委托人均签署知情同意书。
1.1.1 入选标准(1) 年龄≥ 18周岁;(2)符合2012年RAC的AP诊断标准[4];(3) 发病时间 < 7 d;⑷临床资料齐全。
1.1.2 排除标准(1) 妊娠期及哺乳期妇女;(2)恶性肿瘤及自身免疫病患者;(3)影像学提示慢性胰腺炎征象(胰腺实质萎缩或钙化、主胰管不规则扩张);(4)在外院治疗超过24 h后转入院患者;(5)既往有基础心脏疾病(冠心病、瓣膜病、心律失常、心肌病)或慢性肝、肾、肺、凝血系统疾病。
1.2 研究分组根据2012年RAC关于AP严重程度分类标准[4],结合患者入院48 h内病情严重程度评估,将入组患者分为轻症急性胰腺炎(mild acute pancreatitis, MAP)组,无器官功能衰竭,也无局部或全身并发症;中度重症急性胰腺炎(moderate severe acute pancreatitis, MSAP)组,器官功能衰竭时间 < 48 h,或存在局部或全身并发症;重症急性胰腺炎(SAP)组,器官功能衰竭持续≥ 48 h。考虑到SAP组与非SAP组(即MAP组+MSAP组)间比较,患者预后具有显著差异[11],为更准确地分析判断心功能指标对AP患者严重程度的预测价值,本研究将患者进一步分为SAP组与非SAP组。器官功能衰竭包括呼吸系统、心血管系统、肾脏三个系统或脏器,使用改进的Marshall评分进行器官功能衰竭评估,当一个系统的评分≥ 2分,即可认为发生器官功能衰竭。局部并发症包括急性胰周液体积聚、急性坏死积聚(无菌性或感染性)、胰腺假性囊肿、包裹性坏死(无菌性或感染性)。
1.3 临床资料收集(1) 记录入组患者性别、年龄、心率、血压;(2) 入院后立即测定心肌肌钙蛋白I(cardiac troponin I, cTnI)(ng/mL)、肌酸激酶同工酶(creatine kinase isoenzyme,CK-MB)(ng/mL)、N末端脑钠肽前体(N-terminal pro-brain natriuretic peptide, NTproBNP)(pg/mL)、降钙素原(procalcitonin,PCT)(ng/mL);(3)入院24 h内完成超声心动图检查(CX30,飞利浦,荷兰),所有患者在完成检查前均未使用血管活性药物。记录以下指标:左室射血分数(left ventricular ejection fraction, LVEF)、每博输出量(stroke volume, SV)、左心室收缩末内径(end-systolic diameter, ESD)、左心室舒张末内径(end-diastolic diameter, EDD)、二尖瓣口舒张早期峰值流速(E)、二尖瓣口舒张晚期峰值流速(A)、E/A比值、侧壁二尖瓣环舒张早期峰值流速(E')、舒张晚期峰值流速(A');(4)入院48 h进行急性生理和慢性健康(APACHE Ⅱ)评分、序贯器官衰竭评分(SOFA)以及Ranson评分。
1.4 统计学方法采用R 3.6.3软件包进行统计学分析,ShapiroWilk法对数据进行正态性检验,正态分布数据采用均值±标准差(x±s)描述,组间比较采用t检验或方差分析。连续性变量不符合正态分布时,采用中位数(四分位数)[M(Q1,Q3)] 描述,组间比较采用非参数检验。分类变量采用例数(百分比)描述,组间比较采用卡方检验。采用Logistic回归分析SAP的预测因素,pROC软件包进行ROC曲线的绘制。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 基本资料及相关指标比较符合本研究条件的入组病例共有116例,其中男性71例(61.21%),女性45例(38.79%);年龄18~94岁,中位年龄53.5岁;MAP组35例(30.17%),MSAP组56例(48.28%),SAP组25例(21.55%)。三组患者在性别、年龄差异有统计学意义,见表 1。
指标 | MAP组(n=35) | MSAP组(n=56) | SAP组(n=25) | P值 |
性别(例,%) | ||||
男 | 18 (51.43) | 41 (73.21) | 12 (48.00) | 0.036 |
女 | 17 (48.57) | 15 (26.79) | 13 (52.00) | |
年龄(岁)a | 71.0 (48.0,81.0) | 49.0 (33.5,66.5) | 51.0 (36.0,80.0) | 0.008 |
心率(次/min) a | 95.0 (86.0,105.0) | 99.0(91.0,107.0) | 119.0(104.5,131.2) | 0.010 |
收缩压(mmHg) b | 113.00 ±7.53 | 108.00 ± 10.17 | 111.57± 14.59 | 0.065 |
舒张压(mmHg) b | 68.35 ±8.12 | 70.13 ±7.65 | 60.42 ± 10.38 | 0.073 |
APACHE Ⅱ评分a | 5.0 (1.5,7.0) | 2.0 (0,5.0) | 6.0 (5.0,10.0) | < 0.001 |
SOFA评分a | 1.0 (0,2.0) | 0(0,1.0) | 3.0 (3.0,7.0) | < 0.001 |
Ranson评分a | 1.0 (0.5,1.0) | 0(0,1.0) | 3.0 (2.0,4.0) | < 0.001 |
PCT (ng/mL) a | 0.56 (0.30,0.80) | 0.72 (0.26,1.05) | 1.82 (0.37,3.17) | 0.010 |
cTnI (ng/mL) a | 0.01 (0.01,0.02) | 0.01 (0.01,0.02) | 0.06 (0.01,0.14) | < 0.001 |
NTproBNP (pg/mL) a | 216.72 (78.58,374.50) | 80.24 (62.89,199.74) | 287.13 (106.13,2 176.91) | < 0.001 |
ESD (cm) b | 3.11 ±0.20 | 3.09±0.15 | 3.20 ±0.15 | 0.054 |
EDD (cm)b | 4.94 ±0.16 | 5.02±0.11 | 4.98 ±0.18 | 0.038 |
E峰(cm/s) b | 61.86 ±6.53 | 63.16 ±8.05 | 59.40 ±7.34 | 0.116 |
A峰(cm/s) b | 57.43 ±9.21 | 54.93 ±7.17 | 60.92 ±9.02 | 0.011 |
E/Ab | 1.09±0.15 | 1.15 ±0.09 | 0.99 ±0.14 | < 0.001 |
E'/A'b | 1.18±0.11 | 1.21 ±0.10 | 0.86 ±0.17 | < 0.001 |
SV (mL) b | 70.69 ±5.81 | 72.64 ±5.81 | 58.76 ±7.46 | < 0.001 |
LVEF (%) b | 58.86 ±4.55 | 59.82 ±3.66 | 57.44 ± 5.10 | 0.070 |
注:MAP为轻症急性胰腺炎,MSAP为中度重症急性胰腺炎,SAP为重症胰腺炎,PCT为降钙素原,cTnI为心肌肌钙蛋白I,NTproBNP为N末端脑钠肽前体,ESD为左心室收缩末内径,EDD为左心室舒张末内径,SV为每博输出量,LVEF为左室射血分数;1 mmHg=0.133 kPa,a为M(Q1,Q3),b为x±s |
SAP组心率高于其他两组(P=0.010),差异有统计学意义。收缩压及舒张压在三组间比较,差异无统计学意义。综合评分方面,APACHE Ⅱ评分、SOFA评分及Ranson评分均差异有统计学意义,SAP组较MAP组、MSAP组各检验指标的结果和疾病严重程度相关评分均升高,差异有统计学意义(均P < 0.01)。SAP组血液相关指标PCT、cTnI、NTproBNP均高于其他两组,差异具有统计学意义。血流动力学及超声心动图参数方面,EDD、A峰、E/A、E'/A'、SV在三组间差异有统计学意义(均P < 0.05),而ESD、E峰、LVEF三组之间比较,差异无统计学意义(均P>0.05)。见表 1。
2.2 非SAP组和SAP组指标比较SAP组与非SAP组的各指标及相关评分水平的结果见表 2。结果发现,SAP组与非SAP组比较,心率、APACHE Ⅱ评分、SOFA评分、Ranson评分、PCT、cTnI、NTproBNP、A峰、E/A比值、E'/A' 比值、SV差异均有统计学意义(P < 0.05),而收缩压、舒张压、ESD、EDD、E峰、LVEF两组之间比较,差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者在性别、年龄均差异无统计学意义(P>0.05)。
指标 | 非SAP组(n=91) | SAP组(n=25) | P值 |
性别(例,%) | |||
男 | 59 (64.84) | 12 (48.00) | 0.126 |
女 | 32 (35.16) | 13 (52.00) | |
年龄a | 55.0 (36.0,71.0) | 51.0 (36,80.0) | 0.719 |
心率(次/min) a | 98.0 (89.0,117.0) | 119.0 (104.5,131.2) | 0.008 |
收缩压(mmHg) b | 110.33 ± 12.68 | 111.57± 14.59 | 0.338 |
舒张压(mmHg) b | 69.57 ±9.54 | 60.42 ± 10.38 | 0.059 |
APACHE Ⅱ评分a | 3.0 (0,6.0) | 6.0 (5.0,10.0) | < 0.001 |
SOFA评分a | 0 (0,1.0) | 3.0 (3.0,7.0) | < 0.001 |
Ranson评分a | 1.0 (0,1.0) | 3.0 (2.0,4.0) | < 0.001 |
cTnI (ng/mL) a | 0.01 (0.01,0.02) | 0.06 (0.01,0.14) | < 0.001 |
PCT (ng/mL) a | 0.66 (0.28,1.00) | 1.82 (0.37,3.17) | 0.005 |
NTproBNP (pg/mL) a | 107.87 (67.70,263.09) | 287.13 (106.13,2 176.91) | < 0.001 |
ESD (cm) b | 3.10±0.17 | 3.20 ±0.25 | 0.058 |
EDD (cm)b | 4.99 ±0.14 | 4.98 ±0.18 | 0.420 |
E峰(cm/s) b | 62.66 ± 7.49 | 59.40 ±7.34 | 0.058 |
A峰(cm/s) b | 55.89 ±8.06 | 60.92 ±9.02 | 0.016 |
E/Ab | 1.13 ±0.10 | 0.99 ±0.14 | < 0.001 |
E'/A' b | 1.20±0.10 | 0.86 ±0.17 | < 0.001 |
SV (mL) b | 71.89 ±6.03 | 58.76 ±7.46 | < 0.001 |
LVEF (%) b | 59.45 ±4.03 | 57.44 ±5.10 | 0.078 |
注:SAP为重症胰腺炎,PCT为降钙素原,cTnI为心肌肌钙蛋白I,NTproBNP为N末端脑钠肽前体,ESD为左心室收缩末内径,EDD为左心室舒张末内径,SV为每博输出量,LVEF为左室射血分数;a为M(Q1,Q3),b为x±s |
将表 2中相关指标作为自变量进行二分类Logistic回归分析,并根据年龄校正后发现,SOFA评分、Ranson评分、cTnI、NTproBNP、E'/A' 比值、SV为AP严重程度的重要预测因素(均AUC>0.7)。见表 3。
预测指标 | AUC | 敏感度(%) | 特异度(%) | 截断值 | P值 |
APACHE Ⅱ | 0.693 | 96.4 | 57.1 | 3.50 | 0.008 |
SOFA | 0.902 | 84.3 | 79.1 | 1.50 | < 0.001 |
Ranson | 0.968 | 96.1 | 90.1 | 1.50 | < 0.001 |
PCT | 0.686 | 56.7 | 91.2 | 1.62 | 0.195 |
cTnI | 0.757 | 56.6 | 90.1 | 0.06 | 0.013 |
NTproBNP | 0.732 | 48.1 | 89.0 | 426.50 | 0.041 |
ESD | 0.622 | 40.7 | 83.5 | 3.24 | 0.780 |
EDD | 0.535 | 52.6 | 69.2 | 4.97 | 0.730 |
E峰 | 0.393 | 37.2 | 45.8 | 58.90 | 0.963 |
A峰 | 0.678 | 72.6 | 60.4 | 56.50 | 0.246 |
E/A | 0.698 | 72.1 | 78.0 | 1.08 | 0.002 |
E'/A' | 0.965 | 96.4 | 91.2 | 1.09 | < 0.001 |
SV | 0.917 | 85.2 | 86.8 | 65.50 | < 0.001 |
LVEF | 0.613 | 52.4 | 73.6 | 57.50 | 0.750 |
注:PCT为降钙素原,cTnI为心肌肌钙蛋白I,NTproBNP为N末端脑钠肽前体,ESD为左心室收缩末内径,EDD为左心室舒张末内径,SV为每博输出量,LVEF为左室射血分数 |
对单指标预测价值较好的评分指标SOFA评分、Ranson评分、cTnI、NTproBNP、E'/A' 比值、SV进行综合分析,超声心动图心功能评估综合指标(E'/A' 比值+SV,AUC=0.969)和评分综合指标(SOFA评分+Ranson评分,AUC=0.989)对SAP的预测性优于血液指标(cTnI+NTproBNP,AUC=0.732)。见表 4、图 1。
综合预测指标 | AUC | 敏感度(%) | 特异度(%) | P值 |
SOFA评分+Ranson评分 | 0.989 | 96.3 | 90.1 | < 0.001 |
cTnI+NTproBNP | 0.732 | 48.0 | 89.1 | 0.010 |
E'/A'比值+SV | 0.969 | 96.0 | 92.3 | < 0.001 |
注:cTnI为心肌肌钙蛋白I,NTproBNP为N末端脑钠肽前体,SV为每博输出量 |
3 讨论
研究发现,胰腺发生损伤时,胰蛋白酶原迅速激活、心肌抑制因子释放、多种炎症介质及细胞因子过度生成等,导致心肌细胞超微结构发生改变[12-13],包括心肌细胞间质水肿、心肌纤维过度收缩、心肌细胞间水肿、心肌细胞肥大伴基质胶原化。AP早期就可出现血流动力学改变、心肌损伤以及心脏泵血功能异常,且不同类型AP引起心脏损伤的程度不同,SAP较MAP更为严重[14]。因此,早期(48 h以内)对AP病情进行评估,准确识别SAP患者,及时干预治疗,可以有效地防止MSAP向SAP发展[15]。
3.1 各传统指标对SAP患者的预测价值本研究结果显示,在单因素分析中,SOFA评分及Ranson评分对SAP的预测性均高于APACHE Ⅱ评分。SOFA评分通常用于评估器官功能障碍,既往研究认为SAP患者早期死亡与器官功能衰竭密切相关[16],而APACHE Ⅱ评分相对复杂, 缺乏特异性[17],相关研究发现SOFA评分对SAP的预测价值较APACHE Ⅱ评分高[18],这与本研究结果一致。Ranson评分主要由入院时5项以及入院后48 h内6项客观指标组成,其对AP严重程度的预测价值已在很多研究中得到证实,本研究也得到类似结果。但由于Ranson评分的部分指标需要在入院48 h后进行评估,导致其在早期病情判断方面存在一定的局限性[19]。
本研究中,cTnI、NTproBNP与预后相关性较好,而PCT对预后判断相对较差。PCT作为广泛用于细菌感染、脓毒症早期诊断的血清标志物之一,其对全身炎症反应的判断,尤其是在败血症的诊断中具有重要意义。虽然有研究显示PCT可以评估胰腺有无感染坏死[20-21],但在AP早期无明显感染或者感染仅限于局部组织时,其对病情预测的敏感度及特异度则会受到影响。本研究结果显示,PCT对SAP的预测能力低于cTnI、NTproBNP,这也与之前的研究结果一致[9]。
3.2 超声心动图相关心功能指标对SAP患者的预测价值虽然临床上对AP严重程度进行预测的相关研究较多,但主要集中在各种评分系统、血液相关指标之间的比较,而使用超声心动图测量心功能指标对SAP预测仅有少数报道[22]。在AP尤其是SAP中,心功能改变普遍存在,但多数研究都集中在心电图变化上,如T波改变、ST段改变等[14]。本研究通过超声心动图对AP患者进行心功能评估发现,反映左室舒张功能的指标E'/A' 比值以及反映心脏收缩功能的指标SV对SAP预测价值较高,AUC值均高于0.9。随后,本研究综合比较超声心动图指标、评分指标及血液相关指标发现,超声心功能评估对SAP的预测性能优于血液指标,与评分指标相当。Thandassery等[22]研究发现,LVEDV、SV、心脏指数(cardiac index, CI)以及舒张功能障碍(diastolic dysfunction, DID)和AP的病死率呈正相关,这与本研究结果相一致。
AP发病机制相关研究发现,早期SAP因胰腺局部坏死,导致微循环障碍、炎症介质及细胞因子等释放,引起外周血管扩张,毛细血管渗漏,心脏前、后负荷均降低,组织水肿、组织缺氧、液体积聚第三间隙等,导致血流动力学改变,心功能受损,这种全身炎症反应综合征的发生,与脓毒症休克的发病机制相似[22-23]。一些关于重症感染及AP患者的研究中发现,心功能不全普遍存在,主要表现为左、右心室收缩及舒张功能减退[24-25]。Landersberg等[25]研究发现,在脓毒症和(或)脓毒症休克患者中,有9.1% 出现收缩功能障碍(systolic dysfunction, SYD)、38% 出现DID、14.1% 合并SYD和DID。而Nadkarni等[26]对AP患者进行评估中,52例患者中有31例存在DID,并且所有死亡患者均与DID相关。
3.3 急诊床旁超声心动图在AP中应用价值SAP在胰腺严重病变后出现局部坏死,从而诱发全身多脏器功能衰竭,因此使用单一指标、单一手段进行早期病情判断均具有局限性。本研究将单因素相关性较好的指标结合后进行综合判断,发现心肌损伤相关标记物cTnI、NTproBNP对SAP有一定的预测价值,这与朱会会等[9]的报道结果一致。但其综合价值方面,低于SOFA评分、Ranson评分,而超声心动图对左室舒张功能及收缩功能的判断指标E'/A' 值、SV与综合评分系统预测价值相当。鉴于各评分系统包含项目较多,在临床应用上操作性较差,采用超声心动图进行心功能评估,具有简单、准确、可重复性等特点[27],进一步说明超声心动图的心功能指标可以反映AP的严重程度,是适用于临床的良好指标。
床旁超声心动图具有便捷、实时、准确等特点,成为临床无创心功能判断的首选方法,在指导SAP治疗方面,具有重要意义。相关研究证明,反映左室收缩功能的CI、SV降低和AP患者病死率呈正相关,提示早期的液体复苏对此类患者非常重要,早期、积极、充分的补液是改善AP预后的关键[20],积极的液体复苏可以减少AP并发症、降低病死率。而DID同样和病死率呈正相关,提示舒张功能不全相关的左室充盈压增加会促进液体正平衡[28-29],这也导致与其相关的非心源性肺水肿进一步恶化[30],并可引起肺动脉高压、低氧血症,甚至右心衰竭[29]。超声心动图可以实时监测心脏舒缩功能,迅速识别肺水肿性质,从而使心功能不全的精准治疗成为可能[31-32]。
本研究仍存在一定的局限性:(1)病例数较少,导致三组(MAP、MSAP和SAP)间出现性别、年龄差异,在分两组(非SAP、SAP)后,性别、年龄均无差异统计学意义,对研究结果无影响,但仍是本研究的不足之处;(2)未对AP患者心功能进行连续监测;(3)未将超声心动图的心功能指标和容量管理、液体复苏等相结合进行进一步研究。笔者将在后续工作中进行更深入、更全面的研究。
综上所述,本研究结果表明AP患者心功能改变普遍存在,心功能指标E'/A' 比值、SV对AP严重程度具有一定的预测价值,而且在临床上具有快速、简便、实时、准确等特点,值得推广。
利益冲突 所有作者声明无利益冲突
作者贡献声明 黄隽敏、秋爽、王真:研究设计、数据收集;黄隽敏、巩欣媛:数据整理、统计学分析;刘滕飞:心内科专业指导、基金支持;黄隽敏:论文撰写;王真:论文修改
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